ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОНТРОЛЬНО-
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
И РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
В. М. ВЛАДИМИРОВ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Одобрено
Ученым советом Государственного комитета Совета Министров СССР по профессионально-техническому образованию в качестве учебника для средних профессионально-технических училищ
МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1976
6П5.4 В.57
Отзывы и замечания просим направлять по адресу:
Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».
Владимиров В. М.
В.57 Изготовление и ремонт контрольно-измерительных и режущих инструментов. Учебник для средн, проф.-техн. училищ. М., «Высш, школа», 1976.
280 с. с ил. (Профтехобразование. Инструментальное производство.)
В книге приведены общие сведения об инструментальном производстве; рассмотрены устройство, изготовление и ремонт контрольно-измерительных и режущих инструментов; даны сведения о материалах для изготовления инструментов и особенностях их термической и химико-термической обработки; освещены вопросы использования алмазов и алмазных инструментов, твердых и сверхтвердых синтетических материалов. Большое внимание уделено обобщению опыта применения рациональных приспособлений и средств механизации труда слесарей-инструментальщиков.
31304-413
В ------------73—76
052(01)—76
6П5.4
© Издательство «Высшая школа», 1976
Введение
В Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы определены новые рубежи развития станкостроительной и инструментальной промышленности. Выпуск металлообрабатывающего инструмента должен быть увеличен на 9,5%, алмазного — почти на 12%, технологической оснастки — более чем на 11%.
Наряду с увеличением выпуска твердосплавного инструмента, а также инструмента из сложнолегированных быстрорежущих сталей, прецизионного, инструмента с применением синтетических алмазов и сверхтвердых материалов предстоит решить новые задачи, связанные с организацией производства инструмента из минералокерамических материалов.
На каждом машиностроительном предприятии освоение прогрессивной технологии немыслимо без достаточного обеспечения его совершенной технологической оснасткой, высококачественными режущими инструментами, надежной измерительной техникой и точными средствами цехового контроля. В связи с этим на заводах имеются инструментальные цехи, в которых изготавливают и ремонтируют технологическую оснастку, измерительные и режущие инструменты. Качественное изготовление и своевременный ремонт технологической оснастки, инструментов зависят от степени использования станочного оборудования, прогрессивных методов обработки и правильной организации труда в инструментальном производстве.
Среди работников инструментальных цехов довольно многочисленный отряд составляют слесари-инструментальщики. Они выполняют работы по доделке обработанных на станках деталей, сборке, отладке и испытанию готовых инструментов и оснастки.
Трудоемкость слесарных работ при изготовлении и ремонте инструментов достигает 25—30% от общих затрат труда на их изготовление. Поэтому повышение производительности труда инструментальщиков имеет огромное значение. Основой для решения этой задачи является максимально возможная механизация всех слесарных операций и получение с механических участков инструментального цеха деталей, достаточно точно обработанных на соответствующих станках.
Чтобы обеспечить наиболее высокое качество выполнения работ в минимально короткие сроки, от инструментальщика требуется умение пользоваться вспомогательными приспособлениями,
специальными инструментами, а также наиболее полно использовать имеющиеся в распоряжении инструментального цеха средства производства, В процессе изготовления инструментов применяют разнообразные материалы с особыми свойствами, используют специальную технологию, обусловленную специфическим назначением инструмента, применяют особые приемы слесарных работ. Умение выполнять соответствующие каждому виду работ операции определяет уровень квалификации слесаря-инструментальщика.
Профессионально-техническое образование в СССР призвано осуществлять планомерную подготовку всесторонне развитых, технически образованных, культурных молодых квалифицированных рабочих, владеющих профессиональными навыками, отвечающими требованиям современного производства.
Учебник составлен с учетом того, что перед изучением курса специальной технологии учащиеся уже получили определенный минимум знаний в области общего материаловедения, технологии машиностроения, правил технического черчения, системы допусков и посадок. Учитывается также, что читатели владеют производственными навыками в объеме общеслесарного курса.
Раздел первый
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Глава I
СВЕДЕНИЯ ОБ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
§ 1.	ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СЛУЖБ
Правильная организация инструментального хозяйства машиностроительного завода влияет «а состояние и развитие основного производства, на его культуру и технический прогресс. В инструментальных цехах изготовляют и ремонтируют контрольные, измерительные и режущие инструменты, разнообразные приспособления, штампы, формы для литья металлов, пресс-формы для пластмасс, применяемые в основных цехах завода.
В промышленности проводится большая работа по укрупнению и централизации изготовления инструментов, созданию специализированных инструментальных заводов. Эти заводы в основном изготовляют инструменты массового применения, поэтому машиностроительные предприятия сами изготовляют для собственных нужд различные виды нестандартизованных инструментов. Изготовление инструментов непосредственно заводами-потребителями носит индивидуальный или мелкосерийный характер; себестоимость этих инструментов намного выше, чем изготовляемых на специализированных инструментальных заводах. За последние годы проведены большие работы ПО' усовершенствованию конструкций инструментов, их стандартизации и сокращению типоразмеров. Это позволяет увеличить серийность изготовления инструментов, а значит, и применять более совершенную технологию производства, шире использовать средства механизации.
На всех машиностроительных заводах имеются инструментальные отделы, подчиненные главному технологу завода. В составе инструментального отдела имеется инструментальное конструкторское бюро (ИКБ). Кроме того, в состав отдела входит бюро инструментального хозяйства (БИХ), которому подчинены инструментальный цех, центральный инструментальный склад (ЦИС), инструментально-раздаточные кладовые (ИРК) и участки заточки инструмента, размещенные в производственных цехах.
БИХ планомерно приобретает необходимый заводу инструмент и .технологическую оснастку, организует хранение их и выдачу на
производство, своевременное списание пришедшего в негодность, а также изготовление новых инструментов в заводском инструментальном цехе. БИХ также ведет наблюдение за правильной эксплуатацией инструментов и оснастки в производственных цехах.
На крупных заводах, кроме инструментальных цехов, 'существуют еще и ремонтно-инструментальные мастерские или ремонтноинструментальные участки при больших цехах основного производства. Они выполняют работы по текущему ремонту инструментов, отладке и среднему ремонту технологической оснастки.
При больших объемах производства на заводах имеется несколько инструментальных цехов, каждый из которых специализируется на изготовлении определенного вида инструментов или технологической оснастки. Например, цехи режущего инструмента, измерительного инструмента, штампов, приспособлений и нестандартного оборудования.
На предприятиях с небольшим объемом производства имеется обычно один инструментальный цех с соответствующими участками, специализирующимися на определенных видах работ. Такими участками являются, например, заготовительный, кузнечно-сварочный, термический, механический, слесарный и др.
Заготовительный участок имеет склад инструментальных материалов и обеспечивает все другие участки цеха заготовками по разнарядкам планово-распределительного бюро инструментального цеха. Участок оборудован гильотинными ножницами и пресс-ножницами для резки листового и сортового материала, оборудованием для газопламенной резки, отрезными станками, дисковыми и ножовочными пилами, станками для электроискровой и абразивной резки твердых сплавов.
На кузнечно-сварочном участке изготовляют фигурные заготовки инструмента и детали оснастки, а также осуществляется подготовка кубиков для последующего изготовления матриц штампов и пресс-форм. На этом участке выполняют и все сварочные работы по изготовлению корпусных деталей приспособлений, наплавке штампов и режущих инструментов твердыми сплавами, приварке и припайке хвостовиков, наконечников и режущих пластин к инструментам. Участок оборудуют пневматическими молотами разной мощности, нагревательными устройствами и установками для электродуговой, индукционной и газопламенной сварки.
Термический участок цеха предназначен для выполнения всех процессов термической и химико-термической обработки деталей оснастки и инструмента как в форме заготовок, так и после обработки на станках. Термический участок, как правило, бывает изолирован от всех остальных участков и служб инструментального цеха. В состав оборудования участка входят газовые, нефтяные или электрические нагревательные печи, тигельные печи с электрообогревом, ванны с электрообогревом для расплавления солей, ванны с обогревом или охлаждением закалочных растворов и масла при закалке. Участок оснащается приборами для контро-6
ля температуры в ваннах и печах, контроля твердости заготовок до и после термической обработки.
На участке механической обработки выполняются процессы станочной обработки деталей технологической оснастки и инструментов. Особенностью станков, используемых в инструментальном цехе, является их универсальность. Кроме высокоточных универсальных станков общего назначения (токарных, фрезерных, строгальных, шлифовальных, сверлильных, долбежных и др.) инструментальные цехи имеют и специализированные станки, предназначенные для выполнения сложных инструментальных работ: координатно-расточные, координатно-шлифовальные, оптические профилешлифовальные, фасонно-строгальные, копировально-фрезерные, резьбошлифовальные, заточные, токарно-затыловочные, гравировальные, а также станки для электроимпульсной и ультразвуковой обработки.
§ 2.	КАДРЫ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ЦЕХОВ И КРУГ РАБОТ СЛЕСАРЯ-ИНСТРУМЕНТАЛЬЩИКА
Обслуживанием оборудования инструментального производства, как правило, заняты рабочие высокой квалификации. Наименование профессий рабочих в инструментальных цехах в большинстве своем совпадает с наименованиями рабочих, занятых в цехах основного производства, но к наименованию профессии добавляется слово инструментальщик (токарь-инструментальщик, шлифовщик-инструментальщик, расточник-инструментальщик, слесарь-инструментальщик, термист-инструментальщик).
Кроме того, в инструментальном производстве имеются специальности, не встречающиеся в основных цехах завода: токари-заты-ловщики, шлифовщики на оптико-шлифовальных станках, заточники, токари-лекальщики, расточники-координатчики, гравировальщики, электроэррозионники, ультразвуковики, фрезеровщики-копировальщики и др.
Средний разряд рабочих, занятых в инструментальных цехах, обычно выше, чем рабочих механических цехов этих же заводов.
Работа по изготовлению контрольно-измерительных и режущих инструментов требует выполнения разнообразных и сложных операций: точной разметки, сложных измерений, точного сверления, развертывания, нарезания резьбы, фигурного опиливания, припиловки пазов и отверстий, шабрения, плоского и профильного шлифования, термической обработки инструментов, притирки и доводки закаленных деталей, полировки обработанных поверхностей.
Квалифицированный слесарь-инструментальщик умеет выполнять ряд работ на металлообрабатывающих станках, которыми оснащены инструментальные цехи. Кроме того, он умеет пользоваться приборами для оптических измерений, определения твердости металла и качества обработанной поверхности, умеет различать металлы, определять их марку. Нередко в течение рабочего дня слесарю-инструментальщику приходится выполнять десятки
различных операций и переходов, причем каждый из них требует применения специального инструмента и особых приемов работ.
В процессе работы слесари часто сами изготовляют нужные им специальные инструменты и приспособления, например шаберы, фигурные зубила, чеканы и прошивки, притиры и полировальники, припиловочные параллели и др.
Рис. 1. Рабочий верстак слесаря-инструментальщика:
/ — тумба, 2 — поверочная плита, 3 — доводочная плита, 4 — планшет для чертежей, 5 — лампа на шарнире, 6 — полочка для контрольно-измерительных инструментов, 7 — параллельные поворотные слесарные тиски, 8 — световой фонарь, 9 — стул с винтовым подъемом сиденья, 10 — выдвижные ящики
Рабочее место слесаря-инструментальщика должно быть удобным, просторным, светлым и чистым. Организация рабочего места зависит от того, какими способами слесарь изготовляет детали: вручную или с применением механизированных средств. Рабочее место слесаря-инструментальщика состоит из верстака (рис. 1), на котором он обрабатывает детали, и разметочной плиты, находящейся рядом с верстаком. К верстаку подведены переменный ток для местного освещения, переменный ток повышенной частоты для подключения электрифицированных инструментов, сжатый воздух для пневматических инструментов.
Верстак должен быть одноместный, с размерами примерно 1400X800X900 мм. Высота верстака и .рабочей плоскости разметочной плиты должны соответствовать росту работающего. Поверхность верстака обивают линолеумом. В тумбах верстака находится ряд ящиков для хранения инструментов и принадлежностей. У верстака должен находиться стул с регулируемой высотой сиденья.
Принадлежностью верстака являются поверочная и доводочная плиты, параллельные поворотные тиски с ручным винтовым зажимом, позволяющим регулировать силу зажима, что очень важно при обработке точных и сложных по форме деталей.
На рабочем месте должен находиться постоянный комплект часто употребляемого качественного инструмента и соответствующих принадлежностей. Аккуратное хранение и индивидуальное использование инструмента создает определенные удобства в работе, способствует выработке сноровки, увеличивает продолжительность службы инструмента и принадлежностей.
Выполнение работ по изготовлению контрольно-измерительного инструмента требует высокой культуры труда и полной чистоты на рабочем месте. Несоблюдение этих условий снижает производительность труда и способствует появлению брака. На поверочной плите не должны выполняться работы, не требующие высокой точности. По ней нельзя ничем ударять, чтобы не поцарапать точно обработанную поверхность плиты.
. Измерительные инструменты хранят в специально отведенном для них выдвижном ящике верстака, в особых гнездах, предназначенных для каждого вида инструмента. Во время работы измерительные и контрольные инструменты располагают только на предназначенной для них полке. Чтобы быстро найти требующийся инструмент, ящики верстака делают выдвижными и оснащают их съемными лотками, в которых имеются гнезда, соответствующие форме инструментов. Любой из этих лотков можно легко извлечь из ящика и расположить на поверхности верстака соответственно условиям работы.
Для хранения на рабочем месте обрабатываемых деталей в наиболее удобном для слесаря положении применяют различного рода подставки и столики. Подставки делают многополочными. Наиболее удобна трехполочная конструкция стационарной подставки.
В ящиках и на поверхности верстака инструмент должен всегда храниться на строго определенных местах, чтобы слесарь не тратил лишнего времени на поиски. Измерительный инструмент должен храниться на отведенном ему месте, а инструмент для обработки закаленных деталей — отдельно от инструмента для обработки незакаленных. Заготовки и полуфабрикаты не должны храниться вместе с готовыми деталями.
Важное значение имеет правильное освещение места работы. Свет должен быть достаточно интенсивным и падать на обрабатываемую деталь, а не в глаза работающему.
Для определения зазора на просвет при выполнении контрольных операций используют смотровой фонарь с белым матовым •стеклом.
По окончании работы на рабочем месте должен быть наведен порядок и обеспечена чистота. Напильники и другой режущий инструмент очищают от стружки и раскладывают по их гнездам в ящиках. Измерительный инструмент тщательно протирают и укладывают в футляры. Разметочную плиту протирают и ее рабочую поверхность закрывают деревянным защитным кожухом. Тиски очищают от опилок и стружки сжатым воздухом, вытирают и оставляют в незажатом положении.
§ 3.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ ЗАВОДА И В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ЦЕХЕ
Техника безопасности включает в себя комплекс мероприятий технического и организационного характера, направленных на создание благоприятных условий труда и предотвращение несчастных случаев на производстве.
На любом заводе принимают меры к тому, чтобы труд работающих был безопасным и безвредным. На заводах имеется специальная служба безопасности, подчиненная главному инженеру или главному механику завода, которая разрабатывает мероприятия, обеспечивающие рабочему гигиеничные условия труда, контролирует состояние техники безопасности на производстве и следит за тем, чтобы все поступающие на предприятие рабочие были ознакомлены с безопасными приемами работы.
На заводах систематически проводятся мероприятия, обеспечивающие снижение травматизма и устранение возможности возникновения несчастных случаев. Мероприятия эти сводятся в основном к следующему:
создание конструкции оборудования, обеспечивающего безопасную работу;
создание новых и улучшение конструкций действующих защитных приспособлений к станкам, машинам и нагревательным установкам;
обеспечение достаточной освещенности, хорошей вентиляции, отсосов пыли от мест обработки, своевременного удаления отходов производства, поддержание нормальной температуры в цехах и на рабочих местах, а также у теплоизлучающих агрегатов;
устранение возможности аварий при работе оборудования: разрыва шлифовальных кругов, поломки быстроизнашивающихся дисковых фрез, разбрызгивания кислот, взрыва сосудов и магистралей, работающих под высоким давлением, выброса пламени или расплавленных металлов и солей из нагревательных устройств, внезапного включения электроустановок, поражения электрическим током и т. п.;
организованное ознакомление всех поступающих на работу с правилами поведения на территории предприятия и основными
правилами техники безопасности, систематическое обучение и проверка знаний работающими правил безопасной работы;
обеспечение работающих инструкциями по технике безопасности, а рабочих участков плакатами, наглядно показывающими опасные места на производстве и меры, предотвращающие несчаст-ные случаи.
Однако в результате пренебрежительного отношения со стороны самих рабочих к технике безопасности возможны несчастные случаи. Чтобы уберечься от несчастного случая, нужно твердо знать правила безопасной работы и постоянно соблюдать их.
Общие требования техники безопасности на производстве .
1.	При получении новой (незнакомой) работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по технике безопасности.
2.	При выполнении работы нужно быть внимательным, не отвлекаться посторонними делами и разговорами и не отвлекать других.
3.	На территории завода необходимо выполнять следующие правила:
быть внимательным к сигналам, подаваемым крановщиками электрокранов или водителями заводского транспорта и выполнять их;
не находиться под поднятым грузом;
не проходить в местах, не предназначенных для прохода, не подлезать под стоящий железнодорожный состав и не перебегать путь впереди движущегося транспорта;
не переходить в неустановленных местах через конвейеры и рольганги и не подлезать под них, не заходить без разрешения за ограждения;
не прикасаться к электрооборудованию, клеммам, электропроводкам и арматуре общего освещения и не открывать дверей электрошкафов;
в случае травмирования или недомогания прекратить работу, известить об этом мастера и обратиться в медпункт.
Требования безопасности при работе в цехе
Перед началом работы:
привести в порядок свою рабочую одежду, застегнуть или обхватить широкой резинкой обшлага рукавов, заправить одежду так, чтобы не было развивающихся концов одежды, убрать концы галстука, косынки или платка, надеть плотно облегающий головной убор и подобрать под него волосы; работа в легкой обуви (тапочках, сандалиях, босоножках) запрещается;
внимательно осмотреть рабочее место, привести его в порядок, убрать мешающие работе предметы. Инструмент, приспособления, необходимый материал и детали для работы расположить в удоб.-ном и безопасном для пользования порядке. Убедиться в исправности рабочего инструмента и приспособлений;
проверить, чтобы рабочее место было достаточно освещено и свет не слепил глаза;
если необходимо пользоваться переносной электрической лампой, проверить наличие на лампе защитной сетки, исправность шнура и изоляционной резиновой трубки. Переносные электрические светильники должны подключаться к сети напряжением 36 В;
при работе с талями или тельферами проверить их исправность, приподнять груз на небольшую высоту и убедиться в надежности тормозов, стропа и цепи;
убедиться, что пол на рабочем месте в полной исправности, без выбоин, без скользких поверхностей и т. и., что вблизи нет оголенных электропроводов и все опасные места ограждены;
сигналы крановщику должен подавать только' один человек;
строповка (зачаливание) тяжелых грузов должна быть надежной, выполняться цепями, канатами или тросами и только соответствующей грузоподъемности;
перед установкой тяжелых предметов на разметочную плиту или на сборочный стол заранее подбирать установочные и крепежные приспособления (подставки, мерные прокладки, угольники, домкраты, прижимные планки и т. д.);
заранее выбрать схему и метод обработки тяжелых деталей; учесть удобство смены инструмента и производства замеров.
Во время работы:
при заточке инструмента на абразивных кругах обязательно надеть защитные очки (если при цруге нет защитного экрана). Если имеется защитный экран, то не отодвигать его в сторону, а использовать для собственной безопасности. Проверить, хорошо ли установлен подручник у заточного станка, подвести его ближе к кругу (на расстояние 3—4 мм), стоять не против вращающегося круга, а в полуоборот к нему;
следить за наличием и исправностью ограждений вращающихся частей станков;
не удалять стружку руками;
соблюдать особую осторожность при транспортировании грузов по полу цеха;
при использовании сжатого воздуха соблюдать осторожность, чтобы струя воздуха не оказалась направленной в лицо и уши работающих рядом;
имея дело с кислотой (например, при травлении шаблонов), соблюдать особую осторожность, так как кислота, попадая на кожу, вызывает ожоги. После работы с кислотой (а также с пастой ГОИ) тщательно вымыть руки с мылом. Нельзя прикасаться к глазам руками, загрязненными пастой ГОИ.
Глава II
ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
§ 1.	СТАЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОВ
Основными материалами для изготовления контрольно-измерительных и режущих инструментов являются инструментальные 12
стали, а для изготовления менее ответственных деталей инструментов —конструкционные стали.
Инструментальные стали разделяются на три группы: углеродистые, легированные и быстрорежущие.
Число марок инструментальных сталей значительно велико и каждая марка стали имеет различный химический состав, механические и технологические свойства, что и определяет область при-менения той или иной марки.
Углеродистые инструментальные стали. Марки инструментальной углеродистой стали обозначаются буквой У и одной или двумя цифрами, показывающими содержание углерода в десятых долях процента. В конце обозначения некоторых марок ставится буква А, указывающая, что сталь высококачественной плавки и содержит минимальное количество вредных примесей. Буква Г в марке стали означает повышенное содержание в стали марганца (до 0,6%).
Инструментальные углеродистые стали поставляются металлургической промышленностью следующих марок: У7, У7А, У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А, У10, У10А, У11, У11А, У12, У12А, У13 и У13А. Стали поставляются в отожженном состоянии и имеют твердость НВ 187—207, хорошую обрабатываемость резанием и легко поддаются ковке с нагревом. Закалка придает сталям высокую твердость (до HRC 64—65), прочность и износоустойчивость.
Недостатками углеродистых инструментальных сталей являются склонность к деформациям и образованию трещин при закалке, а также потеря режущих свойств при нагреве закаленных инструментов до температуры выше 200° С.
Повышение содержания углерода в стали увеличивает ее твердость после закалки, но одновременно возрастает хрупкость режущих кромок инструмента.
Стали инструментальные легированные. Легированной называют сталь, которая кроме обычных постоянных примесей содержит еще ряд элементов, специально вводимых в сталь при ее выплавке для получения заданных свойств. Эти элементы называются легирующими и к ним относятся хром, никель, вольфрам, ванадий, молибден, кобальт, титан. Кремний и марганец, если они специально введены в сталь, тоже являются легирующими элементами. Легирующие элементы по-разному влияют на свойства сталей. Основное их влияние выражается в следующем.
Хром в инструментальных сталях является основным легирующим элементом. В соединении с углеродом он образует мелкие карбиды, которые равномерно распределяются в стали, повышают режущие свойства инструмента. Хром увеличивает прочность и прока-ливаемость стали, что особенно важно при изготовлении крупных инструментов. Хром повышает твердость и износоустойчивость инструментов, а в сочетании с марганцем уменьшает их коробление при закалке.
Никель, как и хром, значительно увеличивает прокаливав-мость стали и придает ей вязкость.
Вольфрам повышает твердость и теплостойкость стали, повышает режущую способность инструментов. Является основным легирующим элементом в быстрорежущих сталях. Добавки вольфрама уменьшают склонность стали к перегреву и чувствительность к отпускной хрупкости.
Молибден вводится в высокохромистую инструментальную сталь для увеличения ее вязкости и повышения прокаливаемое™. Применение молибденовых сталей для изготовления инструментов ограничено в связи с большой чувствительностью этих сталей к обезуглероживанию и выгоранию молибдена с поверхности деталей при их ковке и термической обработке.
Ванадий уменьшает хрупкость закаленных инструментов, а также предохраняет сталь от влияний перегрева. В быстрорежущих сталях ванадий повышает красностойкость и режущую способность инструмента.
Титан уменьшает склонность стали к перегреву.
Кремний увеличивает прокаливаемое™ стали, повышает стойкость против отпуска. Способствует обезуглероживанию стали при нагревах.
Марганец повышает прокаливаемое™ стали. В сочетании с хромом уменьшает коробление при закалке. Увеличивает склонность стали к перегреву.
Большинство инструментальных сталей содержат два или три легирующих элемента, так как совместное действие нескольких элементов значительно сильнее, чем одного, даже при значительном содержании его в стали.
Обозначения марок инструментальных легированных сталей состоят из ряда букв и цифр, показывающих их химический состав. Буквы означают: В — вольфрам, Г — марганец, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром.
Цифры, стоящие в начале марки, указывают на содержание углерода в десятых долях процента. Если инструментальная сталь содержит 1 % углерода, то цифру не ставят. Цифры, стоящие за буквами, указывают на содержание соответствующего легирующего* элемента в процентах. Если легирующего элемента в стали содержится менее 1 %, то цифру после буквы не ставят.
Некоторым группам легированных сталей присвоена определенная буква, проставляемая в начале марки: Р — быстрорежущая,. А — автоматная, Ш — шарикоподшипниковая, Е — магнитная, Э — электротехническая. Опытные марки легированных сталей обозначают буквами ЭН или ЭП и за буквами ставят порядковый номер> технических условий на эту сталь, например: ЭН515 или ЭГ1597.
Стали инструментальные легированные соответственно их назначению подразделяют на следующие группы:
для режущих инструментов;
для инструментов высокой точности;
штамповые для холодного деформирования;
штамповые для горячего деформирования.
В первые две группы входят следующие наиболее распространенные марки легированных инструментальных сталей (кроме быстрорежущих):
небольшой прокаливаемости, повышенной вязкости — 7ХФ;
небольшой прокаливаемости, высокой твердости — 9ХФ, 11ХФ, 13Х;	••	»	«vr
повышенной прокаливаемости, повышенной вязкости — ЬХС, 6ХВ2С; 5ХВ2С, 7X3;
повышенной прокаливаемости, высокой твердости — В2Ф, ХВ4, ХВГ, ХВСГ, 9ХС, Х(ШХ15), 7ХГ2ВМ;
высокой твердости, повышенной износостойкости — Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, Х12, Х12ВМ;
коррозионностойкие — 9X18, Х18МФ, Х14М.
Легированные инструментальные стали обладают по сравнению с углеродистыми повышенной вязкостью в закаленном состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трещинам при закалке и большей износостойкостью. Режущие свойства легированных инструментальных сталей (кроме вольфрамовых) почти такие же, как и у углеродистых, их теплостойкость не превышает 250° С. Малая деформируемость легированных сталей важна при изготовлении лекал и калибров, фасонного и крупного режущего инструмента.
При выборе марки легированной инструментальной стали большое значение имеют экономические соображения. Такие элементы, как марганец, кремний, хром недефицитны и незначительно повышают стоимость стали. Никель повышает ее стоимость, а введение вольфрама, кобальта, молибдена и ванадия намного удорожает сталь.
Стали инструментальные быстрорежущие. Эти стали также относятся к категории легированных, но отличаются тем, что после специальной термической обработки приобретают высокую твердость, прочности, износостойкость и сохраняют эти свойства при тяжелых режимах работы и нагреве до 600—650° С. Их применяют для изготовления металлорежущего инструмента.
Основным и наиболее важным легирующим элементом быстрорежущих сталей является вольфрам (6—18%). Стали содержат также ванадий (1—5%) и хром (3,5—4%). Некоторые марки быстрорежущих сталей содержат добавки кобальта и молибдена.
Для обозначения быстрорежущих сталей принята следующая маркировка: в начале марки ставят букву Р, следующая за ней цифра указывает содержание вольфрама в процентах (букву В, присвоенную вольфраму, не ставят); содержание ванадия в процентах показывает цифра, стоящая за буквой Ф; молибдена — цифра за буквой М; кобальта — цифра за буквой К. Содержание хрома не указывают, так как оно примерно одинаково у всех марок быстрорежущих сталей. Содержание ванадия менее 2% и количество углерода в марке не указывают. Углерод содержится обычно в пределах 0,7—1,55% (тем выше, чем больше в стали ванадия).
Быстрорежущие стали поставляются следующих основных ма
рок: нормальной производительности — Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р6М5, повышенной производительности Р9М4К8, Р18Ф2, Р9К5, Р9КЮ, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5, Р9Ф5, Р14Ф4 и особо высокой производительности — Bl 1М7К23.
Кроме указанных марок промышленностью выпускаются другие марки быстрорежущих сталей, предназначенные для особых условий работы или для обработки специальных сплавов (жаропрочных, нержавеющих и др.).
Стоимость быстрорежущих сталей во много раз выше стоимости других инструментальных сталей. Поскольку вольфрамовые стали являются дефицитными, то их применение оправдывается при использовании инструмента в особо тяжелых условиях резания (при больших подачах и ударных нагрузках), при необходимости значительно повысить производительность обработки, а также для инструментов, обрабатывающих нержавеющие и жаропрочные сплавы.
С целью экономии легированной стали большинство режущих инструментов изготовляют составными: например, режущую часть сверла делают из стали Р9, а хвостовик — из углеродистой стали 50.
Поставляется быстрорежущая сталь в виде прутков круглого и квадратного сечения, а также в виде пластинок соответствующей формы к различным режущим инструментам.
Конструкционные стали. В инструментальном производстве широко используют и углеродистые конструкционные стали. Эти стали бывают обыкновенного качества и качественные, что определяется количеством содержания серы и фосфора в составе стали и тщательностью выплавки стали на металлургическом заводе. Чем больше цифра в марке стали, тем выше в ней содержание углерода, тем она прочнее и тверже, но имеет меньшую пластичность и вязкость.
Для изготовления инструментов используют только углеродистые качественные конструкционные стали. Согласно стандарту они выпускаются следующих марок: 05; 08; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80 и 85, а также 15Г; 20Г; 25Г; ЗОГ; 35Г; 40Г; 45Г; 50Г; 55Г; 60Г; 65Г и 70F. Буква Г означает повышенное содержание в стали марганца.
Стали марок 10, 15 и 20 имеют хорошие технологические свойства, они хорошо свариваются, куются, штампуются, но прочность и твердость их недостаточно высоки. Они используются для мало-нагруженных деталей, которые подвергаются цементации. В инструментальных цехах наиболее распространены стали марок 40 и 45. Их обычно подвергают цементации, поверхностной закалке и отпуску. Свариваемость этих сталей невысокая.
§ 2.	МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЕ ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ И МИНЕРАЛОКЕРАМИКА
В инструментальном производстве широко используются металлокерамические твердые сплавы. Их получают путем спекания порошков, химически чистых окислов металлов и чистой сажи, являющейся источником углерода для образования карбидов.
Основой сплавов являются карбиды вольфрама, титана и тантала представляющие собой весьма тугоплавкие соединения (например, температура плавления карбидов вольфрама 2600° С, а карбидов титана 3140° С).
Карбиды отличаются очень высокой твердостью (близкой к твердости алмаза) и значительной хрупкостью. Для понижения хрупкости карбидов в состав твердых сплавов вводят кобальт, который во время спекания сплава расплавляется и растекается между зернами карбидов, а при охлаждении затвердевает, способствуя образованию прочного соединения.
Выпускаемые промышленностью металлокерамические твердые сплавы делятся на три группы: ВК — вольфрамокобальтовые, ТК— титановольфрамокобальтовые и ТТК — титанотанталоволь-фрамокобальтовые. Они обозначаются следующими марками: ВКЗ, ВК6, ВК6М, ВК6В, ВК8, ВКЮ, ВК15, ВК20, ВК25, Т30К4, Т15К6, Т5К10, ТТ7К12. Цифры после буквы в марке сплава показывают процентное содержание кобальта (К) или карбидов титана (Т). Карбиды вольфрама (В) содержатся во всех сплавах и составляют остальное количество до 100%, поэтому в марках процентное содержание не указывается.
' Мелкозернистое строение способствует повышению твердости 'сплава и его износостойкости. Укрупнение зерна несколько снижает твердость, но повышает прочность на изгиб. Твердость сплавов группы ВК 834-91 HRA, сплавов группы ТК 874-92 HRA, а ГТК 874-88HRA.
Металлокерамические твердые сплавы обладают высокой красностойкостью и сохраняют свои режущие свойства при нагреве до температур 900—1000° С. При этом сплавы группы ТК более износоустойчивы и имеют лучшую красностойкость. С повышением содержания кобальта хрупкость сплава уменьшается, но вместе с тем и понижается твердость. Сплавы группы ВК более вязки, чем сплавы группы ТК.
Твердые сплавы выпускают главным образом в виде стандартных пластинок разнообразной формы и различных размеров для оснащения металлорежущих инструментов (резцов, фрез, сверл), штампов и наконечников (вставок) к контрольно-измерительным инструментам.
Кроме режущих многогранных пластинок выпускают также цельные твердосплавные инструменты, например фрезы диаметром от 3 до 60 мм, машинные развертки диаметром от 6 до 12 мм, ручные метчики от М2 до М10 и спиральные сверла диаметром от 1,8 до 5,2 мм.
Минералокерамические материалы. В машиностроении применяется инструментальный материал — минеральная керамика (термокорунд). Этот материал не содержит дефицитных и дорогостоящих элементов. Его основой является корунд — окись алюминия с небольшими добавками окиси цинка, окиси магния или марганца, подвергнутая спеканию при температуре 1700—1800° С. Наи
большее распространение получил минералокерамический материал марки ЦМ-332.
Из минеральной керамики изготовляют пластинки различных форм и размеров, которыми оснащают металлорежущие инструменты. К державкам резцов пластинки крепятся путем припаивания, приклеивания или механическим креплением.
Минералокерамические пластинки отличаются высокой твердостью и сохраняют свою твердость при нагреве до 1200° С. Их используют при высоких скоростях резания. Но пластинки из термокорунда менее прочны и более хрупки, чем пластинки из металлокерамических твердых сплавов. Поэтому они применяются только для получистовой и чистовой обработки при отсутствии ударных нагрузок. Ими можно обрабатывать высоколегированные и труднообрабатываемые стали, закаленные стали и отбеленный чугун.
Вследствие низкой теплопроводности минералокерамика не выдерживает быстрого или неравномерного нагрева и резкого охлаждения. Это приводит к образованию трещин на пластинках и их быстрому разрушению при самых незначительных ударах.
§ 3.	АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Абразивные материалы применяют для шлифования, доводки и полирования поверхности изготовляемых деталей, а также для заточки инструментов.
Основными характеристиками абразивных материалов являются размеры и формы зерна, его твердость и механическая прочность, минеральный и гранулометрический (зерновой) состав. Применяемые при обработке металлов абразивные материалы делятся на твердые и мягкие.
Твердые абразивные материалы. Сюда относят дробленые минералы естественного или искусственного происхождения, имеющие кристаллическую структуру и обладающие высокой твердостью. Их применяют для снятия значительного слоя металла при шлифовании и доводке деталей в размер и при подготовке поверхности к полированию.
Естественными твердыми абразивными материалами являются природный алмаз, корунд, наждак, а к искусственным относятся синтетический алмаз, электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, кубический нитрид бора и др.
Корунд—минерал высокой плотности (от 3,82 до 4,28 г/ом3). Состоит, в основном, из кристаллической окиси алюминия (А12О3) и примеси других минералов, в том числе химически связанных с А120з. Цвет корунда может быть розовым, красным (рубин), бурым, серым, синим (сапфир). По твердости мало уступает алмазу, но не имеет стабильных свойств. Зерна корунда при изломе образуют острые грани. Технический корунд используется главным образом в виде порошков и паст для доводки деталей из стекла и твердо закаленной стали.
Н а жд а к —горная порода, состоящая из зерен корунда (18— 30%) в ереде других менее твердых минералов (окиси железа, кварца) Цвет от темно-бурого до черного. Вследствие неоднородности состава имеет ограниченное применение. Применяется для изготовления обдирочных шлифовальных кругов, ручных точильных брусков, наждачной шнурки.
Электрокорунд — искусственный 'корунд. Получается путем сплавления кристаллической окиси алюминия и боксита в смеси с антрацитом или коксом в электропечах при температуре до 2050° С. Введением специальных присадок (окиси хрома, двуокиси титана) достигается повышение вязкости и абразивной способности электрокорунда. Применение особой технологии обеспечивает получение монокристаллических зерен.
Имеются следующие разновидности электро корунда: нормальный, белый, монокорунд, хромистый, титанистый, кобальтовый, циркониевый.
Электрокорунд нормальный (цвет зерен от розового до коричневого) подразделяют на марки 12А, 13А, 14А, 15А и 16А в зависимости от процентного содержания А12Оз (от 92 до 96%).
Электрокорунд белый (цвет зерен белый или серый) имеет повышенное содержание А120з (от 97 до 99%) и выпускается под марками 23А, 24А и 25А.
Монокорунд получают специальным методом измельчения технической породы в виде отдельных бесцветных прозрачных зерен монокристаллов. Выпускается с 97 и 98%-ным содержанием А120з (марки 43А, 44Аи45А).
Электрокорунд хромистый (технический рубин) содержит не менее 97% А12О3 и до 1,2% Сг2'Оз(окиси хрома). Зерна имеют окраску от розовой до темно-вишневой, обладают стабильной твердостью; значительный процент зерен представляют собой монокристаллы. Выпускается под марками 32А, ЗЗА и 34А.
Электрокорунд титанистый (технический сапфир) содержит в качестве присадки к А12О3 двуокись титана. Зерна имеют наиболее высокую среди всех разновидностей электрокорунда абразивную способность и высокую механическую прочность.
Карбид кремния (карборунд) представляет собой искусственное соединение кремния с углеродом (SiC). Выпускаются две разновидности карбида кремния — зеленый и черный. Обе модификации карбида кремния имеют более высокую твердость, чем электрокорунд, но отличаются хрупкостью, причем зеленый более хрупок, чем черный. Установлены перспективные марки 55С для карбида кремния черного и 64С для карбида кремния зеленого.
Карбид бора — соединение бора с углеродом (В4С). Выпускается в виде порошка серовато-черного цвета. Зерна отличаются острыми кромками и высокой абразивной способностью. Применяется главным образом для шлифования и доводки очень твердых металлов, твердых сплавов, стекла и драгоценных камней (рубина, агата, топаза). Выпускается в виде порошков с размером зерен не более 120 мкм.
Э л ь б о р (условное обозначение Л или КНБ). Представляет собой кубический нитрид бора (-соединение бора с азотом), называемый также кубонитом и боразоном. Выпускается в виде монокристаллов размерами до 400 мкм и порошков, изготовляемых в -соответствии с принятой классификацией зернистости для алмазов. Твердость кубического нитрида бора близка к твердости алмаза, а абразивная (способность не уступает синтетическому алмазу. Теплопроводность ниже, чем у алмазов, вследствие чего эльбор быстро нагревается до высокой температуры, однако обладает теплостойкостью в 1,5 раза выше, чем у синтетических адмазов. При обработке закаленных быстрорежущих сталей стойкость шлифовальных кругов из эльбора в 4—5 раз выше, чем у кругов из синтетических алмазов. Для обработки твердых сплавов и неметаллических материалов эльбор не используется.
Зернистость абразивов. Для изготовления абразивного инструмента и для использования при доводке и полировании абразивные материалы измельчают в дробилках до получения зерен определенной величины. Зерна очищают от посторонних примесей, подвергают химической и термической обработке, после чего классифицируют— просеивают сквозь несколько сит, имеющих раличную величину ячеек.
Порошки из обычных абразивных материалов подразделяются на группы в зависимости от крупности зерен основной фракции данного порошка и внутри каждой группы обозначаются номерами зернистости (в сотых долях мм):
шлифзерно..... 200,	160, 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16
шлифпорошки . . . . 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3
микропорошки .... М63, М50, М40, М28, М20, М14, М10, М7, М5
Последние три фракции микропорошков иногда называют тонкими микропорошками (цифры означают наибольший размер зерна основной фракции порошка в мкм).
Мягкие абразивные материалы. Мягкие абразивные материалы ’ применяются для доводки и полирования. Они разделяются на -ма- ’ териалы естественного и искусственного происхождения. К естественным относятся крокус, тальк, венская известь, трепел, диатомит, каолин; к искусственным—окиси хрома, железа и алюминия.
Крокус — природная окись железа. Мелкий коричневый порошок с содержанием окиси железа не менее 75%.
Венская известь (обожженный доломит) — тонко размолотое природное сырье, содержащее до 95—97% окиси кальция и 5—3% окиси магния. Отличается способностью быстро поглощать из воздуха углекислый газ и влагу, при этом химически разлагается и теряет свои полирующие свойства, поэтому хранят ее в герметически закрывающейся посуде.
Тальк—самый мягкий минерал, является продуктом измельчения горной породы — талькита. Для приготовления полировочных паст применяется механически обогащенный и просушенный тальк.
Диатомит (инфузорная земля) — содержит до 80—85% крем- •
невой кислоты, активизирующей процесс полирования вследствие химического растворения обрабатываемой поверхности металла.
Трепел —по своим свойствам «сходен с диатомитом, но очень интенсивно поглощает влагу.
Каолин—порошкообразная масса белого цвета, представляющая собой освобожденный от примесей силикат глинозема.
Окись хрома техническая — темно-зеленый (почти до черного) порошок. Выпускается как абразив двух марок ОХЧ-1 и ОХП-2. Является самым распространенным мягким абразивно-доводочным и полировочным материалом. Различная абразивная 'Способность доводочных хромовых паст достигается разными температурами прокаливания окиси хрома, изменяющими величину ее зерна. Наиболее тонкие порошки окиси хрома марки ОХЧ-1 позволяют при полировании закаленных сталей получить зеркальную поверхность.
Окись железа (искусственный крокус) по своим абразивным способностям значительно уступает окиси хрома и применяется для неответственных работ (более грубой отделки). Хороший сорт окиси железа имеет фиолетовый оттенок.
Окись алюминия (глинозем)—белый порошок, абразивная способность которого ниже, чем у окиси железа. Применяется в пастах для доводки деталей из стали и чугуна.
§ 4.	АБРАЗИВНЫЕ ПАСТЫ
При выполнении доводочных и полировочных работ широко используют самые различные по составу абразивные пасты. Эти пасты представляют собой смеси, состоящие из соответствующих абразивных микропорошков и связующих материалов. По консистенции доводочные пасты бывают твердые, мазеобразные и жидкие. Они содержат химически активные добавки (интенсификаторы) и разбавители.
В процессе микрорезания, каким является абразивная доводочная обработка, абразивная часть пасты выполняет основную работу по съему металла. Неабразивная часть пасты оказывает химическое воздействие на поверхность обрабатываемого металла, чем способствует быстрейшему съему припуска, улучшает качество обработки, определяет расположение абразивных частиц на притире, способствует выносу из зоны обработки мельчайшей стружки обрабатываемого материала и другого шлама, способствует приданию обрабатываемой поверхности зеркального блеска. Неабразивная часть доводочных паст имеет в своем составе жирные кислоты, масла, парафин, растворители (керосин, бензин, спирт, скипидар).
Олеиновая кислота (олеин) является одной из распространенных в природе кислот, встречается во всех растительных и животных жирах. Для приготовления грубых и средних паст используют олеиновую кислоту техническую марки А. Температура застывания от 10° до 34° С. Плотность 0,898 г/см3. Цвет темно-красный, в расплавленном состоянии — прозрачный.
Для приготовления алмазных и тонких абразивных паст используется олеиновая кислота химически чистая, имеющая вид густой жидкости желтого цвета.
Стеариновая кислота. Техническая кислота (стеарин) имеет вид чешуек, хлопьев или порошка белого или слегка желтоватого цвета. В расплавленном виде — совершенно прозрачная. Для паст используется стеарин сорта I с температурой плавления 58° С, П а о а ф ин —белая вязко-кристаллическая масса с пластинчатой или ленточной структурой. Является (продуктом (перегонки нефти. Для паст используется парафин нефтяной марки А с содержанием масел до 0,6%. Температура плавления 54° С.
Масло вазелиновое (марка Т). Индустриальное нефтяное масло дистиллятное (не содержащее воды и водорастворимых щелочей, кислот и механических примесей) сернокислотной очистки. Имеет температуру вспышки в открытом тигле не ниже 125° С, затвердевания —20° С, низкую кинематическую вязкость.
К а н и ф о л ь (сосновая смола)—твердая и хрупкая стекловидная масса светло-желтого цвета. Температура размягчения 52— 70° С. Легко растворяется в скипидаре, эфире, ацетоне, бензоле. Становится жидкой при 120° С.
Название пастам чаще всего дают по наименованию того материала, который составляет ее абразивную часть: паста хромовая, электрокорундовая, карбидоборная, алмазная и т. д. Некоторые доводочные пасты носят название той организации, которой они разработаны, например пасты ГОИ (Государственный оптический институт), алмазные пасты ИСМ (Институт сверхтвердых материалов) и др.
Широкое распространение получили пасты ГОИ. Особенностью этих паст является содержание компонентов, оказывающих химическое воздействие на поверхностные слои обрабатываемого металла, образующих на нем тончайшую пленку окислов, которая затем легко удаляется абразивными зернами.
Пасты ГОИ делят на три группы: грубая, применяемая для снятия припусков величиной до одной десятой доли миллиметра; средняя— для снятия припусков в сотые доли миллиметра и тонкая— для снятия припусков в тысячные доли миллиметра и придания обрабатываемой поверхности зеркального блеска. Состав паст приведен в табл. 1.
Таблица 1
Состав паст ГОИ
Г руппа пасты	Компоненты, %						
	Окись хрома	Силикагель	Стеарин	Расщепленный жир	Сода двууглекислая	Олеиновая кислота	Керосин
Грубая	81	2	10	5	—	—	2
Средняя	76	2	10	10	—	—	2
Тонкая	74	1,8	10	10	0,2	2	2
Для доводки закаленных стальных деталей «применяют пасты -на основе твердых абразивных материалов — электрокорунда, карбида кремния, карбида бора.
Зернистость абразивных порошков выбирают в зависимости от назначения пасты, т. е. величины слоя, который предстоит -снять при доводке. Поэтому, как и пасты ГОИ, абразивные доводочные пасты делят на грубые, средние и тонкие. Состав паст приведен в табл. 2.
Таблица 2
Пасты из электрокорунда белого для доводки стальных закаленных деталей
Группа пасты	Зернистость абразивного порошка	Компоненты, %				Применение
		Абразив	Стеарин	Олеиновая кислота	Керосин	
Г рубая	12-4	60	10	20	10	Предварительная доводка
Средняя	М40-М20	55	15	25	5	Окончательная доводка
Тонкая	М14-М5	52	14	34	—	Тонкая доводка
Таблица 3
Пасты абразивные для доводки режущих инструментов
Назначение пасты	Состав пасты, %									
	Электрокорунд	Карбид кремния	о ЬП \о	Стеарин	Парафин	Олеиновая кислота	Мыло зеленое	Вазелин' технический	Воск технический	Вода
А. Для режущих инструментов из инструментальных сталей
Для предварительной доводки Для окончательной	60	35	—	35	—	5	22	—	10	33
доводки и полирования										
Для доводки быстрорежущей стали	—	70	—	—	28	2	—	—	—	—
Б. Для режущих инструментов, оснащенных твердым сплавом
Для предварительной доводки
Для окончательной доводки
Примечание. Зернистость абразивного порошка для паст: грубой 12—4, средней М40—М20, тонкой Ml4—М5.
Пасты для доводки инструментов имеют различный состав в зависимости от материала, из которого изготовлена режущая часть инструмента. В качестве абразива используют пасты на основе электрокорунда, карбида кремния или карбида бора. Состав таких паст и область их применения приведены в табл. 3.
§ 5.	АЛМАЗЫ, АЛМАЗНЫЕ ПАСТЫ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ СВЕРХТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Алмаз—(Материал, обладающий -самой высокой твердостью по сравнению с другими природными или синтетическими материалами.
Природный алмаз — минерал, добываемый из коренных или россыпных месторождений. Он представляет собой полиморфную модификацию углерода кристаллического строения, обычно содержащую небольшое количество примесей различных химических элементов.
Природные алмазы бывают бесцветные или слабо окрашенные в разные цвета в зависимости от примесей. По окраске, форме и характеру кристаллической структуры алмазы делят на ювелирные и технические. К ювелирным относятся кристаллы алмаза исключительной прозрачности, хорошей и равномерной окраски, без трещин, сколов, включений и других дефектов. Эти алмазы подвергают огранке и полировке, после чего их называют бриллиантами.
К техническим алмазам относятся кристаллы неопределенной формы и неопределенного цвета, которые непригодны к обработке в бриллианты из-за наличия дефектов (трещин, включений). Главными разновидностями технических алмазов являются: борт, карбонадо и баллас.
Алмазы борт представляют собой непрозрачные сростки мелких алмазных кристаллов неправильной формы, не имеющих определенных плоскостей спайности. Кристаллы эти обычно трещиноватые, преимущественно стального цвета с голубоватым или желтым оттенком. Алмазы борт широко применяются в промышленности, они идут на изготовление режущих и абразивных инструментов, правящего инструмента и буровых головок.
Карбонадо представляют собой тонкозернистые агрегаты алмаза овальной формы, плотные или пористые массы, состоящие из множества микроскопических кристаллов. Поверхность у карбонадо блестящая, со смолистым оттенком, цвет почти черный, серый и зеленоватый. Кристаллы карбонадо менее хрупки, чем алмазы борт.
Балласы—шаровидные агрегаты алмаза, большей частью радиально-лучистого строения. По сравнению с алмазами борт балласы прочнее, имеют более твердую оболочку, но менее твердое, крупнозернистое ядро.
Масса алмаза измеряется в метрических каратах. Один метрический карат равен 0,2 г. Величина зерен алмазов измеряется в мкм. Плотность алмазов 3,48—3,56 г/см3. По шкале твердости Мооса ал-24
маз занимает наивысшее место — десятое. Микротвердость по Виккерсу равна 10 000 кгс/мм2.
Алмаз имеет низкую адгезионную способность (т. е. способность одного вещества прочно удерживаться на поверхности другого), что значительно облегчает сход стружки и уменьшает возможность образования наростов при обработке вязких материалов. Вследствие высокой теплопроводности алмаза обеспечивается хороший отвод тепла из зоны резания. Коэффициент линейного расширения алмаза в 10 раз 'меньше, чем быстрорежущей стали, и в несколько раз меньше, чем у твердых сплавов, что очень важно для достижения высокой точности обработки.
В связи с высокой твердостью и низким коэффициентом трения алмаза по металлу он обладает наивысшей стойкостью на истирание.
При продолжительном нагревании на воздухе алмаз сгорает при 850—1000° С, а без доступа кислорода при температуре около 2000° С переходит в графит. На алмаз не действуют даже нагретые до высоких температур самые крепкие кислоты -и щелочи. Это свойство используется при извлечении алмаза из связки, которую растворяют в кислоте или щелочи. В расплавленной натриевой или калиевой селитре или соде алмаз окисляется и сгорает.
Монокристалл или поликристалл алмаза или их осколок, размер которого превышает 800 мкм, называют кристаллом алмаза, а монокристалл или поликристалл или их осколок размером менее 800 мкм называют алмазным зерном. Совокупность алмазных зерен размером не более 800 мкм называется алмазным порошком.
Синтетические алмазы. Синтетические алмазы получают при высокой температуре и высоком давлении из углеродсодержащих веществ. Их химические и физические свойства сходны со свойствами природных алмазов, а режущие свойства при определенных условиях имеют превосходство над природными алмазами.
В Советском Союзе освоено производство следующих марок порошков из синтетических алмазов:
шлиф порошки — АСО, АСР, АСВ, АСК и АСС, отличающиеся друг от друга прочностью, хрупкостью и величиной удельной поверхности;
микропорошки — АСМ обычной абразивной способности и АСН— повышенной абразивной способности.
Каждая из марок имеет свою наиболее рациональную область использования.
Алмазы АСО имеют развитую режущую поверхность. Они используются для изготовления алмазно-абразивногоz инструмента только на органической связке и применяются при чистовых и доводочных операциях. Повышенная хрупкость и пониженная прочность при незначительном затуплении кристаллов АСО приводят к образованию -свежих режущих кромок, т. е. к самозатачиванию. Это обеспечивает высокое качество обработанной поверхности при наименьшем удельном расходе алмаза. Алмазы АСО в инструментах на органической связке обладают в 1,5—2 раза большей
работоспособностью, чем природные алмазы и алмазы АСВ, АСК и АСС. Порошки АСО используются также в виде паст, применяемых при доводке.
Алмазы АСР в 1,6—2 раза прочнее алмазов АСО и .менее хрупкие. Они используются для приготовления инструментов на керамических и металлических связках, применяемых при шлифовании твердых сплавов и минералокерамики.
Алмазы АСВ обладают еще большей прочностью и меньшей хрупкостью, чем АСР. Они используются для изготовления инструмента на металлических связках, работающих при повышенных нагрузках.
Алмазы АСК имеют прочность и хрупкость одинаковую с природными алмазами. Инструмент из них изготовляют на твердых металлических связках и применяют в особо тяжелых условиях обработки с наличием вибраций.
Алмазы АСС обладают минимальной хрупкостью и наивысшей прочностью, превосходящей природные алмазы. Они рекомендуются при изготовлении инструментов для правки абразивных кругов, резки корунда и природного алмаза, изготовления бурового инструмента.
Алмазы АСМ обладают нормальной абразивной способностью и используются для приготовления инструментов, паст и суспензий, применяемых при финишной обработке закаленных сталей,, твердых сплавов, оптического стекла и других твердых материалов.
Алмазы АСН обладают повышенной абразивной способностью. Они используются при обработке алмазов и других сверхтвердых, хрупких и труднообрабатываемых материалов.
Синтетические алмазы типа баллас и карбонадо, получаемые на основе порошков алмазов, используются для изготовления резцовг волок и некоторых других инструментов.
Зерновой состав порошков из алмазов. Размер алмазных зерен подразделяется на порошки (с буквой А) и микропорошки (с буквами AM). К обозначению порошков и микропорошков из синтетических алмазов добавляется буква С (например, АС и АСМ).
В отличие от порошков из обычных абразивных материалов к алмазным поротом предъявляются более жесткие требования по зерновому составу, содержанию примесей и по ряду других показателей.
Шлифпорошки получают путем рассева на ситах с размером ячеек более 60 мкм; микропорошки имеют зерна размером 60 мкм и менее, их получают путем жидкого центрифугирования.
Зерна менее 1 мкм выделяют из микропорошков с помощью суперцентрифуг, называют их субмикропорошками. Зерновой состав субмикропорошков контролируют на микроскопах.
Алмазный порошок состоит из трех фракций: основной, крупной и мелкой. Основной фракцией называется совокупность зерен определенного размера, преобладающих в составе данного порошка. Шлифпорошки выпускаются с узким и широким диапазоном зер-
нистости. Из порошков широкого диапазона изготовляют менее ответственные инструменты ввиду'большой неравномерности в размере их зерен. Стандарт устанавливает четкую градацию размеров зерен широкого и узкого диапазонов.
г Зернистость шлифпорошков обозначают дробью, в которой числитель соответствует размеру ячеек верхнего, а знаменатель — размеру ячеек нижнего из двух сит (мкм), на которых выделяются зерна основной фракции данного порошка. Через верхнее сито зерна должны проходить, а на нижнем сите задерживаться. Зерни-
стость алмазных порошков приведена в табл. 4.
Шлифпорошки из природных и синтетических алмазов выпускаются в пределах всего диапазона зернистости (12 зерновых составов).
Микро порошки выпускаются марок АН, AM (природные алмазы) и АСН (синтетические алмазы) со следующей одинаковой зернистостью для всех марок (мкм): 60/40, 40/28, 28/20, 20/14, 14/10, 10/7, 7/5, 5/3, 3/2, 2/1 и 1/0.
Расфасовка алмазных порошков всех зернистостей произво
дится в стеклянные толстые флаконы по 2, 5, 10, 500 и 1000 г или по 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1000, 2500 и 5000 кар.
Алмазные пасты. Порошки из природных и синтетических алма-
Таблица 4
Зернистость
Зернистость шлифпорошков из природных и синтетических алмазов
Узкий диапазон	Широкий диапазон
630/500 160/125	400/250
500/400 125/100	250/160
400/315 100/80	160/100
315/250	80/63	100/63
250/200	63/50	63/40
200/160	50/40	—
20, 50, 100, 200,
зов широко используются для приготовления паст, применяемых при выполнении доводочных работ. Используются порошки зернистостью от 60/40 и мельче, 'марок АСМ и AM.
Обычно доводке алмазными пастами подвергают инструменты и детали, которые должны быть изготовлены по 1-му и 2-му классам точности и иметь шероховатость поверхности, соответствующую 10—14-му классам. Наилучшие результаты алмазные пасты дают при обработке твердых и хрупких материалов: твердых сплавов, ми-нералокера1мики, закаленных стальных деталей. Производительность труда при использовании этих паст возрастает от 3 до 11 раз по сравнению с обычно применяемыми ластами из карбида бора, карбида кремния и электрокорунда.
Алмазные пасты состоят из порошка алмаза, связующих материалов и поверхностно-активных веществ. Пасты выпускаются в мазеобразно’м (М) и твердом (Т) виде. Зернистость паст соответствует классификации алмазных порошков и обозначается от 60/40 до 1/0. Применение в пастах порошков большой зернистости считается нецелесообразным, так как не влечет за собой повышения производительности обработки или экономии абразива. Пасты выпускаются с нормальной (Н) и повышенной (П) концентрацией алмазов. При
этом чем мельче зерню, тем ниже концентрация алмазного порошка в пасте.
Мягкие пасты расфасовывают в тубы массой по 5, 10, 20, 40 -и 80 г, а твердые — в пластмассовые или металлические футляры. Пасты, смываемые водой, обозначаются буквой В, смываемые органическими растворителями — буквой О, а смываемые водой и органическими растворителями — буквами ВО.
Алмазные пасты имеют светлые полупрозрачные цвета. Делается это для того, чтобы по изменению цвета можно было судить о съеме обрабатываемого материала. При правильном выборе притира и пасты после непродолжительной работы алмазная паста приобретает темный цвет. Степень потемнения характеризует количество снятого материала.
Для паст приняты следующие условные обозначения: например, паста из порошка синтетического алмаза марки АСМ зернистостью 40/28 с повышенной концентрацией алмазов (П), смываемая органическими растворителями (О) консистенции (М) будет обозначаться — АСМ 40/20, ПОМ, ГОСТ 16877—71.
Характеристики алмазных паст приведены в табл. 5.
Синтетические сверхтвердые материалы. На основе опыта, накопленного при синтезе алмазов советскими учеными, созданы новые
Таблица 5
Характеристики алмазных паст
Зернистость пасты, мкм	Концентрация алмазного порошка, %		Цвет пасты и этикетки	Достигаемый класс шероховатости по-верхности
	Нормальная (Н)	Повышенная (П)		
60/40	10	20	Красный (грубая)	9—10
40/28	7	14		
28/20	7	14		
20/14	5	10	Голубой (средняя)	10—11
14/10	5	10		
10/7	3	6		
7/5	3	6	Зеленый (мелкая)	12-13
5/3	2	4		
3/2	2	4		
2/1	1	2	Желтый (тонкая)	13—14
1/0	1	2		
синтетические сверхтвердые материалы, неизвестные в природе. Главным из них является кубический нитрид бора (иначе эльбор, кубонит, боразон). Этот материал по твердости приближается к алмазу, но имеет более высокую теплостойкость и более стабильные технологические свойства. Его условное обозначение КНБ (или Л).
КНБ является химическим соединением бора с азотом, получаемым в виде монокристаллов размерами до 400 мкм и мелких порошков, выпускаемых в соответствии с принятой классификацией зер-нистости для алмазов.
Абразивная способность КНБ при обработке закаленных сталей, в том числе и быстрорежущих, не уступает синтетическому алмазу, но теплопроводность ниже, вследствие чего он быстро нагревается до высокой температуры, но легко выдерживает нагрев, не разрушаясь.
Зерна КНБ используются в основном для изготовления шлифовальных кругов, предназначенных для обработки черных металлов. Для обработки твердых сплавов КНБ не применяют, так как обработка их алмазами в несколько раз производительнее.
В последние годы созданы новые поликристаллические сверхтвердые материалы типа баллас, а также поликристаллы под названием эльбор-Р, гексанит-Р, исмит и др. Эти материалы применяют для оснащения режущих инструментов, обеспечивающих весьма высокую производительность и точность обработки.
Пасты из кубического нитрида бора. Из порошков КНБ изготовляют пасты для доводки деталей, поверхность которых должна быть обработана с высокой точностью и малой шероховатостью. Эти пасты наиболее эффективны при доводке деталей из незакаленных сталей, чугуна, латуни и бронзы.
Пасты из КНБ изготовляют в смеси со связующими и поверхностно-активными веществами. Используются в основном составы, смываемые органическими растворителями (керосином, бензином и т. п.). При необходимости пасты можно разбавлять несколькими каплями индустриального масла, керосина или их смесью.
§ 6.	СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ
При обработке металлов резанием и доводочных работах применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Для обработки-различных материалов следует подбирать разные составы СОЖ. Правильный подбор состава СОЖ создает следующие преимуще-ств а 1
способствует повышению эффективности процесса обработки; снижает коэффициент трения между кромками режущего инструмента и обрабатываемой поверхностью;
поглощает тепло, выделяемое при резании, что способствует увеличению стойкости режущего инструмента;
заметно повышает качество обработанной поверхности;
способствует удалению из зоны резания отходов, образующихся при обработке;
улучшает гигиенические условия труда, так как абразивная пыль лучше удаляется из зоны обработки, не смешиваясь с воздухом; мелкая чугунная и стальная стружка выходит охлажденная, не разлетается и не засоряет рабочее место.
Применяемые в инструментальном производстве смазочно-охлаждающие жидкости не должны иметь ядовитых примесей, вызывающих раздражение кожи, слизистых оболочек глаз и дыхательных путей у работающих. Они не должны вызывать коррозию металла.
В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей применяются водные растворы щелочных веществ (мыла, соды, 'буры), маслянощелочные эмульсии, сульфофрезол, растительные масла (сурепное, льняное), осветительный керосин.
Для предотвращения трения между деталями и предохранения от коррозии применяют жидкие и консистентные смазки. Они могут иметь минеральное, растительное и животное происхождение.
Смазка должна удовлетворять следующим требованиям: быть безвредной для человеческого организма;
не -высыхать (не превращаться в твердую корку) и не испаряться;
иметь необходимую вязкость, чтобы удерживаться на поверхности металла;
иметь температуру вспышки как можно выше, а температуру замерзания как можно ниже, т. е. не менять своих смазывающих свойств при изменении температуры;
не разлагаться на воздухе;
не содержать примесей, вызывающих коррозию металлов.
К минеральным смазкам относятся масла: вазелиновое, веретенное, машинное, цилиндровое и др. В эту группу входят, также консистентные смазки, состоящие из минеральных масел, парафина, церезина, канифоли, иногда с добавлением мыла или щелочи. Эти смазки имеют определенный химический состав, устанавливаемый стандартами соответственно их назначению. В производстве они называются: технический вазелин, тавот, солидол, консталин и т. п.
В условиях инструментальных цехов чаще всего применяются минеральные масла: индустриальное 12 (веретенное 2), индустриальное 45 (машинное), индустриальное 45В (выщелоченное машинное СВ), индустриальное 50 (машинное СУ) и вазелиновое Т. Для заправки систем гидравлической подачи в станках и приспособлениях применяется масло гидравлическое.
Из консистентных смазок применяется универсальная тугоплавкая — консталин жировой, универсальная среднеплавкая — солидол жировой и универсальная низкоплавкая УН —вазелин технический.
Вазелиновое масло имеет невысокую вязкость и используется для смазки точных деталей приспособлений и узлов контрольно-измерительных приборов.
Веретенное масло имеет среднюю вязкость. Применяется для смазки ручных механизированных инструментов, доводочных механизмов. Применяют его и для непродолжительной защиты деталей от коррозии на промежуточных стадиях обработки.
Машинное масло имеет вязкость более высокую по сравнению с веретенным. Оно применяется для смазки металлообрабатывающих станков, притирочных и доводочных механизмов и др.
Масло приборное проходит тщательную очистку и применяется для смазки трущихся поверхностей в механизмах приборов.
Из растительных масел применяются невысыхающие масла: касторовое, репейное, хлопковое, чаще всего используемые для приготовления притирочных паст.
Животные жиры применяются для смазок при доводке и полирования.
Глава III
ТЕРМИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Термическая обработка относится к числу важнейших технологических процессов, применяемых в инструментальном производстве. Все режущие и контрольно-измерительные инструменты подвергаются термической обработке. Основными операциями термической обработки инструментов являются: отжит, нормализация, улучшение, закалка, отпуск, старение.
Любая из операций термической обработки состоит из трех основных элементов: нагрева до определенной температуры; выдержки при этой температуре; охлаждения с различной скоростью от заданной температуры до температуры рабочего помещения.
