Множительные головки к универсальным станкам различаются по конструкции:

· стационарные, которые обеспечивают одновременный ввод одинаковых или разных по назначению инструментов;

· поворотные (револьверные), позволяющие последовательно вводить в работу разные по размеру, но однородные по назначению инструменты;

Головки подразделяются на специальные и универсальные, с шестеренчатым или кривошипно-шатунным приводом. Специальные головки предназначены для обработки заготовок с определенным расположением отверстий или пазов (отверстия могут находиться в одной плоскости или разных), шпиндели таких головок не могут изменять свое положение. Универсальные головки допускают в определенных пределах изменение расположение рабочих шпинделей.

Вращение шпинделей множительной головки должно быть:

· при обработке отверстий – по часовой стрелке;

· при нарезании резьбы – по и против часовой стрелки.

Таким образом, если головки шпинделя получают вращение от ведущего колеса с внешним зацеплением, то передача к зубчатым колесам шпинделей осуществляется через паразитные зубчатые колеса, а если от ведущего колеса с внутренним зацеплением, то передача осуществляется непосредственно к зубчатым колесам рабочих шпинделей.

Головки с шестеренчатым приводом состоят из корпуса, центрального вала с ведущей шестерней, промежуточных валов с паразитными шестернями, рабочих шпинделей с ведомыми шестернями и державками для закрепления режущего инструмента.

Многошпиндельные головки центрируют по буртику гильзы шпинделя вертикально-сверлильного или агрегатного станка и крепят шпильками и гайками.

Представляют определенный интерес множительные головки:

· с раздвижными шпинделями, у которых отсутствует перекос рабочих шпинделей под нагрузкой;

· для многопозиционной обработки заготовок;

· резьбонарезные;

· револьверные.

Многошпиндельные револьверные головки для нарезания резьбы несколько отличаются от обычных сверлильных, так как должны обеспечивать подачу метчиков в зависимости от шага резьбы. Кроме того, в практике машиностроительных заводов получили распространение и комбинированные головки для одновременного сверления, зенкерования, нарезания резьбы и т.п. При этом используют обгонные муфты или качающиеся на кронштейнах паразитные зубчатые колеса, изменяющие направления вращения метчиков при возврате головки, поскольку вращение других инструментов должно оставаться прежним.

Исходными данными для расчета и конструирования многошпиндельных головок являются:

· чертеж детали с техническими требованиями;

· технологический процесс с указанием режимов резания;

· диаметр и длина режущего инструмента и размеры их хвостовиков;

· техническая характеристика станка (мощность двигателя, предельные значения скоростей резания и подач и т.д.);

· чертеж приспособления, с которым будет работать головка;

· размеры гильзы станка, которые связывают шпиндель с головкой;

· максимальное расстояние от шпинделя станка до стола и др.

Многошпиндельные головки проектируются в следующей последовательности:

1) рассчитываются режимы резания (скорость резания и подача) так же, как для многоинструментальной наладки;

2) определяются сила подачи, крутящие моменты и потребная мощность для привода головки (индивидуально для каждого инструмента);

3) определяется частота вращения шпинделя станка (отношение передаточных чисел оборотов инструментов к числу оборотов шпинделя станка);

4) определяется подача шпинделя станка (отношение передаточных чисел подачи инструментов к величине подачи шпинделя станка);

5) выбирается кинематическая схема многошпиндельной головки;

При выборе кинематической схемы головки необходимо выполнить следующие требования:

· ось ведущего шпинделя должна располагаться в точке равнодействующей усилиям подачи инструментов;

· оси инструментальных шпинделей должны располагаться в соответствии с чертежом обрабатываемой детали;

· усилия к рабочим шпинделям не должны передаваться через шестерни других рабочих шпинделей;

· количество паразитных шестерен должно быть минимально возможным – все рабочие шпиндели должны иметь правое вращение;

· при близком расположении шпинделей все шестерни должны располагаться в одной плоскости;

· если обрабатываемые отверстия заготовки расположены на одной окружности, то выбирают ведущее зубчатое колесо с внутренним зацеплением. В таком случае обходятся без промежуточных (паразитных) колес, так как ведущий и инструментальный шпиндели будут вращаться в одну сторону.

Кинематическую схему необходимо начать с определения диаметров делительных окружностей и модулей шестерен. При этом следует использовать стандартный ряд модулей зубчатых зацеплений m = 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12 мм при минимальном числе зубьев z = 16.

Ширина шестерни должна составлять не менее 6 – 10 модулей.

Рекомендуются следующие передаточные отношения:

· на замедление

i = 4…5;

· на ускорение

i = 2…2,5.

Окружная скорость зубчатого венца должна составлять:

· не более 5…6 м/с для зацеплений 8-й степени точности;

· не более 10…12 м/с для зацеплений 7-й степени точности.

Далее проводится корректировка числа зубьев колес, динамический расчет зубчатых колес и валов, выбор подшипников и т.д. (см. курс «Детали машин»).

Остальные параметры головки выбираются по конструктивным соображениям.