Решающими факторами термической обработки являются температура и время. Используя соответствующим образом эти факторы, можно изменить структуру и механические свойства инструментальной стали в широких пределах.
Термической обработке инструменты могут быть подвергнуты на любой стадии изготовления: до механической обработки, в промежутках между отдельными операциями механической обработки, по завершении процесса механической обработки.
Характер и содержание операций термической обработки обусловливаются конструктивными особенностями изготовляемого инструмента, техническими требованиями к нему, а также требованиями технологии механической обработки заготовки.
Отжиг. Отжиг заключается в нагреве стали до температуры ее перекристаллизации, выдержки ее при этой температуре до окончания структурных преобразований и медленном охлаждении, чаще всего вместе <с печью.
Металлургическими заводами инструментальные стали поставляются обычно в отожженном виде. Поэтому заготовки, отрезанные
механическим способом от целого прутка или стальной болванки, чаще всего не подвергают отжигу. Для устранения внутренних напряжений и улучшения технологических свойств стали в заготовках, полученных литьем, ковкой, горячей штамповкой, протягиванием, газовой резкой или сваркой, их обязательно подвергают отжигу.
Отжигом можно изменить размеры, форму и расположение зерен стали, устранить неоднородность ее химического состав, уменьшить или полностью устранить вредные внутренние напряжения и ликвидировать наклеп, благодаря чему значительно улучшаются механические и технологические свойства стали.
Применительно к инструментальным сталям различают следующие разновидности отжига: полный, неполный, изотермический, рекристаллизационный, низкий.
Полный отжиг применяется для уменьшения твердости стали, снятия внутренних напряжений и исправления ее структуры, нарушенной неправильным нагревом и охлаждением заготовки во время ковки, сварки, газопламенной резки. По режимам полного отжига обрабатываются также литые заготовки инструментов. Полный отжиг возвращает стали мелкозернистое строение, обеспечивающее лучшую вязкость и пластичность.
При полном отжиге заготовку нагревают до температуры на 20—30° С выше границы ее структурных превращений (различной для каждой марки стали) и выдерживают до полного прогрева, после чего медленно охлаждают до температуры 550—600° С, а затем — с любой скоростью.
Охлаждение углеродистых инструментальных сталей до 600° С ведется со скоростью 50—100° С в час (в зависимости от содержания углерода), а легированных со скоростью 20—60° С в час. Медленное охлаждение достигается путем упаковки заготовок в металлические ящики с леском или золой, а также периодическим выключением и включением печи. При полном отжиге литых заготовок длительность выдержки увеличивают в 1,5 раза по сравнению с заготовками из кованой или катаной стали.
Ориентировочные режимы полного отжига для некоторых марок» сталей следующие:
У7А, У8А, У8ГА — нагрев медленный до 750—770° С и охлаждение с печью со скоростью 50° С в час до 550—600° С, затем — на воздухе;
X, ХГ, ХВГ — нагрев медленный до 780—800° С и охлаждение с печью со скоростью 30° С в час до 400° С, затем—на воздухе. * Неполный отжиг имеет целью снизить твердость и устранить внутренние напряжения в кованых заготовках, прошедших пр a- t вильный режим нагрева и остывания при ковке. Заготовки нагревают до 770—800° С и выдерживают при такой температуре до полного прогрева, после чего производят охлаждение по режимам, характерным для полного отжига.
Изотермический отжиг применяется в основном для заготовок высокоуглеродистых и легированных инструментальных: <талей. Назначение его такое же, как и полного отжига. Этот про-В2
цесс обеспечивает высокое качество тепловой обработки заготовок, но по сравнению с полным отжигом дает большую экономию во времени. Для быстрого охлаждения заготовки переносят в печь с меньшей температурой или охлаждают при открытой дверце печи с последующим выравниванием температуры.
В табл. 6 приведены режимы изотермического отжига для заготовок из инструментальных сталей различных марок.
Таблица 6
Режимы изотермического отжига различных марок инструментальных сталей
Марка стали	Нагрев		Изотермическая выдержка		Получаемая твердость, НВ
	Температура, °C	Выдержка, ч	Температура, °C	Выдержка, ч	
У8А, У9А	750-770	1,2-2,5	600-650	1-2	170—187
У10, У10А	750-770	1,5-2,5	620-660	1-2	179-197
У11А, У12А	750-770	1,5-2,5	640-680	1-2	187-207
ХГ	790-810	1,5-2,5	700—730	3-4	217-255
хвг	770-790	1,5-2,5	700—730	3-4	197-228
Х12, Х12М, Х12Ф1	850-870	1,5-2,5	720—750	3-5	228-255
X. ШХ15, ШХ12	770—790	1,5-2,5	670-720	3-4	197-228
9ХС	780—810	1,5-2,5	680—720	3-4	207-241
Р9	830-850	1,5-2,5	720—750	3-5	228-255
Р18	830-850	1,5-2,5	720—750	3-5	217-255
ЗХ2В8	790-820	1,5-2,5	710-740	3-4	187-228
Низкотемпературный отжиг применяется для снижения твердости легированных сталей и устранения внутренних напряжений в заготовках, прошедших холодную штамповку или механическую обработку резанием. Заготовки медленно нагревают до температуры 650—700° С, при этой температуре выдерживают до полного прогрева, затем охлаждают вместе с печью или в ящике с сухим песком. Этот процесс иногда называют высоким отпуском.
Заготовки из среднеуглеродистых конструкционных сталей (марок 35, 40, 45, 50) вместо отжига подвергают нормализации.
Нормализация. Заключается в нагреве стали до определенной температуры, соответствующей марке данной стали, небольшой выдержке при этой температуре для полного прогрева заготовки и охлаждения на спокойном воздухе. Нормализация применяется преимущественно к заготовкам из легированных инструментальных сталей для снятия в них внутренних напряжений и исправления структуры, нарушенной механической обработкой резанием или перегревом.
Инструментальные стали подвергают нормализации также перед ответственной закалкой, что способствует увеличению глубины прокаливаемости и предотвращению появления трещин в стали после закалки.
Пои обработке заготовок из высокоуглеродистых и легированных сталей, на которых нужно нарезать высокого качества резьбу (микрометрические винты, резьбовые калибры и т. п.), применяют 2—834	33
так называемый процесс улучшения стали, который состоит из закалки заготовки и последующего отпуска при температуре 500—
При всех видах отжига нельзя допускать перегрев и пережог стали.
Перегрев стали — брак исправимый: образовавшуюся при перегреве крупнозернистую структуру можно исправить повторным полным отжигом.
Пережог стали (нагрев до чрезмерно высокой температуры) — брак неисправимый, так как сильно окисленные границы кристаллических зерен теряют связь, металл становится хрупким и легко разрушается.
Нормальная продолжительность нагрева заготовок из инструментальных сталей при отжиге составляет от 30 до 60 мин на каждые 25 мм толщины заготовки. Чем больше углерода и других примесей в стали, тем медленнее нагревают ее при отжиге во избежание образования трещин в металле.
Основным дефектами, возникающими при неправильном ведении режима нагрева инструментальных сталей, являются появление в структуре металла карбидной сетки, окисление или обезуглероживание поверхности заготовки.
При 'отжиге возможно окисление и обезуглероживание почти обработанных инструментов. Наиболее надежной защитой деталей от этих дефектов является нагрев в печах с защитной атмосферой из нейтральных газов. При отсутствии таких печей нагрев ведут в стальных ящиках с засыпкой изолирующей средой. В качестве засыпки применяют чугунную стружку, древесный уголь с добавкой 5—10% кальцинированной соды или смесь песка с пережженным асбестом.
Особо ответственные инструменты, прошедшие шлифовку и под* вергающиеся после термообработки отделочному шлифованию и полированию, нагревают в измельченном древесном угле без добавки соды.
Закалка. Закалка является наиболее ответственной операцией среди операций термической обработки инструментов. В сочетании с отпуском юна обеспечивает заданную твердость, износостойкость и теплостойкость инструмента. При закалке сталь нагревают до температуры, немного превышающей критические точки структурного превращения стали на 20—30° С, а после выдержки при этой температуре быстро охлаждают в воде, масле, водных растворах солей или струей воздуха.
Закалка представляет собой весьма сложный и ответственный этап технологического процесса, так как протекает при больших скоростях охлаждения, что связано с образованием значительных внутренних напряжений. Скорость охлаждения имеет решающее влияние на результат закалки. Чрезмерно быстрое охлаждение неизбежно вызывает деформацию детали и трещины в стали, поэтому при выборе режимов закалки учитывают форму детали и ее размеры.
Для нагрева инструментов под закалку применяют камерные газовые или электрические печи, ванны с расплавом солей, свинцовые ванны, нагрев токами высокой частоты (индукционный нагрев). Для некоторых видов инструментов нагрев в камерных печах является наиболее удобным и производительным 'методом.
Наиболее совершенными термическими печами для закалки контрольно-измерительных инструментов являются электрические печи с защитной газовой атмосферой. Нагреваемые в этих печах инструменты’ практически не обезуглероживаются и после закалки имеют чистую поверхность.
Нагрев в соляных ваннах применяют тогда, когда при закалке необходимо получить минимальную деформацию. Соляная ванна равномерно нагревает инструмент со всех сторон, что способствует снижению деформаций. Применяют составы соляных ванн, не обезуглероживающие поверхность металла. Поэтому в соляных ваннах нагревают под закалку такие детали, как микрометрические винты, резьбовые калибры, плоскопараллельные концевые меры длины, угловые плитки, круглые плашки и т. п. Нагрев в свинцовых ваннах применяют при необходимости закалки инструмента частично и получения резкого перехода от закаленной части к незакаленной, например при закалке резцов.
В инструментальном производстве все шире используется н а-грев токами высокой частоты. Он применяется для наварки пластин из быстрорежущей стали на державки, напайки на резцы твердосплавных пластин, нагрева инструментов и точных деталей под поверхностную закалку.
Сущность нагрева ТВЧ заключается в том, что при прохождении переменного тока высокой частоты по проводнику, вокруг него образуется пульсирующее магнитное поле. Если в это переменное магнитное поле поместить деталь, то в ее поверхностных слоях будет индуктироваться электродвижущая сила, под влиянием которой в детали потечет ток высокой частоты. Прохождение этого тока по поверхности детали вызовет ее нагрев.
Закалка инструментов с помощью установок ТВЧ в сравнении с нагревом в печах или ваннах обладает рядом преимуществ, а именно:
увеличивается производительность нагрева в десятки раз;
резко уменьшается деформация, что дает возможность уменьшать припуски на окончательную обработку (шлифование);
значительно снижается брак, вызываемый появлением трещин;
возможность осуществления автоматизации процесса термической обработки.
На рис. 2 показан индуктор для нагрева под закалку лекальных угольников. Индуктор изготовлен из медной трубки и изогнут так, что он охватывает весь контур угольника. Нижней плоскостью угольник опирается на керамическое основание. По трубке непрерывно протекает холодная вода, охлаждающая индуктор. После нагрева раоочего контура угольника до требуемой температуры, угольник из индуктора извлекают и охлаждают в масляной ванне.
Охлаждение при закалке. На результаты закалки решающее влияние оказывает скорость охлаждения. Различная скорость охлаждения стали при закалке достигается подбором наиболее соответствующей для данной стали охлаждающей жидкости: воды, масла или растворов солей в воде.
Охлаждающая способность воды находится в зависимости от ее температуры: при нагреве свыше 30° С охлаждающая способность воды резко падает. Охлаждающую способность воды уменьшают добавлением масла, извести, мыла, глицерина, а увеличивают введением едкого или хлористого натрия. Масло, подогретое до температуры 50—60° С, обладает более высокой охлаждающей способностью, чем холодное. Следует избегать охлаждения инструментов
в проточной воде. При закалке инструментов сложной конфигурации применяют 50%-ный раствор каустической соды в воде с подогревом до 50° С. Следует следить за тем, чтобы температура раствора была не выше 60° С.
При закалке охлаждение детали до температуры 300° С должно быть достаточно быстрым, чтобы в структуре стали аустенит не успел распасться, а полностью перешел в мартенсит при температуре ниже 300° С. Для сталей с устойчивым аустенитом (марок Р9, Р18, Х12М, Х12Ф1) охлаждаю-
* Рис. 2. Индуктор для нагрева под закалку угольников токами высокой частоты:
1 — медная трубка, 2 —• керамическая подставка, 3 — угольник
щей средой может быть поток воздуха, подаваемый вентилятором или компрессором. Нужно следить, чтобы подаваемый воздух не содержал влаги, так как попадание воды на охлаждаемый инструмент может вызвать появление трещин. На практике применяются несколько способов закалки.
Закалка в одном охладителе (воде) сопровождается наибольшим процентом брака, особенно для углеродистых инструментальных сталей, вследствие сильного коробления и появления трещин. Этим способохМ обычно закаливают детали, подвергшиеся цементации.
Прерывистая закалка в двух охладителях применяется преимущественно для инструментов из углеродистых сталей: сначала охлаждают в воде до температуры примерно 250° С, а затем быстро переносят в масло> до полного охлаждения.
Ступенчатая закалка водой применяется для средних и крупных деталей с полыми или со сквозными отверстиями. После потемнения деталь переносят в масло.
Светлая закалка выполняется с охлаждением детали в расплавленных щелочах и закаленные детали получаются без ока-36
лины (светлыми), с наименьшими деформациями и большей твердостью. Светлая закалка применяется к деталям, не подвергающимся в дальнейшем шлифованию. Ее можно осуществлять по следующему технологическому процессу:
1.	Нагрев под закалку в соляной ванне до температуры на 10—20° С выше обычной, применяемой при ступенчатой закалке. Нагревательные ванны, имеющие в своем составе хлористый барий, применять нельзя, так как хлористый барий загрязняет щелочную ванну охлаждения.
2.	Охлаждение в расплавленной щелочной ванне до полного выравнивания температуры.
3.	Промывка в горячей воде, имеющей температуру 70—90° С.
4.	Прополаскивание в теплой проточной воде.
.5	. Окунание в 2—5%-ный водный раствор нитрита натрия, подогретый до 70° С для предохранения от коррозии.
Инструменты и детали, закаливаемые на твердость HRC 60 и выше, не следует после щелочной ванны сразу промывать в горячей воде, так как это может вызвать значительную деформацию и появление мелких трещин. Охлаждать следует примерно до 100° С на воздухе, а потом промывать в горячей воде.
На поверхности деталей, подвергаемых светлой закалке, не должно быть следов жира, иначе в этих местах появятся темные пятна.
Отпуск. Отпуск обычно является завершающей операцией термической обработки инструментов, от правильного проведения которой зависят_конечные свойства и срок службы инструмента. Отпуску подвергают все закаленные инструменты как режущие, так и измерительные, так как в результате отпуска прекращаются все структурные превращения в стали, устраняются внутренние напряжения и чрезмерная хрупкость, сталь становится более пластичной. При отпуске закаленную сталь нагревают до температуры, лежащей ниже ее критической точки структурных превращений, и после некоторой выдержки при температуре нагрева медленно или быстро охлаждают до температуры рабочего помещения.
Отпуск должен следовать немедленно после закалки; при несоблюдении этого условия в деталях из высокоуглеродистых сталей могут появиться трещины.
Каждая марка стали имеет свою, строго определенную температуру отпуска. Для нагрева применяют камерные и электрические печи, предварительно прогретые до температуры 200° С, соляные или масляные ванны, а также ванны с расплавленной щелочью (светлый отпуск).
Скорость охлаждения при отпуске углеродистой инструментальной стали не имеет существенного значения, так как при охлаждении структурные превращения в стали, прошедшей отпуск, не происходят. Некоторые марки легированных инструментальных сталей (например, содержащие хром и никель) после отпуска в интервале температур 650—450° С надо охлаждать в масле или
воде, так как при более медленном охлаждении они становятся хрупкими. Это явление называется отпускной хрупкостью.
Нагрев стали под закалку до темпер-атуры более высокой, чем предусмотрено для данной марки, не увеличивает ее твердость после охлаждения, а вызывает крупнокристаллическую структуру, ведущую к короблениям и хрупкости.
Режимы закалки и отпуска некоторых наиболее распространенных марок инструментальных углеродистых и легированных сталей приведены в табл. 7.
Закалка и отпуск под прессом. Закалка выполняется между двумя плитами, имеющими отверстия (или полость), по которым пропускают холодную проточную воду. Такую закалку применяют,
Таблица 7
Режимы закалки и отпуска часто применяемых марок инструментальных сталей
Марка стали	Температура закалки, СС	Охлаждающая среда	Твердость после закалки, НРС	Температура отпуска, °C	Твердость после отпуска, HRC
У7А	780-800	Вода	61-63	150-165	60-62
У8А	760-780	Вода затем масло или водный раствор щелочей	62-64	150—165	62-64
У9А	780-790	Масло	62-63	160—180	60-62
У10А, УНА, У12А	780-800	Масло и расплавленные смеси	63-65	160-180	62-64
50Г, 55ГС	800-820	Масло	—	200-220	60-61
X, ХГ	830-860	»	62-65	170-200	62-64
9ХС	840-860	»	62-65	150-170	61-63
ХВГ	830-850	»	62-64	160-180	61-63
ХВ5	820-840	Вода	65-67	150-170	63-66
Х12М	1030-1050	Масло или воздух от компрессора	60-62	180-200	60-62
чтобы .предупредить искривление плоских или тонких, но длинных инструментов, изготовленных из легированных сталей.
Нагретые под закалку инструменты в начале вертикально опускают на 35—50 с в масло с температурой 20—60° С, а затем помещают под пресс. Коробления, остающиеся на деталях, после их деформации окончательно устраняются в процессе отпуска, который также выполняют между плитами, нагретыми электрическими обогревателями. Инструмент слегка сжимают, а по достижении 150—200° С зажимают плотно. В холодном состоянии перед отпуском тонкие плоские и круглые длинные инструменты не следует править или сильно сдавливать — эти операции нужно выполнять с подогревом до 150—160° С.
Старение. Свойство -стали изменять с течением времени свой объем, размеры и форму называется старением. Различают старение естественное и искусственное. Естественное старение достигается длительной выдержкой стальных и чугунных заготовок в естественных условиях (на открытых складах) в течение длительного времени (от шести месяцев до двух лет), в результате чего в металле происходят структурные превращения, вызывающие изменение размеров и формы заготовки. Ввиду большой длительности этого процесса его- заменяют искусственным старением, которое заключается в низкотемпературном нагреве закаленных деталей (до 120—170° С) и выдержке их при этой температуре от 20 до 30 ч.
В условиях опытного производства часто применяют «вываривание» незавершенных калибров и лекал в кипящей воде в течение 5—8 ч. «Вываривание» заменяет более длительный процесс старения при срочном изготовлении инструментов.
Искусственное старение чугунных заготовок помимо снятия внутренних напряжений улучшает обрабатываемость металла при сохранении его твердости. Заготовки из серого чугуна нагревают до 500—550° С со скоростью 80—100° С в час, затем дается выдержка от 4 до 10 ч и медленное охлаждение до 100—150° С.
Старение деталей инструментов и приборов производят обычно после чернового шлифования.
Обработка холодом. Структура легированных и высокоуглеродистых инструментальных сталей после закалки состоит в основном из мартенсита и некоторого количества остаточного (неразло-жившегося) аустенита. Обычно превращение остаточного аустенита в мартенсит происходит при последующем отпуске или в результате естественного старения. В том и другом случае полного перехода аустенита в мартенсит не происходит даже при неоднократном отпуске. Для более полного разложения аустенита обработка сталей -ведется с охлаждением до температур минус 20 — 8 0°С. В результате значительно повышается твердость инструментов и устраняется возможность их деформации в дальнейшем.
Технологический процесс следующий: нагрев инструмента до требуемой температуры; закалка в обычном для данной марки
стали охладителе; немедленное охлаждение до температуры минус 20—80° С; отпуск для полного снятия -внутренних напряжений.
§ 2.	ОСОБЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ
Основное качество инструментов из быстрорежущих сталей — высокая стойкость при работе с нагревом до высоких температур (красностойкость). Оно достигается в результате применения к быстрорежущим сталям специальных режимов термической обработки.
После ковки заготовок из быстрорежущих сталей их подвергают отжигу при температурах 800—890° С (в зависимости от марки стали). Из отожженных заготовок изготовляют инструменты, при этом оставляют припуски по режущим кромкам и посадочным местам. Обработанные заготовки подвергают закалке и отпуску.
Температура нагрева быстрорежущих сталей под закалку высокая, например, для стали Р18 1250—1290°С, для Р9 1220— 1240° С. После закалки инструменты подвергают многократному отпуску при температуре 550—560° С.
Если быстрорежущую сталь нагреть при закалке до температуры 900—1100° С, то она будет твердой после охлаждения, но не будет красностойкой. Таким образом, для получения красностойкости быстрорежущей стали температура ее закалки должна быть достаточно высокой. Однако существуют границы температур, выше которых быстрорежущую сталь нагревать не следует, так как начинается интенсивный рост зерна и оплавление кромок инструмента. Для стали Р18 такой границей является температура 1300° С, а для стали Р9 1250° С.
При закалке резцов из стали Р18, которые подвергаются шлифованию и заточке, небольшое оплавление кромок не представляет существенной опасности. Поэтому инструменты из этой стали можно нагревать до температуры 1290° С. При закалке фасонных резцов, фигурных и специальных фрез нагрев производят до температуры 1260—1280° С. Красностойкость в этом случае будет несколько ниже, но зато оплавления кромок не произойдет.
Инструменты из стали Р9 обычно нагревают при закалке до температуры на 40—50° С ниже, чем инструменты из стали Р18.
Ввиду низкой теплопроводности быстрорежущих сталей нагрев инструмента ведут постепенно в два, а иногда и в три приема. Сначала нагревают медленно до 820—850° С, а затем перенося в другое нагревательное устройство, где быстро нагревают до температуры закалки.
Для фасонных инструментов обычно применяют двойной нагрев с промежуточной выдержкой при 620—650° С, чем обеспечи-вается более полный прогрев и уменьшается опасность появления вредных внутренних напряжений.
Инструменты небольшого размера нагревают до 850° С в соляной ванне (78% хлористого бария и 22% хлористого натрия).
Массивные инструменты нагревают сначала до 850° С в обычной электрической или пламенной печах, а затем нагревают до температуры закалки в расплавленном хлористом барии.
Большое влияние на качество закалки имеет продолжительность выдержки инструмента при закалочной температуре: чрезмерно, длительная выдержка ведет к появлению крупнозернистой структуры в стали (хрупкости); недостаточная выдержка может привести к понижению красностойкости и к общей пониженной твердости. Выдержка должна быть тем меньше, чем выше температура нагрева под закалку. Выдержка определяется при первом нагреве инструмента в соляной ванне с температурой 820—850° С из расчета 15—20 с на 1 мм толщины (диаметра) инструмента, а при закалочной температуре 6—7 с на 1 мм.
Охлаждение при закалке может производиться различными способами. Обычно инструмент охлаждают в масле до температуры 150—200° С, а затем — на воздухе. Инструмент, предназначенный для безударной работы, охлаждают на воздухе комнатной температуры.
После закалки инструменты из быстрорежущей стали должны обязательно подвергаться отпуску. Отпуск производят нагревом до 550—560° С и выполняют его несколько раз (до трех раз) с выдержкой по 1 ч. После правильно проведенных закалки и отпуска твердость инструментов из быстрорежущей стали должна быть HRC 62—67.
§ 3.	ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЧУГУНА
Многие корпусные детали контрольно-измерительных приборов и ряд массивных инструментов (поверочные плиты, рамы уровней, крупногабаритные поверочные линейки, линейки-мостики и др.) изготовляют.из высококачественного чугуна.
Чтобы снять внутренние напряжения, вызывающие коробление, и стабилизировать размеры чугунных отливок, к ним применяют низкотемпературный отжиг. Для этого чугунные отливки укладывают в холодную печь (или печь с температурой 100—200° С) и вместе с ней медленно (со скоростью 75—100° в час) нагревают до 500—550° С в течение 4—6 ч, затем охлаждают до 200° С со скоростью 30—50° С в час и окончательно охлаждают на воздухе.
Для повышения ударной вязкости и износоустойчивости поверхностных слоев чугуна к чугунным деталям применяют закалку с отпуском. Детали под закалку нагревают до температуры 850—900° С Р1ВХЛдЖдают в воде. Твердость чугуна после закалки достигает
Отпуском снимают остаточные напряжения, возникающие после закалки. К деталям, работающим на истирание, применяют низкий отпуск, т. е. нагрев до температуры 200—250° С и медленное охлаждение.
При отпуске закаленного чугуна твердость его понижается значительно меньше, чем при отпуске стали.
§ 4.	ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ
Химико-термической обработкой называется такой вид тепловой обработки стали, в результате которой происходит не только изменение структуры металла, но изменяется и химический состав его поверхностных слоев. Химико-термической обработке подвергают, как правило, уже готовые или почти готовые инструменты с целью повышения их твердости, износостойкости или для придания им устойчивости против коррозии.
Различные методы химико-термической обработки позволяют насыщать поверхностный слой металла углеродом, азотом, хромом, бором. Углерод и азот образуют со сталью химические соединения— карбиды железа и нитриды. Хром и бор, проникая в поверхностные слои металла,, образуют сложные карбиды, имеющие более высокую твердость, чем карбиды железа.
Процессы химико-термической обработки заключаются в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре в насыщающей среде и медленном охлаждении. В производстве инструментов применяют следующие виды химико-термической обработки: цементацию, азотирование, алитирование и диффузионное хромирование.
Цементация. Эта операция является наиболее распространенным способом повышения поверхностной твердости деталей. Она заключается в насыщении низкоуглеродистой стали (0,2—0,4% С) углеродом и основана на способности железа растворять в себе углерод, поглощая его до 0,9—1,2%. Подвергаемую цементации сталь нагревают до температуры выше 910° С и вводят в соприкосновение с карбюризатором (веществом, обильно содержащим углерод). Карбюризаторы могут быть твердыми, газообразными и жидкими.
В инструментальном деле широко применяется цементация твердыми карбюризаторами. Детали помещают в цементационный ящик из жаростойкой стали и засыпают толченым древесным углем в смеси с добавками, ускоряющими процесс цементации (например, 75% угля, 15% углекислого бария, 5%углекисло-го кальция, 1% углекислого натрия и 4% мазута). Карбюризатор утрамбовывают. Расстояние между деталями должно быть порядка 25—40 мм. Ящик плотно закрывают крышками, обмазывают щели глиной, просушивают и ставят в закалочную печь, нагретую до 700° С. Затем температуру печи поднимают до 920—940° С, при этой температуре выдерживают из расчета 1 ч на каждые 0,1 мм глубины цементации.	i
Для проверки качества цементации в специальные отверстия в * ящике вместе с деталями закладывают образцы-«свидетели», изготовленные из прутков той же стали. В процессе установленного времени цементации «свидетели» извлекают из ящика (не раскрывая i его) и подвергают испытаниям.
Жидкостная цементация в расплаве цианистых солей применяется для упрочнения мелких инструментов. Ванны для це
ментации состоят из 75% кальцинированной соды, 15% поваренной соли и 10% карборунда в зернах размером 1—2 мм. Процесс цементации производится при нагреве до 840—870° С и продолжается от 2 до 5 ч.
Газовая цементация производится в специальных печах путем насыщения стали углеродом, выделяющимся из газообразных соединений СН, СО и других, подаваемых в герметизированную печь.
Жидкостная и газовая цементация более производительны, чем цементация в твердом карбюризаторе, но при изготовлении инструментов- они находят ограниченное применение, так как обеспечивают малую глубину науглероженного слоя и применимы лишь к сталям, содержащим углерода не более 0,2%.
Как правило, после цементации детали подвергают закалке одним из следующим способов: закалка раскаленной детали, взятой непосредственно из цементационного ящика; охлаждение деталей в ящике, повторный нагрев их в печи до 760—780° С и закалка в воде или масле; двойная закалка-нагрев охлажденных в ящике деталей до 600—650° С, охлаждение их вместе с печью, повторный нагрев до 900° С с закалкой в масле, снова нагрев до 780° С и закалка в воде.
Азотирование. Это — процесс насыщения поверхностного слоя деталей азотом при температуре 480—620° С в течение 10—29 ч. Азотируемый слой достигает глубины 0,5—0,8 мм и приобретает весьма высокую твердость, которая сохраняется даже при нагреве до 550° С. После азотирования детали не требуют последующей термической обработки и не деформируются. Твердость достигает HRC 68—70.
Азотированию подвергают крупные калибры и основные рабочие детали контрольно-измерительных приборов, изготовленных из легированных сталей, содержащих алюминий, хром, молибден, легко образующих с азотом твердые химические соединения. Иногда детали, подлежащие азотированию, предварительно подвергают закалке для создания твердой подушки.
Особенностью азотирования является повышение склонности к увеличению размеров в результате термической обработки, что объясняется увеличением объема кристаллов при насыщении стали азотом. Этим обстоятельством иногда пользуются с целью создания припуска под доводку калибров.
Для уменьшения деформации процесс азотирования ведут по возможности при более низкой температуре и ограничивают глубину насыщаемого слоя минимально допустимой величиной.
Цианирование. Это процесс одновременного насыщения стали углеродом и азотом. Применяется для получения более высокой поверхностной твердости режущих инструментов, предназначенных Для чистовой обработки (резьбонарезные инструменты, фасонные резцы, мелкие резцы из быстрорежущей стали, работающие на автоматах и полуавтоматах, мелкомодульные червячные и шлицевые фрезы и др.).
Цианирование можно проводить в расплавленных солях, содержащих циан (СН), и в газовой срадег состоящей из смеси аммиака и цементирующего газа (природного газа и пиробензола).
. Цианированию подвергают окончательно обработанный и заточенный инструмент. Различают два вида цианирования: высокотемпературное при 830—900° С и низкотемпературное, выполняемое при 530—560° С. В инструментальном производстве получило распространение в основном низкотемпературное цианирование инструментов, изготовленных из быстрорежущих сталей. Температура цианирования должна быть обязательно ниже температуры отпуска инструмента не менее чем на 10° С. Выдержка в цианирующей среде занимает от 1 до 4 ч. Глубина цианированного слоя достигает 0,05 мм.
§ 5.	ОСОБЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Глубину цементации контрольно-измерительных инструментов и стальных деталей приборов выбирают в зависимости от назначения инструмента и размеров его поперечного сечения. При толщине или диаметре от 3 до 10 мм глубину цементации назначают в пределах 0,3—0,8 мм; при толщине 10—20 мм и выше 0,8—1,2 мм.
Для предохранения соответствующей части поверхности деталей от цементации предварительно наносят на эти поверхности электрическим способом слой меди толщиной 5—7 мкм. Применяется также защитная обмазка из смеси огнеупорной глины с асбестом.
Листовые скобы, шаблоны. При объемной закалке деформация и изменение размеров у этих инструментов могут быть значительными. Их предпочтительно изготовлять из среднеуглеродистых сталей марок 50Г или 50, 55, 55ГС. Нагрев предпочтителен индукционный с охлаждением в масле, что уменьшает деформацию. Режим отпуска: нагрев до 150—180° С с выдержкой 2—3 ч, охлаждение между двумя плитами.
Шаблоны и -скобы изготовляют из стали марки 20 или 20Х и подвергают следующей обработке:
цементуют в шахтной печи для газовой цементации при температуре 800—900° С;
нагревают под закалку в раскисленной ванне и закаляют с температуры 780—800° С до 150—180° С погружением в расплавленную соль, затем охлаждают на воздухе или в водяной ванне с температурой 30—40° С;
после закалки обрабатывают холодом в холодильной установке с температурой —20° С. Длительность охлаждения 3—4 ч;
промывают в 10%-ном содовом растворе при температуре 70— 90° С;
выполняют отпуск в шахтной отпускной печи при температуре 160—180° С. Инструменты из стали 20Х отпускают в масляной ванне погружением на 2—3 ч (продолжительность отпуска увеличивается соответственно увеличению глубины цементации и размеров инструмента);
выполняют операции механической обработки (шлифование, предварительную доводку);
производят старение в масляной ванне с электрообогревом при температуре 150± 10° С.
Когда измерительный инструмент необходимо закалить лишь частично, нагрев выполняют в свинцовой ванне, опуская в нее только рабочую часть инструмента (рис. 3).
Инструменты сложной конфигурации из высокоуглеродистых и легированных сталей нагревают двукратным или трехкратным погружением в расплавленную соль и охлаждают в масле, подогретом до температуры 50—60° С.
Рис. 3. Схема погружения шаблонов и калибров в свинцовую ванну для нагрева
Круглые гладкие и резьбовые калибры, а также калибры-кольца и контркалибры с целью уменьшения деформации при закалке после механической обработки отожженных заготовок подвергают улучшению, т. е. закалке (с последующим высоким отпуском) при температуре 650—680° С. Затем окончательно механически обрабатывают под доводку и закаливают с предварительным медленным подогревом до 600—650° С.
§ 6.	ОСОБЕННОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ обработки РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Закалка инструментов из углеродистых сталей. Большое влияние на степень коробления имеет способ погружения закаливаемого инструмента в охлаждающую жидкость. На рис. 4 показаны способы погружения инструментов различной формы для уменьшения коробления и неравномерности закалки. Не следует медленно погружать в воду тонкие длинные инструменты, так как один конец инструмента будет долго подвержен воздействию воды до переноса в масло, что может привести к появлению трещин, а другой конец инструмента, остающийся на воздухе, потеряет нужную температуру и получит недостаточно твердую закалку.
Нельзя охлаждать инструменты в проточной воде, а также часто менять воду в баке.
При закалке инструментов сложной конфигурации из углеродистой стали в качестве закалочной среды часто применяют 50%-ный
раствор каустической соды с температурой 16—25 и 50—60° С. При охлаждении в этом растворе редко возникает брак по короблению и трещинам. Детали, нагретые в соляной ванне и закаленные в этом-растворе, получаются светлыми. Температура раствора не должна превышать 60° С, иначе твердость закаленных инструментов резко снижается.
Для закалки режущих инструментов из легированных сталей воду не применяют, а пользуются минеральными маслами: веретенным (температура вспышки 165—170° С), машинным марок Л, С и СУ (вспышка при 180—200° С) и цилиндровым марок 2 и 6 (вспышка при 215 и 290° С). Эти масла перед закалкой подогревают до 100—150° С.
Закалка самоотпуском. В -практике термической обработки инст-
Рис. 4. Схема погружения режущих инструментов в охлаждающую жидкость при закалке
рументов, подвергающихся ударным нагрузкам, иногда закалку совмещают с отпуском, прерывая на некоторое время окончательное охлаждение. При этом твердость инструмента уменьшается от поверхности к сердцевине. Этот способ применяется наиболее часто к ударным инструментам., изготовляемым из углеродистой инструментальной стали.
Процесс закалки выполняют в следующем порядке: нагревают инструмент до темпе
ратуры закалки и опускают его на 3—5 с до потемнения в воду с температурой 18—25° С, затем вынимают инструмент, быстро зачищают шлифовальной шкуркой часть его поверхности и при появлении на ней соответствующего побежалого цвета немедленно погружают инструмент в масло да
полного охлаждения.
Закалка круглых резцов. Эти инструменты изготовляют преимущественно из углеродистых сталей У10А и У12А, легированных сталей 9ХС, ХВГ, ХГС, а также из быстрорежущей стали Р9.
При сложном профиле круглых резцов их после закалки не шлифуют, а только доводят по шаблону и полируют, поэтому при закалке принимают меры к тому, чтобы при их нагреве не было обезуглероживания, трещин и окалины на поверхности.
Круглые резцы, изготовленные из стали Р9, перед окончательным нагревом необходимо подогревать в отдельной печи или путем прерывистого погружения в расплавленную соль. Окончательный нагрев ведут в хлорбариевой ванне. Охлаждают в расплавленной селитре при температуре 450—500° С в течение 5—8 мин с последующим охлаждением в масле до температуры 150—250° С, а затем на воздухе.
Если окончательный нагрев под закалку ведется в камерной печи, необходимо 'подогретый до температуры 800° С резец обкатать в прокаленной и мелко истолченной буре. Отпуск производят с двухкратной выдержкой по 1 ч при температуре 560—580° С. Твердость должна быть получена HRC 62—65.
Круглые резцы, изготовленные из углеродистых и легированных сталей, нагреваемые в камерных печах, необходимо предохранять от обгара путем упаковки в ящик с изолирующей средой.
Нагретые под закалку резцы из в масле, а из углеродистой стали — задержке инструмента в воде происходит изменение объема по всему периметру круглого резца, что приводит к образованию трещин. Этот дефект можно предотвратить путем прорезывания тонкой фрезой на резце трех канавок радиального направления.
Отпуск резцов производят в масляной ванне при температуре 160—180° С с выдержкой в течение 1—2 ч. При испытании твердость на торце в нескольких точках должна быть HRC 61—64.
Закалка специальных сверл, зенкеров, разверток и метчиков. Эти инструменты, изготовленные из быстрорежущей стали, нагревают с промежуточным подогревом в камерной печи, устанавливая их в вертикальном положе
легированнои стали охлаждают в воде с переносом в масло. При
ние. 5. Подставки из огнеупорного кирпича для нагрева в печи стержневых инструментов
нии в отверстия, высверленные в огнеупорном кирпиче (рис. 5, а). При подогреве длинных инструментов в горизонтальном положе-
нии следует пользоваться подставкой из огнеупорного кирпича, в которой сделаны углубления (рис. 5, б).
После окончательного нагрева охлаждение производят вертикальным погружением в селитровую ванну с температурой 450— 500° С или в масляную ванну с температурой 150—200° С.
Быстрорежущие сверла и метчики больших диаметров (свыше 15 мм) охлаждают на воздухе в клещах в подвешенном состоянии. Отпускают их двукратно при температуре 540—580° С с выдержкой по 1 ч.
При закалке сверл из легированных и углеродистых сталей лучшие результаты получаются при нагреве рабочей части в свинцовой или соляной ванне. Охлаждение сверл из легированной стали выполняют в селитровой или масляной ванне с темперартурой 120— 180° С с последующим остыванием на воздухе.
Сверла из стали 9ХС отпускают в масляной ванне с температурой 180—200° С с выдержкой 1,5—2 ч.
Закалка плашек круглых (лерок). Плашки иод закалку нагревают в соляных ваннах с предварительным подогревом или подогревом путем кратковременного многократного погружения инструмента в ванну для закалочного нагрева. Плашки можно также нагревать в камерной электропечи. Во всех случаях выдержка при температуре закалочного нагрева должна быть минимальная. Для предохранения от обезуглероживания резьбовой части плашек при нагреве в камерной печи их помещают в ящик с чугунной стружкой или в смесь из угля и соды, а при нагревании в соляной ванне резьбу покрывают зеленым мылом или смазкой, приготовленной из хозяйственного мыла.
Охлаждают плашки из легированных инструментальных сталей в горячем масле (120—200° С), плашки из углеродистой стали диаметром до Мб охлаждают в масле, а диаметром более Мб — в воде с переносом в масло. Плашки для мелкой резьбы нагревают на стальном противне в камерной печи и ссыпают их в масло. Отпуск производят в низкотемпературных электропечах или в печах лабораторного типа. Температура отпуска плашек из стали 9ХС до 240° С, а для плашек из сталей других марок до 220° С. Продолжительность выдержки при отпуске 3—4 ч, требуемая твердость HRC 58—62.
Закалка тангенциальных плашек. Их изготовляют обычно из быстрорежущих сталей. Под закалку нагревают в соляной ванне с предварительным подогревом. Охлаждают в расплавленной селитре при температуре 450—500° С или в масле, подогретом до температуры 150—200° С, затем на воздухе. Отпуск двукратный по 1 ч при нагреве до 540—580° С. Требуемая твердость HRC 62—65.
§ 7.	КОНТРОЛЬ ПОСЛЕ ТЕРМООБРАБОТКИ
Инструментальные стали при поступлении на склады заводов /подвергаются входному контролю на твердость. Изготовленные из этих сталей детали и прошедшие термическую обработку инструменты подвергаются обязательному поштучному контролю. Такой контроль может выполняться как в лаборатории, так и в цеховых условиях, что зависит от величины партии инструментов, их назначения и стадии технологического процесса, на которой необходимо осуществить контроль.
Прошедшие термическую обработку инструменты очищают от налетов и окалины и подвергают глазному осмотру; выявляют трещины и поверхностные дефекты; измеряют основные размеры; проверяют наличие коробления. Для выявления скрытых дефектов и трещин в особо ответственных случаях применяют магнитную и люминесцентную дефектоскопию, а для определения твердости испытывают на приборах-твердомерах.
Выходящие на поверхность металла трещины легко обнаруживаются глазным контролем. Трещины бывают различного характе-48
ра и являются, как правило, результатом неправильно примененных методов обработки. Так, например, глубокие продольные трещины возникают вследствие перегрева стали, резкого охлаждения ее в воде при температуре ниже 18° С или в неподогретом масле, неравномерного нагрева или несвоевременного отпуска.
Внутренние дугообразные трещины являются следствием малой глубины прокаливания детали или несвоевременного отпуска.
Поверхностные мелкие трещины образуются в результате обезуглероживания стали при нагреве в сильно разогретой печи или на открытом пламени; они возникают и вследствие науглероживания при отжиге, а также в результате глубокого шлифования без охлаждения.
Наблюдающееся отслаивание частиц (металла на поверхности детали образуется в результате неравномерного нагрева по сечению детали или несвоевременного отпуска.
Обнаружение трещин. Трещины обнаруживают на специальном приборе — магнитном дефектоскопе. Испытуемую деталь помещают в дефектоскоп, там она намагничивается и затем ее обрабатывают магнитной суспензией, представляющей собой смесь мелкого магнитного порошка с маслом, керосином и т. п. В местах трещин порошок оседает в виде мелких прожилок. Трещины также можно определить погружением детали в керосин на 10—20 мин, затем деталь очищают на пескоструйном аппарате или насухо вытирают чистой тряпкой и натирают порошком мела. В местах трещин керосин выступит в виде темных полосок.
Проверка на коробление. Многие инструменты, особенно длинные и тонкие, проверяют на коробление после термической обработки. Проверка производится индикатором при медленном вращении цилиндрических деталей, зажатых в центрах. Детали, не имеющие центров, проверяют по световой щели с помощью лекальной линейки или на поверочной плите набором щупов. Допускается биение не более половины припуска на последующие операции обработки.
Контроль твердости. При определении твердости выбирают тот или иной метод в зависимости от величины контролируемой детали, степени ее предполагаемой твердости (в отожженном или закаленном виде) и состояния поверхности — черновая или окончательно обработанная.
Различают методы прямого испытания на твердость путем постепенного вдавливания в металл испытательного наконечника (закаленного шарика, алмазной пирамиды) и косвенного испытания, когда твердость оценивается по другим свойствам, более или менее пропорциональным твердости.
Основными методами испытания на твердость являются:
метод Бринелля, использующий твердомеры типа ТШ (твердомер шариковый);
метод Роквелла, использующий твердомеры типа ТК (твердомер конусный);
метод Виккерса, использующий твердомеры типа ТП (твердомер пирамидный).
Каждый из этих методов имеет свои преимущества в определенных условиях и поэтому на практике используются все три метода.
Определение твердости по Бринеллю производят обычно на сталях, не подвергшихся закалке, когда ожидаемое значение твердости не превышает НВ 400 (т. е. диаметр отпечатка около 3 мм).
Метод Роквелла позволяет испытать металлы любой твердости, не оставляя на поверхности деталей заметных следов испытания.
Твердость определяют по глубине вдавливания наконечника прибора в поверхность испытуемого металла. Для испытания применяют два типа наконечников:	алмазный
конус с углом при вершине 120° и стальной закаленный шарик диаметром 1,59 мм. Алмазный конус применяют при испытании твердых металлов (свыше НВ 230), а шарик— для более мягких.
Между числами твердости по Роквеллу и числами твердости по Бринеллю имеется приближенное соотношение, определяемое формулой НВ = 9,54-4-10,5 HRC.
По методу Виккер-используется алмазная
Рис. 6. Универсальный прибор модели УПТ-1 для испытания на твердость:
1 — световой сигнал, 2 — рукоятка управления, 3 — индикатор, 4 — головка, 5 — маховичок, 6 — пусковая кнопка, 7 — колпак, 8 — столик, 9 — подъемный винт
са в качестве испытательного наконечника
пирамида. Испытание проводят аналогично методу Бринелля, только замеряется величина отпечатка не шарика, а алмаза.
Испытание на твердость универсальными приборами. В условиях инструментального производства часто требуется испытать некоторые детали илй инструменты, изготавливаемые с разной твердостью тех или иных участков. Испытание таких деталей не может быть выполнено только одним каким-нибудь методом (Бринелля, Роквелла или Виккерса).
На рис. 6 показан универсальный производственный твердомер модели УПТ-1, позволяющий испытывать детали на твердость любым из трех известных методов: вдавливанием стального шарика, алмазной пирамиды или алмазного конуса с предварительной нагрузкой. Нагружающий механизм прибора состоит из рычажной
системы и сменных грузов, расположенных внутри корпуса. Предварительная нагрузка создается весом рычага и .шпинделя.
Твердость определяют следующим образом. Маховичком 5 уста» навливают необходимую нагрузку. В шпиндель, находящийся в колпаке 7, вставляют соответствующий наконечник с шариком или алмазом и подъемным винтом 9 подводят испытуемый образец на столике 8 к колпаку 7. Прибор приводится в действие пусковой кнопкой 6.< При этом шпиндель с вставленным в него наконечником поворачивается и занимает рабочее положение. Наконечник под действием прилагаемой нагрузки внедряется в испытуемый образец, и зажигается световой 'Сигнал 1. По истечении заданного времени нагрузка автоматически снимается, шпиндель поворачивается в исходное положение, а его место занимает объектив микроскопа. Го-ловка 4 служит для измерения отпечатка по методу Бринелля или Виккерса. Она может поворачиваться на любой угол для быстрого подвода к краям отпечатка. Прибор имеет рукоятку управления 2. При установке в шпиндель алмазного конуса числа твердости по Роквеллу отсчитываются по индикатору 5, расположенному на корпусе прибора.
Испытание по методу Шора. Этот метод основан на том, что твердость металлов прямо пропорциональна их упругости. Он применяется в тех случаях, когда на испытуемой поверхности готовой детали не должно быть следов вдавливания.
Испытания производятся на приборе Шора (склероскопе), в котором закаленный боек массой в 2,5 г падает с постоянной высоты, ударяется о поверхность испытуемого образца и отскакивает на определенную высоту, зависящую от твердости металла. Мерой твердости является высота отскока бойка; она указывается стрелкой индикатора прибора на шкале, имеющей 130 делений.
Контроль твердости тарированными напильниками. Напильники применяют при проверке твердости закаленных деталей непосредственно на рабочем месте термиста или при исследовании мест, малодоступных для алмазного наконечника прибора.
Напильники тарируют на определенную твердость, определяемую сцеплением с контрольной пластинкой твердостью HRC 57 до HRC 64 (зубья обычных слесарных напильников имеют твердость HRC 54). Тарированные напильники имеют насечку № 2 (от 13 до 22 зубьев на 1 см). Форма сечения напильников квадратная, трехгранная и круглая. Длина 150, 200 и 250 мм.
Обозначаются напильники следующим образом: напильник квадратный 200 для контроля твердости HRC 59—61 или напильник трехгранный остроносый 150 для контроля твердости HRC 57—59 и т. п.
Твердость детали определяют двумя напильниками с минимальным интервалом по твердости, один из которых только скользит по поверхности детали, а второй слегка царапает ее. Например, если напильник с твердостью HRC 59 только скользит по поверхности металла, а напильник HRC 61 царапает металл, то твердость детали принимают HRC 60. Тарирование напильников производится по
эталонным плиткам, твердость которых точно определена на приборе.
Измерение микротвердости. Для определения твердости тонких поверхностных слоев металлов, тончайших поверхностей металлических покрытий, а также твердости составных частей структуры
Рис. 7. Прибор ПМТ-3 для изме-
сплавов и мелких частиц металлов применяют специальные приборы — микротвердо меры (рис. 7). Испытание состоит во вдавливании в отшлифованную и отполированную поверхность -металла или сплава алмазной пирамиды с углом между гранями при вершине 136° при нагрузке от 5 до 200 Г в зависимости от особенностей изучаемого материала и задач исследования.
Размер диагоналей отпечатка характеризует степень микротвердости. Для определения поверхностной твердости служит специальный прибор модели ПМТ-3. Этот прибор создает необходимое усилие для вдавливания алмазной пирамиды и измеряет диагонали отпечатка в пределах от 6 до 240 мкм.
Иопытание на твердость осуществляется следующим образом. Деталь устанавливают на столик прибора и на ее поверхности выбирают под микроскопом место для нанесения отпечатка. Затем,
рения микротвердости:
1 — микроскоп, 2 — шнур электроподсветки, 3 — регулировочный винт, 4 — объектив, 5 — стол для установки детали, 6 — винт стола, 7 — ручка стола, 3 — шток с алмазной пирамидой, 9 — груз, 10 — ручка нагружения, 11, 12 — микрометрические винты, 13 — окулярный микрометр
повернув столик вокруг оси на 180°, подводят выбранное на детали место под острие алмазной пирамиды и производят вдавливание алмазного наконечника, находящегося под действием груза в течение 30—40 с, после чего
столик поворачивают снова на 180° и с помощью микроскопа измеряют диагональ отпечатка. Вычислив среднюю величину двух диагоналей, определяют по таблицам микротвердость.
На приборе ПМТ-3 можно устанавливать детали, высота которых не превышает 90 мм, а длина и ширина 200X200 мм.
Глубину наклепа на поверхностных слоях деталей опреде
ляют путем измерения микротвердости слоев, залегающих на разных горизонтах. Для этой цели на поверхности детали производят косой срез под очень малым углом (от Г до 2°30'). Пересекая по-
верхностные слои металла на большом (протяжении, плоскость косого сечения 'позволяет значительно (в 35—50 раз) растянуть глубину наклепанного слоя. При вдавливании алмазной пирамиды в исследуемую поверхность у каждого отпечатка определяют среднюю длину двух его диагоналей. Зная микротвердость на различных участках косого среза, можно узнать об изменении степени наклепа слоев, залегающих н-а разной глубине.
§ 8.	ПРАВКА ЗАКАЛЕННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Инструменты, прошедшие термическую обработку и получившие деформацию (поводку) могут быть выправлены рихтовкой.
Инструмент, изготовленный из любой марки инструментальной стали диаметром (толщиной до 15 мм, закаленный до твердости HRC 50 и выше, правят короткими и несильными ударами рихтовочного молотка по всей длине вогнутой стороны (кроме режущих кромок и резьбы) до выпрямления. Опорой рихтуемого инструмента служит гладкая закаленная стальная или чугунная плита. Боек рихтовочного молотка не должен быть острым, чтобы не оставлять на инструменте вмятин и насечек, не устранимых последующей шлифовкой, и чтобы не оставлять следов ударов на плите.
Инструменты из быстрорежущих сталей диаметром (толщиной) до 15 мм правят до отпуска, а более 15 мм правят под прессом после отпуска с нагревом до 500—550° С. Температуру нагрева проверяют термокарандашами.
Инструменты твердостью ниже HRC 50 правят под прессом как в холодном состоянии, так и с подогревом до температуры отпуска.
Цементированные детали правят на плите деревянными или медными молотками.
Плоские длинные инструменты при термообработке вынимают из масла при 150—200° С и выпрямляют в чугунных плитах с пазами шириной на 0,1—0,15 мм больше, чем толщина инструментов, где их и остужают.
Весь инструмент, прошедший правку, обязательно подвергают повторному отпуску для снятия напряжений.
В тех случаях, когда закаленный инструмент не поддается правке, его подвергают нормализации, затем правят вторично, после чего повторяют закалку с применением всех мер, предотвращающих коробление.
§ 9.	ХРОМИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ
Процесс хромирования заключается в покрытии поверхности инструмента слоем хрома с целью повышения поверхностной твердости, износостойкости, а также для лучшего сопротивления коррозии. Хромирование производится в стальных ваннах, выложенных внутри свинцом или покрытых кислотоупорной эмалью и надежно изолированных. В ванну заливают электролит, состоящий из воды,
хромового ангидрида и 'серной 'кислоты. С помощью змеевика, через который пропускают пар, ванна подогревается до температуры 50—60° С. На специальных изолированных м-едных шинах в ванну подвешивают свинцовые электроды, выполненные в виде пластин, а на промежуточных, также изолированных от ванны шинах подвешивают инструменты, подлежащие хромированию. Инструменты и электроды погружают в электролит.
Если к шинам подвести постоянный ток большой силы (от 60 до 100 А) и небольшого напряжения (от 6 до 12 В), то в ванне будет происходить процесс электролиза: из электролита будут выделяться частички хрома и откладываться на отрицательном электроде, который называют анодом. В данном случае отрицательным электродом будет являться сам инструмент. В зависимости от выдержки под током в ванне и плотности тока (А/дм2) на хромируемой поверхности получают слой хрома различной толщины.
Процесс хромирования может быть размерным и безразмерным. При размерном хромировании прошедший закалку инструмент предварительно шлифуют, начерно доводят, после чего на него наносят слой хрома заданной толщины, определяющей окончательный -размер инструмента. После размерного хромирования последующая обработка может выражаться только в полировании хромового покрытия, так как наносимый при размерном хромировании слой хрома колеблется в пределах 0,01—0,03 мм.
Безразмерное хромирование применяют в том случае, когда необходимо нанести на инструмент слой хрома большой толщины от 0,05 до 0,2 мм. После безразмерного хромирования инструменты подвергают доводке и полированию. Перед безразмерным хромированием поверхности шлифуют мягкими абразивами (так называемое «матирование»). Доводку выполняют пастами на основе карбида кремния зеленого, карбида бора или хрома.
Для предохранения деталей контрольно-измерительных приборов от коррозии или придания им красивого внешнего вида применяется декоративное хромирование, которое состоит в нанесении тонкого слоя хрома (толщиной всего лишь в несколько микрон).
Подлежащие хромированию детали вначале подвергают обезжириванию в электролитических ваннах, наполненных щелочным раствором. Обезжиренные детали промывают в горячей проточной воде и по высыхании погружают в хромированную ванну. Подвергнутые хромированию детали промывают в проточной холодной воде, затем в слабом щелочном растворе и, наконец, в горячей дистиллированной воде. Сушат детали в древесных опилках или обдуванием горячим воздухом. Для лучшего сцепления хрома с основным металлом деталей их предварительно подвергают меднению.
После хромирования детали нагревают в масляной ванне или в электропечи при температуре 180—200° С в течение 1—1,5 ч для 54
удаления водорода, поглощаемого во время электролиза. Такая обработка снижает хрупкость хромового покрытия.
Если при размерном хромировании наложен слой хрома больше требуемой толщины, то его полностью удаляют с поверхности детали в щелочной ванне под током, после чего деталь вновь хромируют до требуемого размера.
Подвергающиеся хромированию инструменты должны отвечать следующим требованиям:
иметь чистую, доведенную рабочую поверхность без пятен, окалины, вмятин, царапин и заусенцев;
намагниченные инструменты должны быть предварительно подвергнуты размагничиванию;
должны иметь клеймо с указанием марки стали;
грани рабочей части инструментов должны иметь фаски или закругления; у инструментов, подвергающихся размерному хромированию, допускаются только закругления;
твердость инструментов, шлифуемых после хромирования, допускается в пределах HRC 48—60, а у инструментов, предназначенных под размерное хромирование, HRC 60—62;
отклонения формы рабочих поверхностей хромируемых инструментов не должны выходить за пределы допусков, установленных чертежом;
биение режущего инструмента, подвергающегося шлифованию в центрах после хромирования, допускается не более 0,025 м<м. Для калибров величина биения не должна превышать допуска на диаметр.
Перед хромированием следует определить толщину слоя хрома и в связи с этим размеры инструментов, подлежащих хромированию. При хромировании восстанавливаемых инструментов рекомендуется применять следующую толщину слоя хрома:
для покрытия наружных поверхностей измерительного инструмента, шлифуемого после хромирования, до 0,06 мм;
для шлифуемых отверстий всех инструментов до 0,03 мм;
для покрытия рабочих поверхностей режущего инструмента до 0,05 мм;
при размерном хромировании всех видов инструмента до 0,025 мм.
Необходимо иметь в виду, что наращивание слоя хрома значительной толщины часто сопровождается растрескиванием и отслаиванием хромового покрытия. Правильно осажденный слой хрома имеет повышенную по сравнению со сталью твердость и износостойкость: твердость поверхности предварительно закаленных стальных хромированных деталей достигает HRC 65—70, а износостойкость хромированных калибров повышается от 3 до 6 раз.
§ 10.	ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ
"Для придания инструментам и деталям приборов лучшего внешнего вида и защиты от воздействия внешней среды их поверхность очищают, а затем подвергают соответствующей обработке.
Покрытия окисными пленками. Сущность этого способа защиты состоит в том, что на поверхности инструмента химическим или электрохимическим .методами создаются пленки окислов, которые предохраняют инструмент от коррозии. Эти пленки называют оксидными, а процесс создания их на защищаемой поверхности металла— оксидированием. Разновидности этого процесса называют воронением и синением.
Химическое оксидирование осуществляется следующим образом. Стальные детали погружают в раствор едкого натра и нитрита натрия, нагретого до температуры примерно 140° С и в этом растворе кипятят от 20 до 90 мин. В результате на поверхности деталей образуется пленка черного или коричневого цвета толщиной 0,01 мм, состоящая из магнитной окиси железа (F3O4). Для повышения защитных свойств оксидной пленки ее покрывают минеральным маслом, проникающим в поры покрытия.
Фосфатирование. Это процесс, при котором на обработанной поверхности стали или чугуна образуется пленка нерастворимых в воде фосфорнокислых соединений марганца и железа. Пленка имеет светло-серый или темно-серый цвет и толщину до 8 мкм. При фосфатировании деталь погружают в горячий раствор фосфатов марганца и железа («мажеф») и выдерживают 35—50 мин при температуре 96—98° С. Полученную окисную пленку .покрывают бесцветным лаком.
Горячее воронение. Подлежащие воронению детали покрывают слоем асфальтового лака или минеральным маслом и помещают в печь с температурой 380—450° С на 15—20 мин. Затем деталь извлекают из печи и погружают в минеральное масло. В результате такой обработки поверхности детали получает черный цвет.
Синение деталей осуществляют в печи с температурой 300— 315° С, где их выдерживают до появления на поверхности синефиолетового или синего цвета побежалости. Для фиксирования цвета детали быстро погружают в ванну с минеральным маслом.
Химическое синение производят окунанием деталей в расплавленные азотно- и азотистокислые соли щелочных металлов и выдерживанием в Течение 1—3 мин. Образовавшиеся пленки окислов пропитывают минеральным маслом.
Временная консервация деталей при хранении их на складах ив инструментальном цехе достигается смазкой их техническим (обезвоженным) вазелином или минеральным (Маслом с добавкой к нему ингибитора—интрига натрия. Хорошую защиту от коррозии обеспечивает обертывание готовых инструментов бумагой, пропитанной 10%-ным раствором нитгита натрия или бензоата натрия.
При длительном хранении инструмент смазывают обезвоженным минеральным маслом с добавкой загустителя (например, парафина).
Глава BY
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РАБОТЫ СЛЕСАРЯ-ИНСТРУМЕНТАЛЬЩИКА
§ 1.	ИНСТРУМЕНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
При выполнении работ по изготовлению контрольно-измерительного и режущего инструмента слесарь пользуется разнообразными инструментами и приспособлениями.
В современных инструментальных цехах машиностроительных заводов при изготовлении инструментов уже не снимают вручную больших припусков при обработке деталей, так как детали поступают к слесарю почти полностью обработанные на соответствующих станках. Припуски оставляют лишь на доделочные операции: подгонку сопрягающихся поверхностей, точное сверление и развертывание небольших отверстий, нарезание мелкоразмерной резьбы, зачистку деталей, снятие фасон, притирку, доводку и полировку.
Как правило, слесарь-инструментальщик использует общеупотребительный слесарный инструмент: зубила, ножовки, напильники, шаберы, спиральные сверла, метчики, круглые плашки, воротки, отвертки, гаечные ключи, слесарные и рихтовальные молотки, пружинные циркули, чертилки, кернеры и т. д. Но есть ряд специфических инструментов, которые являются предметами индивидуального пользования, постоянно хранящимися на рабочем месте слесаря-инструментальщика. Сюда относятся все виды точных контрольно-измерительных инструментов (лекальные линейки и угольники, микрометры, штангенциркули и штангекрейсмасы, наборы плоскопараллельных концевых мер длины, угломеры, индикаторы часового типа и др.), опиловочные инструменты для точных и мелких работ (надфили, машинные напильники), борфрезы (шарошки) , борнапильники, шлифовальные головки и бруски, притиры для доводки плоскостей, отверстий и фасонных поверхностей, а также различные державки, призмы, параллели, кубики, доводочные и поверочные плиты, струбцины и др.
В этой главе рассматриваются только те типы инструментов и приспособлений, которые отражают специфику работ слесаря-инструментальщика по измерительному и режущему инструменту.
§ 2.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ РАЗРЕЗКИ И ТОЧНОГО ОПИЛИВАНИЯ
Наградка: Чтобы прорезать узкий паз в углах шаблонов лекал или лекальных угольников, а также для прорезания шлицев в головках мелких винтов или узкого паза в деталях, инструментальщики пользуются малогабаритной ручной ножовкой-наградкой.
Наградка (рис. 8) представляет собой рамку /, согнутую из листовой стали в виде обоймы, с носиком и хвостовиком, на который насажена деревянная ручка 2. Режущее лезвие 4 изготавливается из полосовой инструментальной стали марок У10А—У12А в
виде пластины, вдоль одного ребра которой нарезаны зубья, направленные в одну сторону (вперед) с шагом 1 мм. Пластинка закалена *с последующим отпуском до твердости HRC 60—62. Лезвие крепится к рамке тремя короткими винтами 3 с гайками и при затуплении может быть быстро заменено новым.
Рис. 8. Ручная ножовка-наградка для прорезания шлицев и пазов
Рис. 9. Машинные напильники:
1 — плоский, 2 — квадратный, 3 — трехгранный, 4 — круглый, 5 — полукруглый, 6 — трехгранный равнобокий, 7 — овальный, 8 — ножовочный, 9 — плоский пазовый, 10 — каплевидный, И—ромбический
Машинные напильники. На инструментальных опиловочных станках применяют напильники особой конструкции, показанные на рис. 9. Эти напильники носят название машинных (или стержневых) и выпускаются двух типов: без упорного центра, с упорным центром.
Особенностью машинных напильников является их одинаковое сечение по всей рабочей части, без обычных сбегов и конусности.
Оба типа машинных напильников имеют И разновидностей по сечению и различную частоту насечки, как и у напильников слесарных. На концах напильников без упорного центра нет насечки. Напильники второго типа изготовляют с плоским хвостовиком, другой 58
конец напильника выполняется в виде упорного конуса (центра) с углом 60°.
Длина напильников первого типа 100, 125, 150 и 200 мм; второго типа 150, 200 и 250 мм. Насечка всех напильников двойная, с углами наклона основной насечки 25 и 35° к оси напильника. Число насечек на 10 мм длины напильника от И до 60, в зависимости от его формы и размеров.
Надфили. Этот вид инструмента представляет собой слесарные напильники самого мелкого размера. Общий вид надфилей и форма их сечений показаны на рис. 10.
Стандарт предусматривает выпуск надфилей трех величин с общей длиной 80, 120 и 160 мм при длине насеченной части соответственно 40, 60 и 80 мм. Хвостовая часть надфилей изготовляется
Рис. 10. Надфили:
1 — плоский, 2 — квадратный, 3 — трехгранный, 4 — трехгранный ©дносторонний, 5 — круглый, 6 — полукруглый, 7 — овальный, 8 — ромбический, 9 — ножовочный, 10 — пазовый
круглой формы и имеет диаметр 2; 2,5 и 3 мм. В зависимости от длины рабочей части надфили имеют разную частоту насечек. Надфили изготовляются из инструментальной стали У12А и У13А и имеют твердость HRC 56—58.
§ 3.	ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ БОРМАШИН
Для механизированной обработки деталей на бормашинах, опиловочно-зачистных станках с гибким валом и ручных пневматических шлифовально-зачистных машинах используются вращающиеся (концевые) инструменты, специально изготовляемые для этих работ. К числу таких инструментов относятся борфрезы, фрезы-шарошки, борнапильники.
Борфрезы. На рис. 11, а показаны борфрезы, которые изготовляют целиком из быстрорежущей стали Р9.
Зубья борфрез изготовляют фрезерованием на специальных станках. Головки борфрез изготовляют как одно целое с хвостовой частью. После фрезерования зубьев они проходят термическую обработку, затем хвостовая часть подвергается шлифованию. Диаметр головок борфрез от 3 до 16 мм.
Для обработки алюминия и его сплавов изготовляются насадные борфрезы, навинчиваемые на хвостовик нужной длины. Форма насадных борфрез принята цилиндрическая, коническая, шаровидная и дисковая при наружных диаметрах 12, 16, 20, 25 и 32 мм. Соответственно диаметрам насадных фоез их отверстия имеют резьбу от М5 до М10.
Изготовляют также твердосплавные борфрезы, называемые шарошками. Они специально предназначены для производительной обработки деталей при изготовлении и ремонте различной технологической оснастки. Твердосплавные борфрезы вы-
пускают двух разновидностей: цельные (вместе с хвостовиком) и в виде головок, напрессовываемых на оправку из конструкционной стали. Головки твердосплавных борфрез изготовляют пяти различных форм: цилиндрические, конические, сферические, сфероцилиндрические и сфероконические. Диаметр мелкоразмерных цельных шарошек 4; 6 и 8 мм, а напрессовываемых 10, 12, 15, 18 и 22 мм. Обе разновидности твердосплавных борфрез могут работать с очень большими окружными скоростями, поэтому используются на ручных пневматических машинах, способных обеспечить достаточную мощность при скорости вращения до 20 000 об/мин.
Борнапильники. Эти инструменты имеют такую же форму, как и цельные борфрезы (рис. И,'б), и используются для зачистных работ после обработки деталей борфрезами или же после соответствующей обработки фасонных поверхностей на металлорежущих станках.
Изготовляют борнапильники цельными из инструментальных сталей У13А, ШХ15 или Р9. Рабочую поверхность головки борна-Пильняков насекают, после чего подвергают термической обработке. Борнапильники выпускают с различными размерами рабочей части по длине и диаметру (в пределах от 3 до 166 мм).
В зависимости от диаметра головок борнапильников применяют различную скорость вращения: по стали от 1700 до 4600 об/мин, по чугуну от 2600 до 7000 об/мин, по алюминиевым сплавам от 7500 до 20 000 об/мин.
Восстановление режущих свойств борнапильников. Напильники очищают в 5%-нО'М растворе серной или соляной кислоты, затем обезжиривают в 5%-ном растворе едкого1 натра, промывают в проточной воде, чистят стальными щетками, после чего травят в> 20%-ном растворе смесц серной и азотной кислот в течение 8— 10 мин. После химического заострения напильники выдерживают в течение 30 мин в кипящей воде.
§ 4. АБРАЗИВНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
Абразивные инструменты состоят из зерен абразивного материала, сцементированных связкой. Количество видов абразивных инструментов весьма велико. Их разновидности могут быть объединены в ряд групп, каждая из которых характеризуется не только конструктивными особенностями инструмента, но и широким ассортиментом, отражающим технологическое назначение в условиях того или иного вида работ.
Абразивные инструменты подразделяются на пять основных групп: шлифовальные круги, шлифовальные головки, шлифовальные сегменты, бруски, абразивные шкурки, абразивные ленты.
В характеристику абразивного инструмента входят следующие параметры: форма и размер инструмента, род и сорт (марка) абразивного материала, размер абразивных зерен, вид связки, твердость связки, структура инструмента.
Зернистость абразивного инструмента определяется величиной зерен абразива, из которого юн изготовлен. С зернистостью абразивного инструмента связана шероховатость поверхности обработанной детали: чем меньше размер зерна, тем меньше шероховатость поверхности. Производительность обработки абразивами также зависит от размера их зерен: в большинстве случаев интенсивность съема металла увеличивается при использовании инструментов с более крупным зерном абразива. Зернистость инструмента влияет также на состояние поверхностного слоя материала и точность обработки: качество поверхностного слоя и точность шлифования возрастают с уменьшением зернистости абразива.
Абразивные материалы по крупности зерна применяются в следующих случаях:
2004-160 — грубое шлифование фибры, текстолита, оргстекла;
1254- 80 — обдирочные операции: зачистка стальных заготовок из проката, различных поковок, отливок, штамповок;
£04- 50 — черновое шлифование стальных деталей торцом круга, шлифование твердого чугуна, абразивная отрезка, предварительная заточка резцов;
404- 16 — предварительное и окончательное шлифование стальных и чугунных деталей, заточка режущего инструмента;
254- 12 — чистовое шлифование стальных деталей, обработка профильных поверхностей, заточка мелкого инструмента, заточка быстрорежущих и твердосплавных инструментов, шлифование отбельного чугуна;
124- 6 — чистовое шлифование калибров, заточка и доводка мелкого режущего инструмента из твердых материалов, нарезание резьбы на закаленных заготовках метчиков;
64- 4 — тонкое отделочное шлифование калибров и резьбы на микрометрических инструментах, доводка многолезвийного режущего инструмента;
М404-М20 — доводка тонких режущих лезвий, мерительных поверхностей калибров, резьбы с мелким шагом;
М144-МЗ — отделочная доводка калибров и «измерительных поверхностей контрольно-измерительных инструментов и приборов.
При шлифовании на станках важное значение для производительности и стойкости абразивного инструмента, а также для качества обработанной поверхности имеет структура абразивного инструмента. Структурой абразивного инструмента называется его внутреннее строение, т. е. количественное соотношение и взаимное расположение зерен, связки и пор. Чем плотнее структура, тем больше приходится зерен на единицу поверхности и меньше пор. В открытой структуре количество пор в инструменте больше и абразивные зерна располагаются дальше одно от другого. Шлифовальные инструменты изготовляют с заранее заданной структурой. Структуры обозначаются номерами от 0 до 12 обратнопропорционально содержанию абразивного зерна в инструментах.	'
Номера структур 0, 1, 2, 3 называют плотными, структуры 4, 5, 6, 7 и 8— средними, а структуры 9, 10, 11 и 12 — откры-т ы м и.
Плотные структуры, содержащие много зерна и имеющие поры пиалых размеров, применяются главным образом для доводки; открытые структуры позволяют работать на более производительных режимах, но круги имеют пониженную прочность; при обработке инструментальных сталей применяются круги средних структур.
Чем плотнее структура абразивного инструмента, тем он тверже и тем меньше изнашивается в работе. Однако он больше склонен к засаливанию и образованию прижотов поверхности шлифуемой детали.
Твердость абразивных инструментов. Твердостью абразивного круга или бруска называется способность связки удерживать зерна в круге в процессе работы. Чем прочнее связка удерживает зерна в круге, тем тверже круг.
Твердую сталь шлифуют мягкими кругами, так как при этом затупившиеся зерна легко отрываются от круга и обнажают новые зерна с острыми кромками. Мягкую сталь обрабатывают твердыми кругами.
Для характеристики твердости круга приняты следующие обозначения (цифры в обозначении характеризуют твердость по мере возрастания):
Мягкий..........Ml, М2, М3
Среднемягкий . . .СМ1, СМ2
Средний.........Cl, С2
Среднетвердый . .СТ1, СТ2, СТЗ
Твердый.........Tl,	Т2
Весьма твердый ,ВТ1, ВТ2
Чрезвычайно твер-
дый ...........ЧТ1,	ЧТ2
Выбрр абразивных инструментов по твердости зависит от вида обработки, твердости обрабатываемого материала и применяемой скорости резания (при больших скоростях следует использовать более мягкие круги). В табл. 8 приведены примеры выбора абразивного инструмента по твердости.
Таблица &
Выбор твердости абразивного инструмента
Область применения инструментов
Заточка и доводка режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом, плоское шлифование торцом круга деталей из меди, латуни и труднообрабатываемых сталей
Плоское и круглое предварительное и чистовое шлифование закаленной стали и чугуна периферией круга; заточка режущего инструмента из быстрорежущей стали, шлифование крупной резьбы
Предварительное шлифование периферией круга деталей из незакаленных сталей и ковкого чугуна; резьбо-шлифование по целому металлу; шлифование прерывистых поверхностей; профильное шлифование незакаленных инструментов
Отрезка абразивная дисками, прорезка канавок, круглое наружное врезное шлифование; профильное шлифование закаленных инструментов
Шлифование мелких инструментов и деталей измерительных приборов
Твердость
М2—СМ2
СМ1—СМ2
Cl— СТ2
СТ1—Т2
ВТ1—ЧТ2 >
Связки для абразивных инструментов. При изготовлении абразивных инструментов (кругов, брусков, головок) большое значение имеют свойства связки, соединяющей абразивные зерна между собой. Выбор связки зависит от условий работы абразивного инструмента: скорости шлифования, создаваемого давления на инструмент, теплообразования в зоне шлифования, условий охлаждения.
Связующие вещества делятся на неорганические и органические. Неорганическими являются металлическая, керамическая, силикатная и магнезиальная связки. Органические связки — бакелитовая, глифталевая и вулканитовая.
Металлическая связка применяется для соединения зерен алмаза и эльбора. В качестве связующего применяется медь, олово, алюминий и их сплавы.
Керамическая связка представляет собой стекловидную или фарфороподобную массу, в состав которой входят огнеупорная глина, полевой шпат, кварц и другие материалы. Абразивный материал смешивают со связкой, прессуют или отливают в форме круга. Керамическая связка устойчива при высоких температурах, обладает большой химической стойкостью (что очень важно при работе с охлаждающими жидкостями), имеет высокую пористость, хорошо отводит тепло. На этой связке изготовляют шлифовальные круги из карбида кремния черного и зеленого, электрокорунда нормального и (белого.
Круги на керамической связке могут работать с окружной скоростью до 35 м/с. Недостатком тонких кругов на керамической связке является их хрупкость.
Силикатная связка состоит из жидкого стекла, смешиваемого с окисью цинка, мелом и другими наполнителями. Она не обеспечивает достаточно прочного закрепления зерен в круге, поэтому самозатачивание (выкрашивание затупившихся зерен) происходит более интенсивно. Инструменты при работе нагреваются незначительно, поэтому ими работают всухую (заточка, плоское шлифование). Под влиянием влаги круги размягчаются.
Бакелитовая связка представляет собой формальдегидную смолу в виде порошка или бакелитового лака. Это наиболее распространенная органическая связка. Круги на ней изготовляют из самых разнообразных абразивных материалов и при различной крупности зерен. Они обладают высокой прочностью и эластичностью, высокой стойкостью при переменных нагрузках, но пористость их меньше, чем у кругов на керамической связке.
Бакелит оказывает полирующее действие, чем уменьшает шероховатость шлифуемой поверхности, детали.
К недостаткам бакелитовой связки можно отнести потерю твердости ,при нагреве круга до температуры 200—250° С и недостаточную устойчивость против действия щелочных охлаждающих жидкостей («размокание»).
Круги на бакелитовой связке работают при окружных скоростях 35—40 м/с.
Глифталевая связка по виду напоминает канифоль. Представляет собой синтетическую смолу, состоящую из глицерина и фталевого ангидрида.
Вулканитовая связка состоит в основном из синтетического каучука с вулканизующими добавками и наполнителями. При изготовлении кругов абразивный материал смешивают с каучуком, добавляют серу и другие компоненты, прессуют в обогреваемых формах, при этом каучук приобретает твердость, сохраняя эластичность при нагреве до 150° С; при более высоком нагреве круг размягчается («засаливается») и для продолжения работы требуется его охлаждение и правка.
Круги на вулканитовой связке применяют при выполнении прорезных и отрезных работ, а также при отделочном шлифовании. Они не размягчаются щелочными охлаждающими жидкостями.
Все виды применяемых -связок имеют особую маркировку. Обозначения связок для кругов, применяемых в инструментальном производстве, приведены в табл. 9.
Таблица 9
Признаки для визуального определения вида связок в абразивном инструменте
Вид связки и обозначение	Определяющие признаки
Керамическая КО, К1, КЗ, К5, К7, К8, К13, К51	Цвет от бело-розового до коричневого. Инструменты при простукивании звучат более звонко и более пористы, чем инструменты на органических связках
Силикатовая С	Окраска светло-серая. Инструмент, предварительно смоченный водой, а затем смоченный каплей фенолфталеина, приобретает розовую окраску
Бакелитовая Б1, Б2, БЗ	Цвет коричневый разных оттенков. При нагреве пламенем спички появляется острый запах фенола, похожий на запах карболовой кислоты
Вулканитовая Bl, В2, ВЗ, 1ГК, 2ГК, ЗГК, 4ГК Примечание. 7 всех степеней твердост]	Цвет от коричневого до черного. При нагреве пламенем спички появляется запах горелой резины 1бразивный инструмент на связках К и Б выпускается и, на связке В — только твердости СМ, С, СТ и Т.
Шлифовальные круги. В инструментальном производстве шлифовальные круги являются наиболее распространенным абразивным инструментом. Они применяются для шлифования, заточки, доводки и попользуются при обработке деталей, изготовляемых из самых разнообразных материалов.
Все абразивные инструменты маркируют. Маркировку в виде условных обозначений наносят несмываемой краской на плоскую поверхность круга. В марке указывают завод-изготовитель, абразивный материал, его зернистость, твердость, структуру и связку, форму и основные размеры круга, допускаемую окружную скорость, класс инструмента.
Разберем пример маркировки абразивного шлифовального круга: ЧАЗ 24А 25П СМ1 Кб ПП 250X25X76 35 м/с.
Это расшифровывается так: Челябинский абразивный завод; электрокорунд белый марки 24; зернистость 25П; твердость СМ1; связка керамическая; структура 5; форма круга ПП (плоский прямой); диаметр наружный 250 мм; высота 25 мм; диаметр посадочного отверстия 76 мм; допустимая рабочая окружная скорость 35 м в секунду.
Форма и размеры кругов зависят от конструкции станка, на котором он будет применен, мощности станка, выполняемой операции, формы и размеров обрабатываемой детали, условий шлифования.
Абразивная промышленность изготовляет шлифовальные круги 22 типов. Из них менее половины типов используют в инструментальных цехах. На рис. 12 показаны основные типы шлифовальных кругов, наиболее часто используемые при плоском шлифовании инструментов и их заточке.
Различные формы шлифовальных кругов используются в еле дующих случаях:
ПП — плоские прямого профиля. Плоское шлифование периферией круга, профильное шлифование, заточка резцов и долбяков, заточка многолезвийного инструмента (по задним поверхностям;
Рис. 12. Основные типы и обозначение абразивных шлифовальных кругов
4П —плоские с малым углом конического профиля. Прошлифовка угловых сопряжений в шаблонах и лекалах, профильное шлифование, заточка пил, фрез, .протяжек и разверток;
ПВ— плоские с выточкой. Заточка резцов по задним поверхностям ;
ПВК — плоские с конической выточкой. Заточка резцов .по задним поверхностям, долбяков по передней поверхности;
Д — диски. Отрезание, прорезание пазов, прошлифовка канавок у резцов, разверток, сверл, протяжек;
ЧЦ — чашки цилиндрические. Плоское шлифование торцом круга. Заточка задней поверхности резцов;
ЧК — чашки конические. Плоское шлифование торцом круга, по плоскости и в углах. Заточка резцов и многолезвийных инструментов;
IT; 2Т — тарелки. Шлифование зубьев долбяков. Заточка червячных фрез, обработка профильных шаблонов;
С — для калибровых скоб. Шлифование мерительных поверхностей калибровых скоб.
Размеры шлифовальных кругов предусмотрены ГОСТ 2424—67.
Механическая прочность кругов. При вращении под действием центробежных сил в шлифовальном круге возникают напряжения, тем большие, чем выше скорость вращения. Следовательно, допустимая окружная скорость круга зависит от его прочности: чем прочнее круг, тем выше может быть его рабочая скорость. Прочность кругов определяют специальными испытаниями, а в цеховых условиях — пробным вращением со скоростью, в 1,5 раза превышающей его рабочую (эксплуатационную) скорость.
Рис. 13. Форма и обозначение абразивных шлифовальных головок
Шлифовальные головки. Для ручных электрических или пневматических машин, а также для машин с гибким валом (бормашин) применяют абразивные шлифовальные головки, форма которых показана на рис. 13, а размеры и обозначения в табл. 10.
Таблица 10
Типы и основные размеры абразивных шлифовальных головок
Наименование	Обозначение	Основные размеры, мм
Цилиндрические	ГЦ	D =-3; 4; 6;’8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; Н = 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 60
Угловые	ГУ	D = 16; 20; 25; 40; Z/=8; 10
Конические	ГК	D = 10; 20; 32; Н = 25; 32; 50
Сводчатые	ГСв	D = 6; 10; 25; 32; Н = 10; 20; 40; 50
Конические с закругленной вершиной	Г КЗ	0=8; 12; 16; 20; 32; 40; Н = 16; 20; 32; 40; 60
Шаровые	гш	D = 10; 16; 20; 25; 32
Шаровые с цилиндрической и шаровой поверхностью 3*	гшц	D = 16; 20; 25; Н = 20; 25; 32; 60 67
Абразивный материал головок — электрокорунд нормальный, электрокорунд белый, монокорунд, карбид кремния зеленый, карбид кремния черный. Связка абразива — керамическая.
Бруски абразивные для ручного шлифования. Применяемые при слесари о-инструментальных работах абразивные шлифовальные бруски используют при доводке шаблонов и скоб и при заправке режущих кромок металлообрабатывающих инструментов.
Рис. 14. Форма и обозначение ручных абразивных брусков
Разновидности форм брусков приведены на рис. 14, а в табл. 11 даны их типоразмеры и обозначения.
Бруски шлифовальные изготовляют из электрокорунда белого . зернистостью 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М28, М20/ М14 и карбида кремния зеленого зернистостью 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М40, М.28, М20 и М14 на кермаческой или бакелитовой связке.
Шлифовальные шкурки. Шкурки шлифовальные изготовляют нанесением на плотную бумагу или ткань абразивного зерна и закре-
Таблица 11
Типы и основные размеры абразивных брусков для ручного шлифования
Наименование	Обозначение	Основные размеры, мм
Квадратные	Б Кв	В = 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25 Длина от 40 до 200
Плоские	БП	В = 8 13	20	25	32	40 И = 4 10	10; 13; 16 13; 16 13; 20 13; 20 Длина от 25 до 200
Трехгранные	БТ	В = 6; 10; 13; 18 Длина 150
Полукруглые	БПкр	• £>= 13; 16; 20 Длина 150; 200
Круглые	БКр	D = 6; 10; 13; 16 Длина 100; 150
пл-ением его с помощью клеящих средств. Шкурка изготовляется в рулонах и листах и по способу нанесения абразивного материала на основу выпускается с абразивным материалом, нанесенным электростатическим или механическим способом.
В качестве абразивных материалов используются электрокорунд нормальный марок 16А, 15А, 14А и 13А; электрокорунд белый 25А, 24А, 23А; электрокорунд легированный 37А, 35А, 34А, ЗЗА, 32А; монокорунд 45А, 44А, 43А; карбид кремния зеленый 64С, 63С; карбид кремния черный 55С, 54С, 53С.
Зернистость абразивных материалов, наносимых на бумажную* основу, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М63, М50 и М40. Для шкурки на тканевой основе (сарже) используются абразивы зернистостью 125, 100, 80, 63, 50, 40, 32, 25, 20, 16, 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3, М63, М50 и М40.
Шкурка в рулонах на бумажной основе поставляется длиной 20, 30, 50 и 100 м (чем мельче зерно, тем длиннее рулон), а на тканевой основе длиной 30 и 50 м. Ширина рулонов на /бумажной основе от 620 и до 1250 мм, а на тканевой основе от 725 до 820 мм.
Все виды шкурки предназначаются для машинной и ручной обработки без охлаждения или с применением смазочно-охлаждающих жидкостей на основе масла, керосина, уайт-спирита.
Ленты абразивные. Абразивные ленты изготовляют из шлифовальной шкурки на тканевой или бумажной основах и предназначены для шлифования и полирования деталей из металлов и различных материалов как всухую, так «и с применением смазывающе-ох-лаждающих жидкостей. Ленты изготовляют несклеенные в виде полос шириной от 8 до 900 мм и склеенные бесконечные различной длины. К качеству лент предъявляют те же технические требования, что и к шкуркам, на основе которых они изготовлены.
Ленты склеиваются косым или шевронным швом. Для склеивания применяют клей БФ, резиновый или казеиновый клей. Режут ленты со стороны, оде нет абразива.
Шлифование абразивными лентами производят на специально для этого предназначенных станках и процесс обработки является весьма производительным.
В настоящее время промышленность осваивает изготовление высокостойких алмазных лент, в которых алмазный порошок закрепляется на эластичной пластмассовой основе.
§ 5. АЛМАЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
Алмазные шлифовальные круги. Круги состоят из металлического корпуса и алмазоносного рабочего слоя. По форме, размерам и другим характеристикам алмазные шлифовальные круги имеют широкую номенклатуру: свыше 200 различных форм и размеров, предназначенных для различных условий обработки. Предусмотрен выпуск 14 типовых форм алмазных кругов различных размеров и с различными характеристиками алмазоносного слоя. Формы и обозначения типов алмазных шлифовальных кругов, наиболее часто
используемых в инструментальном производстве, показаны на рис. 15.
Круги А1ПП изготовляют «без корпуса и используют для шлифования цилиндрических и конических отверстий в деталях из закаленных сталей и твердых сплавов. Имеют диаметр от 6 до 13 мм и толщину 6—10 мм.
АПП —круги плоские прямого профиля; состоят из корпуса и имеют по периферии алмазоносный слой. Используют для шлифования .цилиндрических, конических и плоских (поверхностей, заточки и доводки твердосплавного инструмента. Выпускают диаметром от 16 до 500 мм и толщиной 2—50 мм.
АОК — круги отрезные; состоят из корпуса в виде тонкого стального диска толщиной 0,15—2,5 мм и диаметром 50—400 мм со оплошным алмазоносным слоем, расположенным по наружной поверхности. Используют для отрезки кусков твердого сплава и прорезки узких канавок в деталях из закаленной стали.
АПВ — плоские круги с выточкой в корпусе; имеют диаметр 80—300 мм при толщине 18—32 мм. Применяют для заточки и доводки твердосплавных резцов и других режущих инструментов.
АПВД — плоские круги с двусторонней выточкой в корпусе; имеют диаметр 100—250 мм и толщину 6—25 мм. Предназначены для доводки измерительных поверхностей твердосплавных калибров-скоб, заточки и доводки твердосплавного режущего инструмента.
АЧК — чашечные круги с корпусом в виде конической чаши; выпускаются диаметром 50—250 мм при высоте 20—25 мм. Предназначены для заточки и доводки многолезвийного инструмента с но-70
ж а ми из твердых сплавов, резцов и сверл, а также для обработки плоских поверхностей на прецизионных станках с вертикальным шпинделем.
А1ЧК — чашечные конические круги; выпускаются диаметром 50—150 мм при высоте 20—40 мм. Предназначены для заточки и доводки протяжек, разверток, пушечных сверл. Отличаются особой формой корпуса.
А2П — круги плоские с двусторонним коническим профилем корпуса; используются для профильного шлифования, нарезания и шлифования точных резьб на закаленных деталях. Имеют высоту до 10 мм, диаметр 25—400 мм.
А5П — плоские круги с полукругловыпуклым профилем; предназначены для шлифования фасонных поверхностей и канавок для схода (стружки в резцах. Выпускаются диаметром 50—150 мм, высотой 2—32 мм.
Корпуса кругов изготовляют обычно из стали марок 20, 25, 30 или из алюминиевого сплава марки АК6, Д16. Хвостовики к кругам формы А1ПП изготовляют из стали У7, У8.
Связки для алмазных кругов. Для закрепления зерен алмазного порошка в алмазоносном слое применяют различные связки и наполнители. Алмазные круги выпускают на органических, металлических и керамических связках.
В качестве органических связующих используют синтетические смолы и композиции на их основе. Наполнителями к этим связкам служат карбид бора, железный порошок, белый электрокорунд, резиновая мука. Наполнитель определяет механическую прочность алмазоносного слоя, сопротивляемость износу, теплостойкость и другие физико-механические свойства. Инструменты на органической связке изготовляют главным образом из синтетических алмазов марки АСО.
Обработка кругами на 'органической связке ведется с охлаждением и без него.
Прочность удержания алмазных зерен в связке в последнее время значительно повышена применением предварительной металлизации алмазных порошков.
Металлические связки более прочно удерживают алмазные зерна, чем органические, и поэтому алмазоносный слой на их основе более износостойкий. Металлические связки применяют к более прочным синтетическим алмазам, преимущественно марок АСР, АСВ и АСК. Связки составляются на основе композиций алюминия, меди, олова, железа, никеля. Инструмент на металлических связках используют в основном для обработки высокопрочных материалов, таких, как твердые сплавы, минералокерамика, оптическое стекло. Обработка кругами на металлической связке ведется с охлаждением.
Керамические связки приготовляют из порошков измельченного стекла, обожженной огнеупорной (глины и других керамических композиций. Для шлифовальных кругов на керамической связке в основном используют алмазные порошки марки АСР. Круги приме
няют при заточке твердосплавного режущего инструмента совместно со стальной державкой, а также при шлифовании белого чугуна, быстрорежущих сталей, закаленных легированных инструментальных сталей. Обработка такими кругами ведется с охлаждением.
Концентрация алмазов. Одной из важнейших характеристик, определяющих режущую способность алмазного абразивного инструмента, /срок его службы, производительность и стоимость, является концентрация алмазов. Она представляет собой весовое содержание алмазного порошка в единице объема алмазного слоя.
За 100%-ную концентрацию условно принято считать содержание алмаза в количество 4,4 кар в 1 см,3 алмазоносного слоя, или 0,88 мг/мм3. Независимо от вида связки (органическая, металлическая или-керамическая) при 100%-ной концентрации алмазные зерна в алмазоносном слое занимают 25% по объему.
В настоящее время абразивные алмазные круги изготовляют с концентрацией от 50 до 200%. Для обработки твердых сплавов кругами на органической связке принята концентрация 100 или 150%, на металлической связке 125—200% и на керамической 100%. При одинаковой концентрации в алмазоносном слое количество (в штуках) мелких алмазных зерен больше, чем в слое, содержащем крупные алмазы. Следовательно, концентрация мелкозернистых кругов может быть ниже. При крупной зернистости алмазов следует применять круги с более высокой концентрацией.
Шлифовальные круги из кубического нитрида бора. Круги из кубического нитрида бора (эльбора) регламентированы стандартом, предусматривающим выпуск их на органической (Б) и керамической (К) связках. Основная область применения кругов из эльбо-ра — чистовое и отделочное шлифование инструментов из высоколегированных сталей (твердостью HRC 62—68), закаленных чугунов, чистовое и тонкое шлифование профиля резьбы, машинных метчиков и микрометрических винтов (по закаленным сталям), отделочное шлифование калибров.
Круги изготовляются следующих типов (буква Л означает эль-бор).: ЛПП — плоские прямого профиля на связках Б и К; Л1ПП — плоские прямого профиля без корпуса на связке К; ЛПВ —плоские с выточкой на органической связке Б; ЛПД — плоские с двусторонней выточкой на связке Б; ЛЧК — чашечные конические на связке ЛТ, Л1Т, ЛЗТ — тарельчатые на связке Б; Л2П —плоские с двусторонним коническим профилем на связке Б.
Для всех кругов принята концентрация эльбора 100%. Зернистость кругов преимущественно 125/100, 100/80 и 80/63.
Алмазные шлифовальные головки (рис. 16). Изготовляют как из природного, так и из синтетического алмазного порошка зернистостью 40/28, 50/40, 60/40, 63/50 и выше до 200/160.
Головки состоят из стального стержня и прочно закрепленного на нем алмазоносного слоя. Концентрация алмазов в алмазоносном слое 100 или 50%.
Этот'вид алмазного инструмента применяется при обработке отверстий, полостей и фасонных контуров закаленных деталей штампов и пресс-форм и рабочих контуров контрольно-измерительных инструментов, а также при заправке режущей части фасонных резцов, изготовленных из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Корпуса головок изготовляют из стали У12А и подвергают термической -обработке до твердости HRC 56—58, после чего их шлифуют. Алмазоносный слой наносится из природного или синтетического алмазного порошка на органической связке методом прессования, а на металлической связке — методом порошковой металлургии.
Рис. 16. Типы и обозначение алмазных шлифовальных головок
Головки 'цилиндрические (АГЦ) применяют для зачистки отверстий, профильных поверхностей фасонных резцов, лекал и контуров каленых матриц. Угловые головки (АГУ) предназначены для шлиф о вания -и зачистки. Конические головки (АГК) используют обычно для шлифования конических отверстий в закаленных деталях, центровых отверстий в калибрах. Конические усеченные головки (АГКу) предназначены для шлифования отверстий с наибольшим диаметром конусной части до 20 мм, наклонных поверхностей в раз* личных деталях, а также для снятия фасок. Головки сводчатые (АГСв) и полушаровые (АГПш) предназначены для зачистки профильных поверхностей и обработки фасонных полостей.
Все перечисленные типы алмазных головок выпускают диаметром от б до 20 мм и общей длиной (вместе с корпусом) 40, 60 и 80 мм. При обработке алмазными шлифовальными головками ружную скорость применяют от 20 до 25 м/с.
Алмазные бруски ручные. Изготовляют из порошков природные и синтетических алмазов, скрепленных металлической или органической связкой. Алмазоносный слой закрепляется на стальной не^ закаленной оправке плоской, трехгранной, круглой или выпуклой формы. Длина оправок 160 мм. Ширина алмазоносного слоя 6; 8 к
10 мм, длина 40 и 80 мм, толщина от 1 до 5 мм. Концентрация алмазов в алмазоносном слое 50 и 100%.
Бруски выпускаются следующих 6 форм: АБП, АБД, АБР, АБТ, АБК и АБУ (рис. 17, а).
Для всех типоразмеров брусков применяются алмазные порошки следующих марок: AGO, АСР, АСВ зернистостью 160/125, 125/100, 100/80, 80/63, 60/50 и 50/40; A, AM, АСМ зернистостью 60/40, 40/28, 28/20, 20/14, 14/10, 10/7 .и 7/5.
Рис. 17. Форма и обозначение алмазных брусков (а) и алмазных надфилей (б):
1 —• рабочая часть, 2 — стержень, 3 — ручка
Приемы работы алмазными брусками те же, что и обычными абразивными. При засаливании алмазного бруска на органической связке его -следует чистить пемзой, а бруски на металлической связке нужно править на плоском абразивном бруске из карбида кремния зеленого зернистостью 32 средней твердости. Применяется также притирка свободным абразивом (карбидом кремния зеленым) зернистостью 16 на ровной чугунной плите.
Алмазные надфили. Изготовляют из стальных стержней, на поверхности которых гальваническим способом закрепляют зерна алмазного порошка. Сечения алмазных надфилей показаны на рис. 17, б. Надфили всех сечений изготовляют с длиной алмазоносной рабочей части 40, 60 и 80 мм при общей длине 80, 120 и 160 мм. Набор надфилей позволяет обрабатывать поверхности сложного профиля на закаленных сталях твердостью до HRC 64 и твердых сплавах.
Надфили 'плоские и трехгранные изготовляются двух типов: остроносые (АПл и А1Т) и тупоносые (АПлТ и А2Т). Алмазоносный слой изготовляют «из шл ифсторошков марок А, АСР, АСВ зернистостью 125/100, 100/80, 80/63, 63/50 и 50/40 или из ми крон о-рошков марок AM и АСМ зернистостью 60/40 на металлической связке. Стержень надфилей изготовляют из инструментальной стали У13 или У12, термически обработанной до твердости HRC 38—42. На конце ручки каждого надфиля несмываемой краской наносится маркировка, обозначающая зернистость алмазоносного слоя: 60/40 — 63/50 — синяя, 80/63 — 100/80 — белая, 125/100 — красная.
Алмазные карандаши. Алмазный карандаш представляет собой латунную или стальную оправку, в которую закреплен кристалл алмаза или впрессована вставка из цинкоалюминиевого сплава с закрепленными в нем мелкими зернами алмаза Н.
Конструкция алмазных карандашей показана на рис. 18.
Рис. 18. Способы крепления алмазов в оправках:
а — навинчиваемым колпачком, б — то же, с пружинным поджимом, в — зажимом между планками, г — припоем, д — запрессовкой вставки с алмазами Н
Алмазные карандаши с запрессованной вставкой из алмазоносного слоя (тип Н) стандартизованы. Диаметр оправки 8 и 10 мм, диаметр алмазоносной вставки 6 и 8 мм. Зернистость алмазов от 400/315 до 63/50.
Алмазные карандаши предназначены для правки шлифовальных кругов и применяются при шлифовании кругами зернистостью 50 и ниже на керамической связке при работе периферией круга, при шлифовании кругами на .бакелитовой связке при работе торцом круга, при шлифовании до шероховатости 7-го класса и выше с жесткими допусками на точность размера и формы детали, при отделочном шлифовании деталей с точностью 1-то класса и шероховатостью И—12-го классов.
Алмазные карандаши не рекомендуется применять при правке несбалансированных кругов, нового шлифовального круга после установки его на станке, кругов зернистостью 50 и выше, а также для правки вручную без закрепления карандаша. Алмазный карандаш должен быть точно и жестко закреплен в приспособлении и установлен по центру или на 2—3 мм ниже центра круга с наклоном, в сторону его вращения на 10—15°.
Для восстановления режущей способности алмаза карандаш периодически поворачивают на 50—60° вокруг его оси. Для правки резьбошлифовальното круга алмазный карандаш устанавливают точно по центру круга. Приправке алмазный карандаш следует под-
водить к поверхности круга очень осторожно, чтобы резким ударом вращающегося круга не вырвало кристалл алмаза из державки. Обычно алмаз подводят к кругу в середине его рабочей поверхности (ширины) и как можно ближе к рабочему периметру вручную до момента легкого касания, после чего сначала ручной подачей, а затем автоматически осуществляют правку.
§ 6. ПРИТИРЫ И ДОВОДОЧНЫЕ плиты
Притирами называются инструменты, предназначенные для абразивной доводки. Доводка — завершающий процесс изготовления измерительных и режущих инструментов, деталей измерительных
Рис. 19. Конструкции притиров: а — подвижные, б — неподвижные
приборов и контрольных приспособлений, прошедших термическую обработку.
Доводка выполняется абразивными порошками или пастами, наносимыми на рабочую поверхность доводочных инструментов. Размеры и форма притиров зависят от формы и размеров обрабатываемой поверхности. Различают притиры для обработки плоскостей, .профильных поверхностей, наружных и внутренних поверхностей тел вращения, резьбовых поверхностей и т. д.
Притиры бывают подвижные и неподвижные. Подвижные притиры (рис. 19, а) применяют в тех случаях, когда обрабатываемую деталь закрепляют в тисках или в зажимном приспособлении, а притир перемещают по обрабатываемой поверхности детали. Неподвижные притиры закрепляют в тисках или на рабочем столе (верстаке), а обрабатываемую деталь перемещают по притиру (рис. 19, б).
Притиры, независимо от формы рабочей поверхности, предназначаются для черновых или чистовых доводочных работ. Черновые шр-итиры на рабочей поверхности имеют канавки, а чистовые при-76
тиры — гладкую и сплошную рабочую поверхность. Окончательная доводка осуществляется почти сухим и не имеющим свободного абразива притиром.
Доводочные плиты. В простейших случаях доводка плоских поверхностей деталей выполняется на доводочных плитах различных размеров. Рабочая поверхность доводочных .плит разделена на отдельные участки (поля), каждый из которых предназначается для определенной стадии доводочных работ (рис. 20, а). На участке 1 выполняется предварительная черновая доводка, для чего на эту часть поверхности плиты наносят перекрестные канавки, в которые
западают крупные абразивные зерна или мельчайшая металлическая стружка, являющаяся отходом процесса обработки. На участок II наносят мелкие перекрестные или одинарные канавки, а на участке III канавок не делают, он должен иметь чистую, точно обработанную и гладкую поверхность для отделочной доводки. Такие плиты-притиры, по мере износа их рабочей поверхности, перешлифовывают и притирают по методу трех плит.
Раздвижная плита-притир (рис. 20, б) имеет две точно обработанные рабочие плоскости, одна из которых перемещается поперек плиты и может быть закреплена на нужном расстоянии от другой. Такие плиты используют для доводки одновременно двух плеч профильных и высотных шаблонов. Рабочие поверхности раздвижных плит-притиров делают без канавок.
Рис. 20. Плиты-притиры: а — трехпольная, б — раздвижная
Ц »//
Притиры для доводки наружных цилиндрических поверхностей. Доводка наружных цилиндрических поверхностей (например, калибров-пробок, направляющих колонок и т. п.) выполняется с помощью колец-притиров, которые могут быть цельными, но чаще их делают разрезными.
Черновые кольца-притиры на рабочих поверхностях имеют канавки, а чистовые делают без канавок. Различные конструкции колец-притиров показаны на рис. 21.
Для удержания колец-притиров во время доводки применяют держатели (рис. 21, д). Чтобы кольцо-притир можно было регулировать по ходу доводки, цилиндрический держатель имеет винт, которым поджимают кольцо-притир и тем изменяют его внутренний диаметр.
На поверхности держателя предусмотрена накатка, что обеспечивает более удобное и надежное удерживание его рукой.
Притиры для доводки отверстий. В качестве основного инструмента для доводки отверстий применяют стержневые притиры, главной частью которых является втулка, сидящая на оправке. Притиры делят на нерегулируемые и регулируемые.
Нерегулируемые притиры не имеют разжимных устройств и наружный диаметр их в процессе доводки отверстия не может быть увеличен. Эти притиры применяют только для доводки
Рис. 21. Притиры для доводки наружных цилиндрических поверхностей:
а — схема процесса, б — кольцо-притир цельное, в — кольцо-притир разрезное, г — кольцо-притир с канавками, д — держатель регулируемых колец-притиров; / — патрон, 2 — деталь, 3 — притир
отверстий малых диаметров (рис. 22, а). В эту группу входят притиры для доводки конических отверстий, а также резьбовые притиры.
Регулируемые притиры снабжены разжимным устройством и их наружный диаметр может быть увеличен в процессе доводки (рис. 22, б, в). Разжимные притиры применяют для доводки цилиндрических отверстий диаметром более 15 мм. В зависимости от зернистости применяемых абразивно-доводочных материалов наружный диаметр втулки притира делают на 0,01—0,02 меньше диаметра обрабатываемого отверстия. Длину втулки делают на 30— 60% больше глубины обрабатываемого отверстия. Наружная поверхность втулки может быть гладкой или с канавками, при этом чем больше диаметр втулки, тем больше число канавок. У чистовых притиров канавок не делают.
Регулируемый широкодиапазонный притир (рис. 22, г) применяется для обработки отверстий разных размеров и различных форм (круглых, квадратных, многоугольных). Притир состоит из валика 1 с гладким хвостовиком для зажима его в патроне или хомутике и утолщенной части с четырьмя пазами, идущими вдоль оси с углом наклона 2°30/ и расположенными под углом 90° относительно друг друга. Две специальные гайки 3, сидящие на резьбовой части валика, служат для зажима и установки на размер четырех притирочных планок 2. Концы планок имеют конусное
Рис. 22. Притиры для доводки отверстий: а цельный, б, в — разрезные, г — универсальный
окончание, входящее в выточки гаек, благодаря чему планки держатся на валике. Перемещая притирочные планки по пазу, можно увеличивать или уменьшать рабочий размер притира. Имея соответствующий набор притирочных планок и меняя их, можно притирать отверстия диаметром от 18 до 50 мм, а применяя планки с плоскими поверхностями — притирать квадратные и прямоугольные отверстия.
Материал притирочных планок можно подбирать различный в зависимости от того, из какого материала изготовлена притираемая деталь.
Доводочные призмы. Призмы изготовляют из чугуна или из стали с последующей закалкой и шлифованием. Они имеют вид прямоугольных брусков и изготовляются с четырьмя вырезами под углом 90°, а .в отдельных случаях призмы могут иметь один или два угловых выреза, поверхности которых строго перпендикулярны торцовым граням призмы. Призмы применяют для доводки различных профильных шаблонов на притирах и плитах.
Материалы для притиров. Притиры изготовляют из металлов, стекла, (пластмасс (фибры, текстолита). Свойства притиров, помимо физико-механических характеристик . материала, зависят от структуры материала, отсутствия инородных включений и состояния их поверхности. Притир должен обладать равномерной структурой, его твердость должна быть меньше твердости обрабатываемых деталей и иметь хорошую шаржируемость (шаржируемость — способность материала удерживать на своей поверхности зерна абразива).
Наличие на поверхности притира микро- и макронеровностей и неравномерной твердости отрицательно сказывается на производительности и качестве доводки. Шероховатость рабочей поверхности притира должна быть на 1—2 класса ниже шероховатости обрабатываемой детали, достигаемой на данной операции. На притире недопустимы риски, царапины, заусенцы, надиры, посторонние включения.
Материал притира не должен быть слишком мягким. В мягком материале абразивные зерна под влиянием действующих на них усилий утопают в притире, в результате чего снижается производительность обработки и ухудшается качество доводимой поверхности. Лучше противостоят износу твердые материалы притиров, например сталь, чугун.
Притиры, изготовленные из серого чугуна, хорошо и легко шаржируются и хорошо удерживают абразив, поэтому применяются чаще.
Стальные притиры изготовляют из стали марок 20; 30. Твердость стальных притиров должна быть НВ 150—200. Износостойкость и прочность стальных притиров выше чугунных, но шаржируемость — более низкая.
Для выполнения отделочных стадий доводки применяют стальные притиры твердостью НВ 200—220, шаржируемые доводочными пластами.
Для выполнения обычных доводочных работ абразивным зерном применяют притиры из мягкого чугуна твердостью НВ 120— 140; для точных доводочных работ применяют чугунные притиры твердостью НВ 180—200. Графит чугуна в данном случае является как бы смызывающим веществом и обладающим демпфирующими свойствами, устраняющими сцепление притира с обрабатываемой поверхностью детали.
При доводке пастами применяют на черновых операциях притиры из обычного твердого чугуна, а на завершающих — из плотного чугуна или латуни.
При выполнении доводочных работ с целью получения наивысшей точности и зеркальной поверхности на детали используют притиры, изготовленные из особого стекла «Пирекс», отличающегося высокой твердостью, прочностью и химической стойкостью. Этот вид стекла быстро правится свободным абразивом без шаржирования в поверхность притира.
Глава V
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОЙ СЛЕСАРНОЙ ОБРАБОТКИ
§ 1.	ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ
Подъемно-поворотные тиски. Тиски (рис. 23) могут быть смонтированы и зафиксированы в нужном инструментальщику положении в зависимости от условий обработки. Тиски состоят из кронштейна 2, который крепится к столешнице болтом 1 и к штанге 3 зажимным болтом 4. Штанга служит для перемещения тисков в горизонтальном направлении и для их поворота вокруг горизонтальной оси. В проушину штанги 3 вставляется хвостовик тисков 5, служа
Рис. 24. Тиски для мелких работ:
а — ручные, б — косые губки
щий как для вертикального перемещения, так и для поворота тисков вокруг вертикальной оси. Хвостовик фиксируют болтом 6. Эти тиски применяют только для точных слесарных работ.
Ручные тиски. При выполнении мелких работ слесари-инструментальщики используют ручные тиски, позволяющие быстро закреплять обрабатываемую деталь. Одна из конструкций ручных тисков приведена на рис. 24, а. Зажим детали в тисках осуществляется конусным устройством, разводящим и сводящим губки при вращении круглой рукоятки с накатанной поверхностью.
Косые губки к тискам (рис. 24, б). Применяются для зажима деталей при опиловке наклонных поверхностей и снятии фасок. Косые губки вставляют между губками обычных параллельных слесарных тисков.
Лекальные тиски (рис. 25). Используются для выполнения самых разнообразных операций, при которых требуется точность базирования и надежность закрепления детали (при разметке, сверлении, развертывании, плоском и профильном шлифовании и др.). Эти тиски отличаются от обычных машинных тисков высокой точ
ностью изготовления и возможностью установки их на трех взаимноперпендикулярных плоскостях. Неподвижная губка А составляет одно целое с корпусом 1. Подвижная губка 5 перемещается по точно отшлифованной плоскости корпуса; направление этим губкам дают две шпонки 6. Подвижная губка удерживается на плоскости корпуса винтами 3, которые проходят через дистанционный упор 4 и планку 2. Дистанционный упор обеспечивает при затянутых винтах перемещение деталям 2, 3, 4 и 6 по скользящей посадке относительно направляющих корпуса. Для перемещения служит винт 8, вращающийся в гайке 7, неподвижно закрепленной на корпусе и застопоренной в подвижной губке штифтом.
Боковые поверхности лекальных тисков строго перпендикулярны шлифованному основанию и параллельны между собой, а зажим-
Рис. 26. Параллельная струбцина с дифференциальным зажимным винтом
Рис. 25. Лекальные тиски
ные плоскости губок перепендикулярны основанию и верхней плоскости корпуса тисков. Все основные детали тисков изготовляют из стали X или У7А, подвергают термической обработке до твердости HRC 55—58 и шлифованию с допусками по второму классу точности.
Струбцины. Широко используются привыполнении разметочных, сверлильных, паяльных, сборочных, гибочных, шлифовальных и ряда других операций, выполняемых слесарем.
На рис. 26 показана конструкция струбцины с дифференциальным зажимным винтом. Дифференциальный зажимной винт зажимает пакет плоскопараллельных деталей и регулирует как параллельность губок, так и силу зажима, что особенно важно при лекальных работах. Струбцина имеет две зажимные планки 1 и 2, соединенные двумя винтами 3 и 4. Винт 4 дифференциальный, т. е. с двумя нарезками разного диаметра и разного шага. Винт 4 имеет подпружиненный наконечник 5, самоустанавливающийся в углублении планки 1. Такое устройство позволяет предварительно зажимать детали винтом 3, а затем окончательно винтом 4, что при малых габаритах струбцины позволяет получать надежное закрепление и значительное усилие зажима.
§ 2.	ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОГО ОПИЛИВАНИЯ И ДОВОДКИ
Для облегчения работы и обеспечения более высокой точности обработки ребер деталей инструментов слесари-инструментальщики используют специальные опиловочные приспособления, обеспечивающие наиболее удобную установку обрабатываемой детали, надежное ее закрепление в требуемом положении и создание точного направления обрабатывающему инструменту (напильнику, надфилю, абразивному бруску, притиру). Применение при
способлений значительно повышает производительность труда и улучшает качество обработки деталей.
Существуют разнообразные конструкции опиловочных приспособлений: от простейшего опиловочного угольника до сложных рамочных устройств с роликовыми направляющими, угломерами, синусными линейками и т. п.
Параллели. Для обработки прямолинейных поверхностей шаблонов и лекал применяют параллели (наметки). На рис. 27, а показана параллель с призматическими направляющими вкладышами. Она представляет собой две закаленные и тщательно отшлифованные под прямым углом планки 1 с пазами, в которые помещены два направляющих вкладыша 2, плотно сидящие в пазах. Перемещение
планок относительно друг друга и зажим обрабатываемой детали (или пакета шаблонов) производится двумя винтами 3.
Для обработки внутренних прямых углов у шаблонов, калибров и лекальных инструментов применяют раздвижные угольники (рис. 27, б). На рис..27, в показана угловая параллель с серией зажимных винтов.
Универсальная параллель. Эта параллель предназначена для закрепления при ручной обработке шаблонов, лекал и различных калибров как до закалки, так и при доводке их в закаленном состоянии. Приспособление (рис. 28, а) заменяет несколько параллелей,
Рис. 28. Универсальная параллель
используемых обычно для обработки отдельных элементов профиля шаблона.
Приспособление состоит из корпуса 1, на боковых поверхностях которого имеется большое количество отверстий с резьбой Мб. Отверстия расположены вертикальными и горизонтальными рядами на расстоянии 10 мм друг от друга. К одной из торцовых поверхностей корпуса прикреплена на штифтах и винтах планка 2 с продольным пазом, выполняющая функцию направляющей плоскости, по которой перемещается рабочий инструмент слесаря. На лицевой стороне корпуса имеется вертикальный паз со сквозной прорезью по всей его длине, в котором помещен ползун 4, перемещающийся вдоль паза. В нужном положении ползун закрепляют винтом, расположенным с тыльной стороны корпуса. В верхней части ползуна имеется сквозное отверстие, две грани которого образуют призму. С торца ползуна ввернут винт, с помощью которого к призме прижимается штифт 5, служащий осью, на которую технологическим отверстием надевают обрабатываемый шаблон при воспроизведении дуговых участков его профиля. Диаметр выступающей части штифта равен 2 мм. Настройку на заданный радиус осуществляют перемещением ползуна по пазу с контролем расстояния от оси 84
штифта 3 до рабочей плоскости приспособления. Установку выполняют по блоку концевых мер и с помощью лекальной линейки.
На рис. 28, б показана параллель для обработки выпуклого дугового участка профиля. В заготовке сверлят сквозное отверстие диаметром 2 мм. Ползун 4 (см. рис. 28, а) вместе со штифтом устанавливают так, чтобы ось штифта 3 была расположена ниже рабочей плоскости параллели на расстоянии, равном величине радиуса. Для этой цели концевую меру размером несколько меньше радиуса накладывают на штифт и вертикальным перемещением ползуна добиваются такого его расположения, когда плоскости концевой меры и параллели лягут на одном уровне, что контролируется лекальной линейкой. Заготовку надевают на штифт и, постепенно поворачивая ее 'вокруг оси валика, опиливают на уровне рабочей плоскости параллели.
Параллель имеет дополнительные детали, устанавливаемые на ее корпусе по мере надобности: опорная планка 7, синусная линейка 6, угольник 5 и угольник 8. Планка 7 используется для размещения на ней блоков концевых мер при обработке различных уступов или при настройке синусной линейки 6 на заданный угол. Эта планка имеет две пружины, через которые она может быть прикреплена к корпусу в любом месте.
Синусная линейка 6 имеет прямоугольную форму, два продольных паза и отверстия, через которые могут быть пропущены винты при закреплении линейки на корпусе. С нижней стороны линейка имеет две призматические впадины, в которых помещены ролики с расстояниями между осями 100 мм. Верхняя плоскость линейки с помощью блоков концевых мер, устанавливаемых на плоскости планки 7, может быть настроена на угол от 0 до 45° по отношению к рабочей плоскости параллели. При необходимости обработки участков, наклоненных к базовой стороне на угол больше 45°, используется угольник 5. Линейку при этом настраивают на дополнительный угол (90°—а), а заготовка своей базовой стороной прижимается к стороне угольника, установленного на плоскости синусной линейки. Этот же угольник может служить упором при передвижении заготовки по шагу, что бывает необходимо, если обрабатываемая заготовка имеет вид гребенки.
Угольник 8 может быть использован как дополнительная работная плоскость в тех случаях, когда возникает необходимость в обработке двух участков, расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях, но в одной плоскости. Крепится угольник с лицевой стороны корпуса 1 винтами и его рабочую поверхность приводят в одну плоскость с рабочей поверхностью корпуса.
§ 3.	РАЗМЕТОЧНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
При инструментальных работах слесари пользуются более точными измерительными и разметочными инструментами, чем при обычной разметке. Осевые и контурные линии наносят только на те поверхности, которые уже -подверглись обработке и имеют шерохо
ватость не грубее 6-го класса. При изготовлении многих контрольно-поверочных инструментов‘способами разметки наносят также измерительные риски и шкалы. Качество разметки, как правило, не контролируется и поэтому разметка (особенно лекальная) требует большого внимания и высокой точности исполнения.
Любая инструментальная разметка (как плоскостная, так и пространственная) выполняется на шлифованной разметочной плите размерами 630X400 или 1000X630 мм, имеющей точность 2-го класса.
Рис. 29. Инструменты для точной разметки
При выполнении разметки используют штангенциркули и штан-генрейсмасы, плоскопараллельные концевые меры длины со специальными разметочными принадлежностями, плоские угловые меры, лекальные угольники плоские и с полкой, универсальные угломеры, синусные линейки, оптические делительные головки и специальные разметочные поворотные устройства с магнитной или электромагнитной плитой. Этими инструментами можно получать расположение рисок с точностью до 0,02 мм и угловые линии с точностью до 0°5л.
На рис. 29 показаны примеры использования различных усовершенствованных инструментов для выполнения точной плоскостной и пространственной разметки. Универсальный разметочный штангенциркуль со сменными ножками (рис. 29, а и б) позволяет прочерчивать дуговые линии из центров, расположенных на различном по 86
высоте уровне, и прочерчивать дуги от осей, -совпадающих с центром начисто обработанного отверстия. Штангенрейсмасом (рис. 29, в) можно производить не только точную пространственную разметку, но и выполнять расчерчивание на пластинке, если ее закрепить на разметочном угольнике.
Рис. 30. Принадлежности для пространственной разметки
При выполнении разметочных работ с наивысшей точностью используют наборы плоскопараллельных концевых мер длины, закрепленных в вертикальных стойках и державках (рис. 29, а, д).
Для выполнения точной пространственной разметки существует ряд специальных приспособлений, облегчающих работу и позволяющих выполнять ее с наименьшими затратами времени. Приступая к
разметке, заготовку устанавливают и выверяют на разметочной плите, пользуясь опорными подкладками, призмами, кубиками, установочными угольниками, домкратиками, специальными поворотными приспособлениями.
Подкладки применяют плоские и коробчатые (рис. 30, а) двутавровые (рис. 30, б) и призматические (рис. 30, в). Наиболее удобны универсальные призматические подкладки с хомутиком (рис. 30,г), позволяющие не только точно устанавливать и закреплять деталь, но и поворачивать ее на 90 и 180°, сохраняя точность установки.
Рис. 31. Призмы разметочные и поверочные
Универсальные призмы с хомутиком имеют ряд прорезей различного профиля; изготовляются из инструментальных хромистых сталей, проходят закалку и точную шлифовку по всем поверхностям. В наборе разметочных приспособлений всегда имеется несколько призматических подкладок парных и различного размера. Используются также магнитные призмы как с постоянным магнитом . (рис. 30, д), так и с электромагнитами.
На рис. 30, е показана клиновидная раздвигающаяся подкладка, состоящая из двух соединенных между собой стальных закаленных и точно отшлифованных клиньев и микрометрического винта. Размечаемая заготовка устанавливается на плоскости верхнего клина, подъем и опускание заготовки производятся вращением винта, перемещающего верхний клин относительно нижнего. На рис. 30, ж показана подкладка с подъемным винтом.
При установке для разметки корпусных заготовок применяют винтовые домкратики (рис. 30, з), чугунные разметочные угольники (рис. 30, и) и кубики (рис. 30, к), имеющие ряд прорезей для закрепления заготовок в удобном для разметки положении с помощью прихватов, болтов или струбцин.
Для установки деталей цилиндрической формы диаметром от 3 до 300 мм при разметочных и поверочных работах применяют'стальные закаленные и точно отшлифованные призмы. Призмы изготовляют трех типов (рис. 31): I— с одной призматической выемкой и накладкой; II — с четырьмя призматическими выемками; III— с одной 'призматической выемкой.
Размеры призм каждого типа различны как по габаритам, так и по величине призматической выемки. Точность изготовления призм нормируется классами 0; 1 и 2.
Диаметры заготовок, устанавливаемые на призмах
Тип 1 —
от	3 до	15 мм	Тип II — от	8 до	80 мм
»	5 »	30 »	»	12 »	135 »
»	8 »	70 »	»	20 »	160 »
»	12 »	НО »	»	32 »	300 »
		Тип III —	от 20 до 160 мм		
» 32 » 300 »
Призмы всех типов выпускаются парами и все размеры в паре должны быть одинаковыми.
Выпускаемые в серийном порядке инструментальными заводами призмы типа / и III изготовляют из стали ШХ15 или X, а призмы типа II— из Чугуна.
Инструменты для накернивания. На рис. 32 показано устройство механического пружинного кернера, который по сравнению с другими конструкциями механических кернеров отличается удобством и надежностью в работе и позволяет регулировать силу удара, что особенно важно при разметке с высокой точностью. Кернер само-взвоцный. Корпус 4 кернера имеет два центральных отверстия, расточенных с двух сторон, между отверстиями находится перемычка. Сквозь отверстие перемычки проходит стержень ударника. В венчик ударника 3 упирается конец ударной пружины 7, другой конец которой прижат пробкой 6, удерживающей кожух 5. Во второе отверстие корпуса вставлена возвратная пружина 2, которая одним концом упирается в перемычку, а другим — в -буртик ползуна 10. Ползун свободно перемещается в нижнем центральном отверстии корпуса, а его выступы скользят по продольным прорезям корпуса. На осях выступов укреплены собачки <?, прижатые плоскими пружинами 9 к венчику ударника. В отверстии ползуна штифтом И укреплен кернер 12. Ползун удерживается гайкой 1.
При нажиме рукой сверху на кожух 5 корпус 4 опускается по ползуну 10, сжимая ударную и возвратную пружины до тех пор, пока скос собачек 8 не дойдет до скоса продольных прорезей. Скользя по скосам, собачки повернутся на своих осях, отожмут плоские пружины 9 и освободят венчик ударника. Под действием ударной пружины ударник устремится вниз и ударит в торец кернера 12, острие которого выдавит лунку на размечаемой поверхности. После прекращения нажима на кернер его ударная пружина освободится, а возвратная — переместит ползун вниз до сцепления зуба собачки
с венчиком ударника. При этом все части кернера займут исходное положение и кернер 'будет готов к следующему удару.
Ударная и возвратная пружины имеют одинаковый наружный
диаметр и одинаковое число витков при равном шаге, но диаметры их сечения различны (соответственно 0,8 и 1,2 мм). Это позволяет менять пружины местами, в связи с чем резко изменяется сила удара, а следовательно, и глубина образуемых кернером лунок.
Электромагнитный кернер (рис. 33) не требует от разметчика применения усилий при накернивании. В корпусе 14 кернера помещена соленоидная катушка 6 с обмоткой 7 из эмалированного провода диаметром 0,2 мм. Соединение катушки с питающим проводом 1, защищенным крышками 2. 3 и 8 проходит при замыкании ее контактных штырей 9 латунным кольцом 10, запрессованным в эбонитовую
33. Электромагнитный кернер
Рис.
шайбу 11, когда корпус 14 нажимает на боек 12. При этом по катушке проходит ток и втягивает сердечник ударника 4, ударяющего в стержень бойка. Пружина 5 возвращает ударник в исходное положение, а пружина 13 размыкает катушку при отрыве кернера от размечаемой поверхности.
Глава VI
МЕХАНИЗИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
§ 1.	РУЧНЫЕ МАШИНЫ
Механизация работ (предусматривает не только физическое облегчение работы слесаря, но и значительное повышение производительности его труда.
На многих передовых заводах ряд операций, выполняемых слесарями-инструментальщиками, механизирован.
Устройство ручных машин (механизированных инструментов) основано на использовании электрической энергии и энергии сжатого воздуха.
По характеру движения рабочего органа ручные машины, независимо от рода двигателя, разделяются на машины с вращательным движением (сверлильные, резьбонарезные, винто- и гайкозавертывающие, шлифовальные) и с возвратно-поступательным или ударным рабочим движением (электро- или пневмоножницы, электро- и пневмозубила).
К применяемым три инструментальных работах механизированным инструментам и ручным механизмам предъявляют особые технические требования. Механизмы и ручные машины должны иметь малую массу, небольшие габариты, быть компактными, удобными и безопасными в эксплуатации, обладать надежностью в работе и обеспечивать высокое качество выполнения соответствующих операций.
Сравнивая электрические и пневматические ручные машины, можно отметить, что в отношении безопасности работы предпочтение следует отдать пневматическим, хотя и электрические машины, предназначенные для включения в сеть низкого напряжения, также являются безопасными (кроме случаев их применения во взрывоопасных местах).
Применяемые в цеховых условиях ручные электрические машины обычно рассчитаны на включение в однофазную низковольтную сеть нормальной промышленной частоты. Среднегабаритные машины (мощность свыше 200 Вт и массой более 2 кг) изготовляют с расчетом на питание от обычной трехфазной сети переменного тока. Имеются также электрические машины, рассчитанные на работу от специальной сети трехфазного тока повышенной частоты.
Пневматические ручные машины работают от сети сжатого воздуха с давлением 6 ат. В ручных пневматических инструментах с вращательным движением используются ротационные двигатели одностороннего или реверсивного вращения.
§ 2.	ОПИЛОВОЧНЫЙ СТАНОК С БЕСКОНЕЧНОЙ АБРАЗИВНОЙ ЛЕНТОЙ
В инструментальных цехах получили распространение инструментальные опиловочные станки, работающие с бесконечной абразивной лентой. Один из таких станков показан на рис. 34. На ста
нине 5 станка установлен кронштейн /, несущий два ролика с натянутой на них бесконечной кордовой лентой, наружная поверхность которой покрыта прочным 'Слоем абразивной массы. Привод ленты и натяжение ее осуществляются посредством шкива, помещенного внутри станины. Шкив облицован резиной и вращается от электродвигателя, смонтированного на основании 9 станка. Пуск и останов электродвигателя осуществляется кнопками 6, а изменение скорости— рукояткой 7. Обрабатываемую деталь укладывают на столик 4 и обрабатываемой поверхностью подводят к ленте 3. Рабочее пространство освещается лампой 2. Меняя ленту с абразивами разной зернистости, можно изменять производительность и шероховатость обрабатываемой поверхности. Для наладки станка снимают щиток#.
§ 3.	ОПИЛОВОЧНЫЙ СТАНОК С МАШИННЫМИ НАПИЛЬНИКАМИ
Эти станки чаще всего попользуются для опиловки фигурных поверхностей контурных шаблонов, скоб, пуансонов, а также матриц для холодной штамповки.
Опиловочный станок (рис. 35) работает следующим образом. В патроне 10 верхнего кронштейна 9, закрепленного на подвижном
Рис. 34. Опиловочный станок с бесконечной абразивной лентой
Рис. 35. Опиловочный станок с машинными напильниками
штоке станка (закрыт кожухом S), за хвостовую часть закрепляют машинный напильник. Второй конец напильника вводят в патрон нижнего кронштейна 5 и закрепляют. Расстояние между верхним и нижним кронштейнами регулируют 'перемещением верхнего кронштейна то штоку и фиксируют зажимными тайками-барашками. Шток (получает 'возвратно-поступательное движение от кулисного механизма. Величина хода штока устанавливается регулирующим устройством 4, а число движений штока регулируют включением разных ступеней передач на механизме‘привода 3. Стол 12 станка с помощью маховичка 14 может переставляться по высоте и при помощи шарнирного устройства 13 наклоняться в любую сторону. Для прижима обрабатываемой заготовки к столу станка служат две лапки 6, регулируемые по высоте и направлению.
Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе станка и вручную подводят к напильнику. Когда опиливают внутренний замкнутый контур, то сначала вводят напильник в обрабатываемое отверстие, а затем закрепляют его в патронах. Положение напильника по отношению к поверхности стола проверяют угломером. Если требуется выполнить операции вырезания или прорезания узкого паза, то на опиловочном станке устанавливают ножовочное полотно, концы которого выполнены как у напильника типа I (см. рис. 9).
При опиливании инструментальных углеродистых сталей и чугуна станок настраивают на 80—120 ход/мин, а при опиливании конструкционных сталей на 120—160 ход/мин. При опиливании стальных заготовок применяют охлаждение сульфофрезолом или эмульсией, для чего станок оснащен бачком с насосом и шлангом 7 для подачи охлаждающей жидкости. Для освещения места работы на. станке имеется электролампочка 11.
Пуск и останов станка осуществляют ножными педалями / и 2.
Как правило, на опиловочном станке обрабатывают детали, предварительно обработанные на металлорежущих станках (строгальном, долбежном, фрезерном), с припуском 0,2—0,3 мм на сторону под опиливание. Опиливание занимает немного времени, но требуемая высокая точность обработки деталей вызывает необходимость часто останавливать станок для контроля процесса обработки.
§ 4.	МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРИТИРОЧНО-ДОВОДОЧНЫХ РАБОТ
Настольная шлифовальная машина. Машина для ручной зачистки и шлифования плоских деталей показана на рис. 36. Основной частью ее является электродвигатель 8, смонтированный вертикально в корпусе 7. На верхнем конце вала электродвигателя закреплены абразивный круг 3 и вентилятор 2. Деталь кладут обрабатываемой плоскостью на поверхность ‘крышки 4 и перемещают по ней, вводя в контакт с торцом круга. Перемещение детали ограничивается упором 6. Абразивная пыль отводится через приемник 5 и трубу 9 в пылеуловитель 10, Износ абразивного круга компенсируется периодическим поворотом регулировочного резьбового кольца /, опускающего корпус с крышкой 4.
Доводочная бабка. На рис. 37 показана приводная бабка для доводки (цилиндрических и конических отверстий. Ее основной частью является станина 6, по форме напоминающая столик со свешивающейся столешницей 5. В тумбочке столика помещается электродвигатель 1 и полки для инструментов. На столешнице размещают обрабатываемые детали, контрольные инструменты и принадлежности для обработки. На столике смонтирована шпиндельная головка 2, от которой вращение передается притиру 4, закрепленному в цанге 3. Вращение от шкива электродвигателя к шпиндельной головке передается клиновым ремнем. Пуск и остановка станка кнопочные.
Рис. 37. Доводочная бабка
Рис. 36. Настольная шлифовальная машина
Притирочно-доводочный станок модели 2ПДС. Станок (рис. 38) предназначен для доводки притирочными брусками и абразивами фасонных отверстий и наружных поверхностей в деталях инструментов, составленных из прямых участков и дуг окружностей. Устройство станка такое же, как и у опиловочного станка, но кроме возвратно-поступательного движения доводочные инструменты могут совершать и вращательное движение.
Наилучшими материалами для притиров к станку при доводке стальных деталей являются перлитный чугун и красная медь, а для доводки твердосплавных инструментов применяют стальные притиры, шаржированные карбидом бора или алмазными порошками. Алмазные доводочные бруски приклеивают к металлической оправке, которую одним концом закрепляют в верхнем шпинделе станка, а другим—в нижнем шпинделе. При доводке плоских поверхностей шпиндели совершают только возвратно-поступательное движение. Верхний и нижний шпиндели получают вращение через гибкие валы. Кроме указанных шпинделей на станке применяется также ручной быстроходный пневматический шпиндель 7.
Чтобы не было завалов по кромкам ход инструмента регулируют так, чтобы в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях 94
1Q
Рис. 38. Приточно-доводочный станок модели 2ПДС:
1 — подъемный стол, 2 — маховик подъема стола, 3 — маховик наклона стола, 4 — координатный стол, 5 — кронштейн, 6 — шпиндель верх^ него кронштейна, 7 — быстроходный пневматический шпиндель, 8 — колонна, 9 — бак для смазочно-охлаждающей жидкости, 10 — основание станины
притир находился в соприкосновении с деталью на половине ее толщины. Устанавливают деталь по высоте относительно притирочного инструмента подъемным столом 1 с помощью маховика 2. Для доводки участков профиля, наклоненных под углом, установка детали на соответствующий угол производится поворотным столом. Обрабатываемую деталь закрепляют на координатном столе, который устанавливают на поворотном столе. Координатный стол обеспечивает перемещение закрепленной на нем детали в двух координатных осях в горизонтальной плоскости. Верхняя плита координатного стола перемещается на шариковых направляющих вручную или автоматически. В процессе доводки доводимую поверхность прижимают грузами, подвешенными на стальных тросах. Для уменьшения вибрации верхней плиты при доводке внутри колонны 8 помещены два масляных демпфера. Для притирки с применением смазочно-охлаждающей жидкости станок оборудован баком 9 с насосом для ее подачи. На станине 10 смонтировано электрооборудование, пульт управления и арматура местного освещения.
Станок для притирки доводочных плит. Притирочный станок (рис. 39) облегчает труд слесаря при притирке (правке) доводочных плит и на 30— 40% сокращает время притирки по сравнению с выполнением этой трудоемкой работы вручную.
На сварной станине станка расположены продольные призматические направляющие 8 и по ним перемещается нижний стол 7. На столе 7 имеются поперечные направляющие 9, по которым перемещается верхний стол 10
с установленной на нем первой притираемой плитой 14, вторая притираемая плита 15 устанавливается на первой, она неподвижна и постоянно прижата к плите 14 пружиной. Сила давления пружины регулируется в пределах до 150 кГ. Шатунно-кривошипный механизм 5 сообщает движение нижнему столу 7 в продольном направлении от электродвигателя 1 и посредством клиноременной передачи 2 через сменные зубчатые колеса 4 и зубчатые колеса 3. Вместе со столом 7 перемещается верхний стол 10 с плитой 14. Кривошип 12 получает движение через пару винтовых зубчатых колес 13 и перемещает в поперечном направлении верхний стол 10
по направляющим 9. Шатунно-кривошипные механизмы 5 и 12 обеспечивают соответственно продольное и поперечное взаимно перпендикулярные перемещения столов 7 и 10. Пальцы кривошипов 6 и 11 можно регулировать, увеличивая или уменьшая длину хода столов. При помощи такой регулировки можно обеспечить перемещение первой притираемой плиты 14 по плите 15 (неподвижной) по кругу или эллипсу. Траектория перемещения по кругу достигается при одинаковой величине хода столов. Движение по эллипсу сообщается путем увеличения длины хода одного из столов.
Рис. 39. Станок для притирки доводочных плит
Для этой цели сдвигают палец кривошипа дальше от центра. Изменение числа двойных ходов достигают путем смены зубчатых колес 4. Поскольку верхняя (неподвижная) плита плотно прилегает к нижней и самоустанавливается по ней, точность обрабатываемых поверхностей не зависит от точности станка.
§ 5. ШЛИФОВАЛЬНО-ОПИЛОВОЧНЫЕ МАШИНЫ С ГИБКИМ ВАЛОМ
Универсальные опиловочно-зачистные и шлифовальные машины с гибким валом (бормашины) получили широкое распространение в инструментальных цехах.
Применение бормашин значительно увеличивает производительность труда слесарей-инструментальщиков, снижает утомляемость, создает большие удобства в работе и способствует повышению культуры производства.
К бормашинам инструментальная промышленость серийно выпускает стандартизованные наборы стальных борфрез, твердосплавных борголовок и головок из синтетического алмаза, что позволяет использовать эти машины для самых различных нужд при изготовлении инструментов и технологической оснастки.
Особенностью электрической бормашины любой конструкции является наличие гибкого вала, приводимого в движение электродвигателем. К противоположному от электродвигателя концу гибкого
вала присоединяется патрон, в борфрезу, борнапильник, абразивную головку.
На рис. 40 показана наиболее распространенная конструкция бормашины передвижного типа (называемая иногда опиловочно-зачистным станком). Бормашина имеет стойку 1, опирающуюся на колеса 2 и несущую вилку 5, на которой шарнирно установлен электродвигатель 6. Вращение от вала электродвигателя с помощью двух четырехступенчатых шкивов 7 и 9 и клинового ремня 8 передается ведомому валу 10, к которому подсоединен гибкий вал 11. На конце гибкого вала монтируется цанговый патрон 3, служащий для закрепления инструмента 4 или насадки для установки шлифовального круга.
Гибкому валу перестановкой клинового ремня 8 можно сообщать от 1400 до 6000 оборотов в минуту, что позволяет установить необ-
котором крепят рабочий инструмент:
Рис. 40. Шлифовально-опиловочная машина с гибким валом
ходимую скорость резания
при пользовании различными инструментами для выполнения операций фрезерования, опиливания, шлифования или для зачистки и полировки полостей или краев обрабатываемых деталей.
Раздел второй
КОНСТРУКЦИИ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИБОРОВ
Глава VII
КОНТРОЛЬ В ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ И КОНТРОЛЕ
Измерение размеров в машиностроении основано на 'Практическом приложении основных положений учения о единицах, мерах и методах измерения — метрологии.
В результате измерения получают числовое значение измеряемой величины. В зависимости от конкретных производственных условий измерения могут производиться различными методами. Различают измерения прямые и косвенные.
При прямых измерениях искомая величина определяется непосредственно показаниями прибора. К прямым измерениям относятся измерения длин масштабной линейкой, штангенциркулем, микрометром, измерение углов угломером и т.п.
Прямые измерения более просты, поэтому они имеют преимущественное распространение в машиностроении.
При косвенных измерениях искомая величина (размер или отклонение от заданного размера) определяется по результатам прямых измерений одной или нескольких величин, связанных с искомой величиной определенной зависимостью (например, тригонометрическое измерение угла по двум катетам, по катету и гипотенузе).
Каждое измерение может производиться абсолютным или сравнительным методом. Кроме того, измерение может быть выполнено контактным или бесконтактным способами.
При абсолютном методе измеряемый размер определяется непосредственно по показаниям прибора.
Сравнительный метод измерения непосредственно дает только величину отклонения размера от установочной меры, по которой прибор был установлен на нуль. Приборы для сравнительных измерений, как правило, позволяют получить более высокую точность контроля благодаря возможности отсчета более малых отклонений размера по шкале прибора, обычно имеющей соответствующее увеличение и более высокую точность изготовления.
Контактный c-п Осо б измерения осуществляется путем непосредственного соприкосновения измерительных поверхностей инструмента или прибора с поверхностью контролируемой детали.
Бесконтактное измерение характеризуется отсутствием измерительного контакта с проверяемым объектом (например, при контроле с помощью микроскопа или оптического проектора) .
§ 2.	ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
При изготовлении деталей машин, приборов и инструментов кроме отклонений от заданных размеров наблюдаются отклонения от заданной геометрической формы детали и взаимного расположения ее поверхностей.
Отклонением формы называется отступление формы реальной поверхности или реального профиля от геометрически правильной поверхности или профиля. Отсчет отклонений формы производится от прилегающей геометрической поверхности или прилегающего геометрического профиля. Количественно отклонение формы оценивается как наибольшее расстояние между измеренной реальной поверхностью и прилегающей поверхностью или измеренным реальным профилем 'и прилегающим профилем.
Прилегающие поверхности всегда являются касательными к реальным поверхностям и располагаются вне материала дета-л и. При изготовлении деталей стремятся к тому, чтобы расстояния от наиболее удаленной точки реальной поверхности или профиля до прилегающей поверхности были наименьшими.
Отклонением расположения называется отклонение от номинального (геометрического) расположения рассматриваемой поверхности, ее оси или плоскости симметрии. При рассмотрении отклонений расположения (кроме радиального и торцового биений) отклонения формы поверхности исключаются (реальные поверхности заменяются прилегающими).
Приняты следующие основные наименования, определяющие неточность геометрической формы цилиндрических деталей: овальность, огранка, конусообразность, бочкообразность, седлообраз-ность, изогнутость, радиальное биение, торцовое биение, выпуклость, вогнутость.
Овальность — отклонение от цилиндрической формы, при котором диаметры сечения, измеренные во взаимно перпендикулярных направлениях, не равны между собой. За величину овальности принимают разность между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения.
Огранка — отклонение от цилиндрической формы, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру. За величину огранки принимается наибольшее расстояние от описанной около сечения фигуры окружности до контура действительного профиля.
Кону сообразность — отклонение, при котором образующие продольного сечения прямолинейны, но не параллельны. За величину конусообразное™ принимают разность диаметров двух поперечных сечений, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии.
Бочкообразность характеризуется непрямолинейностью образующих, при которых диаметры увеличиваются от краев к середине сечения.
Седлообразность — непрямолинейность образующих, при которой диаметры уменьшаются от краев к 'середине -сечения.
Изогнутость — отклонение от цилиндрической формы, при котором геометрическое место центров поперечных сечений цилиндрической поверхности не лежит на прямой линии. Количественно изогнутость оценивается как отклонение профиля продольного сечения.
Радиальное биение — является результатом смещения центра сечения относительно оси детали и некруглости самого сечения (овальности, огранки). Оно определяется ’разностью наибольшего и наименьшего расстояния точек реальной поверхности от оси вращения детали в сечении, перпендикулярном этой оси.
Торцовое биение является результатом неперпендикулярности торцовой поверхности к базовой оси и отклонений формы торца по линии измерения. Оно определяется разностью между наибольшим и наименьшим расстояниями точек реальной торцовой поверхности, расположенных на окружности заданного диаметра, и плоскостью, перпендикулярной оси вращения детали. Если диаметр измерения биения не задан, то торцовое биение измеряется на наибольшем диаметре торцовой поверхности.
Отклонения расположения плоскостей
Непараллельностью плоскостей (отклонением от параллельности ) называется отклонение, при котором расстояние между поверхностями различно в разных сечениях. За величину непараллельно-сти плоскостей принимают разность между наибольшим и наименьшим расстояниями между плоскостями на заданной площади или длине.
Неперпендикулярность (отклонение от перпендикулярности) плоскостей, осей или оси и плоскости характеризуется отклонением угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от угла в 90°. Неперпендикулярность выражают в линейных единицах на заданной длине или в градусах.
Отклонение от геометрической формы и взаимного расположения поверхностей может также выражаться в виде выпуклости или вогнутости профиля деталей, которые должны быть плоскими.
§ 3.	ОЦЕНКА ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Обработанные-поверхности деталей (всегда имеют не только отклонения формы, но и неровности на поверхности, являющиеся следами обработки.
Неровностью называют выступы и впадины реальной поверхности, величина которых зависит от примененных методов обработки, вида и состояния инструмента.
Неровности по-разному влияют на точность и эксплуатационные качества деталей и -собранных из них механизмов или инструментов. Поэтому в чертежах указывают значения шероховатости поверхности и отклонения формы.
Нормы волнистости до настоящего времени не стандартизованы. При необходимости надо руководствоваться заводскими или ведомственными нормалями.
Нормы шероховатости поверхностей предусмотрены ГОСТ 2789—73 и 2.309—73. Эти стандарты устанавливают номенклатуру параметров и типов направлений неровностей поверхности, числовые значения параметров, общие указания по нормированию шероховатости и правила обозначения на чертежах.
Требования к шероховатости поверхности указываются в виде числового значения параметра при определенной базовой длине, на которой происходит определение параметра. Шероховатость поверхности устанавливается без учета возможных дефектов поверхности— царапин, раковин и т.п. Основными параметрами шероховатости, обычно указываемыми в чертежах, являются:
/?а — среднее арифметическое отклонение профиля в пределах базовой длины;
Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам.
§ 4.	ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ИНСТРУМЕНТАМ И ПРИБОРАМ
Основным требованием к измерительным инструментам и приборам является обеспечение установленной точности измерения. Возникновение погрешностей измерения зависит от многих факторов. Точность измерения зависит прежде всего от точности изготовления средств измерения, от стабильности показаний их, износостойкости и удобства пользования. Последнее связано главным образом с конструкцией средств измерения или контроля.
Точность измерения, которую может обеспечить прибор, связана с качеством измерительных поверхностей и точностью геометрической формы его основных деталей. Наличие шероховатости на измерительных поверхностях и отклонений от правильной геометрической формы снижает точность измерения.
Средства измерения должны обладать требуемой жесткостью конструкции при малой массе, а также должны обеспечивать быстроту измерения и простоту отсчета показаний.
Особые требования предъявляются к материалам, идущим на изготовление инструмента или ответственных деталей приборов.
Качество рабочих поверхностей деталей должно обеспечивать как возможность точной аттестации их размеров, так и гарантию длительного сохранения размера и формы в процессе дальнейшей эксплуатации инструмента или прибора.
Средства измерения должны иметь хороший внешний вид. Они не должны подвергаться коррозии и в тех случаях, где это необходимо, иметь соответствующие антикоррозийные покрытия.
В связи с общей (высокой стоимостью контрольно-измерительных -приборов большое значение при выборе измерительных средств имеют экономические требования. Поэтому при конструировании измерительных средств, кроме технических вопросов — выбора принципиальной схемы механизма, обеспечения требующейся точности, надежности прибора и соответствующей производительности, решаются вопросы стоимости, которая должна быть минимальной.
Как правило, повышение точности измерений связано с значительным повышением материальных затрат. Вследствие этого для каждого практического случая устанавливаются допускаемые погрешности, дальнейшее уменьшение которых экономически нецелесообразно, так как эффект, получаемый от повышения точности измерения, не оправдывает затраты на изготовление инструмента и пользование им.
Требуемая точность измерения в инструментальном производстве колеблется обычно в пределах от 0,1 до 0,001 мм. В отдельных случаях измеряют с точностью 0,0001 мм. Соответственно этому применяются и конструкции измерительных средств.
Глава VIII
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ И КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ
§ 1.	ЛИНЕЙКИ
Лекальные линейки. Наиболее распространенным инструментом для контроля прямолинейности являются лекальные линейки. Они изготовляются с рабочей поверхностью в виде одного, трех или четырех ребер, закругленных по радиусу не более 0,3 мм.
На рис. 41, а, б и в показаны три типа лекальных линеек: с двусторонним скосом (тип ЛД), трехгранная (тип ЛТ) и четырехгранная (тип ЛЧ). Все типы лекальных линеек изготовляют двух классов точности: 0 и 1. Основной размер — длина линеек следующая, мм: ЛД —80, 125, 200, 320; ЛТ —200, 320; ЛЧ —200, 320.
Допускаемые отклонения от прямолинейности линеек зависят от их длины:
длина линейки, мм . . . . класс точности 0, мкм . . класс точности 1, мкм . .
80	125
0,6	0,6
1,6	1,6
200	320
1,6	1,6
2,5	2,5
Линейками контролируют прямолинейность поверхностей двумя способами: на просвет (рис. 41, г) и на краску (рис. 41, д). Комбинированный способ проверки применяют, когда необходимо установить не только наличие непрямолинейности, но и ее величину. Для этого кроме линейки применяют еще плоскопараллельные концевые меры длины (рис. 41, е, ж).
Лекальные линейки класса точности 0 применяют при особо точных лекальных работах и при проверке измерительных инструментов. Прямолинейность лекальных линеек проверяют по контрольному доведенному до зеркального блеска стальному закаленному бруску, погрешность плоскостности которого не превышает 0,06 мкм..
Материалом для изготовления лекальных линеек служит сталь марки X или ШХ15. Твердость линеек HRC58. Шероховатость рабочих поверхностей линеек ЛД, ЛТ и ЛЧ—не грубее 12-го класса.
Поверочные линейки. Поверочные линейки имеют широкую рабочую плоскость и применяются для контроля прямолинейности о плоскостности деталей большого размера (400 мм и более). Эти линейки изготовляются четырех типов:
тип ШП — стальные прямоугольного профиля;
тип ШД — стальные двутаврового профиля;
тип ШМ — чугунные мостики (рис. 42, а);
тип УТ — чугунные угловые трехгранные (рим. 42,6).
Линейки всех четырех типов имеют длину: 400, 630, 1000, 1600., 2500 мм.
Линейки стальные (тип ШП и ШД) применяются для контроля прямолинейности методом на просвет или с помощью щупа. Они изготовляются трех классов точности: 0; 1 и 2. Например, линейка-длиной 400 мм должна иметь допускаемые отклонения от плоскост-
ности по классу 0 — 2,5 мкм, классу 1 —6 мкм, классу 2— 10 мкм; линейки длиной 630 и 1000 мм должны иметь соответственно их классам отклонения 4, 10 и 16 мкм.
Чугунные линейки (тип ШМ и УТ) имеют шаброванную рабочую поверхность для контроля деталей на краску. Эти линейки изготовляют трех классов точности: 0; 1 и 2. Точность их рабочей поверхности проверяют на краску. При этом число пятен в квадрате со стороной 25 мм должно быть не менее: 30 — для линеек класса 0, 25 — для линеек класса 1; 20 — для линеек класса 2.
Линейки типов ШМ и УТ изготовляют также со шлифованными рабочими поверхностями.
Линейки типов ШП и ШД изготовляют из стали марки У7 с термической обработкой на твердость HRC 50. Линейки типов ШМ и
Рис. 42. Средства контроля прямолинейности и плоскостности
УТ — из чугуна марки СЧ 18—36 или ВЧ 45—5 с твердостью в пределах НВ 170—229.
Шероховатость рабочих поверхностей линеек ШП, ШД и ШМ длиной 400—1000 мм должна соответствовать 10-му и 9-му классам, а линеек длиной 1600 мм и более — 8-му классу.
§ 2.	ПОВЕРОЧНЫЕ ПЛИТЫ
Литые чугунные плиты предназначены для поверочных и разметочных работ. Плиты выпускают в двух исполнениях: с шаброванной и нешаброванной рабочей поверхностью. Шаброванные плиты являются основным средством поверки плоскостности поверхностей деталей методом на краску. Кроме того, они широко используются как вспомогательные приспособления при различных контрольных операциях, выполняемых с помощью других контрольноизмерительных инструментов и приборов (например, индикаторов, измерительных головок, плоскопараллельных концевых мер, синусных линеек и др.).
Точность рабочих поверхностей плит предусматривается пяти классов: 01; 0; 1; 2 и 3, причем допускаемые отклонения от плоскостности зависят не только от класса точности, но и от размеров плиты. Плиты 3-го класса точности с размерами 1000x630 мм и более выполняют обычно нешаброванными и относят к категории 104
разметочных. Плиты класса точности 01 применяют как образцовые.
Отклонения от плоскостности, мкм
Размер плит, мм Класс точности	250X250	400x400	630X400	1000x630	1600X10000
01		4	4	6	6	10
0		6	6	10	10	16
1		10	10	16	16	25
2		.	25	25	40	40	60
3			—	—	60	100
Плоскостность плит проверяют по методу линейных отклонений с помощью поверочных линеек типа ШД класса точности 0 и концевых мер длины или же с помощью линеек с передвигаемыми по ним измерительными головками.
Плиты с шаброванной рабочей поверхностью проверяют на краску с помощью плиты класса точности 0. При этом число пятен в квадрате со стороной 25 мм должно быть не менее: 30 — для плит класса 0; 25 — для плит класса 1; 20 — для плит класса 2.
Нешаброванные рабочие поверхности плит размерами 250X250, 400X400 и 630x400 мм, классов точности 01 и 0 должны соответствовать 9-му классу шероховатости. Для удобства работ плиты размерами 250x250, 400X400 и 630X400 мм снабжают ручками (рис. 42, в).
Плиты изготовляют из чугуна не ниже марки СЧ 18—36 с твердостью рабочей поверхности в пределах НВ 170—229. После черновой механической обработки плиты подвергают «старению».
Угловые плиты. Чугунные угловые литые плиты (рис. 42, г) применяют как шабровочные угольники при контроле методом на краску взаимно перпендикулярных плоскостей крупных деталей. Эти же плиты используют и в качестве вспомогательных приспособлений при выполнении различных контрольных и точных разметочных операций.
Угловые плиты изготовляют по тем же техническим условиям, что и чугунные поверочные шаброванные угловые трехгранные линейки типа УТ.
§ 3.	СТЕКЛЯННЫЕ ПОВЕРОЧНЫЕ ПЛАСТИНЫ
Плоскопараллельные стеклянные пластины. Наборы плоскопараллельных стеклянных пластин применяются для проверки плоскостности и взаимной параллельности измерительных плоскостей гладких и рычажных микрометров, а также рычажных и индикаторных окоб.
Пластины имеют форму цилиндров с точно обработанными и полированными торцовыми поверхностями, являющимися измерительными плоскостями (рис. 43). Цилиндрическая (боковая) поверхность пластн делается матовой.
Пластины изготовляются из стекла марки МКР-1.
Неплоскостность измерительных плоскостей пластин всех рядов не должна превышать 0,1 мкм по всей поверхности.
Отклонение от взаимной параллельности измерительных плоскостей для пластин ряда I допускается 0,6 мкм, II и III рядов 0,8 мкм и IV ряда 1,0 мкм в двух любых диаметрально-противоположных точках.
Пластины выпускают наборами по 4 шт. .в каждом наборе, которые укладывают в деревянный или пластмассовый футляр. По каждому ряду размеров пластины выпускаются по шесть наборов с различными размерами Н одного набора. Например, ряд I:
Н, мм
15,25	15,37
15,37	15,50
15,50	15,62
15,62	15,75
15,75	15,87
15,87	16,00
На полированной площадке (лыоке) вдоль цилиндрической поверхности каждой пластины выгравированы номер набора, товарный знак и размер Н пластины.
Плоские стеклянные пластины. Их применяют при измерениях методом интерференции при контроле плоскостности и притираемости измерительных поверхностей плоскопараллельных конце-
№ набора
Рис. 43. Плоскопараллельные стеклянные вых мер длины, калибров, пластины	измерительных приборов и
инструментов.
В зависимости от назначения применяют два типа плоских стеклянных пластин: нижние (опорные) пластины, к которым притирают плоскопараллельные концевые меры длины при измерении их интерференционным методом, служат для проверки плоскостности измерительных поверхностей калибров и измерительных приборов (рис. 44, а); верхние пластины служат для измерения плоско.па-. раллельности концевых мер длины интерференционным методом (рис. 44, б).
Нижние пластины изготовляются черырех размеров по диаметру и толщине со следующими значениями величин, мм:
D........... 60	80	100	120
Н........... 20	25	25	30
зВерхнйе пластины имеют один размер по диаметру, равный г60 мм при толщине 20 мм.
Шероховатость рабочих поверхностей пластин обоих типов выдерживается в пределах 14-гои 13-го классов.
Неплоскостность определяется в долях интерференционных полос и допускается для пластин 1-то класса 0,1, для пластин 2-го* класса 0,3 полосы. Неплоскостность верхних пластин — 0,3 полосы..
Перед контролем плоскостности концевую меру промывают в-
бензине, тщательно протирают и на поверхность накладывают стек-
лянную пластину. Слегка прижав пластину к поверхности меры, просматривают интерференционные полосы. Если при наблюдении используют белый свет, то величина отклонения от плоскостности одной полосы будет равна 0,3 мкм. Качество контролируемой поверхности определяют так: в тех случаях, когда поверхность представляет собой точную плоскость, то в месте соприкосновения двух поверхностей полосы будут прямыми и параллельными (рис. 45, а). Если поверхности будут с определенными отклонениями от плоскостности, то полосы будут искривленными. Чтобы установить, имеется ли на поверхности выпуклость или
вогнутость, нужно прижать стеклянную Рис 44 плоские стек.-плистину (например, в точке А) для созда- лянные пластины: ния угла в пределах до 1° между поверхно- а —нижняя, б-верхняя-стями концевой меры и стеклянной пласти-
ны. Если полосы выпуклостью расположатся в сторону, противоположную от точки Д, — поверхность выпуклая (рис. 45, б), если по направлению к точке Д, то поверхность вогнутая (рис. 45, в).
Б
6)
Рис. 45. Схема контроля плоскостности рабочих поверхностей инструментов интерференционным методом
Величину искривления интерференционных полос определяют следующим образом. Мысленно проводят прямую, касающуюся полосы 5, -в середине (рис. 45, г). Если края полосы смещены на 0,Х ширины полосы, это значит, что отклонение от плоскостности поверхности 0,3X0,3 = 0,09 мкм. Если искривление полосы равно ши-
рине полосы (рис. 45, д), то неплоскостность поверхности 1x0,3 = = 0,3 мкм; если искривление полосы больше ширины полосы (рис. • 45, е) и составляет приблизительно 1,25 ширины полосы, то неплоскостность 1,25X0,3 = 0,375 мкм.
Рис. 46. Образец для визуального определения шероховатости поверхности по методу сравнения
§ 4.	ПРИБОРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
Оценка шероховатости поверхности осуществляется качественным или'количественным методами. Качественный метод оценки шероховатости основан на сравнении обработанной поверхности с образцом шероховатости поверхности. Количественный метод оценки основан на измерении микронеровностей специальными приборами.
В цеховых условиях качественная оценка шероховатости обработанной поверхности чаще всего производится путем сравнения с образцами. Образцы шероховатости поверхности (рис. 46) представляют собой наборы стальных запаленных пластин размером 30X20 мм, шероховатость поверхности которых доведена до соответствующего класса шероховатости, обозначаемых на образцах.
Образцы комплектуются в наборы: № 1—полный набор из 46 шт. стальных образцов классов с 4-го по 13-й; № 2 — набор из 21 образца классов 4—8-го; № 3 — набор из 25 образцов классов 6—13-го
(наборы № 2 и № 3 вместе соответствуют -набору № 1). В инструментальных цехах более всего распространен набор № 3.
Сравнение с образцами, имеющими шероховатость до 8-го класса, осуществляется обычно визуально невооруженным глазом. Для оценки шероховатости поверхности деталей, обработанных от 6-го класса и выше, на заводах применяют специальные цеховые микроскопы сравнения.
На рис. 47 показаны оптическая схема и внешний вид портативного микроскопа сравнения ЛИТМО. Прибор установлен на нормализованном штативе обычного биологического микроскопа. Оптическая схема показана на рис. 47, а. Пучок света от источника 1 проходит через осветительные линзы 2 к светоделительному кубику 3. Один пучок света проходит, не изменяя своего направления, через объектив 4, диафрагму 5, отражается в кубике 3 и проходит через окуляр 7. Другой пучок, отразившись вниз в кубике 3, проходит через объектив 4а, диафрагму 5а и, отразившись от проверяемой поверхности 6а, снова проходит диафрагму 5а, объектив 4а, кубик и окуляр 7. Диафрагмы 5 и 5а установлены так, что одна из них закрывает правую половину поля зрения, а другая — левую. Та-108
ким образом, в окуляр микроскопа можно наблюдать проверяемую поверхность и поверхность эталона, расположенные рядом, что облегчает их сравнение.
Микроскоп (рис. 47, б) имеет постоянную фокусировку на поверхности детали и образца, которая достигается при закреплении образца винтом в гнезде микроскопа и при соприкосновении трубки объектива с проверяемой поверхностью, что значительно упрощает процесс контроля.
Микроскоп ЛИТМО может быть использован и как переносный прибор накладного типа. Для этого его снимают со штатива и при-
а)	.	5)
Рис. 47. Цеховой прибор для определения шероховатости обработанной поверхности методом сравнения — микроскоп ЛИТМО: а — оптическая схема прибора, б — внешний вид со штативом
жимают трубкой к проверяемой поверхности детали. Степень увеличения микроскопа до 70х и поле зрения 1,7 мм. Он обеспечивает оценку шероховатости поверхности до 12-го класса.
Микроскопы сравнения других моделей имеют сменные объективы, позволяющие получать увеличение до 200х.
Для определения шероховатости поверхности и измерения высоты микронеровностей в лабораторных условиях применяются более сложные оптические приборы — двойные микроскопы, микроинтерферометры, а также электрические контактные (щуповые) приборы— профилометры и профилографы. Последние позволяют не только определить шероховатость контролируемой поверхности, выраженную в тысячных долях миллиметра, но и записать профиль микронеровностей на диаграммную бумагу.
Бесконтактные оптические приборы выполняются двух разновидностей: светового сечения и интерференционные.
На методе светового сечения, разработанном русским ученым В. П. Линником, основано несколько конструкций микроскопов, выпускаемых по группе ПСС (приборы светового сечения). Одной из таких конструкций является двойной микроскоп модели МИС-11. В приборе узкий пучок света направляется на контролируемую поверхность под определенным углом (рис. 48, а), и на поверхности образуется узкая освещенная полоска, которая представляет собой след пересечения проверяемой поверхности с плоскостью светового потока. Так как поверхность не является идеально гладкой, а имеет поверхностные неровности, то линия пересечения плоскости светового пучка и проверяемой поверхности является кривой,
Рис. 48. Схема метода светового сечения (а) и двойной микроскоп Линника (б)
следующей по всем неровностям, попавшим в сечение. Рассматривая освещенную полоску под некоторым углом наклона к проверяемой поверхности, можно измерить с помощью отсчетного устройства микроскопа ее отклонения от прямолинейности, определить величину поверхностных неровностей в микронах. Прибор МИС-11 дает увеличение до 318х и обеспечивает отсчет высоты неровностей от 3 до 9-го класса шероховатости включительно.
Прибор имеет массивное основание 1 (рис. 48, б), на котором установлена колонна S, держатель 5 тубусов микроскопа, который может свободно перемещаться вдоль колонны при помощи кронштейна 9. В держателе установлены тубусы проектирующего микроскопа 10 и микроскопа наблюдения 5. В верхней части проектирующего микроскопа укреплен патрон с электролампочкой мощностью 9 Вт. Патрон при регулировке освещения можно передвигать. В верхней части микроскопа наблюдения установлен винтовой окуляр 4, предназначенный для визуальных измерений.
Для фотографирования вместо винтового окуляра устанавливается фотонасадка МНФ-1 с обычным окуляром. Фокусировка двойного микроскопа осуществляется при помощи кремальеры 7 и микрометрического механизма 6 тонкой наводки. Для установки исследуемой детали служит столик 11, который может передвигаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях при помощи микрометрических винтов 2, а также поворачиваться вокруг вертикальной оси.
Электрическая лампочка питается через трансформатор от сети переменного тока 127/220 В. Накал лампочки может регулироваться реостатом, вмонтированным в корпус трансформатора. Для измерения неровностей различных классов шероховатости к прибору прилагаются четыре пары сменных микрообъективов.
В настоящее время выпускается также прибор светового сечения модели ПСС-2. Эта конструкция микроскопа имеет примерно те же технические данные, что и модель МИ'С-11, но обладает лучшими оптическими характеристиками, обеспечивающими более высокую точность измерения. Сменные объективы дают увеличение 75х, 266х, 337х и 750х. Поле зрения прибора соответственно 3,6; 1,2; 0,8 и 0,36 мм (при измерени шероховатости поверхности с помощью оптических приборов длина участков измерения ограничивается полем зрения прибора).
Имеются и щ у п о в ы е приборы для определения шероховатости обработанной поверхности. Они делятся на профилометры, непосредственно показывающие среднее арифметическое отклонение профиля поверхности (7?а), и профилографы, записывающие профиль поверхности на сетчатую бумагу. Эти приборы позволяют регистрировать шероховатость в пределах от 3 до 14-го класса.
Глава IX
КАЛИБРЫ
§ 1.	ТИПЫ КАЛИБРОВ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Калибрами называются бесшкальные контрольные инструменты, предназначенные для проверки размеров, формы и взаимного расположения поверхностей деталей. Калибр не позволяет определять действительные размеры или форму детали, но дает возможность установить, находятся ли отклонения действительных размеров или формы детали в заданных чертежом пределах.
В зависимости от вида контролируемых деталей различают следующие гр уппы^калибров для: гладких цилиндрических деталей (валов и отверстий); гладких конусов (наружных и внутренних); резьб цилиндрических (наружных и внутренних); резьб конических (наружных и внутренних); контроля линейных размеров; контроля расстояний между осями отверстий; контроля профилей; контроля зубчатых и шлицевых деталей (комплексные приборы).
Все калибры разделяются на нормальные и предельные.
У нормальных калибров контрольный размер равен номинальному размеру детали. Годность детали определяется вхождением калибра с большей или меньшей степенью плотности. Нормальные калибры имеют ограниченное применение.
Предельные калибры обычно имеют два рабочих размера: один соответствует наибольшему предельному размеру детали, а другой наименьшему предельному размеру. Один из указанных размеров называется «проходным» и обозначается буквами ПР, другой «непроходным», обозначаемый буквами НЕ. Деталь считается годной, если проходная сторона калибра проходит, а непроходная — не проходит в деталь под действием собственной массы. Это показывает, что действительные размеры детали находятся в пределах допуска, заданного чертежом.
По технологическому назначению калибры делятся на рабочие, используемые для контроля детали в процессе ее изготовления; калибры браковщика — чаще всего это частично изношенные рабочие калибры, применяемые для контроля готовых деталей работниками ОТК; приемные калибры для проверки деталей представителем заказчика и контрольые калибры (контр-калибры), служащие для проверки рабочих и приемных калибров в процессе их применения и приемки вновь изготовляемых калибров.
Условные обозначения калибров следующие:
Р-.ПР — рабочий калибр, проходная сторона;
Р-НЕ — рабочий калибр, непроходная сторона;
П-ПР — приемный калибр, проходная сторона;
П-НЕ — приемный калибр, непроходная сторона;
К-ПР — контрольный калибр для проходной стороны новых рабочих калибров;
К-НЕ — контрольный калибр для непроходной стороны рабочих и приемных скоб;
К-И — контрольный калибр для проверки износа проходной стороны рабочих скоб;
К-П — контрольный калибр для перевода частично изношенных рабочих проходных калибров в приемные. -
По конструктивным признакам различают калибры:
нерегулируемые (жесткие) для контроля одного определенного размера;
регулируемые, позволяющие компенсировать износ калибра или установить его на другой размер, близкий к первоначальному;
однопредельные с раздельным выполнением проходного и не-проходного калибров;
двухпредельные (односторонние и двусторонние), представляющие конструктивное объединение проходного и непроходного калибров.
Маркировка калибров. На калибрах указывают номинальный размер, посадку и класс точности детали, для которой предназначен данный калибр. Например, П-ПР 50X3 означает, что это проходной калибр с номинальным размером 50 мм по ходовой посадке 3-го класса точности. Применяется для контроля готовых деталей 112
заказчиком. Маркировка Р-ПР 0 100 ШЗ означает, что это рабочий проходной калибр для проверки вала диаметром 100 мм широкоходовой посадки 3-го класса точности. Маркировку наносят на нерабочих поверхностях калибра или на его ручке.
§ 2.	КАЛИБРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЛАДКИХ ВАЛОВ И ОТВЕРСТИЙ
Для проверки диаметров валов используют калибры-скобы, а для проверки отверстий — калибры-пробки.
Скобы для контроля валов. На рис. 49 показаны основные типы скоб. Скобы листовые двусторонние (рис. 49, а), обычно изготовля-
Рис. 49. Калибры-скобы
ют для внутреннего пользования и применяют для контроля размеров от 1 до 70 мм. Они несложны в изготовлении, но менее удобны и требуют больше времени при использовании для проверки деталей, чем скобы двухразмерные односторонние. Проходная часть измерительной поверхности односторонних скоб делается значительно длиннее, чем непроходная, и обе поверхности разделяются канавкой (рис. 49, б).
Применяются скобы односторонние, штампованные. Скобы, штампованные горячим способом (рис. 49, в), имеют ребра жесткости и более широкие измерительные губки, что повышает их жесткость и уменьшает износ при эксплуатации. Этот тип скоб изготовляется двух конструкций и применяется для контроля размеров от 3 до 50 мм и для размеров от 50 до 170 мм (с теплоизоляционными пластмассовыми ручками).
Для контроля размеров от 100 до 325 мм выпускают односторонние литые скобы с вставными губками (рис. 49, г). В дужках скоб этого типа делают отверстия для облегчения веса. В последние годы получили распространение односторонние штампованные скобы с регулируемыми вставками из твердых сплавов. Такие скобы предназначены для контроля размеров до 340 мм и имеют предел регулирования от 6 до 16 мм. Стойкость скоб с вставками из твердого сплава ВК6 в 40 раз выше, чем из стали марки У12А.
Калибры-пробки. Для контроля размеров отверстий применяют предельные калибры-пробки. Калибры-пробки могут быть' двусто-
Рис. 50. Калибры-пробки
ронними, при этом два предельных размера расположены с двух сторон калибра, к односторонними, тогда оба размера расположены с одной стороны (уступом).
Для контроля отверстий диаметром от 1 до 6 мм применяют двусторонние пробки с запрессованными вставками (рис. 50, а). Эти вставки представляют собой цилиндрические штифты длиной 15—18 мм с профрезерованной продольной канавкой или с двумя проточками по окружности, что обеспечивает надежное соединение вставки с пластмассовой ручкой. На ручке со стороны непроходной вставки наносят круглую метку.
При контроле отверстий диаметром от 3 до 50 мм пробки изготовляют как двусторонние, так и односторонние со вставками, имеющими конический хвостовик с конусностью 1 :50 (рис. 50,6). Непроходная вставка выполняется с рабочей частью, укороченной на 7з длины проходной вставки. Иногда непроходную часть пробки делают неполной по окружности, как показано на рисунке (разрез 114
A—А). Это дает возможность более точно контролировать диаметр отверстия, особенно при наличии его овальности.
Для проверки отверстий диаметром от 50 до 100 мм изготовляют односторонние проходные и непроходные пробки облегченной конструкции. Пробка может иметь полный или неполный профиль по окружности, а ручка изготовляется из пластмассы и крепится винтом, как показано на рис. 50, в. При износе заходной части пробки ее можно перевернуть и посадить на ручку .второй стороной, не бывшей .в употреблении.
Для контроля отверстий диаметром от 100 до^ 160 мм изготовляют неполные штампованные или фрезерованные пробки-насадки (рис. 50, г). В насадку запрессовывают конический стальной хвостовик, на который насаживают стальную или пластмассовую ручку.
Пробки для контроля диаметров от 160 до 360 мм изготовляют с неполным профилем проходной и непроходной части и с пластмассовыми накладками, как показано на рис. 50, д.
Для контроля отклонений размеров отверстий большого диаметра (250—1000 мм) изготовляют пробки-штихмасы, имеющие сферические точно доведенные поверхности по концам (рис. 50, е). Штихмасы изготовляют отдельно для проходного и непроходного размеров. Радиус сферы 30—50 мм, диаметр стального' стержня штихмаса 10—12 мм. На стержень надевается изоляционная втулка-ручка с наружным диаметром 25—30 мм.
Многие заводы изготовляют для собственных нужд калибры-пробки упрощенной конструкции, у которых проходная и непроходная рабочая части расположены на одной стороне. Часто применяют односторонние и двусторонние пробки, изготовляемые в виде пластин из листовой стали толщиной 5—10 мм.
Пробки листовые изготовляют двусторонние для размеров от 18 до 100 мм и односторонние с проходным и непроходным размерами от 50 до 300 мм. Аналогичные листовые калибры изготовляют также для контроля ширины пазов.
§ 3.	КАЛИБРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЗЬБЫ
Для проверки резьбовых отверстий применяют проходные резьбовые пробки (ПР и П-ПР), контролирующие наружный и приведенный средний диаметр резьбы, и непроходные резьбовые пробки (НЕ), контролирующие верхний предел среднего диаметра резьбы. При необходимости применяют гладкие проходные и непроходные пробки для контроля внутреннего диаметра нарезанного отверстия.
При контроле калибрами резьба считается годной, если проходной калибр свинчивается с деталью по всей длине ее нарезки без усилия, а непроходной калибр свинчивается с деталью не более чем на две нитки.
Основным типом резьбовых пробок являются пробки со вставками, имеющими конусный хвостовик (рис. 51, а). Они изготовля
ются для резьбы диаметром от 1 до< 50 мм. Пробки с наружным диаметром резьбы свыше 50 до 100 мм изготовляют в виде наса-
док, закрепляемых винтами на концах пластмассовой ручки (рис. 51, б).
Проверку наружных резьб выполняют резьбовыми кольцами,
изготовляемыми для резьб диаметром от 1 до 100 мм . Проходные
кольца (рис. 51, в) имеют резьбу на всей ширине кольца. Их наружная поверхность накатывается. Непроходные кольца имеют укороченную резьбу (оставляют только 2—3 витка с укороченным профилем резьбы). На этих кольцах делают отличительную проточку по середине наружной цилиндрической накатанной поверхности кольца (рис. 51, г).
§ 4. КАЛИБРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ И РАССТОЯНИЙ МЕ-
ЖДУ ОСЯМИ ОТВЕРСТИЙ 1
Для контроля линейных размеров деталей — длин, глубины пазов, высоты уступов, расстояний между осями отверстий применяются калибры, из-
Рис. 51. Резьбовые калибры: а, б — пробки, в, г — кольца
готовленные чаще всего из листовой стали.
На рис. 52, а показаны листовые скобы и пробки для контроля расстояний между параллельными поверхностями.
Для контроля глубин и высот уступов применяют калибры, которые показаны на рис. 52, б, в, г. Годность детали определяют по наличию зазора между поверхностью детали и измерительными поверхностями калибра.
Вместо проходной и непроходной сторон у этих калибров различают стороны, соответствующие наибольшему и наименьшему предельным размерам детали. Установлены следующие обзначе-ния сторон размеров калибров:
Б, П-Б и К-Б — соответственно рабочего, приемного и контрольного калибров для большего предельного размера деталей;
М, П-М и К-М — соответственно рабочего, приемного и контрольного калибров для меньшего размера детали.
Калибры для проверки расстояний между осями отверстий изготовляют только проходными. Результаты контроля зависят не только от смещения осей, но и от отклонения диаметров контроли-
руемых отверстий: увеличение диаметра компенсирует смещение оси и может обеспечить .вхождение калибра. Поэтому перед контролем смещения осей проверяют диаметры отверстий. Калибры вы-) или же в виде планок со штифта-
полняют в виде скоб (рис. 53, а) ми (рис. 53, б).
Калибр в виде скоб изготовляют в комплекте из двух проходных скоб, проверяющих раздельно наименьшее и наибольшее расстояние между образующими отверстий.
Штифтовые калибры могут изготовляться для проверки расположения любого количества отверстий. Эти калибры позволяют проверять не только относительное расположение отверстий, но и их расположение относительно плоской или цилиндрической базовой поверхности (рис. 53,в).
Рис. 53. Калибры для контроля расстояний между осями отверстий
§ 5.	КАЛИБРЫ ДЛЯ ШЛИЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Контроль шлицевых деталей производится поэлементно с помощью предельных калибров. При контроле шлицевых валов с прямобочным профилем используют комплект предельных скоб (рис. 54, а, б, в).
Для проверки наружного диаметра шлицевых втулок применяют предельные плоские пробки, имеющие толщину несколько меньшую, чем ширина впадин. Внутренний диаметр проверяют обычной предельной пробкой (рис. 54, а), а для контроля ширины пазов служит двусторонний плоский калибр (рис. 54, д).
Рис. 54. Предельные калибры для контроля шлицевых деталей: а — для наружного диаметра, б — для внутреннего диаметра, в —для толщины зубьев, г — пробка для внутреннего диаметра, д — плоский калибр для ширины пазов
Помимо поэлементного контроля шлицевых деталей применяют комплексный контроль, осуществляемый калибрами-кольцами (для шлицевых валов) и калибрами-пробками (для шлицевых отверстий). Все комплексные калибры изготовляют только проходными.
§ 6.	ПРОФИЛЬНЫЕ КАЛИБРЫ (ШАБЛОНЫ]
Для проверки контуров деталей сложного профиля применяют специальные профильные калибры, измерительная кромка которых в точности воспроизводит обратный профиль детали (рис. 55, а).
Проверка осуществляется прикладыванием профильного калибра к контуру детали и по наличию и величине просвета на глаз оценивают точность профиля, Точность такой проверки может быть очень высокой: в зависимости от качества поверхности и формы проверяемой детали обнаруживаемая глазом величина просвета может иметь 0,005—0,003 мм.
Обычно калибры для проверки контуров деталей называют шаблонами, а особо точные закаленные и доведенные шаблоны называют лекалами. Шаблоны и лекала изготовляют из листовой стали толщиной от 0,3 до 5 мм.
Для воспроизведения и контроля сложного профиля шаблона предварительно изготовляют контршаблоны (рис. 55, б), которыми пользуются при изготовлении шаблонов и лекал и проверки степени их износа при эксплуатации. Контршаблоны обычно делают незакаленными. При воспроизведении особо сложного и точного про-118
филя шаблона часто приходится изготовлять целый комплект поэлементных контршаблонов.
Инструментальными заводами серийно выпускаются радиусные шаблоны и шаблоны для проверки контура и шага резьбы (резьбомеры).
Радиусные шаблоны (рис. 55, в) комплектуют в три набора с радиусами 1—6, 8—25 и 7—25 мм. Каждый набор состоит из одинакового количества вы-
пуклых и вогнутых шаблонов. Шаблоны имеют следующие радиусы: 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 16; 18; 20; 22 и 25 мм. При изготовлении профильных шаблонов радиусные шаблоны могут быть использованы для контроля соответствующего элемента профиля контршаблона.
Рис. 55. Профильные калибры
Резьбовые шаблоны комплектуются в наборы: № 1 из 20 шаблонов для метрической резьбы с шагом от 0,4 до 0,6 мм и № 2 из 17 шаблонов для дюймовой резьбы с числом ниток
на 1 дюйм от 28 до 4.
§ 7.	КАЛИБРЫ ДЛЯ КОНУСОВ ИНСТРУМЕНТОВ
Для проверки конусной части инструментов и шпинделей станков используют калибры-пробки и калибры-втулки.
Калибры (пробка и втулка) для конусов изготовляются двух типов: без лапок (рис. 56, а, б) и с лапками (рис. 56, в, г). По точ-
ности калибры-пробки разделяются на три степени: 08; 09 и 1, а калибры-втулки на две степени: 09 и 1.
Предельные отклонения в стандарте даются на разность диаметров D на 100 мм длины I конуса в микронах, симметричные для пробок (±) и односторонние (в «плюс») для втулок. Допуски на диаметр D установлены одинаковыми для всех степеней точности.
Полный комплект калибров состоит из пробки, втул
Рис. 56. Калибры для конусов инструментов
ки и контркалибра-пробки. Калибры-втулки проверяют припасовки по контркалибрам (покраске).
Твердость измерительных поверхностей калибров должна быть в пределах HRC 58—64.
§ 8.	ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОНЦЕВЫЕ МЕРЫ ДЛИНЫ И ЩУПЫ
Плоскопараллельными концевыми мерами длины называют весьма точные стальные бруски, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда с двумя плоскими точно доведенными параллельными измерительными поверхностями (рис. 57, а, б, в, г, <5). Размер концевой меры определяется расстоянием между измерительными поверхностями. Но так как практически невозможно получить идеальную плоскость и плоскопараллельность измерительных поверхностей, то за размер концевой меры принимается ее срединная длина А (рис. 57,е), т. е. длина перпендикуляра, опущенного из середины одной из измерительных поверхностей меры (точки пересечения диагоналей на этой поверхности) на противоположную измерительную поверхность.
Разность между срединной длиной концевой меры А и длиной перпендикуляра, опущенного из любой точки измерительной поверхности меры на противоположную измерительную поверхность (например, В или С), характеризует отклонение от плоскопарал-лельности данной меры. При этом зона шириной 0,8 мм вдоль краев измерительной поверхности во внимание не принимается.
Концевые меры применяютя для хранения и воспроизведения единицы длины, проверки и градуировки других мер и измерительных приборов, установки приборов на нуль при относительных измерениях, проверки калибров, непосредственных точных измерений.
В зависимости от точности изготовления концевые меры разделяются на четыре класса: 0, 1, 2 и 3. Самым точным является класс нулевой. Концевые меры нулевого класса предназначены для проверки мер всех других классов точности, контроля и настройки точных измерительных приборов, используются и хранятся только в измерительных лабораториях. В цеховых условиях применяют концевые меры 2-го и 3-го классов точности.
Концевые меры выпускаются наборами, уложенными в деревянные или пластмассовые ящики-футляры, в которых имеются гнезда для каждой отдельной меры. Веет предусмотрен выпуск 21 набора с количеством концевых мер от 10 до 112 в наборе в различных сочетаниях. Самым крупным является набор № 3, включающий 112 мер длиной от 1,005 до 100 мм с градациями в 0,01; 0,1; 0,5 и 10 мм. Для особо точных измерений комплектуют наборы № 4, 5, 6 и 7, включающие каждый по 10 мер с градацией в 0,001 мм. Имеется специальный набор № 15, включающий только 4 защитных меры длиной в 1 (2 меры); 1,5 и 2 мм. Эти меры при меняются по концам блока для защиты от износа измерительных
поверхностей основных мер набора. В отличие от обычных мер защитные меры имеют с одного края закругленные ребра или срез.
Кроме указанных наборов инструментальными заводами выпускаются по восемь наборов концевых мер, изготовляемых из твердого сплава. Количество мер в наборах от 4 до 112 шт. Эти
Рис. 57. Плоскопараллельные концевые меры длины
наборы специально предназначены для применения в цеховых условиях и выпускаются 1; 2 и 3-го классов точности.
В инструментальных цехах наиболее широко используются набор № 1, имеющий 83 меры, и набор № 2, включающий 38 мер с размерами от 1,005 до 100 мм. Наборы № 2 изготовляют классов точности 1; 2 и 3. В комплект к ним применяют защитные концевые меры из набора № 15.
Для -большего удобства и расширения областей использования плоскопараллельных концевых мер к ним выпускают стандартные
комплекты принадлежностей, содержащие державки, разметочные основания, стяжки, зажимные сухари, боковики плоскопараллельные, радиусные, центровой и чертежный, трехгранную лекальную линейку длиной 200 мм, отвертку с нормированным усилием зажима. На рис. 58, а показана державка для блоков размерами до 80 мм, а на рис. 58, б стяжка для крепления блоков размерами 100 мм и более.
При составлении блоков концевых мер заданного размера сначала определяют необходимые размеры составляющих блок мер.
Рис. 58. Принадлежности для использования концевых мер
Затем отбирают их из набора, вытирают смазку и промывают в авиационном бензине, после чего приступают к составлению блока последовательной притиркой мер друг к другу.
Определение необходимых размеров мер начинают с последней цифры заданного размера. Подобрав первую меру, вычитают ее размер из заданного и, следуя тому же правилу, определяют размер следующей меры. Например, необходимо подобрать блок размером 45,425 мм. Поступают следующим образом:
1-я мера выбирается размером 1,005 мм, остаток размера равен 44,42 мм;
2-я мера выбирается размером 1,42 мм, остаток размера равен 43 мм;
3-я мера выбирается размером 3 мм, остаток размера равен 40 мм;
4-я мера выбирается размером 40 мм, остаток размера равен 0 мм.
Итого:
45,425 мм
Нужно всегда стремиться к тому, чтобы блок состоял из меньшего количества мер.
Для предохранения от быстрого износа и повреждения при наборе мер в блок необходимо применять имеющиеся в наборе защитные концевые меры.
После работы блок мер следует разобрать, промыть бензином или техническим спиртом, тщательно протереть замшей или кус ком чистой мягкой ткани (салфеткой) и положить в соответствующие ячейки футляра набора. При длительном хранении концевые меры смазывают техническим (безводным) вазелином.
При обнаружении на поверхности концевой меры царапин, заусенцев, забоин меру следует изъять из употребления и направить в ремонт во избежание порчи других мер.
Если плитки недостаточно точно притираются друг к другу, то рекомендуется смочить их поверхности раствором технического вазелина в бензине (0,3—0,5 г вазелина на 2 г авиационного бензина) и приступить к притирке мер только после того, как бензин испа
рится.
Для лучшей притираемости плиток не следует проводить по их поверхности тыльной частью руки: на поверхности кожи рук кро
ме жира всегда имеется некоторое количество пота, содержащего кислоту. Эта кислота вызывает коррозию металла.
Хранить концевые меры нужно вдалеке от сырых мест, отопительных приборов, прямого действия солнечных лучей, оберегать от резкго колебания температуры и магнитных влияний (динамо-машин, электродвигателей).
Концевые меры не следует оставлять надолго в притертом со-
стоянии.
Щупы (рис. 59). Предназначены для контроля величины зазоров. Они представляют собой набор точно обработанных стальных мерных пластинок с параллельными измерительными плоскостями и имеют толщину S от 0,02 до 1,00 мм, при длине 100 и 200 мм.
Выпускаются четыре набора щупов длиной 100 мм, отличающихся друг от друга количеством пластинок в наборе и их толщиной. Толщина пластинок указана на каждой из них. Пластинки изготовляют двух классов точности: 1 и 2. Щупы длиной 200 мм выпускаются отдельными пластинками.
Для определения величины зазора пластинки без усилия вводят в зазор поочередно (или по две-три вместе) до тех пор, пока общая толщина пластинок будет соответствовать зазору.
Щупы изготовляют из стальной закаленной ленты с шероховатостью рабочих поверхностей не грубее 9-го класса.
Глава X
СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ УГЛОВ
§ 1. ЛЕКАЛЬНЫЕ УГОЛЬНИКИ
Для проверки и разметки прямых углов применяют поверочные угольники следующих шести типов: УП — угольники 'слесарные плоские; УШ — угольники слесарные с широким основанием; УЛП — угольники лекальные плоские; УЛШ — угольники лекальные с широким основанием; УЛ — угольники лекальные плитки; УЛЦ— угольники лекальные цилиндрические.
В инструментальном производстве применяют преимущественно лекальные угольники (рис. 60).
УЛП
УЛ
Рис. 60. Конструкции лекальных угольников
Лекальные угольники делают закаленными, точно шлифованными и доведенными. Промышленность выпускает лекальные угольники двух классов точности: 0 и 1. Наиболее точные угольники относятся к классу 0. Как правило, у всех угольников высота делается больше, чем основание. Измерительные поверхности лекальных угольников закругляют по радиусу 0,2—0,3 мм для улучшения видимости просвета. Нормированы следующие размеры сторон лекальных угольников: 60X40; 100X60; 160X100 и 250Х Х160 мм. Угольники типа УЛЦ выпускают следующих размеров (ЯХД) : 160X80; 250X100; 400X125 и 630X160 мм.
Прямолинейность измерительных поверхностей лекальных угольников проверяют лекальными линейками класса точности 0. Перпендикулярность наружных и внутренних измерительных поверхностей контролируют образцовыми (класса 0) угольниками типа УЛ и УЛЦ на просвет.
Угольники изготовляют из стали X, ШХ15 или У8А. Твердость рабочих поверхностей лекальных угольников должна быть не ниже HV655.
§ 2.	ПЛОСКИЕ УГЛОВЫЕ МЕРЫ
Плоские угловые ме-ры предназначены для проверки и градуировки угловых калибров и шаблонов, настройки приборов, а также для непосредственного контроля углов точно изготовленных деталей.
Выпускаются следующие основные типы угловых мер:
тип I — угловые плитки с одним рабочим углом со срезанной вершиной (рис. 61, а);
тип II — угловые плитки с одним рабочим углом остроугольные;
тип III — угловые плитки с четырьмя рабочими углами (углы этих плиток подобраны так, чтобы две стороны угловой меры были параллельны).
Рабочие углы угловых мер образуются соседними измерительными поверхностями меры.
Угловые меры выпускаются трех классов точности: 0; 1 и 2 со ^следующими допусками выполнения углов:
класс точности........................ 0	1	2
рабочие углы мер типов /, II и
III,	с.................................. ±3	±10	±30
неплоскостность измерительных поверхностей мер, мкм.................... 0,1	0,15	0,3
Контроль рабочих углов угловых мер производят на оптических приборах — гониометрах, позволяющих вести отсчет углов с точностью до 1".
Угловые меры комплектуются заводами-изготовителями в наборы: № 1 —93 плитки; № 2 — 33 плитки; № 3 — 8 плиток; № 5 — 7 плиток; № 6 — 24 плитки; № 7 — 3 плитки ц № 8 набор принадлежностей. При помощи плиток из набора № 1 можно установить любой угол, начиная с 10°, а с применением набора № 6, плитки которого имеют градацию углов от 1 до 29, можно получить углы меньше 10°.
Рабочие поверхности угловых мер, так же как и плоскопараллельных концевых 'мер, обладают притираемостью, что позволяет собирать их в блоки общим количеством до четырех плиток. Для удержания нескольких плиток в блоке к наборам прилагаются специальные державки с винтами (рис. 61, б, в, г), а также специальная лекальная линейка для образования углов до 180°.
§ 3.	СИНУСНЫЕ ЛИНЕЙКИ
Эти устройства широко используются в инструментальном производстве для точной проверки или разметки угловых деталей, калибров, шаблонов и лекал. Кроме того, с помощью синусных линеек производится точное профильное шлифование инструментов на плоскошлифовальных станках.
Выпускаются синусные линейки трех типов:
тип / — без опорной плиты с одним наклоном;
тип II — с опорной плитой с одним наклоном;
тип III — с опорной плитой с двумя наклонами.
Синусные линейки выпускают первого и второго классов точ-
ности, они имеют следующие размеры LxB, мм:<
типы I и II— 100X60, 200X60,
200X120,
300X90, 300X180 и
Рис. 61. Плоские угловые меры и принадлежности для их использования
500X140;
тип III — 200 и 100X120 при Li = 220; 300 и 150X180 при Li = = 280.
Линейки типа I (рис. 62, а) состоят из столика /, опирающегося на два точно изготовленных ролика 2, двух боковых планок 3 и упорной пластинки 4.
Линейки типа II используются в основном при обработке деталей в центрах.
Линейки типа III позволяют устанавливать детали с наклоном в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого они имеют (рис. 62, б) столик I, ролики 2, упорные планки 3, плиту среднюю 4, плиту опорную 5 и оси 6, закрытые крышками 7. Для крепления обрабатываемых деталей на рабочей поверхности столиков имеются резьбовые отверстия диаметром Мб с числом отверстий от 4 до 12 в зависимости от размера столика. Кроме того, к линейкам всех типоразмеров прилагаются прижимы.
Столик, ролик, опорные плиты и планки изготовляют из хромистых еталей X или ШХ15 с закалкой на твердость не ниже HRC 60.
Шероховатость рабочих цилиндрических поверхностей роликов не грубее 12-го класса, а рабочих поверхностей столика и опорной плиты 11-го класса.
Показателем точности синусных линеек является расстояние между осями роликов. В зависимости от типоразмера столика и класса точности линейки отклонение установлено в пределах от ±1,5 до ±7,5 мкм. Погрешности показаний линеек определяются при установке их на углы 0, 15, 30 и 45°. При установке на угол 126
до 30° эти погрешности для различных типоразмеров линеек уста-ногвлены в пределах от 4 до 12", а при установке на угол свыше 30° от 5 до 15"
Пользуются синусными линейками следующим образом. Стальные ролики располагаются на заданном расстоянии L (рис. 62, в).
Для установки столика линейки на требуемый угол а к плоскости поверочной плиты или стола станка под ролик подкладывают блок плоскопараллельных концевых мер длины, размер которого Н определяют по формуле /7 = L-sin а мм, где L — расстояние между центрами роликов.
Если известна 'высота блока мер Н и требуется узнать полученный угол а, то расчет ведут по формуле
н sin а=— .
L
§ 4.	УГЛОМЕРЫ
Промышленность выпускает два типа нониусных угломер о в:
тип УМ — для измерения наружных углов;
тип УН —для измерения наружных и внутренних углов.
Оба типа угломеров предназначены для измерения контактным методом с -отсчетом по круговой шкале с нониусом. Кроме того, выпускается оптический угломер типа УО, предназначенный для измерения контактным методом углов между двумя плоскостями, между .плоскостью и образующей цилиндра или конуса и других углов с отсчетом показаний по оптическому лимбу через увеличительное устройство.
Рис. 63. Нониусные угломеры: а — тип УМ, б — тип УН
На рис. 63 представлены угломеры типов УМ и УН. Угломеры обоих типов выпускаются с величиной отсчета по конусу в 2' и 5'. Отсчет углов производится аналогично отсчету размеров по штан-генинструментам. Число минут определяется по штриху нониуса, совпавшему со штрихом основной шкалы.
Угломер типа УМ (рис. 63, а) состоит из основания 1 с закрепленной на нем линейкой 2, Подвижная линейка 3 вращается на оси 5 вместе с нониусом 8, снабженным устройством микрометрической подачи 7. На подвижной линейке с помощью державки 6 может закрепляться и сниматься угольник 4. Это позволяет измерять наружные углы от 0 до 180°. Измерение углов от 0 до 90° производится при установленном угольнике 4, а углов свыше 90° — без угольника. В последнем случае к отсчету по шкале угломера прибавляют 90°. Угломер удобен для выполнения разметочных работ на плоскости.
Угломер типа УН (рис. 63, б) имеет основание 3 с градусной шкалой, на которой закреплена линейка 2. По основанию перемещается сектор 4 с нониусом и стопор 5. К сектору крепится съемной державкой 8 угольник 6, к которому аналогичной державкой 7 присоединяется съемная линейка 1. В таком виде угломер позволяет измерять углы от 0 до 50°. Для'измерения углов от 50 до 140° угольник 6 снимают и вместо него в державку 8 вставляют линей-
Рис. 64. Оптический угломер: а — внешний вид, б — скема устройства, в — примеры использования
ку 1. При измерении углов от 140 до 230° в державку 8 устанавливают угольник 1 со снятой державкой 7 и без линейки. Измерение углов от 230 до 320° производят без линейки и угольника при снятой державке 8.
На рис. 64, а, б показан оптический угломер типа УО. Линейка 6, имеющая прорезь вдоль оси, жестко соединена с корпусом 10, внутри которого неподвижно укреплен лимб 9, имеющий угловую шкалу с ценой деления Г. Шкала разделена на четыре квадранта. Линейку 2 можно перемещать в направлении ее оси и •поворачивать вокруг центра корпуса 10 на определенный угол по отношению к линейке 6. В продольном положении линейку фиксируют поворотом стопора 4. В продольный паз линейки 2 входит шпонка, связанная с верхним диском 5, на котором установлены 5—831	129
лупа 1 с увеличением в 16х и стекло 8 со шкалами, имеющими цену деления 57. В поле зрения лупы видны две шкалы с ценой деления 5' и изображение части круговой шкалы. Угол между этими линейками устанавливают поворотом по часовой стрелке накатанного кольца 3 и фиксируют стопором 4. Подставка 7 с плоской поверхностью и с призматическим углублением служит для установки угломера на плоскую или цилиндрическую поверхность.
На рис. 64, в показаны варианты использования оптического угломера. Пределы измерения от 0 до 180°, отсчет производится с точностью 2,5' при проверке без подставки и 5' при проверке с подставкой.
§ 5.	ОПТИЧЕСКИЕ ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
Головки предназначены для угловых измерений, делительных работ и угловой разметки при обработке сложных и точных деталей. Головка (рис. 65, а) снабжается задней бабкой с пинолью и центром. Бабку устанавливают на станине 7, имеющей продольный паз, в который входят направляющие сухари корпуса 6
бабки и корпуса 3 делительной
Рис. 65. Оптическая делительная головка:
а — внешний вид, б «-> схема устройства
головки. Шпиндель 8 (рис. 65, б) имеет в передней части посадочное отверстие с конусом Морзе, в которое вставляют хвостовик центра, деталь с конусным хвостовиком или хвостовик зажимного самоцентрирующего патрона. С помощью маховика /, связанного с червяком 15, и червячного колеса, 13 поворачивают шпиндель 8 с закрепленным на нем основным лимбом 12, имеющим круговую шкалу с ценой деления 1°. Отсчетное устройство 4 служит для отсчета угла поворота шпинделя S, положение которого после поворота может быть зафиксировано с помощью рукоятки 2 зажимного механизма.
Оптические делительные головки выпускают четырех типов в зависимости от цены деления — от 2 до 60" (ОД Г-2, ОДГ-5, ОД Г-10 и ОДГ-60). Конструктивно они отличаются только исполнением оптической системы.
На рис. 65, б приведена схема устройства оптической головки с ценой деления 2". Поток света от источника 11, пройдя через конденсатор и отразившись от зеркала, осветит часть круговой шкалы лимба 12 с ценой деления 1°, рассматриваемую с помощью отсчетного микроскопа, состоящего из объектива, окуляра и шкалы 9, расположенной между ними. Между объективом и окуляром помещены две призмы полного внутреннего отражения, служащие для измерения направления потока лучей света и улучшения условий наблюдения при отсчете. Шкалу 9 можно перемещать с помощью микрометрического винта 10. На шпинделе 8 помимо закрепленного начнем основного лимба 12 имеется еще лимб 14, предназначенный для грубой установки положения шпинделя, поводка 5 с центром.
Шпиндель головки вместе с отсчетной системой может быть установлен под любым углом к горизонтальной оси в пределах от О до 90°. Угол наклона устанавливается по шкале с ценой деления 1°, нанесенной по периферии фланца головки, со стороны маховика А
В центрах между головкой и задней пинолью могут быть установлены детали диаметром до 250 мм и длиной до 600 мм. Шпиндель головки имеет посадочное отверстие под конус Морзе № 4, а посадочное отверстие пиноли задней бабки — конус Морзе № 2.
Погрешность показаний при измерении любого угла на любом участке лимба ОДГ-2 2", ОДГ-5 5", ОДГ-10 10" и ОДГ-60 20"
Глава XI
ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТЫ
К группе штангенинструментов относятся раздвижные измерительные инструменты, имеющие штангу и подвижную рамку с нониусом. Все эти инструменты имеют две шкалы: одна нанесена на штанге с интервалом делений в 1 мм, другая — на пластинке нониуса с интервалами, соответствующими установленной для данного инструмента точностью отсчета. Устройство штангенинструментов определяется их назначением: измерение наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, высот, глубин, плоскостной или пространственной разметки, контроля величин профиля зуба и т. д. Соответственно назначению инструментальной промышленностью выпускаются штангенциркули, штангенрейсмасы, штангенглубино-меры, штангензубомеры.
Штангенциркули. Штангенциркули выпускают следующих трех типов:
ШЦ-1 с двусторонним расположением губок, для наружных и внутренних измерений и с линейкой для измерения глубины. Величина отсчета по нониусу 0,1 мм, предел измерений от 0 до 125 мм. Эти штангенциркули применяются только для грубых измерений;
ШЦ-П с двусторонним расположением губок: нижние губки — для наружных и внутренних измерений, верхние губки —для раз
меточных работ на плоскости. Предел измерений 0—200 и 0— 320 мм, величина отсчета по нониусу 0,05 мм;
ШЦ-Ш крупногабаритные с односторонними губками для наружных и внутренних измерений с диапазоном 0—500, 250—710, 320—1000, 500—1400 и 800—2000 мм. Величина отсчета по нониусу штангенциркуля 0—500 мм принята 0,05 мм, а для всех остальных диапазонов 0,1 мм.
Наиболее распространены в инструментальном производстве универсальные штангенциркули типа ШЦ-Н (рис. 66). Основными его частями являются штанга 1, измерительные губки 2, разметочные губки 3, рамка 4, зажим рамки 5, нониусная планка 6 и мик-
рометрическая подача 7. Измерительные губки имеют цилиндрическую наружную поверхность, предназначенную для измерения отверстий и расстояний между стенками деталей. Радиус этих поверхностей не превышает половины суммарной толщины губок. Размер b сдвинутых губок обычно имеет 10 мм и маркируется на боковой поверхности. При всех внутренних измерениях к показаниям по шкале штанги прибавляют этот размер. Для наружных измерений используются внутренние измерительные поверхности губок 2 и 3; расстояние а между губками является определяемым размером детали.
У штангенциркулей последнего выпуска шкала нониуса делается с более крупными делениями, чем деления шкалы штанги. Так, например, 39 делений штанги соответствуют 20 делениям нониуса. Следовательно, каждое деление нониуса, составляющее 39:20 = = 1,95 мм, короче каждых двух делений, нанесенных на шкале штанги, на 2—1,95 = 0,05 мм. Таким образом, первое от нуля деление нониуса, совпавшее с каким-либо делением шкалы штанги, 132
показывает 0,05 мм, второе 0,10 мм, третье 0,15 мм, четвертое 0,20 мм и т. д. Для удобства отсчета результатов измерения на нониусе через каждые пять делений нанесены циф.ры 25; 50; 75 и 1.
У штангенциркулей и штангензубомеров о точностью отсчета 0,02 мм шкала нониуса имеет длину 49 мм и разделена на нониусе на 50 делений. В этом случае каждое деление нониуса 49 : 50 = = 0,98 мм, т. е. .короче деления шкалы штанги на 1—0,98 = 0,02 мм.
Штангенглубиномеры. Предназначены для измерения высот и глубин. Их применяют при контроле глубины глухих отверстий, уступов, пазов, канавок. Штангенглубиномеры изготовляют с пре-
делом измерений 0—60, 0—250 и 0—400 мм с величиной отсчета ио нониусу 0,05 мм. Основание в обоих случаях имеет длину 120 мм.
При измерении штангенглубиномером (рис. 67, а) его основание ставят на гладкую поверхность детали, от которой ведут отсчет размера, а штангу передвигают до упора в поверхность, до которой измеряют расстояние. Перед измерением инструмент необходимо проверить: при совмещении торца штанги с плоскостью основания нулевые штрихи штанги и ^нониуса должны < совпадать. Допускаемая погрешность показаний штангенглубиномеров как при незатянутом, так и при затянутом прижиме рамки ±0,05 мм.
Штангенрейсмасы (рис. 67, б). Предназначаются для измерения высоты деталей, установленных на поверочной плите, и для выполнения точной пространственной разметки. В комплект штанген-рейсмаса входят две ножки для измерения высотных размеров и две ножки для выполнения разметочных работ. Инструментальная
промышленность выпускает штангенрейсмасы с пределами измерения 0—250 и 40—400 мм с точностью отсчета по нониусу 0,05 мм, а также с пределом измерения 60—630, 100—1000, 600—1600 и 1500—2500 мм с точностью отсчета 0,1 мм.
Вылет ножек штангенрейсмасов соответственно длине штанги 50, 80, 125 и 160 мм. Допускаемая погрешность отсчета штангенрейсмасов со штангой длиной до 400 мм ±0,05 мм.
Штангензубомеры (рис. 68). Используются для измерения элементов зубьев.
Рис. 68. Штангензубомер
Зубомер имеет две взаимно перпендикулярные шкалы: шкалу 1 для установки высоты и шкалу 5 для измерения длины хорды зуба. Перед измерением упор 3 устанавливают по нониусу 2 на размер, равный высоте, на которой предполагается измерять длину хорды зуба, и закрепляют в этом положении. Измерительные губки раздвигают и после установки штангензубомера упором на окружность выступов колеса сдвигают до соприкосновения с профилями зуба.
Длину измеренной хорды отсчитывают непосредственно по нониусу 4. Определение номинальной толщины зуба и высоты до постоянной хорды производят по заранее составленным таблицам этих величин или расчетом по формулам, помещенным в справочниках для машиностроителей.
Штангензубомеры выпускают для измерения зубчатых колес с модулем от 1 до 18 мм и от 5 до 36 мм, с отчетом по нониусу 0,02 мм.
Проверку точности показаний штангензубомера производят по концевым мерам. Практически погрешность достигает ±0,05 мм, в результате чего этот измерительный инструмент вытесняется более точными и надежными в работе зубомерными приборами, в которых используются микрометрические устройства и индикаторы.
Глава X3I
МИКРОМЕТРИЧЕСКИЕ ИНСТРУМЕНТЫ
К микрометрическим инструментам относят микрометры для наружных измерений, микрометры для' внутренних измерений (микрометрические штихмасы), микрометрические глубиномеры, микрометры для измерения резьбы, микрометры зубомерные и др.
Рис. 69. Микрометр
Устройство всех микрометрических инструментов основано на применении винтовой пары, преобразующей эращательное движение микрометрического винта в его поступательное движение. Во всех микрометрических инструментах шаг резьбы винта принят равным 0,5 мм. Следовательно, при повертывании винта на один полный оборот его измерительная поверхность (торец винта) переместится на 0,5 мм, что отмечается на отсчетном устройстве стебля 1 микрометра (рис. 69,а). На скошенном конце барабана 2 имеется круговая шкала с 50 делениями, при вращении барабан перемещается вдоль стебля 1 на 0,5 мм за один оборот. Следовательно, цена деления круговой шкалы барабана 0,5 :50 = 0,01 мм. При измерениях целое число миллиметров отсчитывают на нижней шкале стебля, а половины миллиметров — по верхней шкале. Сотые доли миллиметра отсчитывают на шкале барабана 2 по тому делению, которое совпадает с продольной риской на втулке.
Микрометрический винт имеет длину резьбы 25 мм. Этим размером ограничивают интервалы измерения всех микрометрических
инструментов, так как удлинение резьбы винта приводит к потере его точности.
Микрометры для наружных измерений. На рис. 69, б показано устройство микрометра. В скобу 3 запрессованы пятка 4 и стебель 7. Микрометрический винт 6 ввинчивается в микрометрическую гайку 9. Гладкое отверстие стебля обеспечивает точное направление микровинта. Чтобы исключить зазор в резьбе микропары, конец микрогайки разрезан и снабжен наружной резьбой с конусом. На эту резьбу навинчивается регулировочная гайка 10, которая своим конусом стягивает микрогайку до тех пор, пока микровинт не будет перемещаться в ней без зазоров (без люфта).
На микровинт надет барабан 8, закрепляемый установочным колпачком И, В колпачке просверлено глухое отверстие для пружины и зуба 13, упирающегося в зубчатую поверхность трещотки 12. .При вращении трещотка передает микровинту крутящий момент, необходимый для создания определенного усилия (500— 900 Г).
Для закрепления микровинта в требуемом положении имеется стопор, состоящий из втулки 14 и стопорного винта 15, зажимающих гладкую часть микровинта.
Некоторые заводы выпускают микрометры с пятками и микро-винтами, оснащенными твердосплавными наконечниками. Микрометры с пределами измерения свыше 25 мм снабжаются установочными .мерами 5 для установки микрометра на ’нижний предел измерения.
Перед измерением проверяют установку микрометра на нуль. Для этого вращают микровинт за трещотку до тех пор, пока измерительные поверхности пятки и микровинта войдут в полное соприкосновение и трещотка будет провертываться. В случае несовпадения нулевого штриха барабана с продольным штрихом на стебле закрепляют микровинт стопором и осторожно отвинчивают установочный колпачок И на половину оборота. В результате освобождается барабан, который повертывают относительно микровинта до совпадения нулевого штриха с отсчетным продольным штрихом на стебле, после чего барабан снова закрепляют установочным колпачком.
Микрометры типа МК для измерения наружйых размеров деталей выпускаются с пределами измерения, мм: 0—25, 25—50, 50— 75, 75—100, 100—125, 125—150, 150—175, 175—200, 200—225, 225— 250, 250—275, 275—300. Допустимая погрешность показаний для микрометров с пределами измерений до 100 мм±0,004 мм, от 100 до 200 мм ±0,005 мм, от 200 до 300 мм ±0,006 мм. Микрометры с пределохм измерения 0—25 мм могут выпускать и с повышенной точностью в пределах ±0,002 мм. Твердость измерительных поверхностей микрометров должна быть в пределах HRC 58—62, а шероховатость не ниже 12-го класса.
Микрометрические глубиномеры. По устройству глубиномер (рис. 70, а) напоминает обычный микрометр, микрометрическая головка 1 которого запрессована в основание 2. Глубиномеры име-136
ют- сменные измерительные стержни 3 для измерений в пределах 0—25, 25—50, 50—75, 75—100, 100—125 и 125—150 мм. В комплект глубиномера входят установочные меры с цилиндрическим отверстием для про-верки на размер 25, 75 и 125 мм. Погрешность мер не должна превышать соответственно ±0,001, ±0,0015 и ±0,002 мм. Суммарная погрешность глубиномера в интервале 0—25 мм не должна превышать ±0,005 мм.
Оцифровка шкал стебля и барабана у глубиномера производится в обратном направлении по сравнению' с микрометрами, так как у глубиномеров чем больше измеряемая глубина, тем больше должен выдвигаться микровинт из основания.
Рис. 70. Микрометрические глубиномеры (а) и нутромер (б)
Микрометрические нутромеры. Нутромеры предназначаются для измерения диаметров отверстий, расстояний между параллельными стенками деталей, ширины пазов и т. п. Они отличаются' от микрометров некоторыми конструктивными особенностями: отсутствием скобы, трещотки, пятки и др.
Микрометрические нутромеры изготовляют с ценой деления 0,01 мм и с пределами измерения 50—75, 75—175 и 75—600 мм. Выпускаются также микрометрические нутромеры повышенной жесткости с удлинителями для измерения в пределах 150—1250, 800—2500, 1250—4000, 2500—6000. и 4000—10 000 мм. Нутромеры с пределами измерения от 125'0 мм и выше поставляются с двумя головками: микрометрической и микрометрической с индикатором, имеющим цену деления 0,01 мм. Применение индикаторной головки значительно облегчает нахождение диаметрального размера при измерении отверстий большого диаметра и уменьшает погрешности центрирования и перекоса.
Микрометрический нутромер имеет стебель 2 (рис. 70, б), в отверстие которого вставлен микрометрический винт 4. Конец стебля
и -микрометрического винта имеют сферические измерительные поверхности 1. На винт насажен барабан 5 с установочной гайкой. В установленном положении микровинт закрепляется стопором 3. При перемещении микрометрического винта в стебле удлиняется расстояние между измерительными поверхностями на 13 мм. Для измерения отверстий диаметром более 63 мм используют удлинительные стержни 7 с размерами 13, 25, 50, 100, 150, 200 и 600 мм. Перед навинчиванием удлинителя со стебля свинчивают гайку 6, а после присоединения удлинителя эту гайку навинчивают на резьбовой конец присоединенного стержня.
В микрометрических нутромерах измерительные поверхности оснащают твердым сплавом, что в десятки раз снижает их износ по сравнению со стальными.
Для контроля показаний -микрометрического нутромера и установки измерительной головки на нуль в комплект нутромера с удлинителями входит установочная скоба размером 75 мм. При измерениях с повышенной точностью действительный размер собранного микрометрического нутромера проверяют на измерительной машине. Проверка измерительной микрометрической головки производится на горизонтальном оптиметре при показаниях 50; 55, 12; 55, 24; 55, 35; 62 мм. Погрешность не должна превышать ±0,006 мм
Глава ХШ МЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
Измерительными головками называются отсчетные устройства с чувствительным механизмом, преобразующим малые измеряемые отклонения в перемещение стрелки с отсчетом по циферблату.
Имеются несколько типов механических измерительных головок: рычажные, зубчатые, рычажно-зубчатые, рычажно-пружинные, рычажно-винтовые. Независимо от конструкции механизма головки делятся на осевые — с перемещением измерительного стержня параллельно плоскости шкалы головки и торцовые — с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.
Индикаторы часового типа (зубчатые головки). Действие индикаторов часового типа основано на использовании зубчатого передаточного устройства, 'которое преобразует малейшие прямолинейные перемещения измерительного стержня в увеличенные и удобные для отсчета перемещения стрелки по круговой шкале.
Индикаторы часового типа выпускают двух конструкций: тип I со стержнем, параллельным шкале, и тип II с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале (торцовые). Индикаторы типа I имеют пределы измерения от 0 до 5 мм и от 0 до 10 мм; индикаторы типа II изготовляют с пределами измерения от 0 до 2 мм и от 0 до 3 мм.
Для особо точных измерений применяют многооборотные индикаторы 'с ценой деления 0,001 (модель 1-МИГ) и 0,002 мм (мо-138
дель 2-МИГ) с пределом измерения соответственно от 0 до 1 мм и от 0 до 2 мм.
Устройство индикатора часового типа показано на рис. 71. В механизме индикатора применены точно выполненные зубчатые колеса. Увеличение линейных перемещений от ведущего звена к ведомому определяется передаточным отношением зубчатого механизма. Индикатор имеет цилиндрический корпус, в который запрессованы втулка И и гильза 13. Измерительный стержень 1 перемещается в точных направляющих втулках. На стержне 1 нарезана зубчатая рейка, входящая в зацепление с трибом 7. На одной
Рис. 71. Индикатор часового типа
оси с трибом сидит зубчатое колесо 8, передающее вращение трибу 6, на оси которого закреплена основная стрелка 9, На оси триба 7 насажена стрелка указателя числа оборотов основной стрелки. С трибом 6 зацепляется также зубчатое колесо 15, на ось которого напрессована втулка с пружинным волоском 16. Волосок создает натяжение во всей системе зубчатого зацепления индикатора, заставляя зубчатые колеса работать одной стороной профиля зуба, что устраняет влияние зазоров в зацеплении на точность показаний стрелки индикатора.
Измерительное усилие создается пружиной 14~. Шпонка 12 исключает возможность поворота измерительного ^стержня. Ободок 2 с циферблатом 4, стеклом 5 и крепящим стекло пружинным кольцом 3 установлен на цилиндрической выточке корпуса и закреплен пружинным кольцом 10. Ободок вместе с циферблатом может поворачиваться с целью установки индикатора на нуль при настройке его на размер.
Шкалы обычных индикаторов часового типа имеют 100 делений с ценой деления 0,01 мм. При работе в пределах одного оборота общая погрешность допускается не более одной цены деления, а на всем пределе измерения погрешность должна составлять не более 1,5 цены деления.
В конструкции торцовых индикаторов добавлен механизм рычажной передачи, действующий на измерительный стержень.
Индикаторы часового типа в сочетании с различными устройствами применяют для измерения линейных размеров, отклонений геометрической формы и'взаимного расположения поверхностей деталей методом абсолютных измерений (когда измеряемая величина не превышает пределов измерения шкалы индикатора) и методом относительных измерений— путем сравнения с концевыми мерами длины.
V Рычажно-зубчатые измерительные головки (микромеры). Используются две модели измерительных головок типа ИГ, конструкция которых основана на применении рычажно-зубчатого механизма (рис. 72, а). Перемещение измерительного стержня 15 передается рычагу 9 через втулку 1 с эксцентрично запрессованным шариком. Втулка закреплена на малом плече рычага. Большое плечо рычага 9 находится в контакте с рычагом зубчатого сектора 5. Этот рычаг может поворачиваться на оси сектора и фиксироваться винтом 6. Зубчатый сектор зацепляется с трибом 4, на оси которого насажена стрелка 12 и спиральный волосок 13, обеспечивающий силовое замыкание кинематической цепи. Измерительное усилие создается двумя пружинами 14.
Подъем измерительного наконечника производится рычагом 2. Штифт 10 служит шпонкой для измерительного стержня, а винт 11 ограничивает его нижнее положение, при котором стрелка должна на несколько делений выходить за предел участка шкалы. Винт 8 служит для точной установки микромера на нуль вокруг винта 3. По ободку корпуса могут перемещаться указатели допуска 7. Головки оснащаются корундовыми наконечниками.
Цена деления микромера 1ИГ 0,001 мм, 2ИГ 0,002 мм. Предел измерения .соответственно ±0,05 и 0,10 мм. Допускаемая погрешность показаний соответственно ±0,4 и ±0,8 мкм.
Пружинные измерительные головки. Этот тип головок предназначен для точных относительных измерений размеров и проверки отклонений формы деталей. Пружинные головки выпускают следующих типов: ИГП—микрокаторы; ИПМ — микаторы (головки малогабаритные); ИРП — миникаторы (головки рычажно-пружинные) .
Рычажно-пружинный миникатор бокового действия типа ИРП, показанный на рис. 72, б, имеет цену деления 1 мкм и пределы измерения ±40 мкм (стрелка может отклоняться в обе стороны). Допускаемая погрешность показаний на любом участке шкалы в пределах 20 делений 0,5 мкм, а в пределах 40 делений 1 мкм при прямом и обратном ходе измерительного сферического наконечника.
Рис. 72. Измерительные головки:
а — микромер типа ИГ, б — мипикатор бокового действия типа ИРП
л
Рычажно-пружинные головки настраиваются на номинальный размер по блоку концевых мер. Они укомплектовываются сменными измерительными наконечниками со сферой диаметром 1,5 и 3,5 мм и шарнирной державкой, позволяющей устанавливать ми-никатор в любое положение, осуществляя микрометрическую подачу.
Стойки и штативы для измерительных головок. При использовании измерительных головок применяют для их крепления специальные стойки и штативы.
Рис. 73. Стойки и штативы для измерительных головок
Стойки снабжены измерительным столом, предназначенным для установки как измерительной головки, так и контролируемой детали. Они выпускаются четырех типоразмеров, предназначенных для применения измерительных головок с различной ценой деления. Стойки имеют постоянные и сменные столы как круглой, так и прямоугольной формы, с гладкой или ребристой поверхностью. На рис. 73, а показана малогабаритная стойка со столом прямоугольной формы.
Штативы выпускают двух типов: для измерительных головок с ценой деления от 0,001 до 0,005 мм и индикаторов с ценой деления 0,01 мм (рис. 73, б). Штативы изготовляют с низкой и высокой колонкой и имеют вариант конструкции стержня, позволяющего крепить индикатор за ушко. Выпускаются особые конструкции штативов, снабженные магнитным основанием (рис. 73, в).
Штативы, как обыкновенные, так и с магнитным основанием, имеют призматические вырезы, позволяющие устанавливать их на плите, на валиках, мостиках и на станинах станков.
Глава XIV
ОПТИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Применяемые в инструментальном производстве оптические приборы служат для измерения внешних и внутренних размеров и контроля формы деталей. Использование оптической техники позволяет обнаруживать отклонения от правильной геометрической формы деталей и производить измерения с высокой точностью.
В основном используют оптиметры, инструментальные микроскопы, проекционные аппараты, интерферометры, измерительные машины.
В ряде случаев в измерительных приборах оптическая система используется в сочетании с механическими отсчетными устройствами. Такие приборы часто называют оптико-механическими. К их числу относятся в первую очередь оптиметры.
§ 1.	ОПТИМЕТРЫ
Эти приборы предназначены для линейных измерений относительным методом. Оптиметры бывают вертикальные и горизонтальные. Показания прибора могут быть наблюдаемы в окуляр или же проектироваться на экран.
Вертикальный оптиметр состоит из вертикальной стойки и измерительного устройства—трубки оптиметра. Горизонтальный оптиметр состоит из основания с горизонтальным столом и измерительной трубки, расположенной также горизонтально.
Пределы измерения вертикальных оптиметров от 0 до 180 мм, горизонтальных от 0 до 500 мм, при этом пределы измерения внутренних размеров на горизонтальном оптиметре от 13,5 до 400 мм. Цена деления на шкале измерительной трубы 0,001 мм, пределы измерения по шкале ±0,1 мм.
При измерении различных деталей оптиметр устанавливают на размер по блоку концевых мер. Деталь устанавливают непосредственно на столе оптиметра. При контроле цилиндрических деталей их прокатывают под измерительным наконечником для определения диаметрального размера.
В основу конструкции оптиметра положены законы отражения и преломления света. На рис. 74, а приведена схема вертикального оптиметра. Свет от источника света направляется шарнирно закрепленным зеркалом в стеклянную пластину 2 и в результате отражения от грани, наклоненной под углом 45°, проходит через левую часть окулярной сетки 3, на которой нанесена шкала. Сетка установлена в фокальной плоскости объектива 5, куда свет попадает после полного внутреннего отражения в призме 4. Изменяя ход лучей на 90°, эта призма позволяет придать всему прибору форму, удобную для работы.
Пройдя объектив, свет параллельным пучком лучей падает на зеркало 6, которое может отклоняться в небольших пределах под
действием измерительного стержня 7. Нижний конец стержня находится в контакте с измеряемой деталью 8. Отраженный от зеркала параллельный лучок лучей, пройдя объектив и призму 4, дает на правой части окулярной сетки 3 обратное изображение шкалы с делениями и цифрами. Отсчет по этой шкале производится по указателю, нанесенному на правой части сетки 3. Наблюдаемое в окуляре 1 вертикальное перемещение шкалы относительно неподвижного указателя, вызывается поворотом зеркала 6.
На рис. 74, б показан внешний вид прибора. На колонке 10 стойки 9 оптиметра имеется резьба и гайка 11, которой перемещают кронштейн 12 с трубкой 13 при предварительной установке на
Рис. 74. Вертикальный оптиметр: а — схема устройства, б — внешний вид
размер. На колонке может фиксироваться в требуемом положении хомутик с регулируемым штифтом-упором, применяемым при измерении партии одинаковых цилиндрических деталей. Стол 14 имеет вертикальную микроподачу 15 для установки рабочей поверхности стола параллельно поверхности плоского измерительного наконечника. Измерения обычно производятся с применением сферического (стального или корундового) измерительного наконечника. Шкала оптиметра имеет по 100 делений в обе стороны от нуля. Цена деления 0,001 мм. Следовательно, смещение измерительного наконечника прибора составляет ±0,1 мм.
Для определения истинного размера контролируемой детали необходимо к размеру блока концевых мер прибавить (или отнять) показания на шкале оптиметра.
§ 2.	ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МИКРОСКОПЫ
Применяются две модели инструментальных микроскопов: малый (модели ММИ) и большой (модели БМИ). Обе модели устроены по одной принципиальной схеме и различаются в основном габаритными размерами, пределами измерения и набором принадлежностей. Микроскопы позволяют измерять все основные элементы профиля наружной резьбы у резьбовых калибров, метчиков, резьбовых фрез и прочих инструментов с резьбой. Путем измерения в прямоугольных или полярных координатах на микроскопах также проверяют контур и размеры деталей и калибров
Рис. 75. Инструментальный микроскоп
сложной формы, фасонные резцы, фасонные фрезы, формообразующие детали штампов и .пресс-форм, шаблоны и т. л.
Все измерения на микроскопе производятся бесконтактным методом. Инструментальный микроскоп (рис. 75) имеет чугунное основание 1, на котором на шариковых направляющих установлен стол 2, перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью микрометрических винтовых пар 3, имеющих цену делений 0,005 мм и пределы измерения 0—25 мм. Пределы измерения могут быть увеличены в продольном направлении путем установки между концом микровинта и измерительным упором на столе микроскопа концевой меры нужного размера (до 75 мм у малой модели и 150 мм у большой).
Верхняя часть стола может быть повернута около вертикальной оси с целью точного совмещения линии измерения с направлением продольного или поперечного перемещения стола. Угол поворота стола определяется по нониусу с величиной отсчета 3'. Для
наблюдения в микроскоп контура детали при измерении теневым методом в центральной части стола 2 вставлено предметное стекло, обеспечивающее возможность освещения снизу. Осветительное устройство 14 содержит лампу, конденсор, светофильтр и диафрагму, регулируемую поворотом кольца 15.
На кронштейне 9 установлен тубус 5. Вместе с кронштейном тубус может перемещаться по направляющим стойки 11. С помощью маховичка 16 стойка может наклоняться вокруг оси 13 на ±12,5° в обе стороны для установки тубуса 5 под углом, соответствующим углу подъема измеряемой резьбы. Угол наклона определяется по шкале маховичка 16. Ось наклона стойки строго совмещена с осью центров, устанавливаемых на столе микроскопа при контроле тел вращения.
Вращением маховичка 10 осуществляется вертикальное перемещение кронштейна 9, фиксируемое винтом 12. Чтобы исключить возможность падения кронштейна и повреждения объектива 4, кронштейн удерживается пружинным тормозом.
На ^тубусе 5 микроскопа сверху крепится сменная угломерная головка с окуляром 7 и отсчетным устройством 6 или револьверная профильная окулярная головка. Прилив 8 предназначен для крепления проекционной насадки, с помощью которой получают на экране изображение, обычно наблюдаемое глазом в окуляр 7.
Инструментальные микроскопы оснащаются комплектом сменных окулярных головок: угломерной ОГУ-21, профильной (револьверной) ОГР-23 и головкой двойного изображения ОГУ-22, применяемой сравнительно редко и преимущественно при контроле расстояний между центрами отверстий. Все окулярные головки имеют десятикратное увеличение.
Головка ОГУ-21 имеет круглый корпус, в центре которого установлен окуляр 7. Сбоку установлен угломерный отсчетный микроскоп 6, а снизу зеркало для освещения шкалы. Градусная шкала и окулярная сетка установлены в оправах, которые тщательно сцентрированы.
Объектив отсчетного микроскопа 6 дает обратное изображение делений градусной шкалы в плоскости окулярной сетки, на которой нанесена минутная шкала. Эта шкала с наложенным на нее изображением градусной шкалы рассматривается через окуляр.
Окулярная головка типа ОГР-23 имеет собственный окуляр и эксцентрично расположенную ось поворота профильной окулярной сетки, на которой нанесены профили метрической резьбы разных шагов или дуги окружностей разных радиусов. Вращением выступающего наружу накатанного края оправы окулярной сетки в поле зрения окуляра может быть введен соответствующий профиль. В поле зрения окуляра также видна неподвижная угловая шкала, которая служит для установки профиля в правильное положение по отношению к оси проверяемой детали.
§ 3.	ТЕНЕВОЙ ПРОЕКТОР
Проектором называется оптический контрольный прибор, позволяющий проектировать на специальный экран увеличенный контур проверяемой детали или инструмента. Погрешности профиля детали определяются сличением его с чертежом, точно выпол-
Рис. 76. Теневой проектор
ненным в том же масштабе увеличения (обычно от 20х до 200х)’. Отклонения линейных размеров профиля детали от чертежа можно отсчитывать с помощью микрометрических винтов измерительного столика.
Прибор позволяет производить контроль в проходящем свете (при измерении плоских деталей, например лекал, шаблонов, матриц, кулачков, фасонных резцов и т. п.) и в отраженном свете (например, при контроле фасонных деталей типа пуансона).
На рис. 76 показаны внешний вид (а) и оптическая схема (б) теневого проектора. Этот прибор позволяет работать как >в проходя
щем, так и в отраженном свете. При работе в проходящем свете с нижним освещением свет от лампы 1 проходит через линзы 2 постоянного конденсора, тепловой фильтр 5, сменный конденсор 4, зеркало 5, через стекло 6 стола и направляется на контролируемый объект 7. Прошедшие мимо объектива лучи зеркалом 8 направляются в сменный объектив 9, который через призму 10 и главное зеркало И проектирует изображение контура объекта на экран 13. Объектив 9 'сменный, он может быть поставлен с увеличением в 10х, 20х или 50х.
При работе с увеличением более 50х призму 10 выключают из хода лучей и на некотором расстоянии от проектора устанавливают вспомогательный вертикальный экран /2, на который направляют изображение.
Каждому из сменных объективов соответствует свой сменный конденсор 4, что обеспечивает равномерное и достаточное освещение поля зрения объектива.
При работе в отраженном свете осветитель 1—5 устанавливают вертикально сверху над зеркалом 8,. которое заменяют полупрозрачным зеркалом. Свет проходит через полупрозрачное зеркало и освещает объект. Отраженные этим же зеркалом от объекта лучи направляются в объектив 9.
Измерительный стол проектора аналогичен измерительному столу инструментального микроскопа. Расположение экрана рядом с измерительным столиком проектора облегчает процесс измерения. Драпировка из черной плотной ткани защищает экран от попадания постороннего света, понижающего ясность изображения.
Для измерения длин и углов на экране проектора нанесены две взаимно перпендикулярные штриховые линии, направление которых должно совпадать с направлением перемещения измерительных салазок стола, и две сплошные линии, проходящие через центр под углом 60° друг к другу. Конструкция стола проектора позволяет устанавливать и контролировать на нем детали в центрах или на призме. Точность отсчета микрометрического устройства 0,005 мм.
Пневматические измерительные приборы. Приборы, основанные на пневматическом методе измерения, получают все большее распространение в промышленности при серийном и массовом контроле деталей, а также в автоматических устройствах, управляющих работой металлорежущих станков.
Пневматический метод измерения используется как для бесконтактных, так и контактных измерений при контроле сквозных и глухих отверстий, поперечных сечений малых отверстий, диаметров деталей цилиндрической формы,.высоты уступов, конусности, геометрической формы и взаимного расположения поверхностей (огранки, овальности, биения, соосности и пр.), расстояний между плоскопараллельными поверхностями, расстояний между осями отверстий.
Форма, размеры и конкретная конструкция пневматических измерительных устройств определяются их назначением. Действие таких устройств основано на следующем принципе (рис. 77, а).
давление р2 -будет функ-
состоят обычно из трех частей: стабилизатора воздуха, отсчетного уст-и измерительной осна-
Если воздух под постоянным давлением pi будет проходить через отверстие F{ в камеру /, а из нее через отверстие Е2 выходить наружу, то давление р2 в этой камере будет зависеть от соотношения сечений этих отверстий. В случае если сечение отверстия будет постоянным, а Е2 переменным, то цией Е2. Если против выходного отверстия расположить поверхность 2, то давление ръ в камере 1 будет функцией расстояния S; при уменьшении S оно будет возрастать, при увеличении — уменьшаться.
Пневматические измерительные приборы основных давления ройства стки.
Стабилизатор давления служит для того, чтобы давление воздуха, получаемого от компрессорной установки, поддерживать на заданном уровне. Отсчетное устройство определяет значение измеряемой величины. В качестве измерительной ос
настки используют пневматические калибры-пробки и кольца, малога-баритные пневматические контактные преобразователи прямого и обратного действия или бокового действия. Измерительная оснастка присоединяется к отсчетному устройству при помощи соединительного шланга.
По принципу действия пневма
Рис. 77. Схемы пневматических
измерительных приборов:
а — принципиальная схема действия, б — схема работы прибора низкого давления, в — схема работы прибора высокого давления
тические измерительные приборы
подразделяются на моно метрические, реагирующие на изменение давления воздуха, и ротаметриче-ские, реагирующие на изменение
скорости воздушного потока.
На рис. 77, б приведена схема пневматического прибора низкого давления. Сжатый воздух из воздушной сети через кран 1 поступает в фильтр для очистки и предварительный стабилизатор давления 2, затем воздух через патрубок поступает в трубку, погруженную в воду на величину Н. В камере 3 устанавливается постоянное Давление, равное весу водяного столба Н. Избыточный воздух из камеры 3 через трубку и воду выходит в атмосферу. Из камеры 3 воздух проходит через калиброванное отверстие 5 (Л) входного сопла 4 и попадает в камеру 6, соединенную гибким шлангом с из
мерительной оснасткой 7, в которой имеется отверстие — сопло (F2). Давление в камере 6 будет зависеть от величины зазора S. Разность давлений воздуха в камере 6, вызываемая колебаниями зазора S, определяется высотой водяного столба h по градуированной шкале 8. Таким образом это устройство представляет собой как бы водяной манометр. Очевидно, что уменьшение зазора S приведет к увеличению давления в камере 6 и уровень воды в водяном манометре опустится. Соответственно увеличение зазора S вызывает уменьшение давления в камере 6 и уровень воды в манометре поднимается.
В большинстве конструкций приборов этого типа значение Я= =500 мм, что обеспечивает им измерительное давление 0,05 ат. Цена деления 0,001 мм, интервал делений ~ 5 мм.
В ротаметрических приборах сжатый воздух через фильтры 1 и 3 (рис. 77, в) поступает в мембранные стабилизаторы давления 2 и 4, обеспечивающие постоянное давление. Затем воздух попадает в стеклянную трубку 5. В конусном отверстии этой трубки (конусность 1 : 400 и 1 : 1000) находится легкий поплавок 6, поддерживаемый во взвешенном состоянии динамическим напором воздушного потока, проходящего снизу вверх. Верхний конец трубки резиновым шлангом 7 соединен с измерительным приспособлением 8, в котором находится измерительное отверстие F2 (см. рис. 77, а). Чем больше зазор S, тем большее количество воздуха вытечет за единицу времени и, следовательно, тем выше поднимется поплавок 6.
В момент образования кольцевого зазора, достаточного для прохода воздуха при напоре, определяёмом весом поплавка, наступает динамическое равновесие. В это время по шкале определяется положение поплавка.
Ротаметрические приборы работают при давлении поступающего воздуха 3—5 ат.
Контроль размеров деталей пневматическими приборами производится относительным методом—сравнением с размерами установочных калибров. Для настройки прибора с помощью передвижных указателей полей допусков требуется два установочных калибра, размеры которых должны соответствовать предельным размерам контролируемой детали.
Приборы с водяным манометром весят без воды 10—11 кг, с водой до 16 кг; приборы с ротаметром весят от 3 до 10 кг.
Раздел третий ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Глава XV
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РЕМОНТА СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ
§ 1.	ОРГАНИЗАЦИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, РЕМОНТА И ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Машиностроительная промышленность в настоящее время располагает 1большим парком контрольно-измерительных инструментов и приборов, для надлежащего содержания и эксплуатации которых создаются специальные службы по их проверке, ремонту и восстановлению. Многократное восстановление мер и измерительных инструментов является обязательным условием нормальной организации инструментального хозяйства каждого завода.
Поступающие в ремонт контрольно-измерительные инструменты имеют обычно дефекты двух видов: явные и скрытые. Первые обнаруживаются при внешнем осмотре и опробовании, вторые — путем проверки приборами.
К дефектам первого вида относятся вмятины, забоины, царапины, изгиб, излом, деформации, коррозия.
К дефектам второго вида относятся износ взаимно трущихся деталей, износ измерительных поверхностей, выход погрешности показаний за допускаемые пределы и т. д. Кроме того, может иметь место некомплектность, например: у штангенинструментов могут отсутствовать прижимные винты, пружинки рамок; у микрометрических инструментов могут—отсутствовать трещотки, установочные меры, пружинки, детали стопорных устройств и т. д.
При ремонте контрольно-измерительных средств слесарю-инструментальщику необходимо выполнить в определенной последовательности ряд операций по устранению обнаруженных дефектов. Эти операции, как правило, начинаются с осмотра внешнего вида инструмента, проверки его показаний, затем разборки инструмента, выявления его комплектности и скрытых Дефектов и, наконец, ремонт изношенных деталей и замена негодных новыми.
В процесс ремонта входит выполнение и ряд таких операций, как зачистка поверхностей от коррозии, рихтовка, правка, припиловка или обработка абразивными брусками, восстановление резьбы, притирка резьбы, шлифовка рабочих поверхностей, доводка отдельных деталей, полировка, отладка инструмента, замена или
восстановление его маркировки и др. После сборки, отладки и промывки инструмента выполняется его окончательная проверка в объеме требований соответствующих инструкций и действующих ГОСТов.
На износ контрольно-измерительных средств влияют многие причины, основные из .них 'Следующие.
Контролируемый размер детали. Чем больше контролируемый размер, тем больше масса инструмента, удельное давление при измерении и, следовательно, больший износ инструмента.
Материал контролируемой детали. Наибольший износ измерительного инструмента бывает, как правило, при проверке размеров чугунных деталей, а наименьший — при контроле деталей из бронзы. Стальные детали в отношении износа инструмента занимают среднее положение между чугуном и бронзой.
Методы окончательной обработки деталей. При контроле деталей, подвергаемых шлифованию, износ контрольного инструмента будет большим, чем при проверке деталей, обработанных резцом, так как на поверхности деталей, подвергнутых шлифованию, остаются мельчайшие частицы абразивного материала; кроме того, трение между поверхностью поверочного инструмента и шлифованной поверхностью детали больше, чем между поверхностью инструмента и поверхностью детали, обработанной резцом.
Твердость измерительных поверхностей инструмента. Чем тверже измерительные поверхности инструмента, тем меньше они подвержены поверхностным повреждениям (забоинам, царапинам) и тем более долговечны. Твердость измерительных поверхностей контрольного инструмента должна быть, как правило, выше твердости измеряемой детали; обычно ее берут в пределах HRC 58—64.
Качество отделки измерительных поверхностей инструмента. Поверхности, имеющие значительную шероховатость рабочих частей инструмента, являются основной причиной его быстрого износа. Величины поверхностных неровностей контрольного инструмента колеблются в зависимости от класса точности в пределах 0,34-1 мкм, а наименьший гарантированный запас на износ калибров диаметром 10 мм составляет для 1-го класса точности 1 мкм.
Для повышения сроков службы измерительных средств применяют оснащение твердым сплавом, наплавку твердого сплава, электролитическое хромирование, диффузионное хромирование, азотирование, борирование.
Оснащение рабочих поверхностей измерительных средств' твердым сплавом заключается в припаивании или приклеивании тонких пластинок из твердого сплава на наиболее изнашивающихся участках рабочей поверхности. Применяется также напыление расплавленного твердого сплава на рабочие поверхности калибров с последующим их алмазным шлифованием и доводкой.
Наращивание рабочего слоя инструментов более твердым материалом называют в технике армированием.
Примером армирования твердым сплавом является припаивание твердосплавных пластинок на измерительные поверхности микро’ метрического винта и пятки микрометров.
Измерительные поверхности микрометров, оснащенных твердым сплавом, шлифуют алмазными кругами и доводят алмазными ластами на специальных доводочных станках чугунными притирами.
На штихмасы, измерительные наконечники приборов, стержни для внутренних измерений вклеивают вставки из твердого сплава. Шлифуют и доводят измерительные поверхности после приклеивания вставок.
Гладкие калибры оснащают твердым сплавом в тех случаях, когда очень быстрый износ стальных калибров вызывает необходимость часто проверять их и заменять новыми. У гладких калибров-пробок больше всего изнашивается заходная часть, поэтому на-конце калибра делают выточку, в этом месте приклеивают кольцо из твердого сплава. Окончательную шлифовку и доводку калибра выполняют после посадки твердосплавного кольца.
На калибрах-пробках диаметром до 20 мм иногда делают кольцо из твердого сплава, длина которого равна длине калибра. В этом случае вся рабочая поверхность калибра будет из твердого сплава.
Для оснащения калибров применяют твердые сплавы марок ВК6 и ВК8.
Наплавку твердого сплава на рабочие поверхности измерительных инструментов применяют в тех случаях, когда измерительными инструментами пользуются в условиях загрязнения деталей абразивными частицами. После наплавки измерительные поверхности шлифуют и доводят. Толщина наплавленного слоя обычно 1,5— 2,0 мм.
Чтобы получить такой слой, при наплавке необходимо создавать достаточный припуск для шлифования, так как наплавленная пог верхность получается неровной, с завалами и наплывами по краям.
Твердость наплавленного слоя не очень высока, но он имеет большую износостойкость, особенно при абразивном изнашивании.
На износ стальных калибров решающее влияние оказывает состояние тончайших поверхностных слоев металла калибра, определяющее склонность этих слоев к окислению и пластическим деформациям.
В связи с этим тонкослойное электролитическое хромирование калибров является одним из наиболее эффективных методов повышения сроков их службы. Стальные калибры, покрытые слоем хрома в 5—8 мкм на сторону, имеют стойкость в 10—12 раз более высокую, чем нехромированные.
Применение диффузионного хромирования и борирования эффективно лишь в том случае, когда измерительные инструменты или детали приборов не подвергаются дальнейшему шлифованию и доводке. Резкое падение твердости по глубине упрочненного слоя
ограничивает применение этих методов, так как насыщение хромом или бором производится при высокой температуре, в результате чего детали приходится шлифовать, а при этом значительная часть упрочненного слоя будет удалена и могут появиться места с недостаточной твердостью.
При электролитическом хромировании, наоборот, нагревание инструмента происходит до совершенно незначительных температур (55—60° С), .процес длится короткое время и является завершающей операцией (если не считать полировки).
§ 2.	ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Для изготовления основных деталей контрольно-измерительных инструментов и приборов применяют инструментальные углеродистые и легированные стали, конструкционные стали, высококачественный серый чугун и оптическое стекло.
Выбор материала зависит главным образом от целевого назначения инструмента, функций выполняемых каждой его деталью, и условий, в которых эксплуатируется инструмент.
К материалу наиболее ответственных деталей контрольно- измерительных инструментов предъявляются следующие требования: однородность структуры и надлежащий коэффициент линейного расширения;
хорошая обрабатываемость, в особенности при шлифовании и полировании;
стабильность размеров и формы детали в процессе эксплуатации и возможно меньшая деформация при термической обработке и в процессе изготовления;
высокое сопротивление механическому износу и коррозии;
оптимальная твердость, как свойство, характеризующее высокую стойкость против износа и повреждений во время эксплуатаций.
Коэффициент линейного расширения материала деталей инструмента существенно влияет на точность измерений в случаях’ отклонения фактической температуры от нормальной, принятой в измерительной технике (20° С). В технических условиях на измеритёль-ный инструмент степень температурного линейного расширения принято регламентировать в абсолютных величинах. Например, для стали, из которой изготовляются плоскопараллельные концевые меры длины, коэффициент температурного линейного расширения регламентирован таким образом: 11,5± 1 мкм на метр и градус.
Коэффициент линейного расширения стали зависит от содержания углерода, легирующих присадок и примененной термической обработки.
Серый чугун имеет наиболее близкое к стали значение коэффициента линейного расширения. В связи с этим он широко применяется в измерительной технике. Более низкий, чем у стали и чугуна, коэффициент температурного линейного расширения имеет 154
оптическое стекло, чем и объясняется широкое использование его для изготовления весьма точных деталей контрольно-измерительных инструментов и приборов.
Хорошая обрабатываемость материала имеет существенное значение. Для изготовления, например, микрометрических винтов и резьбовых калибров необходимо контролировать обрабатываемость стали применительно к нарезанию, шлифованию и доводке резьбы.
В процессе .получения заготовок, их механической обработки и в особенности при закалке в стали возникают внутренние напряжения, которые затем ведут к изменению 'формы и размеров инструмента. Изменение формы и размеров наблюдается также и в процессе эксплуатации инструмента в течение длительного времени. Это называется «старением металла».
Твердость и износостойкость рабочих поверхностей инструмента в основном и определяют его долговечность, гарантию сохранения им точности.
В результате соответствующей термической обработки (закалки, отпуска и старения) твердость измерительных поверхностей обычно достигает HRC 65—64.
В табл. 12 приведены рекомендации по выбору инструментальных сталей для изготовления контрольно-измерительных инструментов и деталей приборов.
Таблица 12
Примерные назначения сталей для контрольно-измерительных инструментов и деталей приборов
Типы инструментов и деталей	Рекомендуемая марка стали
Основные детали штангенинструментов (штанга, из-	У8А, У10А
мерительная ножка)	У10А, УНА
Гладкие пробки, измерительные губки к скобам и измерительным приборам, вставки к штихмасам, микро-	
метрические винты и шлицевые калибры	1
Гладкие и резьбовые пробки и кольца, шлицевые калибры, контрольные и установочные калибры, вставки и губки регулируемых скоб, лекальные угольники	X, хг
Плоскопараллельные концевые меры, угловые меры, контактные наконечники измерительных приборов, микрометрические винты	X, хг
Ножи и призмы измерительных приборов	Х12
Оси, валики, втулки, кольца, ручки, штифты, винты и Другие детали второстепенного значения в инструментах и приборах	35, 40
Шпиндели, ходовые винты, валики, оправки, сухари, направляющие детали	45, 50
Штампованные и листовые скобы, неполные пробки,	15Х, 20Х с цемента-
профильные калибры, детали сложной конфигурации при требовании надлежащей износостойкости, детали больших размеров Плиты контрольные, линейки угловые трехгранные («клинья» типа УТ)	цией, 55ГС
	Чугун СЧ18—35
	или ВЧ45—5
Применение чугуна. Для изготовления контрольно-измерительных средств применяются в основном серые чугуны. Чугун марки СЧ18—36 используют для поверочных плит, угловых линеек, линеек с широкой рабочей поверхностью, чугун марки СЧ21—40 для ответственных деталей измерительных приборов — станины приборов, основания штативов; кронштейны, каретки. Ковкий чугун используется реже и из него изготовляют способом литья детали сложной формы и небольших размеров, например, средние калибры-скобы, кронштейны, рычаги приборов. Для базовых деталей измерительных средств применяют ковкий чугун марки КЧЗО—6 или КЧ35—10; твердость чугуна указанных марок не более НВ 200.
Ответственные детали контрольно-измерительных приборов, работающие со значительным износом, иногда изготовляют из антифрикционного серого чугуна марки АСЧ-2. Твердость материала таких отливок должна быть в пределах НВ 170—230.
§ 3.	ПРИПУСКИ НА ЗАВЕРШАЮЩУЮ ОБРАБОТКУ ИНСТРУМЕНТОВ
Припуском называется слой материала, снимаемый с заготовки для получения готовой детали с заданной точностью. Кроме этого, качество поверхности заготовки чаще всего не соответствует требованиям, предъявляемым к готовой детали. Следовательно, величина припуска должна быть такой, чтобы после снятия припуска был обеспечен не только заданный размер, но и заданное качество поверхности. Например, у заготовок, полученных литьем, на поверхности могут быть раковины или трещины, а у штампованных заготовок— обезуглероженный поверхностный слой, наличие волосовин и другие дефекты, которые должны быть удалены.
Размер припуска не должен быть большим, чтобы не было перерасхода материала, излишней затраты времени на обработку, расхода инструментов, электроэнергии и т. д.
Различают промежуточный (межоперационный) и общий припуски. Промежуточным припуском называется слой материала, снимаемый с заготовки на данной операции. Общий припуск — это сумма промежуточных припусков, т. е., слой материала, снимаемый с заготовки на всех операциях, для получения готовой детали. Припуск задается обычно на сторону.
При доводке закаленных инструментов большое значение имеет величина оставленного при шлифовании припуска на завершающую обработку. Большие припуски ведут к чрезмерным затратам времени на доводку. Малые припуски могут не обеспечить желаемой точности и повлечь за собой снижение качества обработки из-за неполного удаления дефектного поверхностного слоя, полученного при термической обработке или выполнении предшествующих доводке операций.
Большое влияние на ход процесса доводки имеет и выбор зернистости доводочных паст или порошков. Так, например, если осуществлять доводку пастой на основе микропорошка М20, то на до-156
водимой поверхности остаются глубокие риски — следы работы отдельных зерен абразива, а при применении доводочной пасты на основе микропорошка Ml0 на стальных плитках твердостью HRC65 следы шлифования не выводятся. Когда шероховатость поверхности после шлифования имеет 8—9-й класс, хорошие результаты дает паста зернистостью М14.
При доводке плоскопараллельных плиток, имеющих неплоскостность в 10 мкм и исходную шероховатость 9-го класса, зернистость алмазных паст выбирают в такой последовательности:
первая операция доводки — паста зернистостью М14, вторая — паста зернистостью М5 и завершающая операция — пасты зернистостью М3 и Ml. В этом случае обеспечивается шероховатость доведенной поверхности, соответствующая 13-му классу.
При выполнении доводки партии одинаковых деталей приходится предварительно подбирать опытным путем количество переходов на доводочной операции и номера зернистости абразива.
При выборе зернистости следует руководствоваться следующим: подобрать зерна абразива таких размеров, чтобы они не утопали в микронеровностях обрабатываемой поверхности и не были настолько крупными, чтобы они сами могли оставлять царапины па завершении доводки.
Необходимо добиваться, чтобы на предшествующих доводке операциях были достигнуты минимальные отклонения от заданной формы и размеров обрабатываемой детали, так как наличие больших отклонений от формы и размеров усложняет процесс доводки и ведет к неэффективным затратам времени доводчика. В таких условиях обработки наиболее целесообразным является использование доводочных паст на основе карбида бора, алмазов и кубического нитрида бора. Однако нужно иметь в виду, что при доводке фасонных поверхностей доводочные материалы, имеющие высокую абразивную способность, могут давать большие завалы краев обрабатываемой поверхности.
К операциям, предшествующим доводке инструментов, следует предъявлять следующие основные требования:
размеры должны быть выдержаны в пределах классов точности 2—2а;
шероховатость поверхности не ниже 8-го класса;
некруглость, нецилиндричность или неплоскостность в пределах 15—10 мкм;
полное отсутствие видимых невооруженным глазом дефектов обрабатываемой поверхности — трещин, волосовин, раковин, прижо-гов, глубоких царапин;
одинаковая твердость по всей обрабатываемой поверхности инструмента.
Поскольку при ручных доводочных работах снимаются очень тонкие слои материала, припуски на доводку назначают минимальными. Величина припуска зависит от ширины и длины плоскостей, Диаметра и длины обрабатываемых цилиндрических поверхностей.
табл. 13 и 14 приведены данные о припусках на доводку.
Таблица 13
Припуски на ручную доводку плоскостей, мм
Ширина плоское 1 и, мм	Длина плоскости, мм		
	до 50	50-100	100—300
До Ю	0,01-0,03	0,02-0,05	—
10—30	0,01-0,035	0,03-0,06	0,06-0,1
30-50	0,015-0,04	0,035-0,07	0,07—0,2
Таблица 14
Припуски на доводку отверстий, мм
Диаметр отверстия, мм	Длина отверстия, мм		
	до 50	50-100	100-200
До Ю	0,009-0,02	0,02—0,04	0,03—0,07
10-30	0,01-0,03	0,03-0,05	0,03-0,08
30-50	0,02-0,04	0,04-0,06	0,04-0,09
50-100	0,04-0,05	0,05-0,07	0,07-0,1
§ 4. БРАК ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КАЛИБРОВ И ШАБЛОНОВ, ЕГО ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Чертежами и техническими условиями на калибры устанавливаются требования к их качеству. Калибры, не соответствующие этим требованиям, признаются браком.
Рассмотрим основные виды и причины брака в производстве калибров.
Недостаточная твердость может «быть результатом ошибки в выборе марки стали, низкой температуры закалки или обезуглероживания поверхностей калибра при его термической обработке.
Неравномерная твердость — результат частичного обезуглероживания поверхностей от неправильного нагрева или неоднократной перезакалки инструмента, плохого качества металла, а часто большой поводки и неудовлетворительной правки заготовки перед ее механической обработкой.
Большая поводка и неудовлетворительная правка приводит к оставлению при механической обработке обезуглероженного слоя на одной стороне заготовки за счет снятия излишнего припуска с другой. У цементированных калибров подобные нарушения при
водят к -снятию слоя цементации в некоторых местах, остающихся в дальнейшем незакаленными.
Продольные трещины появляются в массивных калибрах из углеродистой стали при быстром нагреве перед закалкой, неудовлетворительном отжиге и наличии неметаллических включений. Поперечные трещины могут появиться в результате быстрого охлаждения при закалке и наличия глубоких кольцевых рисок на поверхности круглого калибра. Мелкие трещины различного направления возникают при обработке слишком твердым шлифовальным кругом, при недостаточно обильном охлаждении и излишне высоких режимах шлифования. Причиной трещин может быть и низкое качество материала калибра.
Большая поводка и другие искажения формы калибров в процессе закалки происходят вследствие неправильного погружения в закалочную среду, ошибки в выборе материала и нетехнологично-сти конструкции калибра.
Отклонения отзаданной геометрической формы калибров могут появиться из-за неисправности оборудования, нарушения правильных приемов шлифования и доводки, а также неточного выполнения центровых отверстий шлифуемых калибров.
Работа на неисправных станках, неправильный выбор зернистости абразивно-доводочных материалов и недостаточный припуск на доводку приводят к отсутствию требуемой шероховатости поверхности. Следы предварительной обработки могут остаться при большой поводке в процессе закалки, недостаточных припусках на шлифование и доводку.
Небрежность и отсутствие чистоты на рабочем месте, наличие выступающих зерен и включений у притиров и абразивно-доводочных материалов приводят к образованию грубых рисок на доведенной поверхности. Риски появляются и при использовании одних и тех же притиров для предварительной и чистовой доводки.
Очень часто термический брак и брак по расслоению материала является браком окончательным. В некоторых случаях пониженная и неравномерная твердость, коробление и изменение размеров могут быть исправлены повторной термической обработкой (отжиг, закалка, цементация). Брак, возникший в результате коробления, можно иногда исправить рихтованием калибра с последующей зачисткой поврежденных мест и обработкой профиля. Некоторые виды калибров, типа пройм и пробок, забракованные по несоответствию размеров, исправляют путем выдержки в охлаждающей среде с температурой минус -80° С.
Практикуется исправление брака по нарушению размеров, неудовлетворительной шероховатости поверхности, рисками и другим Дефектам рабочего профиля путем дополнительной химико-термической обработки калибра с последующим шлифованием и доводкой согласно требованиям чертежа, а также дополнительной обработкой рабочего профиля с последующим хромированием и доводкой в размер.
Глава XVI
ЗАВЕРШАЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ КОНТРОЛЬНО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ОБЩИЕ ЗАДАЧИ ЗАВЕРШАЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ
Необходимая высокая твердость рабочих поверхностей инструментов обеспечивается их закалкой. Однако при закалке происхо-дит'некоторое изменение формы деталей, а также увеличение или уменьшение их размеров, что зависит от химического состава инструментальных сталей и режимов термической обработки инструментов. Поэтому практически невозможно полностью выполнить механическую обработку точных инструментов до их термической обработки ц приходится применять ряд дополнительных операций, позволяющих довести инструмент до полного соответствия предъявляемым к нему техническим требованиям. Существуют следующие после термообработки завершающие операции изготовления инструментов: шлифование, заточка, притирка, доводка, полировка.
Шлифование и заточка выполняются обычно связанными абразивами в виде шлифовальных кругов, брусков, абразивных головок, абразивных лент или шкурок. Эта работа производится преимущественно на станках.
Притиркой называют завершающую операцию, при которой соприкасающимся поверхностям двух совместно работающих деталей придают такую форму и шероховатость поверхностей, которая обеспечивает наиболее плотное прилегание их друг к другу. (Притирка выполняется обычно свободными абразивными зернами, засыпаемыми между двумя .притираемыми поверхностями, с добавлением смазывающих веществ или же с применением суспензий, представляющих -собой жидкость, в которой во взвешенном состоянии находятся мельчайшие зерна абразива;
Доводкой называется операция, при которой инструменту или детали придают окончательные размеры и форму с помощью инструмента— притира. Доводка выполняется с применением мельчайших абразивных зерен, предварительно вдавленных в притир (процесс шаржирования) и с добавлением смазывающих веществ, или же с помощью доводочных паст, наносимых на поверхность притира.
Полировкой называется операция, при которой поверхностям придают наименьшую шероховатость без изменения их формы и размеров. Полировка выполняется с помощью паст, содержащих мягкие абразивы, смазку и химически активные вещества, раство--ряющие окисную пленку на поверхности полируемого металла. Посредством полировки достигается не только зеркальный блеск обработанной поверхности, но и повышается устойчивость изделия против коррозии.
При изготовлении контрольно-измерительных инструментов наиболее ответственной операцией является доводка. Особенность процесса доводки состоит в том, что абразивные зерна под воздействием притира осуществляют царапание — съем мельчайших час-160
тиц металла. Притир не только сообщает зернам абразива необходимые движения и усилие, но и обеспечивает требуемую точность обработки, передавая свою форму поверхности изделия.
К числу общих технологических признаков, характеризующих процесс абразивной доводки и резко отличающих доводку от шлифования, относятся:
одновременное воздействие на всю обрабатываемую поверхность большого числа режущих зерен, работающих при относительно низких скоростях и давлениях;
применение наиболее мелких абразивов в виде шлифпорошков, микропорошков и абразивных паст;
наличие сложной кинематики движений притира или деталей, создающей наиболее благоприятные условия для работы абразивных зерен и обеспечивающей наивысшую точность обрабатываемой поверхности и снижение ее шероховатости;
незначительное теплообразование в процессе выполнения операции и отсутствие связанных с этим структурных изменений в поверхностном слое металла;
наличие химических воздействий на обрабатываемую поверхность. Химические явления при доводке заключаются в чрезвычайно быстром (сотые доли секунды) образовании на обрабатываемой поверхности окисных пленок, которые затем легко удаляются движущимися абразивными зернами. Интенсивность окисления зависит от состава и химической активности входящих в доводочную пасту компонентов. При этом образующийся на обрабатываемой поверхности тончайший граничный слой смазки несколько снижает режущее действие абразивных зерен, что способствует получению наименее шероховатой поверхности.
В результате доводки инструментов удается получить точность размеров до 0,0001 мм и шероховатость поверхности до 14-го класса. С помощью взаимной доводки-притирки нескольких обрабатываемых поверхностей друг к другу удается получить наивысшую плоскостность, сферичность или круглость сопрягаемых поверхностей.
Доводка применяется ручная и механическая. Недостатком ручной абразивной доводки являются высокая трудоемкость, большое физическое и нервное напряжение работающего, зависимость производительности и качества обработки от субъективных качеств исполнителя, невозможность применения стабильно поддерживаемых режимов обработки и контроля.
На предприятиях с массовым производством инструментов применяются специализированные доводочные станки, а в инструментальных цехах машиностроительных заводов широко используются механизмы, облегчающие и ускоряющие процессы доводки. Однако наряду со средствами механизации на завершающих этапах доводочного процесса там, где требуется соблюдение особой точности формы и максимальное приближение к заданным размерам и качеству обработанной поверхности, применяется ручной труд доводчика. Наибольшее повышение производительности доводочных проб-831	151
цессов достигается там, где в качестве абразива применяют порошки и пасты из естественного или синтетического алмаза.
Доводочной обработке инструментов чаще всего предшествует тонкое шлифование (плоскостное, круглое или профильное). Доводку начивают, как правило, с проверки припусков, оставленных под эту операцию. В случае когда оставленные припуски чрезмерно велики или полученный профиль детали не соответствует форме, заданной чертежом, необходима перешлифовка, иначе при доводке будет непроизводительно затрачено много времени и труда доводчика. Затем подбирают доводочные материалы (абразив, смазку) и конструкцию ’притира, согласуй их с намеченными способами выполнения доводки. Производительность обработки зависит от соблюдения правильной последовательности переходов, правильного использования абразивно-доводочных материалов и умения вести процесс обработки.
В общих чертах доводочный процесс состоит из следующих последовательно выполняемых переходов:
подготовка притира и обрабатываемой поверхности;
нанесение абразивно-доводочных материалов и смазочной жидкости на поверхность притира;
накладывание обрабатываемой детали на притир или, наоборот, притира на обрабатываемую деталь и перемещение их относительно друг друга с определенным давлением и скоростью;
промывка притира и обработанной детали и протирка их насухо;
контроль формы, размеров и шероховатости обработанной поверхности.
Все доводочные операции имеют примерно общий порядок их выполнения, но отличаются друг от друга составом и размером зерен применяемых абразивно-доводочных материалов размерами и формой используемых притиров, их материалом (чугун, сталь, медь, стекло) и применяемыми режимами обработки.
Очень важным является поддержание чистоты на рабочем месте, внимательность и осторожность. Случайное попадение на притир одного-двух более крупных абразивных зерен может привести к браку обрабатываемой детали.
Контроль перед обработкой. Поступившие на доводку детали предварительно подвергают наружному осмотру, в результате чего обнаруживаются отклонения от формы (коробление), возможные дефекты материала — трещины, раковины, дефекты термической обработки, прижо-ги при шлифовании. Затем производят контроль размеров детали и состояния поверхностей, определяют припуски на доводку и качество предшествующей обработки. Большие дефекты, оставленные в процессе предыдущей обработки, доводкой не устраняются, поэтому детали, имеющие шероховатость обработанной поверхности ниже 8-го класса, подвергать доводке нецелесообразно.
Подготовка к обработке. Она заключается в подборе приспособлений, доводочных и контрольных инструментов, доводочных материалов, обтирочных и моющих средств.
Для доводки плоскостей должны быть у доводчика три плиты-притира, проверенные на точность и притертые друг к другу по методу трех плит. Каждая из плит должна использоваться строго для своего перехода обработки: черновой, чистовой и отделочной. Допускается при не особенно точных работах использовать одну удлиненную плиту, поверхность которой разделена ’простроганными канавками на три секции.
На поверхность доводочной плиты наносят абразивный порошок в смеси с маслом, разравнивают его равномерным тонким слоем и вдавливают в поверхность (шаржируют) с помощью стального валика или стальной закаленной плитки, нажимая равномерно и с достаточным усилием.
Твердость валика или плитки должна быть обязательно выше твердости доводочной плиты, иначе шаржироваться будет не плита, а валик. Нужно избегать нанесения на плиту большого слоя абразивного порошка или пасты, так как при доводке они будут сталкиваться к краям плиты и заваливать края доводимой плоскости обрабатываемой детали. Если используется доводочная паста, то ее нужно тщательно растереть по плите кусочком чистой тряпки, а затем втереть растирочной стальной плиткой.
При пользовании доводочными притирами их рабочую поверхность проверяют контрольным инструментом, шлифуют и доводят по форме, а если нужно, и в размер, после чего тщательно очищают от отходов абразива и промывают авиационным бензином, уайт-спиритом, газойлем или осветительным керосином и насухо обтирают хлопчатобумажной ветошью.
Покрытие притира абразивом может быть прямым и косвенным. При прямом шаржировании притира абразивный порошок вдавливают в притир до начала обработки. Круглые притиры шаржируют прокатыванием между двумя стальными плитами до тех пор, пдка абразив не вдавится в поверхность притира. При косвенном покрытии абразивно-доводочную массу наносят не на притир, а на обрабатываемую поверхность детали и только уже в процессе доводки абразивная масса вдавливается в тело притира. Следует учитывать, что чем выше требования к качеству поверхности, тем тоньше должна быть масса и должно быть меньше нанесено ее на притир.
Абразивно-доводочные материалы выбирают в соответствии с требуемым качеством обработки и твердостью обрабатываемого материала. Для обработки инструментальных сталей твердостью HRC25—65 применяют порошки или пасты на основе электрокорун-ДОВ, а для обработки твердых сплавов — на основе карбида бора, эльбора, алмазов.
§ 2. ПРОЦЕССЫ ДОВОДКИ
Обычно абразивная доводка инструментов выполняется в три перехода.
Первый переход — черновая доводка, заключающаяся в Удалении следов предыдущей механической обработки (шлифовки,
припиловки). Работа выполняется на плитах или притирах, имеющих неглубокие канавки, в которые набивается излишек абразивной массы, машинного масла и отходы обрабатываемого металла. Не рекомендуется применять притиры малых размеров, так как это может вызвать снижение точности обработки. Используются чугунные притиры. На этом этапе снимают примерно 25—30% от общей величины припуска. Применяют абразивы зернистостью М28, М20 или М14. Это зависит от степени шероховатости, оставленной после выполнения предыдущей операции обработки. Если поверхность детали, поступившей на доводку, имеет шероховатость 8—9-го класса, то целесообразно обработку начинать абразивами зернистостью М14.
При площади обрабатываемой поверхности до 20 см2 и удельном давлении 0,1—0,3 кгс/см2 удается полностью устранить следы предыдущей обработки.
Второй переход — получистовая доводка, достижение требуемой точности обрабатываемой поверхности. Этот этап выполняется гладкими притирами, имеющими форму рабочей поверхности, точно соответствующую форме обрабатываемой детали. Абразивы применяют зернистостью М7, М5. При обработке закаленной легированной инструментальной стали лучшим смазывающим веществом является смесь касторового масла с дибутилфталатом. Для углеродистых сталей применяют керосин, -скипидар. На этом переходе снимают основную часть припуска, оставленного на доводку.
Третий переход — чистовая доводка, полировка. Обычно выполняется стальными гладкими притирами, иногда применяют притиры из стекла МКР-1, ЛК-6.
Применяют мелкозернистые пасты, например, М3, М2, Ml или пасту ГОИ соответствующего номера. При работе с пастой ГОИ нужно соблюдать осторожность и не прикасаться руками, загрязненными пастой, к глазам. После работы с пастами нужно тщательно отмывать руки.
При обработке плоских поверхностей на плиту-притир наносят пасту и несколько капель керосина, затем тщательно растирают чистым тампоном из марли. Через 1—2 мин доводки еще добавляют несколько капель керосина и продолжают доводку. Как только доводимая поверхность станет «сухой» (т. е. образуется на поверхности светлая, ровная, еле заметная пленка), обработку прекращают, деталь промывают авиационным бензином, тщательно протирают досуха салфеткой из ткани и подвергают контролю.
Если требуется продолжить доводку, то притир тщательно промывают бензином, протирают насухо и наносят свежий слой доводочной пасты. Окончательный блеск доводимой поверхности достигается на сухой плите после промывки ее бензином.
При приложении давления на обрабатываемую деталь необходимо стремиться к тому, чтобы оно было постоянным и равномерным. <С увеличением давления интенсивность процесса доводки сначала возрастает до некоторого предела, после которого наступает" 164
снижение интенсивности доводки и возрастает шероховатость обработанной поверхности. Это объясняется тем, что при повышенном давлении происходит ускоренное притупление зерен абразива и зерна перестают устранять микронеровности доводимой поверхности.
Скорость движения притира или доводимой детали при ручной доводке должна выбираться в пределах 3—.10 м/мин.
Чем точнее должна быть доводимая поверхность и чем меньшая требуется шероховатость, тем спокойнее и медленнее должны быть движения доводчика.
При доводке, выполняемой на любом из видов притиров и при всех переходах, нужно стремиться использовать всю рабочую по7 верхность притира, чтобы притир изнашивался равномерно, а следовательно, как можно дольше сохранял свою точность.
Механическая доводка. Применение механической доводки позволяет получить отклонения от требуемой геометрической формы плоских, цилиндрических и сферических поверхностей в пределах 0,1—0,3 мкм и шероховатости до 12—il4-ro классов. На доводочных станках обрабатывают самые разнообразные детали как по размерам, так и по форме: детали измерительных инструментов измерительные наконечники приборов, плоскопараллельные концевые меры длины, твердосплавные пластинки резцов, фрез и разверток и т. и.
При доводке на станках применяются три метода подачи абразива в зону обработки:
намазка абразивной смеси (пасты) на притиры;
предварительное шаржирование абразивными порошками поверхностей притиров;
непрерывная подача жидкой абразивной смеси (суспензии) на поверхность работающих притиров.
Наивысшая точность и качество обработанной поверхности достигаются при доводке пастами с намазкой их на притир. Метод доводки с непрерывной подачей абразивонесущей суспензии является наиболее производительным, но обеспечивает лишь 10—12-й класс шероховатости обработанной поверхности.
Механические доводочные операции по точности и шероховатости обработанной поверхности бывают:
грубые— припуск на обработку на сторону 0,02—0,05 мм, точность обработки 5—3 мкм, шероховатость 9—10-го класса;
чистовые — припуск на обработку 0,005—0,01 мм, точность обработки 2—1 мкм, шероховатость 10—11-го класса;
тонкие — припуск на обработку 0,0005—0,001 мм, точность обработки 0,3—0,1 мкм, шероховатость 12—14-го класса.
Доводка деталей производится в два — четыре перехода с постепенным понижением зернистости применяемого абразива. Доводка стальных деталей выполняется шлиф- и микропорошками из электрокорунда нормального белого, титанистого, хромистого, моноко-РУнда, карбида кремния зеленого, алмазными микропорошками ACM, АСН, AM и микропорошками из эльбора ЛМ.
Тведросплавные детали доводят порошками из карбида кремния зеленого, карбида бора и алмазными микропорошками.
Доводку пластин из минералокерамики выполняют порошками из электрокорунда, карбида кремния, алмазными микропорош-ками.
Для окончательной доводки деталей из закаленных инструментальных сталей часто применяют пасты из мягких а-б разняв о ib—окиси хрома, окиси алюминия, крокуса. Применение этих
и)
Рис. 78. Схемы основных способов механической доводки деталей (а — з) и кинематическая схема плоскодоводочного станка модели С-15 (и):
1 — притир, 2 — обрабатываемая деталь, 3 — вращающийся стол, 4 — поводок, 5 — подшипник, 6 — грузы, 7 — шпиндель
абразивов позволяет устранить шаржирование их в обработанную поверхность деталей.
При доводке деталей из труднообрабатываемых материалов наилучшими абразивами являются микропорошки из природных или синтетических алмазов; применение их обеспечивает получение шероховатости обработанной поверхности до 14-го класса без дополнительной отделки 'мягкими абразивными материалами.
На рис. 78 приведены схемы основных способов механической доводки поверхностей деталей. Одностороннюю или двустороннюю обработку плоских деталей выполняют с помощью плоского прити-166
ра (притиров) в виде диска, плиты (рис. 7-8, а) или трубки (рис. 78, б). Доводку наружных цилиндрических поверхностей выполняют как плоскими (рис. 78, в), так и цилиндрическими притирами (рис. 78, г), а внутренних цилиндрических поверхностей — в основном разрезными цилиндрическими притирами (рис. 78, г).
Выпуклые сферические поверхности обрабатывают сферическим инструментом в виде трубки или чашеобразной «шалы», а вогнутые—в виде грибка (рис. 78, е, ж, з). Шарики доводят между двумя притирами, один из которых имеет кольцевую канавку, а другой— плоский (рис 78, б).
Доводочные станки выполняют однодисковыми и двухдисковыми. Станки имеют неподвижные и подвижные притиры с различными специальными механизмами, задающими относительное движение обрабатываемой детали по притиру путем сочетания вращательных, поступательных или качательных движений притира (притиров), а также разделяющих загруженные для обработки детали. Разделительные устройства выполняют в виде сепараторов или кассет с закрепленными или свободно устанавливающимися в них деталями.
Повышение производительности доводки достигается увеличением скорости относительного движения деталей но притиру путем создания встречного движения сепаратора с деталями относительно притира. Однако чрезмерное повышение скорости, как и увеличение количества подаваемой абразивной смеси, приводит к снижению производительности процесса доводки и увеличению шероховатости обработанных поверхностей, так как в этом случае не создается постоянного жесткого контакта абразивных зерен с поверхностями притира и деталей; зерна перекатываются в нанесенном слое и не закрепляются в материале притира, обработанная поверхность деталей получается матовой.
В инструментальных цехах наиболее распространен плоскодо-водочный станок модели С-15. Его схема приведена на рис. 78, и. Он применяется для односторонней доводки деталей на притире 1 и имеет два рабочих шпинделя 7 (на рисунке показан только один шпиндель) с поводками 4, имеющими сферические наконечники для передачи крутящего момента обрабатываемым деталям 2 или блоку («плану») с закрепленными на нем деталями.
Рабочие шпиндели смонтированы на поворотном хоботе, что дает возможность устанавливать шпиндель с требуемым эксцентриситетом е. Два вертикальных шпинделя 7, передающие вращение поводкам 4, имеют постоянную частоту вращения 192 о-б/мин, а притир 1 60 и 120 об/мин; рабочее давление р создается грузами 6. Шпиндель притира вращается в подшипниках 5, установленных под притиром на станине станка.
При доводке притир 1 вращается с частотой а рабочие шпиндели 7—с частотой п2, при этом вращение осуществляется встречное. При настройке станка вылет хобота К и длину плеч поводков 4 Устанавливают по радиусам г и R соответственно расчетной схеме технологии доводки.
§ 3.	ОСОБЕННОСТИ ДОВОДКИ АЛМАЗНЫМИ ПАСТАМИ
Для достижения высокого качества обработанной поверхности, снижения расхода алмаза и сокращения времени на доводку алмазные пасты следует применять только после тщательной предварительной обработки и очистки обрабатываемых деталей.
Для твердых и хрупких материалов в качестве предварительной обработки под доводку лучше всего применять шлифование алмазными кругами соответствующей зернистости или ручными алма-зонесущими инструментами (борголовками, брусками, надфилями). Применяя алмазную пасту при доводке, следует постепенно переходить с пасты крупной зернистости к более мелкой, используя при этом различные притиры, предназначенные для каждой пасты.
В качестве материала для притиров применяют чугун, сталь, латунь, красную медь, а для паст зернистостью 7/5 и ниже также фибру, текстолит.
Выбор материала притира зависит от обрабатываемого материала, его твердости и требуемой степени шероховатости поверхности. Для того чтобы процесс доводки протекал нормально, необходимо тщательно шаржировать пасту в поверхность притира.
Притир во всех случаях должен быть мягче материала обрабатываемого изделия. Чем глубже риски на поверхности изделия от предыдущей обработки, тем больший припуск нужно снять при доводке и тем крупнее должна быть зернистость алмазной пасты.
Применяя притиры различной твердости, можно получить разные результаты при использовании алмазной пасты одной и той же зернистости.
Чугунные притиры обеспечивают высокую производительность, хорошо воспроизводят необходимую геометрию поверхности, но дают более грубую поверхность, чем притиры из более мягкого материала. Их применяют при обработке наиболее твердых материалов и использовании алмазных паст крупной зернистости. Для изготовления притиров следует применять мелкозернистый чугун с минимальной пористостью.
Стальные притиры применяют в тех случаях, когда при малом поперечном сечении притира прочность чугуна на излом является недостаточной. Стальные притиры используются только при необходимости -съема значительных припусков.
Латунные и медные притиры применяют, когда доводка выполняется алмазными пастами средней зернистости и требуется относительно чистая обработка. Для увеличения прочности и жесткости медные притиры изготовляют с сердечниками из стали-серебрянки. Медные притиры при нагреве склонны к засаливанию, поэтому их не применяют при механической доводке, а при ручной доводке смачивают керосином, уайт-спиритом или бензином.
Фибра довольно часто используется для притиров, которыё должны сохранять свою форму при доводке пастами средней и мел-168
кой зернистости. Она дает очень высокое качество отделки поверхности.
Алмазную пасту в зависимости от условий работы следует наносить в небольшом количестве, при этом зерна распределяются относительно равномернее и каждое зерно совершает определенную работу. Накопление большого количества пасты затрудняет работу и не повышает производительности труда.
При работе алмазными пастами нужно строго соблюдать чистоту на рабочем месте, при переходе от работы крупнозернистой пастой к более мелкой тщательно вымывать руки и не пользоваться притирами, которыми производилась доводка более грубой пастой. Любое более крупное зерно может поцарапать обрабатываемую поверхность, что ведет к непроизводительным затратам труда на удаление царапин и может привести к браку изготовляемого инструмента ввиду потери допуска на его размер.
Притиры рекомендуется помечать краской того цвета, в который окрашена применяемая паста. Смывают пасту с притира и обрабатываемой поверхности керосином, бензином, уайт-спиритом или техническим спиртом. При небольших припусках на обработку и малых рисках шероховатости доводку производят пастой одной зернистости, которая определяется требуемой степенью шероховатости обработанной поверхности.
§ 4.	ПРОФИЛЬНОЕ ШЛИФОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Профильные поверхности инструментов шлифуют обычно одним из двух способов: шлифовальным кругом стандартной формы или профильным кругом, т. е. таким, которому с помощью алмазного карандаша, установленного в специальном приспособлении, придана нужная форма, соответствующая окончательному профилю шлифуемого изделия.
В специализированном инструментальном производстве профильное шлифование выполняется на координатно-шлифовальных или оптических профилешлифовальных станках. Шлифование фасонного контура шаблонов, резцов, деталей штампов и пресс-форм может выполняться также на точных плоскошлифовальных инструментальных станках с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем, работающих периферией круга. Это увеличивает производительность по сравнению с ручной обработкой от 3 до 6 раз.
На точно настроенном плоскошлифовальном станке с правильно подобранным шлифовальным кругом для чистого шлифования закаленных деталей можно получить точность линейных размеров ±0,01 мм, угловые величины ±1' и шероховатость обработанной поверхности, соответствующую 9-му классу.
Станки должны иметь достаточно высокую точность, жесткую конструкцию, плавно регулируемое продольное перемещение стола, автоматическую поперечную подачу и микрометрическую вертикальную подачу шлифовального круга.
Рис. 79. Плоскошлифовальный станок с горизонтальным шпинделем для инструментальных работ
под соответствующим углом к оси
На рис. 79 показан инструментальный плоскошлифовальный станок, на котором можно выполнять работы по профильному шлифованию. Станок состоит из станины /, стола 2 с магнитной плитой 3, шлифовальной бабки 5, размещенной на колонне 4, и гидропривода 6. Он имеет продольное гидравлическое перемещение стола в пределах 70—710 мм с бесступенчатым регулированием скорости перемещения от 5 до 20 м/мин, прерывистую поперечную подачу шлифовальной бабки на ход стола с бесступенчатым регулированием от 0,3 до 4,0 мм и автоматическую вертикальную подачу шпиндельной головки 0,005—0,05 мм на ход стола. Ускоренное вертикальное перемещение шпиндельной головки обеспечивается со скоростью 270 мм/мин.
Профилирование кругов осуществляют алмазными карандашами, используя приспособления для точного профилирования наклонных участков, профилирования дуговых участков с точным соблюдением радиуса кривизны и универсальные приспособления, с помощью которых профилируют как наклонные, так и дуговые участки. Применяют и приспособления для профилирования сложного контура по копиру.
Для профилирования по наклонной прямой применяют синусные линейки, синусные столики и другие приспособления, у которых направляющую поверхность устанавливают круга. Круг профилируют воз
вратно-поступательным перемещением алмазодержателя.
Правку шлифовальных кругов под углами до 45° выполняют на синусном приспособлении (рис. 80), позволяющем профилировать с точностью до Г. Приспособление имеет основание /, в проушинах которого может поворачиваться плита 3 с двумя мерными роликами 2, прикрепленными к ней винтами. По направляющим плиты скользит движок 4, в котором закреплен алмазодержатель 5 с алмазным карандашом 6.
Для повышения устойчивости поворачивающейся плиты 3 ее после установки на нужный угол притягивают к основанию 1 шарнирной тягой 7. Блок концевых мер 8 устанавливают под ролик 2 на точно прошлифованную площадку А, которая должна быть строго параллельна основанию /.
Величину h подсчитывают по формуле h=L* sin а.
Для профилирования шлифовальных кругов по радиусу применяют приспособления с качающимся алмазодержателем (рис. 81, а). Приспособление состоит из корпуса 1 и салазок 2, смонтированных на шпинделе 3 и вращаемых рукояткой 4. Вдоль салазок с помощью винта 5 перемещается державка 6, выполненная так, чтобы не мешать подходу алмаза к образующей круга. Алмазный карандаш 7 закрепляется винтом 8.
В положении, показанном на рисунке, алмаз будет профилировать выпуклый профиль на периферии шлифовального круга. Если державку переместить вверх за ось О — О, то острие алмаза будет профилировать вогнутую
поверхность.
Кривизна профилируемой поверхности зависит от расстояния между вершиной алмаза и осью О—О. Чтобы получить поверхность радиуса R, пользуются блоком С концевых плоскопараллельных мер, помещенных на контрольную плиту, и с помощью лекальной линейки проверяют положение державки 6 так, чтобы острие алмаза оказалось на высоте блока. Высота блока концевых мер для выпуклой поверхности будет
Рис. 80. Синусное приспособление для профилирования прямолинейных элементов шлифовального круга
C — H — R.
Если профилируется вогнутая поверхность, то
где Н — расстояние от плиты до оси О — О;
R — радиус дуги профилируемого участка шлифовального круга.
Рассчитав величину С, приспособление устанавливают на магнитную плиту станка и для совмещения оси приспособления с осью профилируемого круга прижимают корпус приспособления к упорной планке 9 (рис. 81, б) через блок концевых мер, имеющий размер
Е=[^-В,
где Lq — расстояние до оси круга от упорной планки;
L “I-
L — размер блока концевых мер, по которому стол станка устанавливают относительно торца круга;
а— заданная величина;
В — расстояние от оси приспособления до его установочной базы.
Рис. 81. Профилирование дуговых элементов круга:
а — приспособление, б — схема профилирования
Предварительно торец круга правят алмазом.
Установка и закрепление обрабатываемых деталей при профильном шлифовании. Для установки под обработку деталей, имеющих плоские поверхности, применяют различные приспособления. Наиболее удобным приспособлением являются синусные тиски (рис. 82, а). Их конструкция объединяет лекальные тиски и синусную линейку, что позволяет шлифовать поверхности с двойным наклоном или попеременно две поверхности, наклоненные в разные стороны. При шлифовании шаблонов, делительных дисков, копиров с точным размещением элементов профиля по окружному шагу возникает потребность в точном повороте детали на определенный угол вокруг центральной оси. Такие работы выполняются в точных делительных приспособлениях, одним из которых является синусная делительная головка (рис. 82, б). Головка смонтирована на плите и состоит из задней и передней бабок. Задняя бабка снабжена делительным диском 1 с роликами 2, точно расположенными на равных расстояниях друг от друга и от оси диска. Шпиндель 3 вращается червячной парой с помощью маховичка 9. На переднем конце шпинделя, несущем упорный центр, закреплен поводок 5. В установленном положении шпиндель фиксируется стопором 4. Задняя бабка снабжена упорным центром 6, который освобождается и за
крепляется рычагом 8. В корпусе задней бабки имеется отверстие для установки алмазного карандаша 7 при правке шлифовального круга.
Поворачивают делительный диск и устанавливают его на заданный угол по блокам концевых мер 10, устанавливаемых на площадке передней бабки.
У большинства синусных головок расстояние от оси делительного диска 1 до оси измерительного ролика 2 равно 100 мм. Таким 172
образом, размер блока концевых мер 10, применяемых для установки на заданный угол а, равен
С = Н —-(100-sin a-]-0,5d),
где Н— расстояние от площадки головки до оси шпинделя;
d — диаметр измерительного ролика;
С — высота блока концевых мер.
Техника профильного шлифования. Рассмотрим пример шлифования профильного калибра, показанного на рис. 83. Шлифование выполняется на цилиндрической оправке, плотно пригоняемой к от-
Рис. 82. Приспособления для закрепления обрабатываемых деталей при профильном шлифовании:
а — синусные тиски, б — синусная делительная головка
верстию под ручку в калибре, относительно которого должен быть точно обработан его профиль. Диаметр отверстия 8 мм.
Обработка может быть выполнена путем'установки оправки с калибром в шпиндель оптической делительной головки, устройство которой описано выше.
Калибр 4 устанавливают в центрах головки так, чтобы его плоскость аа была горизонтальна (в пределах припуска на обработку). Установку проверяют индикатором. Перед шлифованием микрометром измеряют расстояния между плоскостями аа и бб, а также между плоскостями вв и гг (рис. 83, а, б, в, г). Предположим, что они будут равны 16, 58 и 21, 66 мм. Следовательно, припуски на обработку (на сторону) соответственно будут 0,29 и 0,33 мм.
По лимбу маховика вертикальной подачи шлифовального круга 3 шлифуют сторону аа калибра на глубину 0,25 мм (0,04 мм остав
ляют на чистовой проход) и при этом мелом отмечают показание лимба маховика. Затем калибр поворачивают на 180° и сторону бб калибра шлифуют до того же показания лимба маховика. Этим
Рис. 83. Шлифование профиля с помощью синусной делительной головки
достигается симметричное расположение сторон калибра. Если после измерения размер между обработанными поверхностями будет равен 16,07 мм, то для получения требуемого размера калибра необходимо сошлифовать с каждой стороны еще по 0,04 мм.
Для шлифования сторон вв и гг калибр поворачивают на угол ЗО0^7. Для фиксирования положения калибра, при котором эти сто
роны располагаются горизонтально, ролик III или ролик I делительного диска упирают в блок концевых мер /, установленный на эталон 5. Размер блока равен /г=50• sin30°5'==50-0,50126=25,06 мм (где 50 — расстояние между центрами синусной головки и ролика).
Размер 16-о,о2 мм контролируют индикатором по блоку концевых мер размером 8 мм, установленному на эталон 2 высоты оси, а размер 21_о,оз мм контролируют по блоку концевых мер размером 10,5 мм. Измерение поверхности при шлифовании калибра диаметром 32,5-0,02 мм (рис. 83, д) выполняют индикатором по блоку мер размером 16,25 мм. Размеры 16_0,02 мм и 32,5-о,о2 мм можно также проверить микрометром.
Для получения минимальной шероховатости шлифуемой поверхности рекомендуется последние 2—3 прохода производить с подачей круга на глубину не более 0,01—0,02 мм.
Рис. 84. Профильное шлифование уступов
Весь профиль калибра обрабатывается с одной установки.
На рис. 84 показан пример шлифования профиля инструмента, имеющего уступы. Шлифование выполняется с профилированием круга соответственно переходам рабочего контура детали.
§ 5.	ТОНКОЕ ШАБРЕНИЕ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИНСТРУМЕНТОВ И ПРИБОРОВ
Тонкому шабрению подвергают плоскости ряда контрольно-поверочных инструментов и деталей приборов, не проходящих закалку: стальные и чугунные поверочные линейки, угловые клинья и плиты, разметочные и поверочные плиты, призмы и угольники, основания штативов и стоек, плоские и призматические направляющие измерительных приборов.
К тонкому шабрению прибегают в тех случаях, когда на незакаленных поверхностях нужно получить высокую точность геометрической формы, точное взаимное расположение поверхностей, высокую прямолинейность и плоскостность. Шабрение является завершающей операцией обработки точных поверхностей и ему предшествуют шлифование, точное чистовое строгание, чистовое Фрезерование, растачивание, или же ручная чистовая припиловка под линейку, угольник или калибр.
Шабер за один проход при тонком шабрении -снимает слой металла толщиной 0,002—0,005 мм. Припуски на тонкое шабрение плоскостей оставляют от 0,08 до 0,05 мм (в зависимости от размеров плоскости), а на шабрение внутренних поверхностей от 0,08 до 0,03 мм на сторону при диаметре до 80 мм и длине до 100 мм. При превышении этих припусков деталь следует подвергать перешли-фовке, перестрожке или опиливанию с оставлением минимально достижимых припусков.
Перед шабрением подлежащие обработке поверхности тщательно проверяют контрольно-измерительным инструментом (линейками, угольниками, индикатором, контрольными калибрами, щупами на поверочной плите и т. п.). Это позволяет точно определить геометрическую правильность поверхности и величину оставленного припуска. Нельзя приступать к шабрению, если подлежащая обработке поверхность покороблена, имеет впадины, выхваты или выпуклости, а также грубые следы предыдущей обработки.
С целью повышения производительности шабрения применяют различные шабровочные механизмы с механическим, электрическим или пневматическим приводом. Шабровочные механизмы применяют только на грубых шабровочных работах, а при тонком шабрении не применяют. Это объясняется тем, что использование сравнительно тяжелого шабровочного инструмента вследствие неизбежных толчков, резкого нажима на обрабатываемую поверхность и отсутствия возможности регулировать величину каждого хода лезвия шабера (в зависимости от величины пятна) приводит к выхватам, царапинам и образованию заусенцев в местах отлома стружки, а следовательно, к некачественному виду обработанной поверхности, даже и в тех случаях, когда соблюдена ее геометрическая точность.
Процесс шабрения считается законченным при достижении установленной точности, определяющейся числом окрашенных пятен, приходящихся на единицу поверхности, ограниченной квадратом со сторонами 25X25 мм. Чем пятен больше и чем ровнее они распределены в пределах квадрата, тем выше качество шабрения и тем точнее поверхность.
Точность шабрения определяется методом на краску и по блесткам. Проверка на краску производится путем нанесения тонкого слоя краски «Берлинская лазурь» или типографской краски № 219. Нужно иметь в виду, что для тонкого шабрения слой краски должен быть минимальным.
Определение точности шабрения по блесткам применяют при выполнении работ с точностью наивысшего класса. Контрольную плиту класса 0 или 1 промывают чистым керосином и тщательно вытирают насухо. Изготовляемую деталь кладут отшабренной поверхностью на плиту и несколько раз проводят по плите круговыми движениями с равномерным нажимом. В результате на отшабренной поверхности появляются блестящие точки, которые хорошо видны, если смотреть на поверхность под некоторым углом (30— 45°) к падающему свету.
Блестки особенно отчетливо бывают видны, если лучи света, падающего на отшабренную поверхность, преградить карандашной калькой или чистым листом обыкновенной белой бумаги.
Качество поверхности, прошедшей тонкое шабрение, определяется соответствующими показателями, установленными для данного типа изделия.
Контроль плоскостности выполняется лекальными четырехгранными линейками (типа ЛЧ), линейками-мостиками (типа ШМ), угловыми линейками-клиньями (типа УТ), плитами поверочными классов 0 и 1, а также плоскопараллельными концевыми мерами и рычажно-зубчатыми головками с ценой деления 0,001 мм.
Рис. 85. Разновидности рисунков декоративного шабрения
Расположение пятен должно быть равномерным по всей поверхности. Разность числа пятен в любых двух квадратах со стороной 25 мм должна быть не более пяти. Направление штрихов шабрения должно быть различно (обычно под углом 45—60°, иногда 90°).
Декоративное шабрение. Этот вид шабрения применяется с целью придания отшабренной или тонко отшлифованной поверхности красивого внешнего вида. Декоративное шабрение не имеет целью достижение определенной точности поверхности и не контролируется поверочными инструментами или на краску; поскольку выполняется по окончательно обработанной поверхности.
Рисунок декоративного шабрения бывает различный. Разбивку поверхности производят «под мороз», «на квадратики», «в елочку» или «под муар» (рис. 85).
В качестве инструмента для тонкого шабрения чаще всего применяют двусторонний цельный шабер, изготовляемый из стали У12А и закаленный на твердость HRC 58—64. Одно лезвие шабера делают прямое, другое —с закруглением. Одновременно пользуются набором шаберов различной длины, с разной шириной лезвия й различной заточкой. Обычная длина шабера для тонкого шабрения 250—300 мм, толщина лезвия 2,5—4 мм, ширина 8—16 мм, радиус закругления 80—100 мм, угол заточки 90°. Такими шаберами длину штрихов делают при получистовом шабрении 6—10 мм, при чистовом 3—6 мм.
Для выполнения тонких шабровочных работ, особенно при чистовом и декоративном шабрении, требуется самая тщательная заточка лезвий шабера.
Заточку выполняют на мелкозернистом круге, после чего правят на абразивном бруске и доводят на оселке. В некоторых случаях шаберы затачивают с подточкой. Этот способ несколько облегчает заправку шаберов на брусках, но при неумелом обращении с шабером и чрезмерном нажиме приводит к выхватам на шабруемой поверхности, образованию продолговатых ложбинок и заусенцев в конце движения шабера, что недопустимо при тонком шабрении.
Шабрение с применением пасты Г О И. Для ускорения процесса точного шабрения и создания лучшей плоскостности при обработке небольших поверхностей пользуются доводочными пастами ГОИ.
Шабрение выполняют в такой последовательности. После двух-трех проходов шабером по детали грубую пасту ГОИ, разведенную керосином, наносят на поверхность точной доводочной плиты, специально предназначенной для этой цели, и на этой плите притирают пришабриваемую поверхность до тех пор, пока паста не потеряет свою первоначальную окраску и приобретет темно-серый цвет отработанной массы. Вытерев чистой тряпкой притираемую поверхность и поверхность плиты, снова наносят пасту на плиту. Так повторяют три-четыре раза. После этого вытирают начисто обрабатываемую поверхность, разбивают широкие блестящие пятна шабером, и вновь притирают с пастой до тех пор, пока следы притирки не станут размещены равномерно по всей обрабатываемой поверхности. Притертую поверхность обмывают бензином и проверяют. После контроля обрабатываемой поверхности на плоскостность производят окончательное шабрение: расшабривают «на квадрат», «в мороз» или «в елочку».
Глава XVII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТЕЙ И УГЛОВ
§ 1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ПОВЕРОЧНЫХ ПЛИТ
При изготовлении или ремонте плит их чистовое строгание выполняют на етанке с точными направляющими и применяют резцы с широким лезвием.
Строгание рекомендуется проводить резцами, оснащенными пластинками твердого сплава и выполнять с одной установки.
Рабочие поверхности поверочных плит не рекомендуется подвергать шлифованию, так как после шлифования образуется засоренный абразивами упрочненный поверхностный слой толщиной до 0,1 мм, трудно поддающийся шабрению.
Шабрение поверочных плит производят по методу «трех плит». Это позволяет осуществлять взаимный контроль плоскости поверхностей плит. Перед шабрением необходимо поверочной линейкой с широкой рабочей поверхностью двутаврового сечения (типа 178
ШД соответствующего размера) и щупом проверить величину не-плоскостности рабочих поверхностей всех трех плит. Плиту, которая имеет наименьшие отклонения от плоскостности, принять за основную и занумеровать ее № 1. Остальные плиты занумеровать № 2 и 3.
В дальнейшем надлежит соблюдать следующий порядок ра
боты:
предварительно (начерно) точностью 0,05—0,06 мм, подгоняя и проверяя их прямолинейность по поверочной плите, линейке и щупу во всех направлениях;
пришабрить поочередно вторую и третью плиту по первой;
пришабрить вторую и третью плиты одну по другой;
пришабрить первую и третью плиты по второй;
пришабрить первую и третью плиты одну по другой;
пришабрить первую и вторую плиты по третьей;
пришабрить первую и вторую плиты одну по другой.
При шабрении одну из плит покрывают тонким слоем краски и поочередно накрывают другими плитами. Верхнюю плиту (рис. 86, а) перемещают по нижней впе
шабрить плоскости всех трех плит с
ред и назад, а также с угла
на угол, слегка поворачивая Рис- 86- пРиемы подгонки поверочных гт^	г	инструментов
ее. при перемещении не еле-дует применять никакого усилия, так как собственный вес верхней плиты достаточен для получения необходимого отпечатка.
Предварительное шабрение заканчивают, когда вся отшабрен-ная поверхность плиты покрывается равномерно пятнами по 5—6 пятен на площади 25X25 мм. Крупные пятна разбивают шабером на более мелкие и затем плоским шабером с шириной лезвия 18— ^2 МхМ снимают слой металла толщиной 0,02—0,04 мм с выступающих участков плиты.
Шабер перемещают вперед по шабруемой поверхности каждый Раз на 10—12 мм в различных направлениях, перекрещивая штрих
под различными углами. При этом поверхность плиты покрывается квадратиками или ромбиками.
После предварительного (чернового) шабрения приступают к чистовому шабрению рабочей поверхности плит. При этом придерживаются того же порядка операций, что и при предварительном шабрении, только работают шабером с шириной лезвия не более 12—15 мм при длине рабочего хода шабера по плоскости 6— 10 мм. При этом добиваются точности шабрения в пределах 10—16 пятен на площади 25X25 мм. Затем переходят к окончательному шабрению шаберами шириной от 6 до 14 мм с закругленной режущей плоскостью. Точность шабрения при этом достигается до 25 пятен на квадрате 25x25 мм с мелкими равномерными штрихами, без всяких царапин и глубоких следов от шабера. Шабер при окончательном шабрении в конце каждого рабочего хода слегка приподнимают.
Во время шабрения необходимо каждый раз после прохода шабером всей поверхности плиты с нее удалять стружку мягкой щеткой или чистой тряпкой.
В процессе контроля количество пятен берут как среднее из нескольких проверок на различных участках поверхности плиты.
Ремонт поверочных плит -состоит в перестрожке их рабочей поверхности (если она сильно изношена, особенно в центральной части) и шабрении теми же способами, как и при изготовлении новых плит.
Перед ремонтом обязательно проверяют степень отклонения плит от плоскостности с помощью двутавровой поверочной линейки и щупа или установленного на ней индикатора. При обработке плит большого размера по краям плиты ставят две меры по 30—50 мм и на них кладут линейку, под которую подводят блок концевых мер подходящего размера, набранного с точностью отсчета в микронах.
Образцовые плиты (класса 0) изготовляют только комплектно по 3 шт. для возможности их взаимной проверки.
$ 2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОВЕРОЧНЫХ УГЛОВЫХ ЧУГУННЫХ ПЛИТ
Шабрение поверочных угловых чугунных плит (рис. 86, б) выполняют в следующем порядке:
1)	устанавливают на контрольную плиту три одинаковых угловых плиты, у которых начисто простроганы две рабочие плоскости, под углом 90° и помечают их номерами 1, 2, 3;
2)	проверяют перпендикулярность рабочих плоскостей по контрольному цилиндру или угольнику с широким основанием и устанавливают отклонение углов в каждой из угловых плит;
3)	выполняют предварительную припиловку плоскостей, подгоняя угол 90° по цилиндру или контрольному угольнику и применяя контроль плоскостей на поверочной плите по краске;
4)	выполняют предварительное шабрение большей плоскости у всех трех угловых плит с контролем на поверочной плите по краске, доводя плоскостность до 5—6 пятен в квадрате 25X25 мм;
5)	перевертывают все три угловых плиты на вторую плоскость и обрабатывают их шабрением так же, как и (первые плоскости, проверяя при этом прямолинейность по поверочной плите и правильность угла по контрольному цилиндру на просвет;
6)	закончив предварительное шабрение, выполняют чистовое шабрение всех трех угловых плит.
При чистовом шабрении угловых плит необходимо насухо протереть рабочую поверхность их обеих плоскостей и плоскость поверочной плиты, на которой они установлены для контроля. Затем на одну из угловых плит наносят тонкий, ровный слой краски. После этого остальные две угловые плиты поочередно тщательно прикладывают к плоскости окрашенной угловой плиты.
По одной из обработанных угловых плит (допустим 1) пришабривают методом припасовки плиту 2, а плиту 3 сверяют по краске с плитой 1 и 2, проверяя плоскостность по поверочной плите.
Такой цикл обработки -позволяет все больше приблизиться к геометрически правильной плоскости на всех трех угловых плитах к точному углу.
§ 3.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОВЕРОЧНЫХ ТРЕХГРАННЫХ КЛИНЬЕВ
Порядок обработки рабочих поверхностей поверочных угловых клиньев следующий:
1)	на торце клина нумеруют стороны № 1, 2 и 3;
2)	проверяют прямолинейность каждой из сторон на поверочной линейке с широкой рабочей поверхностью (типа ШД или ШМ) с применением малоразмерного щупа, устанавливая величину не-прямолинейности с точностью 0,01 мм или же проверяют на поверочной плите с использованием набора концевых мер. Величину непрямолинейности каждой из граней записывают на листке бумаги, а вогнутые или выпуклые места на гранях клина отмечают красным карандашом;
3)	проверяют штангенциркулем параллельность ребер первой грани и отмечают красным карандашом более широкий конец этой грани. Все три грани клина в готовом виде должны быть параллельны по длине;
4)	устанавливают клин на подставке первой гранью вверх {рис. 86, в) и опиливают отмеченные неровности, контролируя прямолинейность линейкой с двусторонним скосом (типа ЛД) или линейкой прямоугольного сечения (типа ШП) соответствующей длины. Метал снимают главным образом на том конце клина, который при проверке параллельности ребер оказался шире;
5)	переставляют клин в приспособлении и опиливают вторую грань, проверяя параллельность к первой грани, прямолинейность и угол (по угловому шаблону);
6)	таким же образом опиливают третью грань;
7)	производят предварительное шабрение первой грани с контролем по плите на краску, добиваясь появления 4—6 пятен на квадрате со стороной 25 мм;
8)	производят предварительное шабрение второй и третьей граней, добиваясь параллельности, прямолинейности, плоскостности и соблюдения соответствующего угла между гранями;
9)	закончив предварительное шабрение всего клина, пришабривают поверхность первой грани с контролем по плите на краску, добиваясь получения 25 пятен на площади квадрата со стороной 25 мм;
10)	пришабривают поверхность второй грани с контролем по линейке, поверочной плите и угловому шаблону, прикладываемому к первой грани, добиваясь получения правильного угла и 25 пятен на квадрате 25X25 мм по всей поверхности граней;
11)	пришабривают поверхность третьей грани с проверкой по линейке, плите и угловому шаблону, прикладываемому к первой и второй граням добиваясь получения прямолинейности, параллельности граней, правильного угла и плоскостности в 25 пятен на квадрате 25X25 мм.
§ 4.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ УГОЛЬНИКОВ
Технология изготовления закаленных лекальных угольников различна и зависит © первую очередь от конструкции угольника, а затем от серийности их производства.
Для примера рассмотрим кратко технологию серийного изготовления угольников двух наиболее распространенных типов с размерами сторон 100X60 мм.
Угольник плоский 90° типа УП. Технологический процесс серийного изготовления такого угольника включает в себя следующие операции.
1.	Из листовой стали марки У8А толщиной 5 мм штампуют под прессом заготовки угольника размерами 102X62X22 мм. Эти заготовки рихтуют и с их кромок снимают заусенцы.
2.	Заготовки поступают на механическую обработку, в процессе которой:
а)	фрезеруют четыре рабочие грани в размер 2О,7_о,28 мм с переустановкой и закреплением в приспособлении одновременно у партии деталей;
б)	фрезеруют торцовые поверхности в размер 100,2_0jiMm и 6O,2-o,i мм с переустановкой и закреплением одновременно у партии деталей;
в)	фрезеруют канавку 2X3 мм прорезной фрезой с установкой в приспособлении и закреплением одновременно партии деталей.
3.	Отфрезерованные детали поступают на термообработку.
4.	У закаленных угольников шлифуют широкие плоскости с переустановкой на магнитной плите в размер 4,2_0,08 мм; одновременно на столе шлифовального станка обрабатывают партию деталей.
5.	Предварительным шлифованием обрабатывают до размера
20,2-0,14 мм рабочие грани с (переустановкой и закреплением в приспособлении одновременно партию деталей. На этой операции допускается отклонение от прямолинейности и параллельности сторон не более 0,05 мм.
6.	Шлифуют торцовые поверхности в размер 100—0,i и 6O_o,i мм с переустановкой в приспособлении одновременно партии деталей;
7.	На одной из широких поверхностей угольника наносят электрогравированием марку угольника.
8.	Маркированные угольники поступают на окончательное шлифование:
а)	шлифуют широкие поверхности в размер;
б)	шлифуют измерительные поверхности в размере 20—0,08 мм с соблюдением наружного и внутреннего углов 90°.
Одновременно обрабатывают партию деталей.
9.	Окончательно прошлифованные угольники проходят операцию размагничивания и поступают на доводку измерительных -поверхностей в размер по ширине 2О-о,оз мм с соблюдением углов 90° и параллельности сторон в соответствии с требованиями ГОСТа.
В процессе доводки снимают острые углы и закругляют кромки по радиусу 0,2 мм.
Угольник лекальный с широким основанием типа УЛШ. Процесс -изготовления угольников этого типа более трудоемкий и состоит из большего числа операций. Угольник изготовляют из двух деталей, линейки и основания; обрабатывают их раздельно.
Изготовление линей к-и (рис. 87, а).
1.	Из полосовой стали марки У8А штампуют под прессом заготовки размерами 4X25 X 102 мм.
2.	На плоскошлифовальном станке шлифуют предварительно широкие плоскости заготовок с обеих сторон в размер по толщине 3,5-o,i6 мм с одновременной укладкой на магнитной плите партии деталей.
3.	Фрезеруют с двух сторон рабочие грани линейки в размер по ширине 20,7-0,28 мм. Фрезерование ведется с переустановкой в зажимном приспособлении одновременно партии деталей.
4.	Фрезеруют торцовые поверхности заготовки и снимают лыску на горизонтально-фрезерном станке.
5.	Заготовки подвергают термической обработке с закалкой до твердости HRC 54—60.
6.	Шлифуют окончательно широкие плоскости с обеих сторон в размер 3,2_о,о8 мм с одновременной укладкой’на магнитной плите партии деталей.
7.	Предварительно шлифуют с переустановкой рабочие поверхности в размер 20,2-0,14 мм с одновременным закреплением в зажимном приспособлении партии деталей.
8.	Шлифуют торцовые поверхности в размер 100—О,46 мм с переустановкой при одновременном закреплении партии деталей.
9.	Шлифуют лыску на внутренней рабочей грани линейки в размер одновременно у партии деталей.
10.	Шлифуют фаску на рабочих гранях линейки с переустановкой в магнитном блоке. Одновременно обрабатываются 6 линеек.
11.	Отшлифованные линейки проходят клеймение.
12.	Окончательно шлифуют в размер 2,9_0,05 мм широкие плоскости с переустановкой при одновременном закреплении на магнитной плите партии деталей.
13.	Окончательно шлифуют рабочие грани в размер 2О-о,28 мм. Одновременно обрабатывается с переустановкой в зажимном приспособлении партия деталей.
Рис. 87. Детали лекального угольника типа УЛШ
14.	Отшлифованные линейки подвергают размагничиванию.
15.	Рабочие грани линейки доводят с обеих сторон в размер 20 мм с допуском для угольников 1-го класса 0,0015 мм, для угольников 2-го класса 0,003 мм. Доводка выполняется механически на плоскодоводочном станке.
Изготовление основания (рис. 87, б).
1.	Получают штучную заготовку из полосовой стали У8А путем механической отрезки в размер 14X25X57 мм.
2.	Предварительно шлифуют широкие поверхности с обеих сторон в размер 12,2-0,12 мм с закреплением на магнитной плите плос-кошлифовального станка одновременно партии деталей с переустановкой.
3.	Фрезеруют узкие .поверхности в размер 20,7-0,28 мм с переустановкой при одновременном закреплении в приспособлении партии деталей.
4.	Фрезеруют торцы в размер 55,2_0,2 мм одновременно с двух сторон с закреплением в приспособлении партии деталей.
5.	Фрезеруют паз шириной 3-од мм на глубину 12,6-олз мм. Операция выполняется дисковой фрезой с допускаемым отклонением от симметричности паза к боковым плоскостям в пределах 0,1 мм.
6.	Детали (проходят термическую обработку с закалкой на твердость HRC 54—60.
7.	Шлифуют широкие поверхности в размер 12_одз мм при одновременном закреплении на магнитной плите партии деталей с переустановкой.
8.	Предварительно шлифуют рабочие поверхности в размер 2О,2-од4 мм с переустановкой одновременно партии деталей.
9.	Шлифуют торцовые поверхности в размер 55_о,4 мм с переустановкой при одновременном закреплении в приспособлении партии деталей.
10.	Шлифуют паз в размер 3,15 +0’05 мм на глубину 12,5+°’43 мм. Работа выполняется абразивным диском на универсально-заточном станке.
И. Окончательно шлифуют обе рабочие поверхности в размер 2О_о,о8 мм. Обрабатывается одновременно партия деталей с переустановкой. Допустимое отклонение от параллельности 0,005 мм.
12. Прошедшие шлифование детали подвергают размагничиванию.
13. Две рабочие поверхности доводят одновременно на плоскодоводочном станке с допустимым отклонением от .плоскостности и параллельности для угольников 1-го класса ±0,0025 мм, для угольников 2-го класса ±0,005 мм. Доводку проходит сразу партия деталей.
Сборка угольника (рис. 88).
1.	Подбирают линейку 1 по пазу основания 2 с зазором 0,05 мм.
2.	Сопрягаемые поверхности обеих деталей смазывают ровным тонким слоем эпоксидного клея.
3.	Вставляют линейку в паз основания, закрепленного в специальном сборочном приспособлении 3, отлаживают точность сборки и закрепляют в приспособлении.
4.	Подвергают собранный угольник просушиванию в камере с температурой 140° С в течение 50—60 мин, после чего охлаждают на воздухе.
5.	Остывшие угольники снимают с приспособления, зачищают наплывы клея, притупляют острые края, промывают и предъявляют •на контроль и сортировку по классам точности.
Контроль точности угольников. Прямолинейность измерительных поверхностей лекальных угольников проверяют спе
циальным поверочным бруском, неплоскостность которого не превышает 0,2 мкм на 100 мм длины.
Неплоскостность опорных поверхностей угольников проверяют лекальными линейками типа ЛД или ЛТ соответствующей длины 0-го класса точности. Внешний и внутренний угол 90° проверяют образцовым угольником типа УЛП путем наложения «на просвет». Параллельность-сторон проверяют рычажным микрометром с величиной отсчета 0,002 мм.
Аттестация угольников на классы производится в лабораторных условиях с применением специальных приспособлений и использованием измерительных головок с ценой деления 0,001 мм.
Ремонт слесарных угольников. Для угольников типа УП и УШ, прошедших ремонт, стандартом установлен 3-й класс точности с допускаемыми отклонениями в два раза большими, чем для угольников 2-го класса.
Последовательность ремонта плоских угольников: зачистка широких плоскостей, доводка внутреннего угла, доводка внешнего угла, доводка торцовых поверхностей, притупление острых кромок и углов.
При наличии на рабочих поверхностях угольника забоин их удаляют шлифованием на точном плоскошлифовальном станке, с закреплением угольника в лекальных тисках. Внутренние рабочие грани угольника шлифуют ч а шеч н ы м кругом.
Перед шлифованием граней подвергают перешлифовке обе широкие плоскости угольника с закреплением его на универсальной магнитной плите плашмя.
После установки угольника в лекальных тисках сначала шлифуют под прямым углом к широкой плоскости длинную внешнюю рабочую грань, являющуюся главной базовой плоскостью детали. Затем шлифуют короткую внешнюю грань, образующую прямой угол с внешней рабочей длинной гранью. Эта грань будет второй базовой плоскостью при обработке внутренних рабочих граней угольника.
Шлифование внешних граней выполняется периферией плоского круга, а шлифование внутренних граней — только чашечным кругом во избежание повреждения смежной рабочей грани угольника.
При доводке угольников обрабатывают сначала внутренний угол 90°. Перед доводкой проверяют прямолинейноесть обеих рабочих плоскостей и угол контрольным угольником типа УЛП, чтобы определить, в каких местах требуется наибольшее усилие при доводке.
Внутренний угол доводят на плите, шаржированной абразивным микропорошком зернистостью М14 с керосином. Доводку выполняют обычным способом. Для обеспечения перпендикулярности рабочей поверхности к широкой плоскости угольник прижимают к доводочному кубику. Плоскостность и прямолинейность рабочих граней проверяют лекальной линейкой, перпендикулярность к широким поверхностям — лекальным угольником.
Внешние грани доводят на этой же плите, применяя доводочный
кубик. При доводке должна быть выдержана параллельность внешних и внутренних граней. Проверку выполняют микрометром.
Торцовые поверхности доводят на плите с кубиком, после чего все острые кромки притупляют мелкозернистым бруском.
Когда угольник предварительно доведен и проверен, выполняют чистовую доводку рабочих граней на чистовой доводочной плите без абразива, применяя лишь смазку керосином.
Ремонт угольников с широким основанием. Особенность ремонта угольников с широким основанием заключается в том, что линейка и основание угольника ремонтируются раздельно. Дело в том, что при изготовлении угольников этого типа линейка присоединяется к основанию путем посадки в паз с закреплением эпоксидным клеем •или двумя штифтами.
Процесс ремонта заключается в выполнении следующих операций: разборка соединения, перешлифовка поверхностей и рабочих граней, доводка рабочих граней, оборка и зачистка, притупление острых кромок.
Для разборки угольников, собранных на клею, их опускают в растворитель, а у угольников с штифтовым закреплением бородком выбивают штифты.
Перешлифовку всех плоскостей и граней выполняют на плоскошлифовальном станке с закреплением обрабатываемых деталей в лекальных тисках на мигнитной плите и в магнитных призмах.
Рабочие поверхности линейки и основания доводят раздельно на доводочных плитах для предварительной и чистовой доводки. Для обеспечения перпендикулярности граней применяют ’ доводочные кубики.
В процессе доводки контролируют прямолинейность, плоскостность и параллельность сторон, применяя лекальную линейку, лекальный угольник и микрометр.
Сборку угольника выполняют в специальном приспособлении (см. рис. 88). Это приспособление позволяет выдержать при сборке точный внутренний угол в 90° с необходимым допуском, установленным стандартом.
Если отверстия под штифты после перешлифовки и доводки деталей угольника не совпадают, их доводят алмазными надфилями или электроэрозионным способом, не вынимая из сборочного приспособления. Постановку штифтов выполняют также в сборочном приспособлении.
При сборке угольников путем соединения эпоксидным клеем выполняют следующие операции: смазывают соединяемые поверхности ровным слоем клея; закладывают линейку в паз основания и зажимают в сборочном приспособлении; сушат вместе с приспособлением в сушильном шкафу при температуре 140° С в течение 50— 60 мин; охлаждают их на воздухе; извлекают угольник из приспособления; зачищают от наплывов клея и протирают бензином.
Контроль отремонтированных угольников выполняется теми же способами, как и вновь изготовленных.
§ 5. РЕМОНТ УГЛОМЕРОВ С НОНИУСОМ
Состав ремонта целиком зависит от характера повреждений. В отдельных случаях может потребоваться полная замена поврежденных деталей. В последнем случае несложную деталь изготовля
ют заново или на ее место ставят годную деталь с угломера, списанного ввиду неисправимой поломки.
Рассмотрим способы ремонта на примере угломера типа УМ (рис. 89). При разборке отвинчивают прижим хомутика 10 и снимают его вместе с угольником 1. Затем разбирают устройство микрометрической подачи 4, снимают стопор 7 и отвертывают ось S.
Основание 2 проверяют лекальной линейкой и выявляют нали
Рис. 89. Детали угломера, подлежащие
чие деформаций и износа измерительных поверхностей. У изношенных линеек наибольший просвет всегда обнаруживается ближе к центру полудиска 3. Это объясняется тем, что чаще всего проверяют угломером детали небольшого размера.
Если на полудиске или на линейках обнаруживаются погнутости, их устраняют рихтовкой и правкой на плите легкими ударами молотка через медную прокладку.
Забоины устраняют бархатным напильником, абразивным брусочком и мелким наж-
ремонту вследствие износа	дачным ПОЛОТНОМ, пропитан-
ным машинным маслом. При этом необходимо соблюдать направление рисок вдоль детали.
Неподвижную линейку основания 2 и подвижную линейку 9 доводят на плите, для этого линейки совмещают в одной плоскости. Измерительные поверхности угольника /, служащего для измерения углов от 0 до 90°, доводят на плите с прижимом к доводочному кубику, проверяя прямой угол лекальным угольником на про-
свет.
Поверхности линеек доводят также с применением кубика.
По окончании ремонта деталей их промывают в бензине и приступают к сборке угломера. К полудиску 3 прикрепляют сектор 5 и ввинчивают ось 8. Затем ставят на место устройство микрометрической подачи 4 и стопор 7. Лекальным угольником проверяют положение нулевого штриха. Если нулевые штрихи шкалы полудиска 3 и нониуса 6 не совпадают, отвинчивают винты, крепящие нониус, и смещают нониус до совмещения нулевых штрихов. Иногда для этой цели приходится распилить на овал круглым надфилем отверстия в пластинке нониуса.
Прошедшие ремонт угломеры должны отвечать следующим требованиям. На наружных поверхностях деталей не должно быть царапин, забоин, следов коррозии и других дефектов, портящих внешний вид прибора или могущих повлиять на точность его показаний. Штрихи шкал и нониуса должны быть четкими, цифры ясно различимыми. Штрихи нониуса должны перекрывать штрихи шкалы. При совпадении первого штриха нониуса со штрихом шкалы последний штрих нониуса должен также совпадать с соответствующим штрихом шкалы.
Все подвижные детали угломера должны перемещаться плавно и надежно закрепляться в нужном положении. В шарнирной оси угломера не должно быть люфта при открепленном стопоре; стопорение угломера не должно изменять его показаний.
Глава XVIII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ СКОБ, НАКЛАДНЫХ КАЛИБРОВ И КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ
§ 1.	МЕХАНИЗИРОВАННОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СКОБ
Заготовки скоб получают методами литья, горячей штамповки, а также холодной штамповкой из полосового и листового материала на мощных прессах.
Технологический процесс серийного производства листовых скоб включает следующие основные операции:
штамповка заготовок из полосы, их отжиг и нормализация;
предварительное шлифование широких поверхностей с припуском 0,2—0,3 мм на шлифование после закалки;
фрезерование рабочих поверхностей набором фрез в многоместном .приспособлении, фрезерование торцовой поверхности скобы в размер и канавки, разделяющей проходную и непроходную части одной рабочей поверхности скобы;
снятие заусенцев и опиливание фасок на гранях скобы;
закалка скоб с отпуском до твердости HRC 58—64;
окончательное шлифование широких поверхностей скоб на магнитной плите плоскошлифовального станка;
чистовое шлифование рабочих поверхностей скоб в размер с припуском на доводку; операция выполняется чашечным кругом или торцом плоского круга с выточкой (рис. 90, а, б);
искусственное старение скоб;
зачистка и закругление острых кромок на ленточном станке;
предварительная доводка рабочих поверхностей скоб на станках с плоскими чугунными притирами;
окончательная ручная доводка рабочих поверхностей скоб на стеклянных притирах с применением пасты ГОИ;
маркировка скоб электрографическим способом;
контроль скоб и их консервация.
При мелкосерийном или единичном изготовлении скоб выполнение механических операций производится на универсальном оборудовании, а число операций, выполняемых вручную, возрастает.
Порядок изготовления листовых скоб следующий:
получение штучной заготовки вырезкой из полосы на ленточной пиле, электрических или пневматических ножницах, автогенной или электродуговой резкой или же путем использования штампованных заготовок (выбор способа зависит от размеров -скобы и наличного оборудования);
отжиг или нормализация заготовок;
удаление заусенцев и наплывов, правка заготовки на плите или под прессом;
Рис. 90. Способы шлифования рабочих поверхностей скоб: а, б — на специальном станке, в, г — при ремонте
шлифование предварительное широких поверхностей в размер по толщине;
сборка заготовок в пакеты сверлением отверстий и склепыванием или же склеиванием пакетов карбинольным клеем (выполняется в том случае, когда изготовляют скобы партией в несколько штук);
разметка скоб по контуру и зеву;
‘фрезерование контура скобы и зева по разметке;
’фрезерование на рабочей поверхности канавки, разделяющей проходную и непроходную часть и нанесение на торцовых поверхностях двух рисок, по которым после термической обработки скобы будут вновь -собраны для дальнейшей обработки;
закалка скоб с отпуском до твердости HRC 58—64;
проверка и правка (рихтовка) скоб, получивших поводку после термической обработки (может выполняться под прессом или рихтовкой) ;
окончательное шлифование широких поверхностей;
шлифование контура -скоб на ленточношлифовальном станке;
гборка скоб в пакеты по меткам на торцовой части;
шлифование рабочих поверхностей зева скоб в размер <с припуском на доводку;
доводка скоб предварительная и окончательная;
контроль и электромаркировка скоб.
На рис. 90, в показаны приемы шлифования рабочих поверхностей зева скоб на плоскошлифовальном станке с горизонтальным
шпинделем или на точном универсальном заточном станке. Шлифование скоб с размером зева до 100 мм выполняется периферией чашечного круга, а скоб больших размеров — периферией плоского круга (рис. 90, а).
Точность (шлифования проверяют набором .плоскопараллельных концевых мер.
§ 2.	ДОВОДКА СКОБ
Доводка листовых скоб выполняется как вручную, так и механически. Для механической доводки применяются специальные станки с доводочным диском при ритмичном качании суппорта. Произ-
Рис. 91. Схемы ручной доводки листовых скоб:
1 — притир, 2 — скоба, 3 — доводочный брусок, 4 — переставная планка, 5 — доводочная призма, 6' — медный притир
водительность механической доводки в 4—5 раз выше ручной и требуется более низкая квалификация рабочего. Однако после механической доводки требуется ручная доделочная работа — глянцевание.
При ручной предварительной доводке скоб 2 применяют специальные притиры 1 с подкосом и бруски. Доводку выполняют как пакетами (по нескольку скоб, скрепленных между собой заклепками, карбинольным клеем или струбциной), так и каждой скобы в отдельности. В обеих случаях притир закрепляют в тисках (рис. 91, а, б, в).
Доводочные смеси, включающие в себя абразивные материалы и смазывающие вещества, наносят на притир тонким слоем и растирают небольшой чугунной плиткой (шаржиром),.вдавливая абразив в рабочую поверхность притира.
Чем точнее работа, тем тоньше должен быть слой смазки на притире и тем мельче должен быть абразивный порошок. Для предварительной ручной доводки применяют микропорошки М28, М20, М14; для окончательной — микропорошки М7, М5.
На некоторых заводах при ручной предварительной доводке скоб применяют комбинированные притиры (рис. 91, г). Они состоят из двух чугунных брусков: основного бруска-притира 3 и подвижной планки 4. Высоту планки (размер Д) на основном бруске устанавливают по плоскопараллельным концевым мерам. При пользовании таким ступенчатым притиром нужно особенно тщательно и ровно наносить доводочный материал (пасту) на обе ступеньки притира и следить за тем, чтобы абразив не накапливался в уголке между ступеньками, иначе доводка скобы будет неравномерной.
Окончательную доводку скоб выполняют на отдельном чистовом притире с применением пасты ГОИ. Глянец наводят на чистовом притире, тщательно промытом бензином для удаления каких бы то ни было следов доводочной пасты. При глянцевании в качестве смазки применяют несколько капель керосина, а окончательно наводят блеск всухую. Для наведения блеска часто используют стеклянные доводочные бруски, обеспечивающие очень ровный глянец без радужных переливов и желтых пятен на доведенной поверхности.
Сначала доводке подвергают основную измерительную поверхность скобы, являющуюся общей плоскостью для отсчета проходного и непроходного размеров. При доводке этой поверхности тщательно контролируют лекальной линейкой ее плоскостность и проверяют угольником ее перпендикулярность к широкой плоскости скобы. При доводке малоразмерных скоб, изготавливаемых из тонкого металла, применяют доводочный кубик (рис. 91, д), к которому прижимают скобу при доводке.
По окончании доводки плоской измерительной поверхности переходят к доводке ступенчатой поверхности и, наконец, обрабатывают поверхность проходного размера.
При ручной окончательной доводке скоб, после того как все штрихи чистового шлифования будут устранены предварительной доводкой и у скобы останется припуск на окончательную обработку 0,005—0,003 мм, приступают к окончательной доводке при помощи чистового притира и кубика (или призмы 5). Достигается шероховатость до 11—12-1ГО класса.
На рис. 91, е показана плиточка-притир 6 для глянцевания и способ ее применения. Притир изготовляют из красной меди, а по размерам должен быть чуть больше измерительной поверхности скобы. В результате применения такого притира достигается шероховатость 12-го класса и имеется полная гарантия того, что кромки рабочих поверхностей скобы не будут завалены и не будет бугра на измерительной поверхности. Работа такими притирами-плиточками протекает значительно медленнее, чем .на чугунном притире с кубиком или без него, зато качество доведенной поверхности высокое.
Контроль проходного и непроходного размеров скоб осуществляют с помощью блока плоскопараллельных концевых мер. При соблюдении размера блок мер должен входить в зев скобы без усилия со стороны проверяющего и не выпадать из скобы под действием собственного веса. Если между измерительными поверхностя
ми зева скобы отсутствует параллельность, то блок концевых мер будет свободно проворачиваться под действием своего веса и задерживаться в том месте, где размер меньше или имеется на поверхности скобы выпуклость. Помещенный в зев скобы блок концевых мер должен перемещаться между измерительными поверхностями в любом месте с одинаковым усилием.
§ 3	ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ СКОБ И ЛИСТОВЫХ С УДЛИНЕННОЙ ГУБКОЙ
При изготовлении скоб с зевом малого размера (менее 3 мм) их обычно делают двусторонними, что облегчает шлифовку и доводку. В заготовках таких скоб делают лишь два отверстия диаметром 5—6 мм для образования зева, но зев прорезают в заготовках после закалки и отпуска. Прорезку выполняют шлифовальным кругом формы Д (диск) (рис.
92, а).
Эта операция, как и дальнейшая обработка зева таких скоб, трудоемка и неудобна. На некоторых заводах малоразмерные скобы делают со
Рис 93 Изготовление листовых скоб с удлиненной губкой
Рис. 92. Изготовление малоразмерных скоб
ставными, как показано на рис. 92, б. Каждую из половинок 1 и 4 отдельно обрабатывают на плоскошлифовальном станке, затем доводят «а плоских притирах обычным способом, после чего половинки собирают на штифтах 2 и стягивают винтами 3.
На заводах часто применяют листовые скобы, форма которых не подходит под принятую стандартами, в связи с особенностями конструкции и размеров контролируемой детали.
Способы изготовления специальных скоб определяются особенностями их формы. На рис. 93, а показана специальная скоба с удлиненной губкой. Опиливание плоскостей рабочего зева такой ског бы может быть выполнено в следующем порядке. Сначала тщательно опиливают рабочую плоскость длинной губки (рис. 93, б, в), затем скобу переворачивают и устанавливают по концевым мерам в наметке, после чего припиливают измерительные плоскости короткой губки. Доводку такой скобы выполняют обычным способом на доводочных плитах и брусках, применяя кубик.
Особенностью конструкции двусторонних скоб с удлиненными губками (рис. 93, г) является то, что рабочая плоскость Б не распо-жена против рабочей плоскости А, что исключает возможность контроля размера зева скобы обычными приемами. Плоскости А опиливают в наметке. Для измерения расстояния между губками используют четырегранную лекальную линейку 1 (форма ЛЧ)' размерами 200X20 или 320x25 мм, прижимая ее к обработанной поверхности А струбцинкой 4, вводя концевые меры 2 в зев скобы 3.
§ 4.	РЕМОНТ СКОБ
Скобы часто выходят из строя вследствие износа их измерительных поверхностей. Наиболее надежными средствами повышения износостойкости скоб является хромирование их рабочих поверхностей или напайка на рабочие поверхности пластинок из твердого сплава.
Скобы, которые вследствие износа вышли за пределы допуска, переделывают на другие размеры путем перешлифовки и доводки на больший размер. При этом старую маркировку сошлифовывают и электрографом наносят новую маркировку.
При незначительном износе применяют только доводку с таким расчетом, чтобы ремонтируемую скобу можно было использовать для других посадок. Так, например, если у скобы размером 24X3 рабочие поверхности вышли за пределы поля допуска, ее можно довести под размер 24СЗ, заменив при этом маркировку травлением. Доводке подвергают проходную и непроходную плоскости, а основную рабочую плоскость только «проглаживают».
Когда износ скобы велик, применяют рихтовку. Особенно легко поддаются рихтовке («натягу») скобы, изготовленные с применением цементации.
Рихтовкой можно восстановить и уменьшить размеры зева скобы. При увеличенном расстоянии между концами зева (рис. 94, а}
легкими ударами молотка по задней части скобы, положенной на стальную закаленную бабку для правки, сближают концы
зева.
Для увеличения зева удары наносят по краям выреза зева скобы (рис. 94,6). Если рабочие плоскости скобы сближаются непараллельно друг другу, то ударами молотка по внешней части рабочих плоскостей заставляют их сближаться или расходиться (рис. 94, в). Угол разворота может быть при этом значительно больше, чем при способах рихтовки а и б.
В результате рихтовки можно получить припуск на дальнейшую ремонтную-обработку скобы до 0,1 мм. При таком деформировании скоб их обязательно подвергают процессу термического старения для снятия внутренних напряжений, возникших под воздействием ударов (сжатий и растяжений). После старения (выдержки от 20 до 40 ч в масле с температурой 120—140° С) поверхности скоб шлифуют для удаления следов рихтовки, а рабочие плоскости шлифуют и доводят в размер.
Скобы, которые нельзя восстановить рихтовкой или пере-
Рис: 94. Места рихтовки листовых скоб
шлифовкой на больший размер, подвергают горячей посадке в
специальных приспособлениях
под прессом в вертикальном положении. Под действием пресса скоба сжимается и при этом уменьшаются ее размеры. Дальнейшая ремонтная обработка таких скоб выполняется с применением чернового шлифования, термической обработки (закалка с отпуском), чистового шлифования и доводки.
§ 5.	НАСТРОЙКА РЕГУЛИРУЕМЫХ СКОБ
Регулируемые скобы (рис. 95) с рабочими размерами зева от 10 до 340 мм выполняются с односторонней регулировкой и имеют пределы регулирования от 6 до 16 мм.
Подвижные вставки 2 выполняются со сферическими или плоскими измерительными поверхностями. Они армируются твердым сплавом ВК6 или ВК6М. Неподвижная губка 6 обычно закрепляется винтами 7.
При установке скобы на размер перемещение вставок 2 в сторону уменьшения размера производят установочными винтами 3. Для обратного перемещения вставок достаточно ослабить фиксирующие винты 5 и освободить на нужную величину винты 3. Установленные на размер по концевым мерам вставки 2 фиксируют затягиванием втулок 4 винтами 5. Корпус 1 скобы для повышения жесткости выполняется двутаврового сечения, к нему прикрепляется сменная маркировочная шайба 8.
§ 6.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КАЛИБРОВ ДЛЯ ПАЗОВ, ГЛУБИН, ВЫСОТ И УСТУПОВ
Для контроля отдельных линейных размеров элементов деталей применяют листовые поэлементные калибры. Формы калибров этого ряда не стандартизированы. Различные варианты их конструктивного решения рассмотрены нами раньше.
Шероховатость рабочих поверхностей у листовых калибров 1-го и 2-го классов точности и посадок А3, С3 и В3 должна соответствовать 12-му классу, у калибров 4-го класса точности и посадок Х3 и Ш3—11-му классу, у калибров 5-го и более грубых классов точности — 9-му классу.
При изготовлении накладных поэлементных калибров придерживаются следующего порядка операций:
1)	вырезка заготовки из листа или отрезка от полосы;
2)	отжиг (если применялась электродуговая пли газовая резка);
3)	фрезерование, строгание или высверливание контура калибра с припуском на дальнейшую обработку 0,5—1 мм;
4)	закалка с отпуском до HRC 54—60;
5)	правка покоробленной заготовки на плите или под прессом (заготовки толщиной более 6 мм правят с нагревом до 300°С);
6)	черновое шлифование плоских поверхностей с припуском .на чистовое шлифование по толщине 0,1—0,2 мм;
7)	маркировка калибра;
8)	шлифование контура черновое;
9)	шлифование плоских поверхностей чистовое;
10)	шлифование измерительных плоскостей чистовое (с припуском на доводку 0,01—0,05 мм);
И) искусственное старение калибра;
12) доводка, придающая измерительным поверхностям калибра окончательную форму, размеры и заданный класс шероховатости.
Доводка, являющаяся наиболее ответственной и завершающей операцией изготовления накладных калибров, выполняется аналогично процессу изготовления предельных листовых скоб.
Трудоемкость доводки во многом зависит от тщательности выполнения операции чистового шлифования измерительных плоскостей. При изготовлении партии одинаковых калибров для контроля уступов, глубин, высот и пазов их после чистового шлифования широких плоских поверхностей собирают в пакет с помощью лекального угольника и скрепляют струбцинкой, склепыванием или склейкой с таким расчетом, чтобы припуск на шлифование измерительных поверхностей везде оказался одинаковым. В таком виде пакет закрепляют в лекальные тиски и шлифуют измерительные поверхности. Тиски закрепляют на столе точного плоскошлифовального станка или устанавливают на магнитной плите этого станка. Шлифование может вестись как периферией плоского круга, так и торцом чашечного круга. В последнем случае имеется больше гарантии, что при шлифовке в углу не будет задето сопрягающееся со шлифуемой плоскостью ребро калибра и отшлифованная плоскость получается менее шероховатой. Для этой цели применяют чашечные круги с алмазонесущим слоем, после обработки которыми иногда даже отпадает необходимость предварительной доводки.
Однако имеются некоторые особенности приемов доводки и, особенно, методы контроля рабочих размеров.
На рис. 96, а показан предельный калибр-уступомер, одна сторона которого имеет 70,0 мм, а вторая 70,15 мм. Доводку этого усту-помера выполняют в следующем порядке:
1)	на притирочной плите с помощью кубика доводят поверхность /, прямолинейность и плоскостность которой контролируют лекальной линейкой;
2)	уступомер переворачивают и притирают с кубиком измерительную поверхность 4; при этом проверяют; чтобы одна из поверхностей 3 или 5 была перпендикулярна поверхности 4;
3)	доводят поверхность 3, выдерживая перпендикулярность к поверхности 4; лекальным угольником контролируют угол 90° к широкой плоскости 7 шаблона;
4)	доводят поверхность 5 с таким расчетом, чтобы она была параллельна поверхности 3 и перпендикулярна поверхности 4\ параллельность проверяют микрометром, а перпендикулярность — угольником;
5)	поверхности 2 и 6 доводят на плоском притире с кубиком; линейные размеры проверяют концевыми мерами, а перпендикулярность к поверхностям 3 и 5 — угольником.
Если шлифование калибров-высотомеров под подводку выполнялось в пакетах, то и доводку следует производить тоже в пакетах. Доводку выполняют на плоских притирах, как показано на рис. 96, в. Если у'калибров рабочие поверхности А и Б находятся в 7*—831	197
одной плоскости, то их можно доводить одновременно на двутавровом или раздвижном притире (рис. 96, г, д).
Размеры калибров-высотомеров в процессе их доводки контролируют блоками концевых мер с применением лекальной линейки и точной поверочной плиты (см. рис. 96, б).
Доводка калибров для измерения длины шпоночного паза имеет свои особенности. Такие калибры имеют рабочие поверхности в виде части цилиндра, образованного радиусом, величина которого
меньше .половины измеряемого размера. Измерительные поверхности таких калибров доводил на плоских чугунных притирах, применяя продольные возвратно-поступательные перемещения с одновременным качанием по дуге.
§ 7. РЕМОНТ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ
На концевых мерах длины в процессе их эксплуатации возникают следующие дефекты: потеря притираемости, коррозия на боковых плоскостях и измерительных поверхностях, потеря точности меры, нарушение плоскостности, царапины, забоины, сколы.
Коррозия на измерительных поверхностях концевых мер чаще всего образуется летом, когда рабочие, пользующиеся мерами, берут плитки потными руками и по окончании смены не протирают меры и не укладывают их в футляр.
Царапины, забоины и сколы являются прямым следствием ударов, нанесенных режущим или другим закаленным инструментом по измерительной поверхности плиток или в результате падения плиток на чугунные или стальные предметы.
Ремонт плоскопараллельных концевых мер длины, несмотря на предельную простоту их конструкции, может выполняться лишь при наличии большого опыта.
Работать нужно в чистой одежде (цвета желтого, светло-серого или белого), соблюдать максимальную чистоту рук, применять только белые обтирочные материалы.
Применяются три метода восстановления размера плоскопараллельных мер длины: тепловой, электролитический и механический.
Тепловой метод основан на структурных изменениях, происходящих в металле при его нагревании. Концевые меры изготовляются из легированной инструментальной стали и подвергаются обычно особому режиму термической обработки (закалке, отпуску, искусственному старению). В мартенситной структуре закаленной стали всегда остается некоторая доля аустенита, являющегося нестойкой формой структуры, постепенно переходящей затем в мартенсит. Переход аустенита в мартенсит сопровождается объемным ростом кристаллов. Если концевые меры нагреть в масле до 200° С •и выдержать при этой температуре в течение 2 ч, а затем охладить в воде комнатной температуры, то размеры концевых мер увеличиваются. Например, концевые меры размерами 40—100 мм увеличиваются после такой обработки на 0,03—0,04 мм. При этом никакого повреждения поверхности концевых мер7 не происходит. Притирае-•мость и шероховатость подвергшихся тепловой обработке мер восстанавливают их прогладкой.'
Если величина прироста значительно превысит номинальный размер, то такие меры подвергают доводке до номинала.
Если какие-либо концевые меры, подвергнутые тепловой обработке, не получили увеличения в размере, их подвергают обработке вторично при том же режиме. Меры, не поддавшиеся восстановлению после двукратной тепловой обработке, перешлифовывают на меньший размер.
Электролитический метод ремонта заключается в наращивании слоя хрома на измерительные поверхности концевых мер. Электролитическим способом можно нарастить значительный слой хрома. Однако при значительной толщине хром становится хрупким и отслаивается с поверхности, на которую он нанесен. Обычно применяется хромирование на толщину до 0,1 мм.
Концевые меры наращивают только с одной стороны. Хромированию подвергают меры размерами более 6 мм. Перед хромированием с измерительной поверхности сошлифовывают алмазным кругом слои металла толщиной 0,01—0,02 мм. Слой хрома наносят толщиной 0,04—0,07 мм. Затем шлифуют и доводят.
Механический метод ремонта концевых мер включает два вида обработки: прогладку и переделку.
Прогладка— тонкая доводка измерительных поверхностей с целью восстановления их притираемости. Прогладка возможна только в случае, когда на измерительных поверхностях нет царапин, сколов, вмятин и следов коррозии.
Для восстановления блеска и притираемости достаточно снять с поверхности концевой меры слой металла толщиной от 0,0002 до 0,0005 мм, что вполне укладывается в допуск на размеры концевых мер четвертого и даже третьего класса точности и позволяет производить прогладку одних и тех же концевых мер по нескольку раз (в пределах допуска).
К концевым мерам, потерявшим свой размер вследствие износа или получившим повреждения на измерительных поверхностях, применяется переделка, которая заключается в перешлифовке измерительных поверхностей до заданного нового размера алмазным кругом, после чего меры подвергают искусственному старению для снятия могущих возникнуть внутренних напряжений и лишь после этого подвергают предварительной и окончательной доводке.
При перешлифовке мер размером до 1,5 мм снимают слой металла толщиной не более 0,05 мм, а с мер размером от 1,5 до 6 мм слой до 0,3 мм. Для мер размером более 6 мм толщина снимаемого слоя устанавливается в пределах необходимости, однако нужно стремиться к тому, чтобы она была минимальной.
Перешлифовку мер производят обязательно с обеих сторон во избежание их деформации.
Доводка концевых мер должна обеспечить параллельность измерительных поверхностей, их притираемость и точный размер.
При доводке концевых мер размером до 10 мм во избежание их нагрева от рук и прогиба на них необходимо наложить кожаную накладку или вспомогательную контактную концевую меру. В качестве контактной меры берут забракованную концевую меру размером 8—10 мм, у которой доводят одну из рабочих поверхностей с целью обеспечить .притираемость контактной меры с обрабатываемыми. Сторону контактной меры, соприкасающуюся с рукой доводчика, и боковые стороны покрывают тонкой замшей в один-два слоя. Последнюю наклеивают канифолью. Получение хорошей плоскостности концевой меры в большей степени зависит от степени нагрева меры руками доводчика, скорости движения меры по притиру и умения правильно держать меру.
Перед доводкой наносят на доводочную плиту стеарин (куском стеарина образуют на поверхности плиты след в виде восьмерки), затем бензин и смесь растирают. После этого смачивают поверхность плиты тремя—пятью каплями керосина, который также растирают. Аккуратно уложив доводимую концевую меру на плите, плотно прижимают ее пальцами обеих рук к поверхности плиты. При доводке концевых мер размером свыше 10 мм пальцы располагают сверху; при доводке мер большего размера (от 100 мм и выше) концевые меры закрепляют в доводочной рамке.
В процессе доводки концевую меру перемещают по плите возвратно-поступательными движениями с некоторым боковым смеще-200
-нием меры после каждого движения, чтобы не допустить повторения движений на одном и том же месте. Через несколько движений меру повертывают на 180°, приподняв ее над плитой. Припуск следует снимать равномерно с обеих плоскостей. Если при доводке на поверхности образовалась выпуклость, то это означает, что мера была сильно нагрета в руках; для ликвидации выпуклости нужно ее положить на холодную плиту и продержать на ней несколько минут до остывания. Если получилась впадина, то не исключена возможность, что доводочная плита -была также излишне нагрета. Большое значение для доводки имеет натренированность и чувствительность рук. Как правило, пальцы правой руки более чувствительны, чем пальцы левой. Необходимо равномерно распределять усилие пальцев на меру, это дает возможность достичь необходимой плоскостности и параллельности.
После каждых 8—10 доводок на плиты следует снова нанести слой стеарина, который смачивают одной-двумя каплями керосина. Это дает возможность дольше сохранить абразивные свойства поверхности плит. Окончательную доводку концевых .мер производят разведенной в керосине тонкой пастой ГОИ. Для доводки используют верхние слои керосина. После равномерного нанесения смеси на плиту ее растирают по поверхности диском с рукояткой. Нижняя плоскость диска должна быть доведена строго под линейку.
Одной порции нанесенной на плиту пасты достаточно для доводки примерно 10 концевых мер. Отработанную (потемневшую) пасту смывают бензином и наносят свежую. Не следует наносить большое количество пасты, так как это ведет к завалу краев доводимой плоскости у концевой меры.
После доводки концевой меры с пастой на ее измерительных плоскостях наблюдаются тонкие, чуть заметные штрихи. Эти штрихи должны идти вдоль измерительной поверхности и быть непрерывными по всей ее длине.
Окончательная доводка требует большого внимания и навыка от работающего.
Иногда доводчик доводит малоразмерную концевую меру только с одной стороны. Чтобы устранить возможность деформации меры, ее время от времени кладут плашмя на контрольную или доводочную плиту на «контакт» для выравнивания температуры.
Концевые меры; прошедшие восстановление размеров или переделку на новый размер, согласно стандарту относят к дополнительно установленным для них классам точности 4 и 5 с соответственно увеличенными допусками' на плоскопараллельность и отклонения размеров.
Г л а в a XIX ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Вручную изготовляют только шаблоны, имеющие небольшие габаритные размеры, малую толщину и требуемые .в небольшом количестве.
Современные технологические процессы изготовления шаблонов отличаются широким внедрением станочных методов обработки, как, например, точное фрезерование по профилю на .контурно-фрезерных станках, растачивание элементов профиля, а иногда и всего профиля на координатно-расточных станках, обработка на профилешлифовальных станках, механическая доводка профильными притирами на профильно-доводочных станках и др. Механизированный процесс позволяет расчленить обработку шаблонов на операции, выполнение которых легко возложить на рабочих более узкой специализации, чем слесарь-лекальщик.
Наряду с механизацией лекальных работ прогрессивным направлением в технологии изготовления профильных шаблонов и комплексных калибров служит метод прессования их из пластмасс по контркалибрам. Такая технология резко снижает стоимость серийного изготовления контрольного инструмента, сокращая время на обработку профиля и изготовление выработок.
Особенно успешно внедряется чистовая обработка профиля шаблона до его закалки. Она может выполняться, как и указывалось выше, на координатно-расточных станках, на которых производят разметочные, сверлильные, фрезерные и расточные операции. Указанные станки позволяют производить точные перемещения рабочего стола, а значит, и изготовляемого шаблона по прямоугольным координатам, а также делать угловые повороты с помощью круглого стола. Использование этих движений обеспечивает получение точных профилей, состоящих из прямых линий и дуг окружностей. Точное фрезерование цилиндрической поверхности концевой фрезой с остро заточенными зубьями ведется в два прохода, причем для чистового прохода оставляют припуск всего лишь 0,05—0,1 мм, а окончательная точность фрезерования достигает 0,03 мм.
Части окружности .получают обработкой на токарном или круглошлифовальном станках, а сочетание дуг окружностей с прямыми линиями профиля — на фрезерных и плоскошлифовальных станках.
Технологический процесс изготовления профильных шаблонов вручную включает следующие операции: разметку заготовок; резку заготовок; правку заготовок; обработку торцовых сторон под углом 90°; предварительное шлифование боковых плоскостей; разметку под сборку; сборку заготовок в пакеты; разметку профиля шаблона на одной из сторон собранного пакета; обработку пакетов по разметке; разборку пакетов, запиливание фасок и острых кромок; термическую обработку; рихтовку шаблонов; окончательное шлифование боковых плоскостей; сборку шаблонов в пакеты; шлифование 232
мерительных поверхностей; предварительную доводку; разборку пакетов; окончательную доводку; притупление острых кромок; маркировку электрографом.
Широкие плоскости шаблонов, независимо от сложности профиля, должны быть предварительно отшлифованы до термической обработки и окончательно после термической обработки. Параллельность сторон должна быть выдержана в пределах 0,01—0,02 мм, так как при доводке шаблоны и контршаблоны прижимают отшлифованными поверхностями к призме или кубику. Искривления и не-параллельность приведут к возникновению перекосов при доводке мерительных поверхностей шаблонов.
Профильные шаблоны в большинстве случаев изготовляют в паре с контршаблонами.
Шаблон, являясь поверочным инструментом, применяется для комплексного контроля сложных профилей на просвет. В результате частого контакта с проверяемыми деталями рабочие поверхности шаблонов быстро изнашиваются и нуждаются в периодической проверке и правке. Для этой цели и служат контршаблоны, которые изготовляют с той же точностью, как и сами шаблоны, а в отдельных случаях даже точнее, так как контршаблон является поверочным инструментом и хранится как эталон.
Процесс изготовления контршаблонов тот же, что и шаблонов, исключаются только операции, связанные со сборкой и разборкой пакетов, так как контршаблоны изготовляются, как правило, по одной штуке.
При изготовлении контршаблонов и шаблонов прежде всего обрабатывают те поверхности, которые доступны контролю универсальными измерительными инструментами: лекальной линейкой, концевыми мерами, плоскими угловыми мерами, микрометром. В этих случаях изготовление лучше всего начинать с контршаблона. При изготовлении шаблонов, имеющих радиусные поверхности, лучше начинать с изготовления шаблона, так как его проще изготовить, применяя для контроля калибр-пробку или набор стандартных радиусных шаблонов. По шаблону иногда бывает проще припасовать контршаблон с радиусными выступами, который универсальными измерительными средствами проверить нельзя. Часто делают одновременную обработку и пригонку контршаблона и шаблона.
§ 2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШАБЛОНОВ С ПРЯМОЛИНЕЙНЫМ ПРОФИЛЕМ
На рис. 97 показан угловой шаблон и контршаблон к нему для заточки резцов для нарезания трапецеидальной резьбы. Широкие плоскости обеих деталей тщательно шлифуют,-а боковые стороны 7 и 6 опиливают по наметке, обеспечивая их прямолинейность и взаимную перпендикулярность. Проверяют их лекальной линейкой и угольником 90°, они являются базами при разметке профиля. После разметки удаляют лишний металл, а затем по наметке опиливают выступ контршаблона и впадину шаблона с припуском на припасовку.
Припасовку контршаблона с шаблоном выполняют следующим' образом (рис. 97):	i
а) по стороне 1 контршаблона подгоняют первую сторону 1 шаблона; б) по стороне 1 контршаблона подгоняют сторону 2 шаблона; в) по стороне 1 шаблона подгоняют сторону 1 контршаблона; г) по стороне 1 шаблона подгоняют сторону 2 контршаблона.
Чтобы боковые стороны профиля шаблона и контршаблона совпали, опиливают поверхности плечиков 3 и 4 или поверхность 5«
Если у плечиков 3 и 4 наблюдается равномерный просвет, снимают металл с поверхности 5 до тех пор, пока не исчезнет зазор. Когда обнаруживается просвет у одного плечика, это значит, что плечики находятся не в одной плоскости и что необходимо дополнительно обработать одно из плечиков.
Такая последовательность припасовки позволяет точно подогнать друг к другу шаблон и контршаблон, и если их профили симметричны, то они должны совпадать при любом положении.
Технология слесарных работ при изготовлении шаблонов и контршаблонов предусматривает самое широкое использование опи
Рис. 98. Применение параллелей при изготовлении профильных шаблонов: 1 — обрабатываемые шаблоны, 2 — доводочные параллели, 3 — притир, 4 — угловая линейка
ловочных и доводочных приспособлений, способствующих получению более точных поверхностей и повышению производительности труда. Слесари-инструментальщики выполняют опиливание, обработку абразивными брусками, предварительную доводку плоских поверхностей, а иногда и фигурных профилей шаблонов в закаленных рамках, называемых параллелями.
Конструкций опиловочных приспособлений много (часть их рассмотрена нами ранее). Две наиболее простые конструкции параллелей приведены на рис. 98, а, б. С помощью этих приспособлений удобно обрабатывать прямолинейные рабочие поверхности листовых шаблонов и плоскости, расположенные под прямым углом.
§ 3. ВЫПОЛНЕНИЕ ШАБЛОНОВ И КОНТРШАБЛОНОВ ПО ВЫРАБОТКАМ
Рассмотренный выше порядок изготовления шаблонов и контршаблонов возможен только при относительно простой форме шаблона. Если шаблон сложный, то при повышенных требованиях к правильности его ^ормы изготовление шаблона и контршаблона выполняется при наличии специальных поэлементных шаблонов,, которые называются выработками, изготовляемыми для отдельных участков профиля шаблона. Выработки делают такой формы, чтобы их контроль можно было производить универсальным измерительным инструментом. В противном случае для изготовления выработок делают шаблоны-контр вы работки, форма которых допускает измерение универсальным измерительным инструментом.
На хорошо организованном инструментальном производстве вместе с разработкой технологического процесса изготовления шаблонов делают и чертежи выработок, но иногда слесарь-лекальщйк сам составляет процесс изготовления шаблона и разрабатывает чертежи всех выработок, которые ему необходимы.
Выработки и контрвыработки делают некалеными или закаленными в зависимости от того, какое количество шаблонов собираются по ним делать. Материал для них берут обычно тот же, что и для шаблона. Изготовив выработки, постепенно начинают обрабатывать весь профиль шаблона, производя измерения универсальным измерительным инструментом и выработками.
В качестве примера изготовления шаблона с помощью выработок рассмотрим процесс изготовления резьбового шаблона (рис. 99). Этот шаблон является комплексным, он служит для заточки резьбового резца, установки резца на токарном станке и для проверки нарезанной резьбы. В связи с этим необходимо, чтобы боковые стороны 1—1 и 2—2 шаблона лежали на одной линии и были параллельны, угол А расположен симметрично относительно этих сторон, осевые инии углов Б и Г перпендикулярны сторонам 1—1 и 2—2, а осевая линии угла В параллельна им (рис. 99, а).
Первоначальную обработку шаблона ведут в последовательности, рассмотренной выше (изготовление шаблонов).
На рис. 99, б показан шаблон с выработками № 1, 2 и 3, которые требуются для его изготовления, а на рис. 99, в — контрвыработки к ним.
Выработка № 1 служит для пригонки внутренних углов Б и Г так, чтобы осевая линия каждого из этих углов была перпендикулярна сторонам 1—1 и 2—2 шаблона. По этой выработке пригоняют
сначала одну сторону угла, затем другую.
Наружный угол В шаблона можно было бы изготовить по угломеру, но при этом нет гарантии, что осевая линия угла будет параллельна сторонам 1—1 и 2—2 шаблона. Чтобы это выполнить, необходимо угол В пригнать от боковых сторон шаблона по выработке № 2.
Для симметричного расположения угла А относительно сторон 1—1 и 2—2 нужно его обработать по выработке № 3 сначала от стороны 1—1, а потом от стороны 2—2. Такая пригонка называется контровкой угла относительно сторон шаблона.
Рис. 100. Система созда-
ния выработок
Рис 99. Применение выработок и контрвыработок при изготовлении резьбового шаблона
Если шаблон после обработки «всырую» должен быть закален, то обработку его после закалки следует производить по новым выработкам, так как при обработке под закалку должен учитываться припуск на обработку после закалки. При изготовлении выработок исходят из того, что конструкция их в комплекте должна соответствовать принятому порядку обработки, поэтому в качестве баз для последующих измерений принимаются ранее точно обработанные стороны шаблона. Желательно при конструировании выработки располагать их размеры от одной базы и чтобы выработки были пригодными для изготовления шаблона до и после закалки.
Для лучшего уяснения принципов конструирования выработок рассмотрим пример сложного профильного шаблона и контршабло
на к нему, предназначенных для контроля зубчатых реек, зубодолбежных гребенок, многозаходных червяков и т. д. (рис. 100).
Шаблон и контршаблон к нему могут быть -изготовлены по четырем выработкам. Выработка № 1 служит для выполнения угла четырех наклонных граней шаблона и контршаблона, а также глубины всех впадин и выступов. Выработка № 2 позволяет получить точное расстояние между наклонными гранями впадин. Выработка № 3 позволяет выдержать .величину шага между элементами контршаблона, а выработка № 4 служит для изготовления выступов контршаблона -и припасовки к нему рабочего шаблона.
Размеры выработок, показанных на рисунке, не зависят от припуска на чистовую обработку.
Изготовление комплекта выработок требует значительных затрат времени, иногда намного превышающих трудоемкость выполнения основного профиля сложного шаблона. Этим и объясняется, что многие слесари-лекальщики ищут и находят каждый евои пути упрощения работ и сокращения времени при изготовлении профильных шаблонов.
§ 4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШАБЛОНОВ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ ОЧЕРТАНИЕМ ПРОФИЛЯ
Приемы обработки профилей шаблонов, имеющих дуговые и криволинейные очертания особенно в сочетании с прямолинейными участками, имеют свои особенности. Главную трудность составляет разметка и контроль этих участков, поскольку измерения здесь переплетаются между собой и тесно связаны.
Известны четыре метода проверки профиля контрольного инструмента:
метод непосредственного измерения элементов профиля универсальными измерительными средствами (микрометр, плоскопараллельные концевые меры длины, плоские угловые меры, универсальные угломеры оптические и нониусные);
метод оценки величины световой щели между поверхностью обрабатываемого шаблона и контрольного инструмента (линейки, лекального угольника, стандартных радиусных шаблонов) ;
метод блестящего следа, при котором проверяют соответствие предмета эталону с помощью лекальной линейки или поверочной плиты, оставляющих блестящий след своего движения на контролируемой поверхности;
метод теневого проектирования, при котором значительно увеличенное отражение профиля рассматривается на экране проектора или под микроскопом. Этот метод является наиболее совершенным и в настоящее время широко используется при изготовлении точных шаблонов, особенно с криволинейным профилем.
Изготовление шаблонов, особенно с криволинейным профилем представляет собой процесс пригонки-припасовки шаблона к контр
шаблону, имеющему точный профиль детали, подлежащей контролю. Точность припасовки проверяется на просвет (метод световой щели), при этом припасовываемый шаблон и контршаблон должны быть обязательно расположены в одной плоскости (например, лежать на плоскости матового подсвечиваемого снизу стекла). Тогда величина световой щели не будет искажаться из-за неправильного
расположения сравниваемых предметов.
Простейшим случаем изготовления шаблона с криволинейным очертанием является выполнение рабочего шаблона и контршаблона к нему для контроля контура фасонной фрезы с затылованными зубьями, показанное на рис. 101.
Предполагается, что стороны комплекта 1, 3, 4, 6, 7 и 8 уже об-
работаны и при дальнейшей обработке комплекта нужно получить правильную полуокружность с центром, лежащим в плоскости 2. Сначала выполняют рабочий шаблон с профилем в форме впадины, для чего обрабатывают сторону 2 и полуокружность 5. Правильность контура полуокружности проверяют на просвет по стандартному калибру диаметром 32 мм, а положение центра радиуса контролируют микрометром от поверхности 4. Показание микрометра
Рис. 101. Порядок подгонки шаблона к контршаблону с криволинейным профилем
должно равняться сумме высоты h шаблона и радиуса калибра. Закончив обработку шаблона, переходят к обработке профиля контршаблона по поверхностям 9, 10 и И. Для этого делают подрезки в углах и обрабатывают поверхности 9 и 10. Необходимо, чтобы эти грани располагались на одной высоте и были параллельны базовой поверхности 6. Проверку выполняют микрометром, измеряя размер 30 мм. Затем обрабатывают полуокружность 11 по уже готовой полуокружности 5 шаблона. Проверяют на просвет. Если при перестановке^ шаблона относительно контршаблона нэ 180° между ними не будет просвета, т. е. профиль будет симметричным, припасовку можно считать законченной.
При изготовлении шаблона и контршаблона в незакаленном виде (до закалки) должен быть оставлен припуск в 0,03—0,05 мм на сторону под доводку после термообработки. В этом случае диаметр круглого калибра должен быть взят на 0,06—0,1 мм меньше чертежного размера шаблона, а контршаблон нужно подгонять по полукольцу, диаметр которого на 0,06—0,1 мм больше чертежного размера шаблона. Полукольца изготавливают расточкой куска листовой стали на токарном станке, прошлифовкой отверстия под требуемый размер и разрезкой надвое.
Притирка шаблонов с вогнутой дугой выполняется преимущественно на неподвижных притирах, закрепленных в тисках. Притирка шаблонов с выпуклой дуговой поверхностью выполняется или на до-зодочной плите с бруском, или же в параллельных с применением подвижных притиров.
При изготовлении шаблона, показанного на рис. 102, а, необходимо сначала изготовить вкладыш (контршаблон) (рис. 102, б), так
Рис. 102. Изготовление шаблона с двумя дуговыми участками
как в данном случае обеспечение совмещения линейного и углового
расположения дуговых участков представляет значительные трудности. Изготовляя вкладыш, в первую очередь обрабатывают его па-
раллельные стороны по размеру 42 мм, затем обрабатывают угловой участок профиля с соблюдением угла 25°. Далее приготовляют две выработки 1 и 2 с дугами фадиусом г=6 мм и по ним обрабатывают углы контршаблона, сохраняя на клон касательной линии профиля в 25°. По окончании обработки этих участков обрабатывают плечики контршаблона по высоте 40 мм от вершины про-
Рис. 103. Доводка пакета шаблонов с вогнутым профилем
филя.
По окончательно изготовленному контршаблону выполняют профиль шаблона. При доводке радиусных сопряжений применяют под-
вижные чугунные притиры.
Когда требуется изготовить несколько одинаковых контурных шаблонов, изготовляют один контршаблон и всю обработку ведут в пакетах. В этом случае для притирки не требуется фиксирующих призм и наметок, притирка нескольких поверхностей одного профиля ведется одновременно и вероятностей для перекосов меньше.
На рис. 103 показана доводка пакета шаблонов. Сначала притирают на круглом шлифованном в размер притире дугообразный участок шаблонов (рис. 103, а). Работа выполняется движениями
вдоль притира, причем для предупреждения его одностороннего износа притир периодически поворачивают в тисках вокруг оси. Затем на прямоугольном притире с одним скошенным в размер углом (рис. 103, б) доводят прямолинейные плоскости шаблонов до сопряжения их с дугообразным участком.
Контроль места сопряжения выполняют лекальной линейкой.
При доводке шаблонов пакет периодически поворачивают от'одной, то другой стороной. Этим достигается, более точная доводка и требуемая шероховатость доводимой поверхности, а также более равномерно срабатывается притир.	f
§ 5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ
Шаблоны, имеющие замкнутый или полузамкнутый профиль, называют в инструментальных цехах проймами и полупроймами. Из-
готовление пройм представляет собой наиболее сложный процесс в лекальном деле. Как правило^ проймы изготовляют по контршаблонам и выработкам, причем часто для изготовления контршаблонов также приходится выполнять выработки, которые можно проконтролировать универсальными инструментами.
Профили шаблона (проймы) и контршаблона должны точно совпадать, и если профили симметричны, то это совпадение должно быть при любом положении шаблона и контр-шаблона.
Рис. 104. Профильные шаблоны с замкнутым контуром (проймы)
На рис. 104 приведены примеры пройм 1 для контроля деталей простейшей симметричной формы, а также конструкция вкладышей 2 и выработок. 3 для их изготовления. У проймы и вкладыша рабочие поверхности должны быть выполнены плоскими и доведены с наименьшей шероховатостью. При перекантовке как выработки, так и вкладыша не должно нигде наблюдаться щели. Вначале вкладыш должен входить несколько туго. Тогда отмечают цветным карандашом на пройме то место, которое «держит» при всех перекантовках вкладыша.
§ 6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШАБЛОНОВ СЛОЖНОГО ПРОФИЛЯ ПО ЗАДАННЫМ КООРДИНАТАМ
Часто необходимо изготовить шаблоны сложного профиля, представляющего собой кривые, которые не могут быть образованы прямыми линиями и дугами окружностей. В этих случаях профиль определяют точками, принадлежащими этой кривой, положение которых задают в системе прямоугольных координат. Примером может служить кривая, показанная на рис. 105, а.
Рис. 105. Построение контура шаблона по координатам
Для изготовления шаблона делают ступенчатую выработку по точкам, размеченным на хорошо прошлифованной поверхности незакаленной пластинки. Разметку производят на точной поверочной плите, закрепив пластинку в лекальных тисках или с помощью струбцины на стальном точно отшлифованном кубике (разметочной призме). Линии на размечаемой заготовке прочерчивают чер-тильным боковиком, закрепленным в державке из набора принадлежностей для плоскопараллельных концевых мер длины. Размеры для построения координат набирают в виде блока концевых мер с соблюдением точности размера в сотые доли миллиметра.
По размеченным перекрестиям координатных линий делают неглубокое накернивание точек профиля заточенным под углом 30° острым кернером. По точкам производят запиливание ступенек про-
филя, как показано на рис. 105, б. При этом должны быть сохранены половинки накерненных лунок. После тщательной проверки и подправки ступенек трехгранным надфилем, производят спиливание зубцов и сглаживание профиля, проверяя перпендикулярность получаемой поверхности к широкой плоскости выработки. Окончательный контроль профиля выполняют с помощью оптического теневого проектора или на инструментальном микроскопе.
На рис. 106, а показан процесс изготовления по координатам шаблонов для пальцевых модульных фрез. Такая работа относится в
Рис. 106. Изготовление шаблона
для контроля пальцевых модульных фрез
лекальном деле к числу сложных и выполняется обычно достаточно квалифицированными инструментальщиками.
Внутренняя кривая бокового профиля такого шаблона представляет эвольвенту (рис. 106, б). Обычно на шаблонах для фрез с модулем 40 и более общее число координатных размеров кривой задается в количестве 25—27. Такое большое количество размерных точек необходимо для получения эвольвентной кривой с возможно меньшими отклонениями от теоретической. Размер А берется с точностью ±0,05 мм при размере Л, выполненном по чертежу. Принятая в настоящее время технология изготовления этих шаблонов такова. Вначале приступают к изготовлению контршаблона. На незакаленной пластине-заготовке (рис. 106, в), прошлифованной по плоскостям, после опиловки ее двух боковых сторон 1 и 2 точно под 212
углом 90° наносят осевую линию X—X. Затем откладывают несколько координат, обычно вместо 25—27 не более 5—8. Так как кривая профиля представляет собой эвольвенту, то все промежуточные координатные точки будут лежать примерно на кривой, соединяющей точки пересечения. Отклонение не будет превышать 0,05 мм, что для необработанного контршаблона совершенно достаточно.
После разметки фрезеруют контур контршаблона и по начерченным рискам контршаблон грубо опиливают. Первая проверка производится штангензубомером через одну координату. Такой контроль достаточен для подготовки контршаблона к закалке. Вместе с контршаблоном готовят выработку на одну его сторону для дальнейшей подгонки после закалки. Закаленный контршаблон и выработка подвергаются правке с помощью рихтовального молотка и шлифуются по плоскостям. Затем торец контршаблона а и поверхности б притирают, выдерживая заданную высоту между ними.
Далее необходимо грубо обработать выработку по профилю и потом также грубо притереть -боковые стороны профиля контршаблона по выработке, допуская лишь небольшие просветы между ним и выработкой. После грубой притирки производят первый обмер штангензубомером через одну координату, помечая отклонения. После первого обмера надо снять с одной стороны контршаблона половину излишего припуска и, контролируя по зубомеру снимаемую величину, подогнать с едва заметными просветами выработку по этой стороне.
Затем по выработке нужно обработать вторую сторону контршаблона, также допуская очень небольшие просветы. Вторичный замер контршаблона следует производить уже по каждой координате до тех пор, пока не будет достигнут желаемый размер. Окончательно проверяют профиль и размеры на универсальном микроскопе (или проекторе), так как точность штангензубомера для такой работы недостаточна.
Полученный контршаблон соответствует профилю фрезы. Необходимо изготовить по нему еще обратный шаблон, который будет применяться для контроля инструмента. Обратный шаблон под закалку проверяют изготовленным контршаблоном, но так, чтобы под торцом а и площадками б остался просвет от 0,1 до 0,3 мм, в зависимости от размеров и кривизны профиля.
После окончательной подгонки шаблона необходимо еще раз проверить основной контршаблон, чтобы убедиться в том, что в процессе контровки не пострадала его точность. Проверку шаблона и контршаблона выполняют на инструментальном микроскопе.
9 7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ ИЗ ПЛАСТМАСС
На ряде заводов освоено серийное изготовление профильных шаблонов прессованием из пластмассы. Моделью, по которой выполняется рабочий профиль шаблона, служит стальной, точно изготов
ленный контршаблон, который укладывают в рамку пресс-формы, рабочее пространство которой с некоторым излишком заполняют самотвердеющей пластмассой АСТ-Т.
При ее приготовлении отдельно хранящиеся порошкообразные и жидкие составляющие смешивают в стеклянном сосуде в соотношении 2:1. Смесь выдерживают в течение 5—10 мин. При отсутствии ощущения липкости на пробу пальцами смесь может считаться годной к употреблению.
Пресс-форму, заполненную смесью, накрывают стальной шлифованной плитой, смазанной разделительным составом, и устанавливают под ручной или гидравлический настольный пресс, где выдерживают под давлением 10—15 кгс/см2 в течение 10—15 мин при комнатной температуре.
По истечении указанного времени рамку отделяют от основания пресс-формы, из нее извлекают пластмассовый оттиск, снимают с шаблона облой и слегка притупляют острые края оттиска.
При правильном обращении пластмассовые шаблоны, особенно работающие на просвет, имеют такую же износостойкость, как и незакаленные стальные. При выполнении обычных фрезерных, строгальных, токарных и долбежных работ точность их вполне достаточная.
Г л а в а XX
ПОВЕРКА И РЕМОНТ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ПОВЕРКА И РЕМОНТ ШТАНГЕНЦИРКУЛЕЙ
Специализированные инструментальные заводы внесли в технологию изготовления штангенциркулей много нового: штамповка заготовок, точное литье, сварка, наружное и внутреннее протягивание, фотохимическое нанесение шкал, станочная шлифовка и доводка рабочих поверхностей, механизация зачистных операций, поточная сборка на конвейере. На заводах-потребителях производятся только их периодическая поверка и ремонт.
Погрешности штангенциркулей. Погрешности отдельных элементов штангенциркулей влияют на суммарную погрешность их показаний. Поэтому в допусках на их изготовление исходят из того, чтобы сумма погрешностей отдельных элементов штангенциркуля не .превосходила допускаемую суммарную погрешность его показаний, предусмотренную техническими условиями.
Нормы точности зависят от величины отсчета по нониусу и .пределов измерения данного инструмента.
На точность показаний сильно влияют погрешности нанесения штрихов шкал штанги и нониуса. Ширина штрихов шкал штанги и нониуса должна быть в пределах 0,08 — 0,1 мм. Разница в ширине штрихов на каждой шкале одного штангенинструмента не должна превышать 0,05 мм. Неточность расстояний между двумя любыми штрихами допускается не более ±0,03 мм.
Угол между направляющей стороной штанги и измерительной поверхностью губки должен быть выдержан с точностью а = ± ±5'. Этот угол контролируют лекальным угольником.
Между измерительными губками (при их смыкании) допускается просвет не более 0,015 мм как при незатянутом, так и затянутом зажиме рамки; при этом нулевые штрихи шкал нониуса и штанги должны совпадать.
Непрямолинейность направляющего ребра штанги не должна превышать 0,03 мм на всей длине штанги.
Перпендикулярность измерительных поверхностей губок их боковым сторонам проверяют с помощью лекального угольника.
Погрешность показаний штангенциркуля определяют с помощью плоскопараллельных концевых мер различного размера (в нескольких местах длины штанги). Проверка ведется на двух участках рабочей поверхности губок (около штанги и у концов губок).
Ремонт штангенциркулей. Штангенциркуль, поступающий для ремонта, подвергается проверке с целью установления дефектов, подлежащих устранению.
К штангенциркулям, прошедшим ремонт, предъявляются следующие требования.
На рабочих поверхностях штангенциркуля не должно оставаться забоин, царапин, следов коррозии и других дефектов, влияющих на его эксплуатационные качества. Плоскость, на которой нанесены деления нониуса, должна иметь ровный край. Край нониуса должен перекрывать штрихи штанги не менее чем на 0,5 м.м. Штрихи нониуса должны доходить до края. Штрихи штанги должны быть отчетливыми, ровными и перпендикулярными направляющей грани штанги.
Рамки микрометрической подачи должны перемещаться по штанге легко и без заеданий, а прижимные винты надежно укреплять рамки. Мертвый ход микрометрической пары не должен превышать */з оборота.
При сдвигании губок до соприкосновения их измерительных поверхностей нулевые штрихи штанги и нониуса должны совпадать. При этом просветы между измерительными поверхностями как при незатянутом, так и при затянутом прижиме рамки ни в каком месте по длине губок не должны превышать: при величине отсчета по нониусу 0,05 мм 0,01 мм; при величине отсчета 0,1 мм 0,015 мм.
Совпадение штрихов проверяют лупой, величину просвета оценивают на глаз.
Расстояние от верхней кромки края нониуса до поверхности штанги не должно превышать: при величине отсчета по нониусу 0,05 мм — 0,22 мм; при величине отсчета 0,1 мм — 0,30 мм. Это расстояние проверяют щупом.
Шероховатость измерительных поверхностей губок должна соответствовать: для наружных измерений 11-му классу, для внутренних 9-му классу. Шероховатость проверяют сравнением с образцами шероховатости.
Плоскость измерительных поверхностей для наружных измерений контролируют лекальной линейкой с острым ребром, которая
устанавливается параллельно длинному ребру губок и по диагоналям ребра. У штангенциркулей типа ШЦ-I линейку располагают только параллельно длинному ребру. Неплоскостность не должна превышать 4 мкм у штангенциркулей типа ШЦ-I и 3 мкм у штангенциркулей типов ШЦ-П, ШЦ-Ш. Величину просвета определяют на глаз.
Отклонение от параллельности измерительных поверхностей губок для внутренних измерений при затянутом прижиме рамки не должно превышать: при величине отсчета по нониусу 0,05 мм 0,02 мм; при величине отсчета 0,1 мм 0,03 мм.
Параллельность образующих цилиндрических поверхностей губок для внутренних измерений контролируют с помощью гладкого или рычажного микрометра не менее чем в двух-трех сечениях, вдоль образующей измерительной поверхности и определяют разность между максимальным и минимальным размерами толщины сдвинутых губок.
Расстояние между измерительными поверхностями губок для внутренних измерений у штангенциркулей с пределом измерений 0—125 мм при установке на размер 10 мм должно быть Ю^о’оз мм-
Расстояния проверяют микрометром.
Допускаемые погрешности при наружных измерениях при незатянутом и затянутом прижиме рамки не должны превышать значений: при величине отсчета по нониусу 0,05 мм±0,05 мм; при величине отсчета 0,1 мм ±0,1 мм.
Погрешности штангенциркулей контролируют с помощью концевых мер в различных точках шкалы при незатянутом прижиме рамки, а в среднем и крайних положениях рамки — при затянутом прижиме рамки. Погрешность определяют, начиная с нулевой установки, а затем по концевым мерам. Измерительную поверхность неподвижной губки прижимают к блоку концевых мер и затем подводят к нему подвижную губку с таким усилием, чтобы обеспечивалось нормальное скольжение измерительных поверхностей штангенциркуля по плоскостям концевых мер. Нормальное скольжение будет и при зажатом прижиме, в этом положении производят отсчет, по нониусу.
При проверке погрешности длинное ребро концевой меры должно быть перпендикулярно длинному ребру измерительной поверхности. Намаркированный на губках размер сдвинутых губок штангенциркулей, выпускаемых из ремонта, должен выражаться целым числом миллиметров и десятыми долями миллиметра и нанесен на одной из губок.
Радиус закругления цилиндрической измерительной поверхности губок для внутренних измерений штангенциркулей типов ШЦ-П должен быть не более половины суммарной толщины губок.
Величину радиуса закругления проверяют гладким микрометром поворотом его на некоторый угол по отношению к оси штанги.
У штангенциркулей типов ШЦ-П, ШЦ-Ш, бывших в употреблении, встречаются следующие дефекты: изношены губки для разметки, изношены губки для наружных и внутренних измерений, пере-216
кошены измерительные .поверхности губок, поломана одна из ножек, повреждена штанга, неравномерно передвигается рамка по штанге, поврежден нониус или неправильны его показания, имеется большой люфт винта микрометрической подачи, ненадежная фиксация размера стопорным винтом, коррозия на поверхностях деталей инструмента, забоины, .вмятины и т. п. Все эти дефекты могут быть устранены ремонтом.
Наиболее часто встречающейся операцией ремонта является заточка разметочных губок. Заточку производят на заточном станке с мелкозернистым абразивом и обязательно с применением упора и охлаждения. Губки осторожно подводят к камню, выпрямля-
Рис. 107. Способы доводки измерительных поверхностей штангенциркуля ШЦ-И для наружных измерений
Рис. 108. Доводка измерительных губок штангенциркуля для внутренних измерений:
1 — измерительные губки, 2 —-‘притир, 3 — деревянная плашка
ют их по форме и делают одинаковыми по длине. Заточку подправляют ручными брусками. Заточка должна быть выполнена так, чтобы вершина угла заточенных губок находилась строго в плоскости их разъема. Если этого условия не выполнить, то при разметочных работах будут неизбежны погрешности в размерах.
В случае деформации деталей или поломки требуется их восстановление. Детали, сломанные или сильно изношенные, при эксплуатации, не ремонтируют, а заменяют новыми.
Губки доводят плоскопараллельными притирами (рис. 107). Рамку штангенциркуля плотно надвигают на плоскопараллельный притир и закрепляют ее винтом. Чтобы притир равномерно изнашивался, его поворачивают во время работы и через определенные промежутки времени проверяют износ рабочих плоскостей притира лекальной линейкой и паралельность сторон — микрометром. При появлении углублений на притире или потере параллельности его правят на доводочной плите, как было сказано выше. Сначала дово-
дят губки для контроля наружных поверхностей, затем разметочные.
Прямолинейность измерительных поверхностей проверяют лекальной линейкой, а параллельность — концевыми мерами. Размер между измерительными поверхностями губок для наружных измерений и разметочных губок должен быть совершенно одинаковым и при полном сдвигании их на нуль они должны смыкаться без просвета.
Губки для внутренних измерений доводят по окончании доводки губок для наружных измерений и разметочных губок, как показано на рис. 108. Правильность образования закругления проверяют рычажным микрометром.
После доводки губок нониус устанавливают в нулевое положение. Для этого губки сдвигают до соприкосновения измерительных поверхностей и поджимают их подвижной рамкой. В таком положении рамку стопорят винтом: ослабляют винты, крепящие нониус, и передвигают его в нужном направлении. Если первое и последнее деления нониуса совпадают с первым и последним делением штанги, выверка считается правильной, и нониус закрепляют винтами в таком положении.
Если крепежные отверстия в пластинке нониуса не обеспечивают нужного смещения, их распиливают на овал и, если нужно, одновременно спиливают торец пластинки. После этого переставляют нониус и закрепляют его в нужном положении.
Дефекты, связанные с изгибом штанги и забоинами на ней, устраняют правкой и притиркой. Правку выполняют в тисках или на прессе с помощью трех прокладок из мягкого металла (две прокладки ставят с одной стороны и одну — с противоположной между двумя). Забоины на штанге удаляют бархатным напильником. Нельзя править штангу молотком, так как это может привести к удлинению шкалы, нанесенной на штанге.
Неравномерный износ граней штанги устраняют опиливанием и доводкой на притирочной плите с кубиком. Прямолинейность граней проверяют лекальной линейкой на просвет или на поверочной плите по краске. Параллельность сторон штанги проверяют микрометром.
Иногда рамка штангенциркуля неравномерно передвигается по штанге. Это происходит вследствие ослабления прижимной пружины. Чтобы увеличить кривизну пружины, ее кладут на прокладку и молотком увеличивают изгиб.
При слабой фиксации установочного размера меняют стопорный винт (если на нем износилась резьба). Если резьба износилась в рамке, то рассверливают отверстие и нарезают резьбу несколько большего диаметра, а винт ставят новый.
§ 2.	РЕМОНТ ШТАНГЕНГЛУБИНОМЕРОВ
Устройство штангенглубиномеров аналогично устройству штангенциркулей с точностью отсчета 0,05 мм. Поэтому и требования к 218
этому виду инструмента предъявляются такие же, как и к штангенциркулям. Наиболее вероятными дефектами штангенглубиномеров, поступающих в ремонт, являются: износ измерительных поверхностей основания и штанги, износ и искривление штанги, износ микрометрической подачи, нарушение установки на нуль, ослабление пружины, коррозия на поверхностях и забоины.
Для устранения дефектов в ремонтируемых штангенглубино-мерах применяют следующие ремонтные операции: 1) разборку; 2) рихтовку и доводку штанги; 3) ремонт деталей; 4) зачистку деталей; 5) промывку; 6) сборку; 7) доводку измерительных поверхностей; 8) установку на нуль.
Большая часть из перечисленных операций выполняется аналогично операциями, применяемым при ремонте штангенциркулей. Характерными операциями для штангенглубиномеров являются сборка и доводка.
При сборке следует обращать внимание на винт микрометрической подачи. Он может быть изогнут, вследствие чего рамка не будет свободно двигаться, не задевая винта. Кроме того, нужно проверить взаимодействие гайки и винта. Мертвый ход гайки не должен превышать 'Д оборота. Если мертвый ход больше, то его устраняют поджимом ушек рамки. В рамку основания вставляют пружинку и проверяют плавность ее хода. Если она движется плавно, то ввинчивают зажим и закрепляют рамку на штанге. Закладывают пружинку в рамку микрометрической подачи, надевают ее на штангу и продвигают до соприкосновения с основной рамкой основания. Если рамка не задевает за винт микрометрической подачи, то гайку вкладывают в рамку и навинчивают на винт. Винтами прикрепляют нониус.
Ремонт корпуса штангенглубиномера начинают с доводки плоскости основания и торца штанги. Для этого применяют доводочную плиту размером 300x300 мм. Поверхность плиты должна иметь хорошую плоскостность, которую проверяют на просвет лекальной линейкой. На плиту наносят микропорошок электрокорунда зернистостью М7 с керосином. Во избежание быстрого испарения керосина в него добавляют 5% часового масла. Штангу несколько выдвигают (0,05—0,1 мм) над уровнем основания и вместе с последним прижимают к плите. Рамку закрепляют прижимом на штанге и возвратно-поступательным перемещением по плите добиваются плоскостности и чистоты поверхности основания и штанги одновременно. Во время доводки притупляется абразив и высыхает керосин, поэтому время от времени плиту протирают и снова наносят абразив.
Согласно стандарту отклонение от плоскостности измерительной поверхности штанги не должно превышать 0,004 мм, а отклонение от плоскостности измерительной поверхности основания 0,006 мм.
Плоскостность проверяют лекальной линейкой, острое ребро которой устанавливают параллельно длинному ребру губок и по диагонали.
Погрешность показаний штангенглубиномера при незатянутом и затянутом прижиме рамки не должна превышать ±0,05 мм.
Погрешности показаний проверяют концевыми мерами.
Начинают с проверки правильности нулевой установки. Основание -штангенглубиномера прижимают к поверочной плите 1-го класса точности. Измерительную поверхность штанги приводят в контакт с плоскостью плиты. При этом нулевой штрих нониуса должен
совпадать с нулевым штрихом штанги.
Рис. 109. Проверка показаний штангенглубиномера
Далее проверку осуществляют по концевым мерам. Для этого основание 1 штангенглубиномера устанавливают на два одинаковых блока концевых мер 2, помещенных на поверочной плите, и прижимают его рукой к концевым мерам (рис. 109). П-ри установке штангенглубиномера на блоки концевых мер длинное ребро последних располагают перпендикулярно длинному ребру основания. Контролируют при двух положениях блоков концевых мер, как это видно из рисунка, у краев основания 1 и на ближайшем расстоянии от штанги 3,
§ 3.	РЕМОНТ ШТАНГЕНРЕЙСМАСОВ
В процессе эксплуатации в штан-генрейсмасах возникают следующие дефекты: износ опорной плоскости основания, износ поверхностей основания, износ и деформация штанги, нарушение установки на нуль, ослабление пружинок, износ винта и гайки
микрометрической подачи, износ рабочих поверхностей измерительных ножек, коррозия, царапины и забоины на поверхности
всех деталей.
При ремонте штангенрейсмасов их разборку, ремонт деталей, зачистку, установку на нуль и сборку производят так же, как "и при ремонте штангенциркулей. Характерны для штангенрейсмасов
следующие ремонтные операции: доводка измерительных поверхностей рамки и измерительной и разметочной ножки; доводка осно-
вания.
Доводку производят на плите при помощи кубика микропорошком зернистостью-М7. При наличии забоин и царапин поверхности измерительной ножки обрабатывают абразивным бруском.
Доводку основания начинают с определения отклонения его поверхности от плоскостности. Если неплоскостность превышает 0,01 мм, необходима доводка на доводочной плите. Плоскостность проверяют лекальной линейкой, устанавливая ее по диагонали осно-
Рис. НО. Проверка показаний штангенрейсмаса
вания на острое ребро. Доводку на плите осуществляют, прижимая основание к доводочному кубику. В процессе доводки основания проверяют его перпендикулярность к плоскости штанги на проверочной плите, на которую устанавливают концевые меры.
Согласно стандарту отклонения от плоскостности и прямолинейности измерительных поверхностей ножек не должны превышать 0,004 мм. У плоских измерительных поверхностей на расстоянии 0,5 мм от краев фасок допускаются завалы. Измерительные поверхности ножек проверяют лекальной линейкой, которую острым ребром прикладывают к проверяемой плоскости. Линейку располагают вдоль длинного, а затем вдоль короткого ребра измерительной плоскости ножек. Величину просвета оценивают на глаз.
Проверяя показания, сначала контролируют правильность установки на нуль. Для этого штан-генрейсмас ставят основанием 1 на поверочную плиту (рис. 110) и сдвигают измерительную поверхность ножки 2 до соприкосновения с плоскостью плиты. При необходимости поверхность ножки соприкасают с, плоскостями установленных на плиту концевых мер 7, соответствующих нижнему пределу измере
ния; при этом нулевые штрихи шкалы нониуса 5 и штанги 3 должны совпасть. Дальнейшую проверку проводят так же при помощи концевых мер. Измерительную поверхность ножки при проверке приводят в соприкосновение с поверхностью концевой меры так, чтобы обеспечивалось легкое скольжение измерительной поверхности ножки по плоскости концевой меры. В этом положении производят отсчет по нониусу как при закрепленных, так и при незакрепленных рамках 4 и 6. Проверяют в двух положениях концевой меры: у конца ножки и на ближайшем расстоянии от штанги. При проверке у конца ножки измерительные поверхности концевых мер не должны выступать за пределы длинной стороны измерительной ножки. Шероховатость измерительных поверхностей ножек должна соответствовать 10-му классу,а рабочая поверхность основания 9-му классу
§ 4.	РЕМОНТ ШТАНГЕНЗУБОМЕРОВ
Штангензубомеры (рис. 111) выпускают двух типоразмеров: для измерения зубчатых колес с модулем от 1 до 18 мм и от 5 до 36 мм.
Недостатками штангензубомеров являются низкая точность отсчета по нониусам 7 шкал 1 и 2 (несмотря на величину отсчета 0,02 мм, погрешность измерения штангензубомером достигает ±0,05 мм), быстрый износ кромок измерительных губок 4 и 5, влияние на результаты измерения инструментом погрешностей установки упора и отклонения радиуса окружности выступов.
Проверку погрешности производят с помощью калиброванных роликов 10 путем сравнения результата измерение величины хорды сечения ролика, перпендикулярного оси, с расчетной величиной хорды S. Для штангензубомера с пределами измерения по модулю 1—18 мм применяют два ролика с диаметром 3—5 и 18—20 мм, а
Рис. 111. Штангензубомер и способы проверки
для штангензубомеров с пределами по модулю 5—36 мм — два ролика с диаметрами 5—8 и 35—40 мм.
При проверке вертикальную шкалу 2 зубомера устанавливают на размер Л, равный высоте дуги, стягивающей хорду,
д__d — sin а)
~	2	’
Расчетный размер хорды S подсчитывают по формуле
S=d- cos а,
где d — диаметр ролика;
а — угол исходного контура.
При а=20° S = 0,9397d; h= 0,3290d.
Допускаемая погрешность показаний не должна превышать ±0,02 мм по обеим шкалам при закрепленном и незакрепленном положении рамок 3.
По конструкции и взаимодействию подвижных частей штангензубомер во многом схож со штангенциркулем, поэтому к нему применяют те же ремонтные операции. При доводке губок важно добиться того, чтобы не было перекоса измерительных поверхностей губок относительно торца высотной линейки 6.
Для проверки положения поверхностей губок 4 и 5 и торца высотной линейки 6 используют концевую меру S, уложенную на поверочную плитку 9.
Глава XXI
ПОВЕРКА И РЕМОНТ МИКРОМЕТРИЧЕСКИХ И ИНДИКАТОРНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МИКРОМЕТРИЧЕСКИМ ИНСТРУМЕНТАМ
Одной из главных ошибок микрометрических инструментов является неточность микропары (винт—микрогайка). Основными здесь являются отклонения резьбы винта и гайки по шагу и диаметру и сочетание этих отклонений. Проверку резьбы производят на инструментальном Микроскопе.
На точность .показаний влияет ширина штрихов шкал стебля и барабана, точность нанесения этих штрихов проверяют на заводе-изготовителе на микроскопах. Ширина штриха на стебле должна быть 0,2+0,05 мм, а на барабане 0,1+0,05 мм.
Стабилизатором измерительного усилия у микрометров служат пружина с зубом у трещотки. Величину измерительного усилия можно изменять. Допускается измерительное усилие в пределах 500—900 Г. Измерительное усилие проверяют с помощью циферблатных весов или специально приспособленными для этого динамометрами с тарированной пружиной.
Положение края скоса барабана относительно нулевого штриха проверяется установкой на нуль. При нулевом отсчете нулевой штрих стебля должен быть виден целиком.
Допускаемое отклонение от плоскостности измерительных поверхностей микрометра равно 0,9 мкм. Это соответствует трем интерференционным полосам для белого света без учета расстояния 0,5 мм от краев измерительной поверхности. Плоскостность проверяют с помощью плоскопараллельных стеклянных интерференционных пластин наложением их на измерительную поверхность. Отклонение от плоскостности имеет большое влияние на величину ошибки при измерении краями измерительных поверхностей микрометра.
На результаты измерений влияют также непараллельность измерительных поверхностей пятки и микровинта. #
7У микрометров с пределом измерений до 100 мм параллельность измерительных поверхностей проверяют с помощью четырех плоскопараллельных стеклянных пластин, размеры которых отличаются один от другого на величину перемещения микровинта при его повороте на 74 оборота (0,12 мм).
Микрометры с пределами измерения свыше 100 мм проверяют с помощью четырех специальных штихмасов.
Общая допускаемая погрешность показаний микрометра в зависимости от пределов измерения предусматривается от +4 до + 10 мкм. Проверка производится через каждые 5 мм шкалы.
Шероховатость стальных закаленных измерительных поверхностей микрометров должна быть не ниже 12-го класса, а для твердосплавных— не ниже 11-го класса.
§ 2. РЕГУЛИРОВКА И РЕМОНТ МИКРОМЕТРОВ
Технические требования. Микрометры, поступающие для использования в цех, не должны иметь дефектов, влияющих на их эксплуатационные качества (вмятины, заусенцы, забоины), кромка конической части барабана должна быть ровной, без зазубрин. Перемещение барабана в пределах- измерения должно быть плавным, без трения барабана о стебель. При вращении за трещотку микрометрический винт должен легко -передвигаться в гайке, а трещотка не должна проскальзывать при повороте незажатого микрометрического винта. При зажатом стопоре винт не должен провертываться под действием трещотки.
Измерительные поверхности пятки и микрометрического винта не должны иметь видимых повреждений и должны быть параллельны при любом повороте микрометрического винта.
Перед проверкой микрометр укрепляют в стойке и устанавливают на нуль по концевым мерам с размерами, соответствующими пределу измерения микрометра 50, 75 и 100 мм. Проверку точности показаний производят концевыми мерами в следующих точках:
UVMAlAflll X* ЬГ^/А<«*Д XX рь IX XX ХД	,
микрометра, мм	размеры концевых мер, мм
5.........................1; 12; 2;2 24; 3,36; 4,50; 5,0
10........................2; 12; 4,0,4; 6; 36; 8,50; 10,0
25........................5,12; 1 А24; 15,36; 21,50; 25,0
более 25..................А4-5,12;+10,24; Л+15,36; Л+21,50; Л+25,0
А — нижний предел измерений проверяемого микрометра.
Регулировка микрометров. При несо-в1падении нулевых штрихов шкалы стебля и шкалы барабана, а также при ослаблении винта необходима регулировка микрометра.
При несовмещении нулевых делений стопорят микровинт и отвертывают головку микрометра на 1—2 оборота и, потянув за барабан в сторону скобы, снимают его с корпуса шпинделя. Установив этот барабан в правильном (нулевом) положении, поворотом головки микрометра закрепляют барабан.
Плавность хода микрометрического винта проверяют по отсутствию люфтов и заеданий на отдельных участках при вращении его в микрогайке на протяжении всей длины нарезки. Люфт обычно ощущается при покачивании рукой, а заедания можно определить, поворачивая микровинт за трещотку по всему диапазону шкалы стебля. При этом, если трение винта в гайке на некоторых его участках будет настолько велико, что трещотка станет проворачиваться вхолостую вокруг ее оси, это означает, что нарезка микровинта имеет неравномерный износ и подлежит исправлению или замене.-
Неравномерность износа винта исправляют доводкой специальным разрезным резьбовым притиром. Люфт винта в микрогайке 224
устраняют поворотом конусной гайки, навернутой на разрезанную часть микрогайки.
Ослабление пружины трещотки приводит к уменьшению измерительного усилия, что нарушает 'Стабильность показаний микрометра. Для устранения этой неисправности трещотку разбирают и слегка растягивают пружину или заменяют ее новой. В случае необходимости запиливают надфилем или абразивным брусочком затупившиеся зубцы трещоток и скос собачки.
Ремонт микрометров. Ремонт подразделяют на следующие операции: 1) разборку, 2) промывку, 3) сборку микрометрического винта, 4) доводку измерительных поверхностей, 5) сборку, 6) установку на нуль. Ремонт узлов и деталей одинаков для микрометров всех пределов измерения.
Рис 112 Исправление измерительных поверхностей стебля микрометра
При разборке вывертывают микрометрический винт, отвинчивают винт, крепящий головку трещотки, и вынимают штифт и пружину. Далее отвертывают корпус трещотки с барабана, снимают барабан с посадочного места на микрометрическом винте. Разбирают стопорное устройство и все детали укладывают на подносе. Детали промывают авиационным бензином• в металлическом ванночке и сушат.
При сборке микрометрического винта на него насаживают барабан, на который навинчивают корпус трещотки, вставляют в корпус трещотки пружинку, штифт и головку, затем головку крепят винтом. Резьбу смазывают часовым маслом.
В зависимости от износа измерительных поверхностей применяют совместную или раздельную доводку микрометрического винта и пятки.
При небольшом износе применяется совместная доводка измерительных поверхностей микрометрического винта и пятки, для этого микрометр зажимают в тисках (рис. 112, б) и доводят комплектом мерных цилиндрических притиров с номерами 1, 2, 3 и 4 (рис. 112, а).
Последовательность доводки мерными притирами следующая. Притир № 1 вставляют между пяткой и микрометрическим винтом, микрометрический винт слегка поджимают к притиру и стопорят. Притиру сообщают рукой реверсивное движение (возвратно-поступательное движение с периодическим поворотом притира на 6—8°), добиваясь взаимной параллельности плоскостей.
После обработки первым притиром доводку производят тремя остальными (сначала № 3, , затем № 2 и № 4), для чего каждый раз при закладке притира между измерительными поверхностями стопор отжимают, затем поджимают микрометрическим винтом притир и снова стопорят. При поджатии притира микрометрическим винтом винт (вследствие большей толщины притира на 0,25 мм) повернется на пол-оборота меньше, чем при поджатии к плоскости предыдущего притира, измерительные поверхности будут доводиться в диаметрально противоположном направлении и после доводки перекос их уменьшится. После этого попеременно доводят притиром № 2 и затем № 4. Таким чередованием притиров достигают, параллельности поверхности и их перпендикулярность по отношению к оси микрометрического винта, так как плоскость микрометрического винта при этом будет занимать каждый раз новое положение, смещенное относительно предыдущего на половину оборота.
Измерительные поверхности пятки и микрометрического винта должны быть доведены до зеркального блеска. Довести поверхность до зеркального блеска можно с помощью тонкой пасты ГОИ, которая снимает следы средней пасты и придает обрабатываемой поверхности зеркальный блеск. Окончательную доводку до зеркального блеска осуществляют, применяя окись хрома, разведенную в бензине.
При большом износе измерительных поверхностей применяют раздельную доводку. При этом пятку доводят на притире с помощью хомутика или в приспособлении, а микрометрический винт — в призме (рис. 112, в, а). Призма должна обеспечить фиксацию винта перпендикулярно к доводимой плоскости и исключить вибрацию винта во время доводки. Микрометрический винт 1 вынимают из микрометра, вставляют в отверстие призмы 2 и зажимают тягой 4 с помощью гайки 3 или цангой 5. Зажать винт 1 в призме нужно с такой силой, чтобы его можно было прокручивать от руки. Для того чтобы подать винт на величину, необходимую для доводки, и чтобы он выступал относительно плоскости основания на 0,03—0,04 мм, достаточно повернуть винт в призме без нажима в осевом направлении.
Далее призму осторожно ставят на доводочную плиту и нажимают на нее сверху. При этом нажиме плоскость винта вдавится в слой абразива, расположенного на поверхности плиты несколько больше, чем плоскость призмы, так как площадь плоскости винта значительно меньше площади плоскости призмы. В этом положении при доводке возможно некоторое незначительное качание призмы вместе с винтом. Если после нескольких движений по плите посмотреть на доводимую поверхность микрометрического винта, ока-226
жется, что штрихи не охватили всю ее поверхность, а возникли у противоположных краев. Значит посредине образовалась выпуклость в результате качания призмы. Для устранения выпуклости достаточно призму повернуть на 90° относительно направления перемещения призмы или прямолинейное движение призмы изменить на движения в виде восьмерки. Окончательную доводку плоскости микрометрического винта производят на притире в виде бруска 200Х50Х 15 мм, шаржированном микропорошком зернистостью Ml, зажав притир в тиски.
Раздельную доводку пятки 4', сидящей в скобе 5, осуществляют, применяя фланец с цанговым заж’имом (рис. 113, а). Для доводки
Рис. 113. Раздельная доводка измерительных поверхностей пятки (а) и стебля (б) микрометра
пятки на микрометрический винт 1 надевают приспособление, состоящее из фланца 3 с цангой на другом конце, фланец закрепляют на винте гайкой 2. Опорная плоскость фланца выдержана строго перпендикулярно оси отверстия, в которое вставлен микрометрический винт 1. При доводке пятки абразивом шаржируют только одну плоскость притира; другая плоскость притира опирается на плоскость фланца, которую предварительно тщательно промывают и смазывают тонким слоем раствора стеарина в бензине. Сообщая притиру реверсивное вращение между плоскостями пятки и фланца, доводят плоскость пятки и обеспечивают ее перпендикулярность к оси микрометрического винта.
При доводке измерительной плоскости винтов микрометров с пределами измерения свыше 100 мм применяют приспособление, показанное на рис. 113, б. На основании 7 приспособления имеются" три выступа с пазами, в которых закрепляют хвостовики 11 со стеблями 6 микрометров. Плоскости пазов основания строго взаимно перпендикулярны.
Вначале берут три одинаковых бывших в употреблении микрометра с пределом измерения от 0 до 25 мм, отрезают у них скобы и оставляют хвостовики 11 со стеблями. Затем хвостовики шлифуют по месту паза. Установив все три хвостовика и проверив их
плоскости на контрольной плите 10, в проушинах сверлят по два отверстия и запрессовывают в них штифты 8.
Доводка микровинтов имеет такую последовательность. Барабаны 9 устанавливают по шкалам в нулевое положение. После предварительной притирки плоскостей микровинтов их поворачивают на V4 оборота (на 0,12 мм). Так повторяют три-четыре раза. На этом доводка заканчивается, микрометрические винты снимают с приспособления, устанавливают в ремонтируемые микрометры и проверяют плоскостность их измерительных поверхностей интерференционными стеклянными пластинами, а установочные размеры — по концевым мерам.
В настоящее время большое распространение получили микрометры, микрометрический винт и пятка которых армированы' твердым сплавом. Доводке обычными абразивами твердые сплавы' не поддаются и для этой цели применяют пасты из алмаза.
При доводке твердых сплавов карбидом бора (даже самым мелкозернистым) получается матовая поверхность, вследствие чего невозможно осуществить контроль поверхности интерференционным методом, требующим блестящей поверхности. Таким образом, доводку при помощи карбида бора мож^о применять только как предварительную. Окончательную доводку следует производить пастой из алмазного микропорошка зернистостью АМ7 в смеси с оливковым маслом.
Ремонт резьбы микрометрического винта. У микрометров, долго находившихся в эксплуатации или употреблявшихся на операциях, при которых на винт попадала абразивная пыль, часто обнаруживается износ резьбы винтов. В результате этого на отдельном участке винта появляется выработка, что легко обнаруживается при провертывании винта на всю длину его нарезки. При наличии износа резьбы по среднему диаметру шаг резьбы в основном не изменяется.
Стабильность шага резьбы позволяет отремонтировать винт путем восстановления резьбы. Резьбы восстанавливают путем притирки, если износ резьбы незначительный.
Притирку резьбы 'микрометрического винта производят резьбовыми притирами для предварительной и чистовой обработки. Притирке подвергают неизношенные участки резьбы до равномерного прохода притира по всей длине резьбы винта. Затем винт промывают в бензине, устанавливают на место и проверяют. Незначительный износ винта удается устранить без притира, взаимной притиркой винта с гайкой микрометра пастой ГОИ. Отремонтированный винт должен иметь плавный ход на всем протяжении резьбы, без заеданий и отсутствия люфта. При обнаружении люфта его устраняют поворотом конусной гайки.
Нужно иметь в виду, что притиры в процессе их использования значительно изнашиваются сами: профиль их резьбы искажается, притупляются углы, нарушается средний диаметр. Формирование точного профиля на микрометрическом винте не получается. Резьбу в притире по мере ее износа периодически калибруют маточным 228
метчиком, предварительно поджав винт в обойм’е притира, чем несколько уменьшается диаметр отверстия в притире.
При доводке резьбы винта участки с более сохранившейся резьбой подгоняют по участку, где резьба более изношена (т. е. заметно уменьшился средний диаметр резьбы) и добиваются, чтобы резьба была одинакового диаметра по всей длине нарезки. Контролируют поверхность резьбы при доводке путем осмотра через лупу.
Ремонт резьбы в микрометрической гайке. В результате износа нарезки под микрометрический винт образуется зазор между винтом и микрометрической гайкой, нарушается плавность хода микрометрического винта, нарушается точность показаний микрометра. Для восстановления резьбы применяется специальный маточный метчик.
На цилиндрической направляющей части метчика сделаны шесть граней, вследствие чего направление осуществляется только узкими цилиндрическими площадками направляющей части. Такая конструкция является наиболее точной, так как зазор на вхождение только граненой направляющей требуется значительно меньший, чем при цельной цилиндрической направляющей.
Метчик изготовляют с наибольшей точностью. Точность резьбы проверяют на инструментальном микроскопе. По наружному и среднему диаметру резьбы метчик может иметь конусность в направлении к хвостовику, равную 0,01 мм. Заборная часть резьбы метчика должна -быть затылована по наружному диаметру под угол 10° от начала пера.
Ремонт стопорных устройств. Прижимное стопорное устройство (рис. 114, а) может иметь такие дефекты, как износ резьбы прижимного винта (это случается очень редко) и излом головки прижимного винта. Последний дефект относится к винтам, головка которых выполнена из пластмассы. В обоих случаях винт заменяют новым. Если изношена резьба во втулке 7, то ее перерезают на больший диаметр с заменой винта винтом такого же диаметра.
Возможным дефектом цангового стопорного устройства (рис. 114, б) является смещение посадочного места гайки 2 в результате удара. При этом если ввести плоскопараллельное стекло между измерительными плоскостями микрометрического винта и пятки при незатянутом стопоре, то плоскопараллельность может показаться нормальной. Если застопорить микрометрический винт и снова проверить стеклом, то интерференционные полосы появятся с одного края плоскости.
Деформацию посадочного места гайки устраняют следующим образом: замечают-сторону, с которой появились полосы, туго затягивают гайку (не вынимая винта) стопора, зажимают микрометр в тиски, накладывают медную' оправку на сторону, противоположную той, которая была отмечена, и легким ударом молотка выправляют изгиб.
Вследствие выработки канавки на стержне 4 эксцентрикового стопорного устройства (рис. 114, в) при повороте стержня за штифт 5 по часовой стрелке микрометрический винт 3 может не прижаться
стержнем 4 и стопорения не произойдет. Для устранения дефекта канавку обрабатывают надфилем, устраняют выработку и, несколько углубляя ее, добиваются прижатия микрометрического винта.
Рис. 114. Конструкции стопорных устройств микрометров:
а —- прижимного, б — цангового, в — эксцентрикового
§ 3.	РЕМОНТ МИКРОМЕТРИЧЕСКИХ ГЛУБИНОМЕРОВ
Погрешность показаний глубиномеров определяют путем непосредственного сравнения с размерами блоков концевых мер при различных (не менее пяти) отсчетах по шкалам глубиномера. Рекомендуется проверять в следующих точках шкал глубиномера: 0; 5,12; 10,24; 15,50; 21,36 и 25 мм. Проверку в этих точках производят с измерительным стержнем для пределов измерений 0—25 мм. При проверке в точке 0 мм глубиномер уста; навливают на нулевой отсчет непосредственно на контрольной плите. Глубиномеры могут иметь следующие дефекты: износ -микрометрической головки, износ измерительной поверхности основания, деформацию и износ измерительных поверхностей сменных стержней, а также деформацию самих сменных стержней.
Микрометрическую головку ремонтируют так же, как и головку гладких микрометров.
При доводке основания лекальной линейкой проверяют измерительную поверхность и при наличии искривления устраняют прогиб измерительной
поверхности на доводочной плите. Доводят с помощью доводочного кубика. Шероховатость рабочей поверхности основания должна быть не грубее 12-го класса, а сменных измерительных стержней— 11-го класса.
Плоскостность измерительной поверхности основания проверяют интерференционным методом с помощью стеклянной пластины. Диаметр пластины должен быть не менее длины основания. Отклоне-
ние от плоскостности допускается не более 0,001 мм и определяется
путем оценки искривления полос. Проверку производят в продольном и поперечном направлениях. У глубиномеров 2-го класса отклонение от плоскостности допускается 0,002 мм, проверку делают лекальной линейкой и сравнением с образцом просвета, -составленным из концевых мер. При контроле ребро линейки накладывают вдоль рабочей поверхности основания и по диагонали.
Перед рихтовкой и доводкой измерительных стержней проверяют их прямолинейность на плите путем прокатывания. Искривление измерительного стержня устраняют медным молотком на свинцовой подушке. Е-сли измерительная поверхность стержня плоская, то ее доводят на плите в призме с проверкой перпендикулярности к оси стержня при помощи лекального угольника.
§ 4.	РЕМОНТ МИКРОМЕТРИЧЕСКИХ НУТРОМЕРОВ
Погрешность нутромеров проверяют в такой последовательности. Головку свинчивают с удлинителями, выбирая размеры, указанные в таблице, прилагаемой к нутромеру, и измеряют суммарный размер. Допускаемые отклонения суммарных размеров не должны превышать следующих величин:
суммарный размер, мм	допускаемая погрешность, мм
до 125...................................... ±0,008
свыше 125 до 200 ........................... ±0,010
»	200	»	325	. ........................ ±0,012
»	325	»	500	.......................... ±0,015
Нутромеры проверяют с микрометрической головкой, установленной в нулевое положение. Проверку производят с помощью горизонтального оптиметра — для размеров нутромера, соответствующих пределам измерения оптиметра.
Характер дефектов микрометрической головки нутромера, поступившего в ремонт, такой же, как и микрометра.
Детали нутромеров могут иметь такие дефекты, как износ измерительных поверхностей наконечников и микрометрической головки.
Ремонтные операции состоят из обработки сферических поверхностей наконечников и ремонта микрометрической головки.
Вследствие износа измерительных поверхностей наконечников от трения с измеряемыми деталями на сферических поверхностях образуются плоские площадки. При ремонте наконечников сферические поверхности обрабатывают сначала абразивным бруском, а затем доводят с пастой ГОИ и полируют.
Ремонт микрометрической головки аналогичен ремонту головки гладкого микрометра.
§ 5.	НАСТРОЙКА И РЕМОНТ ИНДИКАТОРОВ ЧАСОВОГО ТИПА
Ремонтируют индикаторы с искривленным или забитым измерительным стержнем, испорченными срелками, загрязненным меха
низмом, растянутыми или погнутыми спиральными пружинами и другими дефектами.
При ремонте весь механизм иидикатбра разбирают, промывают в бензине, устраняют дефекты, в случае износа или поломки отдельных деталей их заменяют запасными или деталями от других, уже списанных индикаторов. Для контроля показаний индикаторов при-
Рис. 115. Ремонт индикаторов часового типа
меняют -специально приспособленный микрометр, укрепленный в штативе (рис. 115, а).
Общее описание индикаторов дано в гл. XIII. Здесь рассмотрим более подробно схему передаточного механизма стандартного индикатора с целью лучшего уяснения его устройства и более быстрого нахождения в нем неполадок.
Передаточный зубчатый механизхМ вмонтирован в корпус индикатора. Зубчатое колесо 1 (рис. 115, б) с числом зубьев Z\ = 16 сцеплено с измерительным стержнем 5, на поверхности которого нарезаны зубья. Зубчатое колесо 4 с числом зубьев z2= 100 насажено на той же оси, что и зубчатое колесо /. С колесом 4 сцепляется трибка 232
5. имеющая число зубьев z3==10, а на оси трибки неподвижно насажена стрелка 6.
Зубчатое колесо 7 с числом зубьев с4 = 100 введено в передачу для устранения мертвого хода при помощи спиральной пружины 9, один конец которой присоединен к колесу 7, а другой — к стойке 8 посредством штифта. Пружина 2 прикреплена одним концом к ушку измерительного стержня, а другим — к корпусу индикатора и действует все время па измерительный стержень, создавая измерительное усилие.
Перемещение измерительного стержня 3 на 1 мм соответствует полному обороту стрелки 6, Шкала циферблата имеет 100 делений по окружности, что дает цену отсчета в 0,01 'мм по каждому делению. Число оборотов регистрируется стрелкой 10.
При ремонте индикатора его разбирают, снимая прежде всего стопорное кольцо. Повернув индикатор стеклом вниз, осторожно удаляют стекло. Затем снимают стрелку и удаляют второе стопорное кольцо.
Повернув индикатор циферблатом вниз (к рабочему столу), встряхиванием удаляют циферблат из корпуса, после чего корпус промывают в бензине и выявляют осмотром дефекты механизма в сборе. Передвижением стержня определяют наличие люфта или заеданий в направляющих, посадку оси колеса 1 и трибки 5. Проверяют затяжку крепежных винтов. Все разбираемые детали дополнительно промывают и прочищают волосянрй мягкой щеточкой и укладывают на поднос.
В индикаторах часто встречаются повреждения зубьев рейки измерительного стержня.
При ударе наконечником о твердый предмет зуб рейки изогнется. Вследствие этого колесо 4 не будет провертываться на некоторую величину оборота (в зависимости от величины смещения зуба), а стрелка 6 будет показывать смещение в сторону плюс. Тогда индикатор нужно поставить в микрометрическое приспособление для проверки и на поврежденном участке установить на нуль.
При дальнейшей проверке при выходе рейки на поврежденные зубья, показание стрелки будет смещено в сторону минус, допустим, на два деления (0,02 мм). Установив величину смещения, нужно повернуть циферблат с целью устранения ошибки на два деления, возвращая индикатор по 'микрометру в нулевое положение, при этом смещаем стрелку на два деления в сторону плюс. Затем приступают к исправлению повреждения зуба, отгибая его в нормальное положение, контролируя операцию по показанию индикатора в микрометрическом приспособлении.
Место повреждения зуба определяют по показанию стрелки в приспособлении и исправляют зуб. При повреждении нескольких зубьев, а также при износе стержня от трения в гильзе и верхней втулке нужно заменить стержень.
Недеформированный прямой стержень движется под действием собственного веса свободно, без заедания. Если имеется заедание,
то необходимо точно определить место заедания. Для этого отвинчивают ограничительную пластину и снимают возвратную пружину.
При помощи лупы просматривают зазор между поверхностью стержня и гильзой и по его величине определяют место изгиба. Если изгиб на конце стержня, то ввинчивают в стержень наконечник, устанавливают его на свинцовой подушке и ударом медного молоточка исправляют стержень. Если стержень изогнут в средней части, то его вынимают из корпуса, проверяют по плите на просвет и правят медным молоточком на свинцовой подушке, затем вставляют в корпус индикатора. Часто после такого исправления стержень движется неплавно. Тогда пробными ударами по средней части стержня выправляют его и, контролируя плавность движения в гильзе, определяют сторону, в которую он изогнут, и выправляют стержень, добиваясь его свободного движения.
Забоины на стержне обычно бывают на его открытых наружных концах. Для устранения этого повреждения стержень вынимают из корпуса, укладывают на деревянный подручник и, вращая левой рукой на себя, одновременно правой рукой бархатным напильником встречным движением обрабатывают по окружности.
Погнутые стрелки выправляют пинцетом. Ослабление посадки стрелок может быть в двух местах: на оси и на втулке. В случае ослабления и провертывания на оси ее нужно осторожно, легким ударом молоточка посадить плотнее, наблюдая при этом, чтобы стрелка не задевала циферблат. Если стрелки прослаблены на втулке и сидят на ней непрочно, то их нужно припаять к втулке.
В случае повреждения зубьев колес 1 и 4, их заменяют новыми. Колесо 7 не влияет на показания индикатора и если его зубья частично деформированы, то колесо снимают с места посадки и выправляют зубья тонкой отверткой.
Ограничительная пластина присоединена к стержню винтом. Если она потеряла первоначальную форму, ее снимают со стержня и выправляют плоскогубцами.
На рис. 115, в показаны случаи деформации моста. При сборке деформация легко обнаруживается, так как заметно, что колесо наклонено. Мост вынимают из корпуса и ударами молоточка в направлениях, показанных стрелками, добиваются восстановления их формы и горизонтального расположения колес.
Деформированную спиральную пружинку 9 (см. рис. 115, б) выправляют двумя пинцетами в горизонтальной плоскости, добиваясь одинакового расстояния между витками спирали. Если пружинка деформирована и в другой плоскости, то, придерживая ее одним пинцетом в месте отгиба, другим пинцетом последовательно подгибают ее витки в одну плоскость. При ослаблении крепежных винтов мостов и платы их подтягивают отверткой.
Изгиб наконечника устраняют медным молоточком, оперев наконечник на свинцовую подушку. Шарик извлекают из гнезда зу-бильцем, поворачивают неизношенной стороной в сторону его опоры и завальцовывают ударами молотка по обжимке.
Если происходит ослабление посадки гильзы в корпусе, гильзу припаивают к корпусу.
Люфт между измерительным стержнем и стенками отверстий гильзы и верхней втулки устраняют расчеканкой стенок с торцов гильзы и втулки с двух диаметрально противоположных сторон. После расчеканки стержень должен двигаться плавно и без заеданий. При ослаблении посадки шпилек крепления спиральной пружины стопорные шпильки необходимо поджать пинцетом.
Если индикатор разбирался полностью,' то сборку индикатора после ремонта его деталей осуществляют в следующем порядке. Устанавливают колеса 4 и 7 осями в отверстия платы, накрывает большим мостом и завертывают крепежные винты. Затем проверяют свободу движения колес и параллельность их плоскостей относительно плоскости платы. Спиральную пружину закрепляют в стойке платы коническим штифтом. Вставляют ось трибки в отверстие платы. Устанавливают малый мостик, пропуская верхний конец оси трибки в его отверстие, при этом контрольные шпильки мостика вводят в отверстие платы. Мостик закрепляют винтом. Проверяют плавность хода установленных колес и трибки.
Вставляют в корпус стержень и запрессовывают в него фиксирующую шпильку, вводят конец шпильки в паз корпуса и прикрепляют ограничительную пластинку к стержню винта. После этого проверяют плавность хода стержня. Стержень должен свободно падать под собственным весом. Далее присоединяют возвратную пружинку к корпусу и ограничительной пластинке.
Перед закладыванием механизма в корпус обеспечивают предварительный натяг спиральной пружинки поворотом колеса 4, придерживая при этом указательным пальцем левой руки за конец трибки 5 со стороны циферблата. В таком положении закладывают механизм в корпус и, нажимая концом отвертки на отверстие под крепежный винт в плате, поворачивают по часовой стрелке, добиваясь плотного прилегания колеса 1 к зубчатой рейке стержня. После этого механизм крепят к плате винтами, не затягивая их до конца. Снова проверяют движение стержня с натяжной пружинкой, так как после затяжки винтов стержень обычно передвигается с некоторым усилием. Поднимают стержень вверх до конца и дают ему возможность свободного возврата под действием натяжной пружинки. При ударе происходит самоустановление рейки стержня относительно колеса 1 и обеспечивается определенный зазор между ними. После этого крепежные винты подтягивают до конца.
Укладывают малый циферблат на контрольные шпильки, накрывают большим циферблатом и закрепляют их стопорным кольцом. При установке циферблата деления 0 и 50 располагают по оси симметрии стержня. Насаживают большую стрелку 6 на ось трибки 5 с таким расчетом, чтобы конец ее указывал 75 деление циферблата, и обеспечивал предварительный натяг. Напрессовывают втулку стрелки 6 на ось трибки 5 ударом молоточка, а малую стрелку — на конец оси спиральной пружины с таким расчетом, чтобы конец ее расположился правее нуля на Vs деления малого циферблата. При
напрессовке стрелок красный лак обычно частично отскакивает от поверхности втулки и его нужно вновь нанести. Для этого счищают старый лак и покрывают поверхность нитролаком красного цвета нанесением капелек лака на головку втулок. Устанавливают -стекло и закрепляют его стопорным кольцом.
При проверке устанавливают индикатор в микрометрическое приспособление (см. рис. 115, а) и закрепляют так, чтобы наконечник касался измерительной поверхности микрометрического винта •в положении, когда стрелка индикатора показывает 0 и нулевое деление барабана микровинта совпадает с продольной риской на стебле. Повернув-микровинт на 25 делений барабана, смотрят на циферблат индикатора; -стрелка индикатора должна дать такой же отсчет. Поворачивают микрометрический винт еще на 25 делений и так далее. Такую проверку нужно сделать на всех десяти оборотах. После этого проверку производят в обратном направлении.
Раздел четвертый
ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Глава XXJJ
КОНСТРУКЦИИ основных видов
РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТОВ
4 3 7
Рис. 116. Режущие элементы рабо чей части резца, сверла и торцовой наборной фрезы
Режущие инструменты резцы, сверла, зенкеры, развертки, фрезы, метчики, плашки, протяжки, несмотря на их конструктивное различие и разное технологическое назначение, имеют общие геометрические элементы рабочей части.
На рис. 116 показаны основные формы рабочей части некоторых одно- и многолезвийных режущих инструментов. Сверло и фреза внешне не похожи на токарный резец, но рабочая часть их режущих зубьев имеет все элементы резца.
Резец состоит из двух основных частей: головки 1 и стержня 2. Головка является рабочей частью резца; стержень служит для закрепления резца в держателе. У головки резца различают следующие элементы: переднюю поверхность 3, по которой сходит стружка; заднюю главную поверхность 8 и заднюю вспомогательную 7, обращенные к обра
батываемой детали; режущие кромки образуются пересечением передней и задней поверхностей в точке 4.
Режущие кромки различаются на главную режущую кромку 6, выполняющую основную работу резания, и вспомогательную 5 (од-’ну или две). Кроме того, резцы могут иметь переходную режущую кромку 9 и соответственно переходную заднюю поверхность 10. Таким образом, вершина резца представляет собой место сопряжения главной режущей кромки с вспомогательной. Она в плане может быть острой, закругленной или в виде фаски. Взаимное расположе
ние указанных поверхностей и кромок в пространстве определяется с помощью ряда углов, называемых углами заточки резца.
Углы заточки резца (рис. 117) принято определять по отношению к основной плоскости, т. е. плоскости, параллельной направлению поперечной А и продольной В подачи, и к плоскостям резания, т. е. плоскости, касательной к поверхности резания и прохо-
Рис. 117. Углы режущей части резцов
дящей через главную режущую кромку. Главные углы резца измеряются в главной секущей плоскости:
главный задний угол а—между главной задней поверхностью инструмента и плоскостью резания;
угол заострения р— угол между передней и главной задней поверхностями резца;
передний угол v — между передней поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проходящей через главную режущую кромку;
угол резания 6 — между передней поверхностью и плоскостью резания, равный сумме заднего угла а и угла заострения р.
Углы а имеются как у главных, так и у вспомогательных поверхностей. В последнем случае они называются вспомогательными зад-ними углами и обозначаются он.
Фактическая величина углов а, у и £ зависит не только от заточки, но и от установки инструмента при резании. Так, например, она может резко изменяться от угла наклона резца к обрабатываемой поверхности или от установки резца выше или ниже оси вращающейся заготовки.
Форму режущей части также образуют угол в плане <р и угол наклона главной режущей кромки X.
Угол в плане <р находится между проекцией главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость и направлением подачи. Соответственно различают главный угол в плане ср и вспомогательный ф1.
Угол к заключен между режущей кромкой и плоскостью, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.
Переходные режущие кромки на стыке двух режущих кромок увеличивают стойкость вершины резца.
В геометрии режущего инструмента имеет значение радиус округления режущей кромки г. Радиус неизбежно получается при заточке и самопроизвольно увеличивается в процессе работы инструмента.
При изготовлении и заточке режущих инструментов форма передней и задней поверхности режущей части имеет очень важное значение, она выбирается в зависимости от типа инструмента, рода обрабатываемого материала, свойств материала, из которого изготовлена рабочая часть инструмента и условий его работы.
Чтобы передняя и задняя поверхности режущих инструментов имели нужную форму и соответствующие условиям работы углы, их при изготовлении затачивают по всем поверхностям рабочей части. При износе поверхностей инструмента и затуплении его режущих кромок заточка производится по тем поверхностям, которые подвергались износу. В большинстве случаев заточка производится сначала по передней, а затем по задним поверхностям. Исключение составляют развертки и протяжки, заточка которых пр передней поверхности производится после заточки задней.
На рис. 118 даны различные формы режущей части инструментов и схемы их заточки:
а—заточка по передней и задним поверхностям (резцы, зенкеры и развертки со вставными зубьями и с пластинками из твердых сплавов, фрезы с твердосплавными ножами);
б — заточка по задним поверхностям (фрезы с острозаточенны-ми зубьями, зенкеры с винтовыми канавками, сверла винтовые, сверла для глубокого сверления);
в — заточка по передней поверхности (фасонные резцы дисковые и призматические, фрезы с затылованными зубьями, развертки, двузубые зенкеры, зуборезные гребенки, долбяки, метчики, плашки).
§ 2.	РЕЗЦЫ

Резец является одним из наиболее простых и распространенных видов режущих инструментов. Применяются резцы на токарных, строгальных, долбежных и других станках. В зависимости от вида станка и рода выполняемой им работы применяются резцы различных типов.
Токарные резцы. Наиболее распространенным видом и наиболее разнообразным по конструкции являются резцы для токарных работ. Для обточки наружных цилиндрических, конических поверхностей и им подобных применяются проходные резцы. Они бывают прямые и отогнутые. Отогнутые резцы обладают большей жесткостью, позволяют вести обработку в менее доступных местах и более универсальны. Ими можно работать при продольной и поперечной подачах, вести обточку по верху, подрезку торцов, снятие фасок. Чистовые проходные резцы имеют больший радиус округления режущей кромки, что обеспечивает меньшую шероховатость обрабо« тайной поверхности. Если необ’ ходимо получить совершенно гладкую поверхность, применяю! широкие (лопаточные) проходные резцы.
Проходные упорные резцы имеют угол в плане = = 90° и предназначены для обточки валиков, подрезки буртиков, проточки нежестких деталей.
Подрезные резцы предназначаются для обточки плоскостей, перпендикулярных оси вращения, подрезки торцов на проход. Работают при поперечной подаче.
Расточные резцы служат для обработки отверстий. Вылет резца должен быть больше длины обрабатываемого отверстия. При расточке длинных отверстий и отверстий большого диаметра во избежание отжима резца и вибраций широко применяют жесткие державки со вставными короткими резцами.
Отрезные резцы служат для отрезания материала от прутков сравнительно небольшого диаметра (до 60 мм). Длина отрезных резцов из быстрорежущей стали не превышает 40 мм при ширине лезвия 6 мм. 240
Рис. 118. Формы рабочих поверхностей и схемы заточки, основных видов режущих инструментов
Строгальные резцы. Эти резцы работают в более тяжелых условиях, чем токарные, так как, врезаясь в обрабатываемый материал с полным сечением среза, резец испытывает удар, что отрицательно сказывается на его стойкости. Строгальные резцы разделяют на проходные (обдирочные и чистовые), отрезные, подрезные, пазовые. Проходные строгальные резцы применяют для строгания плоскостей -с горизонтальной подачей, а подрезные — для обработки вертикальных плоскостей с вертикальной подачей. Отрезные и прорезные строгальные резцы используют при отрезке и прорезке узких пазов и работают с вертикальной подачей. Резцы чистовые с широкой лопаткой применяют для чистовой обработки широких плоскостей с большой горизонтальной подачей. Строгальные разцы применяют преимущественно с изогнутой рабочей частью. Это избавляет от вибрации и обеспечивает более спокойное протекание процесса резания, особенно при резких колебаниях усилий резания при врезании, изменениях сечения срезанного слоя, наличии твердых включений в обрабатываемом металле и т. п.
Резцы долбежные. Разделяются на п-р сходные двусторонние с углом 45°, прорезные и ш-п о но ч н ы е. Проходными резцами обрабатывают вертикальные и криволинейные поверхности, прорезными— долбят пазы, канавки, плоскости с^уступами, различные выемки, разрезают металл. Шпоночные резцы применяют для долбления различных прямоугольных шпоночных пазов и шлицев в отверстиях диаметром от 7 до 70 м-м.
Оснащение резцов твердым сплавом. Режущая способность резцов возрастает в десятки раз, если их рабочую часть оснастить твердым сплавом. По конструкции твердосплавный резец представляет собой пластинку твердого аплава, закрепленную на призматическом стержне — державке. Форма пластинки твердого сплава может быть самой различной. На заводах находят применение резцы с призматическими пластинками (рис. 119, а), с многогранными пластинками (рис. 119, б), с круглыми чашечными пластинками (рис. 119, в) и других форм. Наиболее распространены резцы, состоящие из стальной державки с припаянной к ней призматической пластинкой твердого сплава. При напайке резцов в пластинках часто образуются трещины, что ведет к разрушению резцов. Поэтому применяют механическое крепление пластинок твердого сплава. Для механического крепления выпускают многогранные пластинки, которые по мере затупления^дной грани используют другую неработавшую грань. (
Фасонные резцы. Резцы с фасонной режущей кромкой применяют для обработки тел вращения с криволинейной или винтовой поверхностью на токарных и револьверных станках. Движение подачи фасонного резца наиболее часто является поступательным и осуществляется в радиальном направлении. В процессе обработки направление движения подачи одной или нескольких точек режущей кромки резца пересекает ось вращающейся детали.
Имеются фасонные резцы, рассчитанные на подачу вдоль оси обрабатываемой детали. Они применяются при обработке односто
ронних -профилей, не имеющих кольцевых канавок или выступов, а также при обработке торцовых фасонных поверхностей.
По форме рабочей части фасонные резцы подразделяют на стержневые, призматические и круглые (рис. 120). Стержневые фасонные резцы подобны обычным токарным, но имеют фигурную режущую кромку, соответствующую форме поверхности обрабатываемой детали. Эти резцы допускают малое число переточек и применяются при необходимости изготовления ограниченного числа деталей на токарных или строгальных станках.
Призматический фасонный резец представляет собой призму, одна из боковых граней которой имеет фигурную поверхность, являющуюся задней поверхностью резца, а одна
из
Рис. 119. Типы резцов, оснащенных пла- Рис. 120. Фасонные резцы: стинками твердого сплава	а — стержневой, б — призматический,
в — круглый
торцовых граней служит передней поверхностью и по ней производится заточка резца. Задние углы на фасонной режущей кромке резца создаются вследствие его наклонного закрепления в державке.
Круглый фасонный резец является телом вращения, у которого вырезан угловой паз для создания передней плоскости режущей части и пространства для схода стружки. Ось резца устанавливают несколько выше оси обрабатываемой детали, поэтому на фасонной режущей кромке создаются положительные задние углы.
Эти резцы просты в изготовлении, допускают большое число переточек, но крепятся в державках менее жестко и пригодны для обработки деталей с небольшими глубинами профиля. Применяют преимущественно на автоматах и полуавтоматах. Круглые резцы применяют как для наружной, так и для внутренней обработки.
Фасонные разцы всех типов обычно изготовляют из быстрорежущей стали и только в отдельных случаях, в условиях 'массового производства, применяют фасонные резцы, оснащенные профилированной рабочей частью из твердого сплава.
Алмазные резцы. Резцы изготовляют из кристаллов естественного и технического алмаза массой от 0,3 до 1,5 кар путем закрепления кристалла в державке в строго ориентированном положении. Алмазные резцы применяют для тонкого точения и растачивания цилиндрических и конических поверхностей с точностью 1-го и 2-го классов, обеспечивая шероховатость обработанной поверхности до 10-го класса. Алмазные резцы применяют также при декоративном точении деталей из цветных металлов и сплавов вместо их полирования; шероховатость достигается до 12-го класса (зеркальный блеск). Стойкость алмазных резцов в десятки раз выше твердосплавных. Возможность длительного использования алмазных резцов без подналадки и смены инструмента обеспечивает широкое применение их в автоматизированном производстве и при обработке пластмасс, обладающих абразивной способностью.
Высокая теплопроводность алмаза (в 5 раз выше теплопроводности твердого сплава) и весьма низкий коэффициент трения (в 3— 4 раза ниже твердых сплавов) позволяют работать алмазными резцами при чрезвычайно высоких скоростях резания. Однако ввиду повышенной хрупкости алмаза его чувствительности к вибрационным нагрузкам, припуски на обработку и соответственно сечения среза при точении приходится выбирать малые; глубину резания до 0,03 мм, подачу до 0,1 мм/об.
На практике применяются алмазные резцы, в которых кристалл алмаза впаян в закрытый паз державки (рис. 121, а). Крепление алмаза с помощью пайки позволяет получить резцы простой конструкции и использовать кристаллы небольшой величины. Для восстановления режущей способности такого резца приходится перепаивать алмаз, вновь закрепляя его свежей гранью. Кроме того, при закрытом пазе державки резца при точении пластичных материалов наблюдается налипание стружки обрабатываемого материала на контактирующую поверхность стальной державки и заклинивание ее. С этой целью применяют резцы с открытой передней рабочей поверхностью кристалла алмаза, что обеспечивает возможность переточки алмаза и снижает его износ. Такая напайка осуществляется после предварительно проведенной металлизации поверхности алмаза.
Получили распространение резцы с механическим креплением алмазов. Один из способов такого крепления показан на рис. 121, б, где алмаз 1 имеет ложе в виде промежуточной вставки 2. Вставку изготовляют методом порошковой металлургии. Она прессуется и
спекается вместе с алмазом, обрабатывается по профилю паза в державке резца, а затем шлифуются рабочие грани алмаза. Вставка 2 крепится с алмазом винтом 3 и прижимной планкой 4, опираю-
Рис. 121. Алмазные резцы:
а — крепление алмаза с помощью пайки, б — механическое крепление алмаза	,
щейся на штифт 5. Передний угол у у алмазных резцов берется в пределах от 0 до —5°, задний угол а=4ч-8° при обработке твердых материалов и а= 10-4-12° при обработке мягких материалов. Угол наклона режущей кромки % принимают равным 0°.
На работу алмазного резца большое влияние имеют величины углов в плане. Так, уменьшение вспомогательного угла в плане 0° путем создания зачистной фаски длиной 0,3—0,5 мм (рис. 122, а) обеспечивает наименьшую шероховатость обработанной поверхности. Получили распространение и алмазные резцы, имеющие форму режущей кромки в плане в виде фасеток, длину которых выбирают в пределак 0,14-0,5 мм (рис. 122, б). Хорошие результаты получаются и при создании плавной • криволинейной режущей кромки (рис. 122, в). Однако получение такой формы режущей кромки на поверхности кристалла алмаза связано с большими трудностями при его шлифовании.
При использовании алмазных резцов состояние их режущих гра- > ней нужно подвергать частому контролю. При затуплении или выкрашивании алмазные резцы подвергают переточке алмазными кругами на оптических профилешлифовальных станках. Алмазы в 5—6 кар допускают до 10 переточек, а стойкость их, в зависимости
Рис. 122. Углы алмазных резцов в плане:
а — резец с зачистной фаской, б — с зачистной кромкой в виде фасеток, в <— с криволинейной режущей кромкой
от обрабатываемого материала и применяемых режимов резания, достигает 200 и более часов.
В настоящее время все большее применение находят резцы и другие лезвийные инструменты, оснащенные вставками из эль бора- Р. Режущие вставки из эльбора-Р достигают диаметра 3—4 мм и длины 4—5 (мм. Резцы с этими вставками могут эффективно применяться для обработки деталей из закаленных сталей, высокопрочных чугунов, труднообрабатываемых сталей и сплавов. Тонкое точение резцами из эльбора-Р обеспечивает точность обработки 1— 2-го классов и шероховатость обработанной поверхности до 9-го класса.
§ 3.	СВЕРЛА, ЗЕНКЕРЫ И РАЗВЕРТКИ
Сверло является самым распространенным инструментом, применяемым для получения отверстий в сплошном материале, либо для рассверливания уже имеющихся отверстий. В металлообработке применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, для кольцевого -сверления, центровочные, специальные (ружейные, пушечные).
Спиральные сверла являются основным типом сверл. Они используются для -сверления и рассверления отверстий диаметром до 80 мм. Рабочая часть сверл большого диаметра изготовляется из быстрорежущей стали, а хвостовая — из конструкционной стали марки 40Х или из стали 45. Рабочая .часть и хвостовик соединяются сваркой. Используют -сверла, оснащенные твердым сплавом, в виде напаянных пластинок или твердосплавных коронок. У сверл малого диаметра полностью вся рабочая часть -может быть изготовлена из твердого сплава. Спиральные сверла стандартизованы и изготовляются на специализированных инструментальных заводах.
Сверла перовые (рис. 123,а) являются наиболее простыми по конструкции. Они применяются при обработке твердых поковок, а также ступенчатых и фасонных отверстий (рис. 123, б).
Сверла пушечные (рис. 123, в) нестандартизованы, изготовляются заводами для собственных нужд и используются для сверления отверстия, длина которых превышает диаметр в 10 и более раз. Рабочая часть пушечного сверла представляет собой полукруглый стержень, плоская поверхность которого является передней поверхностью рабочей части сверла. На торце стержня создается режущая кромка, перпендикулярная оси сверла. Задняя торцовая поверхность затачивается под углом а= 104-20°. Для лучшего направления сверло имеет цилиндрическую опорную поверхность, на которой срезают лыски под углом 30—45° и делают обратный конус порядка 0,03—0,05 мм на каждые 100 мм длины рабочей части. Это уменьшает трение сверла о стенки обрабатываемого отверстия.
Сверла кольцевого сверления применяют для получения сравнительно глубоких отверстий большого диаметра (рис. 123, г). Кольцевое сверло представляет собой полый цилиндр, на торце которого закреплены твердосплавные режущие зубья числом
от трех до двенадцати (в зависимости от диаметра сверления). На наружной поверхности кольцевого сверла прорезаны стружечные канавки, расширяющиеся к нерабочему торцу для облегчения удаления стружки. Отвод стружки происходит под давлением потока ох-
Рис. 123. Типы специальных сверл
Рис. 124. Типы зенкеров
лаждающей жидкости, подаваемой под напором в зону резания. Для лучшего центрирования и направления на кольцевом сверле устанавливают направляющие.
Зенкеры. Предназначены для увеличения диаметров цилиндрических отверстий, получения отверстий заданного профиля, обработки торцовых поверхностей вокруг отверстия. По виду обработки зенкеры разделяются на следующие основные группы:
цилиндрические з ей к ер ы, служащие для -расширения отверстий (рис. 124, а);	„	. о
цилиндрические с направляющей цапфой, пред назначенные для создания цилиндрических углублений под головки винтов (рис. 124, б);
конические зенкеры, служащие для обработки конических углублений под головки винтов, гнезд под клапаны, снятия фасок по краям отверстий и т. п. (рис. 124, в);
торцовые зенкеры для зачистки торцовых плоскостей бобышек, приливов и т. п. (рис. 124, г).
По способу крепления зенкеры бывают хвостовые и насадные. На^ садные зенкеры (рис. 124, д) могут быть цельными и сборными. Для обработки ступенчатых отверстий большого диаметра применяют комбинированные многоступенчатые зенкеры со вставными ножами соответствующего профиля (рис. 124, е).
Развертки. Развертка — многозубый инструмент, снимающий тончайшие стружки со стенок отверстия. Развертыванием получают максимальную точность отверстия с наименьшей шероховатостью стенок. Развертывание позволяет получить отверстие 2—3-го класса точности и 7—8-й класс шероховатости.
По форме (рис. 125, а, б, в) развертки изготовляют цилиндрические, применяемые для обработки цилиндрических отверстий, и
для конических отверстий. По способу применения различают развертки ручные и машинные, используемые на сверлильных, токарных и револьверных станках. По конструкции развертки могут быть хвостовые и насадные, цельные и сборные, постоянного диаметра и регулируемые, с вставными ножами из быстрорежущей стали или из твердого сплава.
Разжимные развертки используют в основном в инструментальных цехах, на ремонтных работах, а также при индивидуальной сборке машин. Рабочая часть разжимных разверток имеет отверстие, ось которого совпадает с осью инструмента, и продольные прорези. Регулировка диаметра развертки осуществляется с
0J
конические, используемые
помощью шарика, который вставлен в коническое отверстие и поджимается регулировочным винтом (рис. 125, г). Такие развертки изготовляют диаметром D от 8 до 50 мм с длиной рабочей части I от 50 до 150 мм соответственно. Они допускают регулирование по диаметру от номинального размера от +0,16 до +0,50 мм. Разжимные развертки изготовляют только для ручных работ.
На рис. 125, д показана насадная сборная развертка с ножами из быстрорежущей стали.
§ 4.	ФРЕЗЫ
Форма фрез зависит от требующейся формы обработанной поверхности. Многообразие операций, выполняемых с помощью фрезерования, обусловило большое разнообразие типов, форм и размеров фрез. Основные типы фрез и схемы фрезерования приведены на рис. 126.
Цилиндрические фрезы (рис. 126, а) применяются на’ горизонтально-фрезерных станках при обработке плоскостей. Эти фрезы могут быть с прямыми и винтовыми зубьями. Винтовые зубья обеспечивают плавную работу фрезы. Фрезы с прямыми зубьями используются лишь для обработки узких плоскостей, где преимущества фрез с винтовым зубом не оказывают большого влияния на процесс резания. Цилиндрические фрезы изготовляют из быстрорежущей стали, а также оснащают твердосплавными пластинками, плоскими и винтовыми.
Дисковые фрезы пазовые (рис. 126, б) используют при фрезеровании пазов и канавок. По мере стачивания зубьев, в результате поднутрения, толщина фрезы несколько уменьшается. Но при правильном выполнении процесса заточки это не имеет большого значения, так как величина уменьшения невелика. Дисковые двусторонние и трехсторонние фрезы имеют зубья, расположенные не только на цилиндрической поверхности, но и на торцах. Боковые режущие кромки принимают второстепенное участие при прорезании пазов, но имеют главное значение при фрезеровании торцом фрезы (как показано на рис. 126, в). При прорезании глубоких пазов применяют трехсторонние фрезы.
Угловые фрезы (рис. 126, г) используют при фрезеровании угловых пазов и наклонных плоскостей. Они находят самое широкое применение в инструментальном производстве при фрезеровании стружечных канавок на различных режущих инструментах. Угловые фрезы малых размеров изготовляют концевыми с цилиндрическим и коническим хвостовиком.
Фасонные фрезы (рис. 126, д, е) широко используют для обработки различных фасонных поверхностей. Зубья таких фрез могут иметь выпуклую или вогнутую поверхность самой разнообразной формы. Чтобы сохранить форму зуба при переточках, фасонные фрезы делают с затылованным зубом. Заточку затылованных фрез выполняют только по передней поверхности.
Для прорезки шлицев и узких пазов на деталях, а также разрезания материала применяются тонкие дисковые фрезы 248
(рис. 126, ж). Дисковые фрезы большого диаметра (свыше 120 мм) часто называют дисковыми пилами. Такие фрезы делают как цельными, так и со вставными зубьями из быстрорежущей стали или из твердого сплава. Для более равномерной работы у этих фрез поочередно то с одного, то с другого торца затачивают фаски
Рис. 126. Типы фрез и схемы фрезерования
под углом 45°. Фаски срезают обычно Vs—7з длины режущей кромки. Поэтому каждый зуб срезает стружку, ширина которой меньше ширины прорезаемого паза. Это позволяет более свободно размещаться стружке во впадине зуба и улучшает ее отвод.
Концевые фрезы (рис. 126, з) применяют для обработки глубоких пазов в корпусных деталях, контурных выемок, уступов, взаимно перпендикулярных плоскостей. В шпинделе станка концевые фрезы крепят коническим или цилиндрическим хвостовиком. У этих фрез основную работу резания выполняют главные режу-9-831	249
щие кромки, расположенные на цилиндрической поверхности фрезы, а вспомогательные режущие кромки, расположенные на торце, только зачищают дно канавки. Концевые фрезы, как правило, изготовляют с винтовыми или наклонными зубьями под углом 30— 45°.
Разновидностью концевых фрез являются шпоночные двузубые фрезы (рис. 126, и). У этих фрез основную работу резания выполняют торцовые режущие кромки. Они, подобно сверлу, при осевой подаче могут углубляться в материал заготовки и высверливать отверстие, а затем двигаться вдоль канавки, выбирая паз. Переточка концевых фрез производится по задней поверхности торцового зуба, при этом одна из режущих кромок должна доходить до оси фрезы, чтобы обеспечить сверление отверстия при углублении в материал.
Для обработки Т-образных пазов применяют Т-образные фрезы (рис. 126, л). Они работают в тяжелых условиях и часто ломаются, что объясняется затрудненным отводом стружки. С целью облегчения процесса резания и лучшего отвода стружки такие фрезы делают с разнонаправленными зубьями, имеющими поднутрения до 2° на обоих торцах. Заточку фасок на зубьях делают попеременно то с одного, то с другого торца под углом 30° и шириной 0,5 мм.
Фрезы торцовые (рис. 126, к). Этот вид фрез наиболее широко применяется при обработке плоскостей на вертикально-фрезерных и продольно-фрезерных станках. Как правило, торцовые фрезы бывают насадными с вставными ножами.
В отличие от цилиндрических фрез, где все точки режущих кромок являются профилирующими и формируют обрабатываемую плоскость, у торцовых фрез только вершины режущих кромок зубьев являются профилирующими. Торцовые режущие кромки являются вспомогательными, а главную работу резания выполняют боковые режущие кромки, расположенные на наружной поверхности. Поэтому формы режущих кромок торцовой фрезы могут быть самыми разнообразными.
Торцовые фрезы делают более массивными и жесткими по сравнению с фрезами других типов, что дает возможность удобно размещать и надежно крепить вставные ножи различной формы, изготовляемые из быстрорежущей стали или твердого сплава. Корпуса этих фрез выполняют из конструкционной стали. На рис. 126, м приведены различные варианты конструктивного оформления корпусов фрез.
§ 5.	МЕТЧИКИ И ПЛАШКИ
Метчик — резьбонарезной инструмент — состоит из рабочей части и хвостовика. Рабочая часть метчика имеет режущую и калибрующую часть. Основную работу по образованию профиля резьбы выполняет режущая заборная часть метчика. Она имеет угол в плане ф, благодаря чему обеспечивается распределение работы резания на всю длину режущей части. Калибрующая часть метчика 250
служит для зачистки и окончательной калибровки нарезаемой резьбы, а также для направления метчика в работе.
Метчики для машинного резьбонарезания изготовляют из быстрорежущей стали. Метчики диаметром более 12 мм изготовляют сварными; хвостовая часть из стали 45 или 40Х. Твердость рабочей части метчика HRC 62—65, хвостовика HRC 35—50. Метчики для ручного резьбонарезания изготовляют из стали У11А.
Плашки. В машиностроении применяют круглые плашки, предназначенные для нарезания наружных резьб за один проход. Рабочая часть круглой плашки имеет с обоих торцов режущую (заборную) часть/ что дает возможность нарезать резьбу как одной, так и другой стороной. Для распределения работы резания между отдельными режущими элементами плашки имеют угол в плане ф на режущей части. Для калибрования резьбы и обеспечения правильного направления в работе плашка имеет калибрующую часть. Для установки и закрепления плашки на ее наружной поверхности предусмотрены конические гнезда, в которые входят крепежные винты плашкодержателя.
Для метрических резьб плашки выпускают трех типов: тип I —для резьб диаметром от 1 до 3 мм; тип II — для резьб диаметром от 1 до 6 мм; тип III — для резьб диаметром от 7 до 76 мм.
Материалом для плашек могут служить быстрорежущая сталь и легированные инструментальные стали ХВСГ и 9ХС. Твердость зубьев режущих кромок должна быть для быстрорежущей стали HRC 61—63, для стали марок ХВСГ, 9ХС — HRC 58—62.
§ 6.	ПРОТЯЖКИ
Протягивание является одним из прогрессивных методов обработки металлов резанием, позволяющим получить за один ход инструмента обработанные поверхности с высокой точностью и малой шероховатостью. Высокая производительность при протягивании объясняется большой длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании металла. В настоящее время в промышленности применяются несколько схем протягивания. Наиболее простой является схема протягивания, при которой осуществляется возвратно-поступательное движение инструмента относительно заготовки. Эта схема используется как при обработке внутренних поверхностей, так и наружных и выполняется на универсально-протяжных станках.
Для обработки отверстий протяжка имеет форму стержня, поперечное сечение зубьев которого имеет форму поперечного сечения обработанной поверхности.
На наружной поверхности стержня-протяжки создают режущие зубья, размеры которых увеличиваются по мере приближения к концу протяжки. Профиль рабочей поверхности зубьев может быть самый разнообразный. Он зависит от формы и размеров поверхности, которая должна быть получена к концу протягивания.
На рис. 127, а показана протяжка для обработки цилиндрических отверстий. Протяжка имеет следующие основные части: хвостовик /, шейку 2, переходной конус, переднюю направляющую часть 3, режущую часть 4, калибрующую часть 5, заднюю направляющую часть 5, опорную цапфу и задний хвостовик 7. Заготовка с предварительно просверленным отверстием насаживается на переднюю направляющую часть протяжки, которая своим хвостовиком присоединяется к тяговому патрону станка. В процессе рабочего хода протяжка протягивается кареткой станка сквозь отверстие в заготовке, которая удерживается в зажимном приспособлении. Ког-
Рис. 127. Типы протяжек
да протяжка пройдет сквозь отверстие в заготовке, рабочий раскрепляет протяжку и снимает заготовку. Затем рабочий дает обратный ход каретке станка, закладывает протяжку в отверстие новой заготовки, закрепляет инструмент и обрабатываемую заготовку, цикл повторяется.
Внутреннее протягивание применяют для получения самых разнообразных по форме отверстий. Средние размеры протягиваемых отверстий 10—100 мм, обычная длина отверстий — до 3 диаметров. На рис. 127, бив показана протяжка для превращения круглого отверстия в квадратное, а на рис. 127, г —протяжка для обработки полости.
Режущие зубья протяжек иногда снабжают стружкоделительными канавками, располагающимися в шахматном порядке, последний режущий зуб и следующие за ним калибрующие зубья канавок не имеют.
Широко применяется не только протягивание отверстий и полостей, но и наружных поверхностей. С целью повышения производительности при наружном протягивании используется принцип непрерывности протягивания. В этом случае заготовки закрепляют в зажимном подвижном приспособлении и они совершают движения относительно неподвижно установленной протяжки.
§ 7.	СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ПЛАСТИНОК ТВЕРДОГО СПЛАВА
В настоящее время режущие инструменты, оснащенные пластинками твердого сплава, получили настолько широкое распространение в машиностроении, что вытеснили не только многие инструменты из углеродистой инструментальной стали, но в значительной степени заменяют инструменты и из быстрорежущей стали. Это особенно относится к токарным резцам, различным фрезам и сверлам, предназначенным для работы на автоматах. Твердосплавные пластинки изготовляют самых различных форм и размеров: призматические, многогранные, круглые и других более сложных форм. Наиболее простая конструкция твердосплавных режущих инструментов состоит из державки или корпуса с припаяной одной или несколькими пластинками твердого сплава. Припаивают пластинки в заранее заготовленное и подогнанное гнездо под пластинку.
Рис. 128. Примеры механического крепления твердосплавных режущих пластинок
При выборе положения пластинки -необходимо обеспечить возможно большее число переточек инструмента для наиболее экономного использования дорогого твердого сплава, создания прочной и надежной конструкции, позволяющей вести обработку деталей с высокими режимами резания. Кроме того, пластинка должна быть размещена так, чтобы при ее переточках потери материала корпуса инструмента и материала пластинки были незначительны. Самым рациональным является механическое крепление твердосплавных пластинок к корпусу или державке инструмента.
Способы механического крепления твердосплавных пластинок разнообразны. Большинство из них имеют не только надежное закрепление режущего ножа, но и быстрое раскрепление их для переточки при затуплении или замены на случай поломки.
На рис. 128 приведены некоторые типы крепления твердосплавных пластинок, используемые в сборных конструкциях токарных резцов, зенкеров и фрез. Способы крепления выбирают в зависимости от назначения инструмента, его габаритов, конфигурации, корпуса, зависящей от нагрузок и условий работы.
Широкое применение находят сборные твердосплавные инструменты с механическим креплением неперетачиваемых пластинок. Механическое крепление пластин к корпусу державки или стержню зуба способствует повышению долговечности работы режущих инструментов. На рисунке внизу приведены два примера механического крепления неперетачиваемых минералокерамических режущих пластинок к державкам токарных резцов. По мере затупления одной грани пластинки ее раскрепляют и поворачивают следующей гранью, не бывшей в употреблении.
Глава XXIII
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
§ 1. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
Работающие по металлу режущие инструменты испытывают трение и удельные давления на рабочую кромку. Инструменты испытывают также повышенные напряжения изгиба и кручения, достигающие наибольших значений главным образом в участках, значительно отдаленных от контактирующей поверхности (например, в основании зуба фрезы или метчика). В некоторых инструментах (например, в протяжках) могут возникать растягивающие напряжения. При недостаточной прочности инструментальной стали или при повышении рабочих нагрузок, еще до наступления нормального износа, происходит поломка инструмента или выкрашивание его у основания рабочей кромки. Работе ряда инструментов сопутствуют и ударные нагрузки (например, строгального резца или зуборезного долбяка).
Рабочая кромка инструмента испытывает тепловые воздействия вследствие тепла, выделяющегося при резании. С увеличением 254
скорости резания температура рабочей кромки инструмента повышается и достигает 400—600° С. При дальнейшем повышении скорости резания, увеличении сечения снимаемой стружки или обработке более прочного материала и с меньшей теплопроводностью температура в районе режущей кромки дополнительно повышается. В связи с этим к сталям, идущим на изготовление режущих инструментов, предъявляются повышенные требования в отношении износостойкости при больших давлениях и тепловом воздействии.
В связи с рассмотренными условиями работы металлорежущих инструментов стали должны обладать следующими основными свойствами: иметь высокую прочность, а для инструментов, подвергающихся динамическим нагрузкам, достаточную вязкость; обладать высокой твердостью, достигающей в обычных условиях HRC 62 — 66, а для резания чугуна и труднообрабатываемых сталей (жаростойких, нержавеющих и т. п.) HRC 66—69; быть теплостойкими, особенно когда резание выполняется по труднообрабатываемым металлам и ведется с повышенной скоростью.
Для резания конструкционных сталей с твердостью НВ 220—230 и серого чугуна используют стали инструментальные углеродистые.
При обработке легированных сталей используют инструменты из сталей повышенной производительности (теплостойкости), например Р18Ф2.
Для резания с большими подачами или динамическими нагрузками используют инструменты из сталей большой прочности, например Р12, Р6М5.
Инструменты, используемые в станках-автоматах и автоматических линиях, изготовляют из ванадиевых сталей повышенной износостойкости, например Р14Ф4.
В табл. 15, 16 и 17 приведены рекомендации по выбору сталей для изготовления соответствующих инструментов.
Таблица 15
Примерные назначения инструментальных углеродистых сталей для металлорежущих инструментов
Тип инструмента
Зубила слесарные, кернеры
Зубила пневматические, короткие лезвия ножниц
Фрезы, зенкеры, зенковки
Фрезы и пилы дисковые, лезвия ножниц и ножи по металлу, резцы по цветным металлам
Резцы по стали и чугуну, метчики, плашки, сверла, развертки, полотна ножовочные, напильники крупные
Развертки и метчики ручные, плашки круглые, напильники мелкие, шаберы по цветным металлам, зубила для насечки напильников
Шаберы по чугуну и твердой стали, напильники машинные
Марка стали
У7, У7А У8А У8А У9, У9А
У10, У10А, УН, УНА
У12, У12А
У13, У!ЗА
Примерные назначения инструментальных легированных сталей для металлорежущих инструментов
Тип инструмента	Рекомендуемая марка стали
Сверла фрезерованные общего назначения Сверла по труднообрабатываемым сплавам Фрезы: гравировальные дисковые концевые резьбовые червячные червячные по труднообрабатываемым сплавам Дол бяки, протяжки диаметром до 100 мм Протяжки диаметром более 100 мм Метчики машинные и машинно-ручные Метчики ручные Плашки круглые по мягким металлам Плашки круглые по твердым металлам Развертки машинные Развертки ручные Пилы по металлу дисковые и сегменты Полотна станочные Полотна ручные Напильники мелкие разные Напильники по твердым металлам Шаберы Резцы по сталям средней твердости Резцы по чугунам и труднообрабатываемым сплавам Резьцы для чистовой обработки и нарезания резьбы Резцы для работы с ударными нагрузками Резцы фасонные Ножи для резки листов толщиной до 2 мм Ножи для резки листов толщиной более 2 мм Зубила пневматические, пробойники, обжимки Зубила для насечки напильников Ролики и плашки резьбонакатные	Р18Ф2, Р12, Р6МЗ, 9ХС, ХВСГ Р9Ф5, Р18Ф2К5 13Х, ХВ5, 9ХС Р12, Р18 Р18, ХВ5 Р18, Р18Ф2, Р6М5 Р12, Р18Ф2, Р6МЗ Р9К10, Р9К5, Р9Ф5, Р14Ф4 Р12, Р6МЗ, Р6М.5, Р18 Р12, ХВСГ, 9Х5ВФ, Х12Ф1 Р18, Р12, Р18Ф2, ХВГ ИХ, 11ХФ ХВСГ, 9ХС Р12, Р6МЗ Р12, Р18, Р6МЗ, ХВГ Р12, Р18, ХВСГ, В1 Р9, Р18, В2Ф, 120Х Р12, Р9, Р18 Х6ВФ, 9Х5ВФ, Р9 ИХ, 13Х Р12, Р9 Р12Х, ИХ Р18, Р18Ф2 Р9К5, Р9КЮ, Р18К5Ф2, ХВ5 Р9Ф5, ХВ5 Р6МЗ, Р12, Р9К5 Р18Ф2 Х12М, Х6ВФ 5ХВ2С, 6ХВ2С, 6ХС 7ХФ, 6ХС, 4ХВ2С, 9ХФ X Х6ВФ, 9Х5Ф, 6ХВ2С, 9ХС, Х12Ф1, 8ХФ, Р18
§ 2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Заготовительные операции при изготовлении режущих инструментов практически не отличаются от общепринятых способов выполнения заготовок в инструментальных цехах. Чаще всего производится отрезка заготовок от прутков или болванок проката на механических ножовках, отрезных станках с дисковыми пилами, разрезка листового проката на гильотинных ножницах, полосового проката —на кривошипных прессах, отрезка дисковых заготовок на токарных станках, мелких малогабаритных заготовок — на фрезер-256
Стали, рекомендуемые для нерабочей части составных режущих инструментов
Тип инструмента	Нерабочая часть инструмента	Рекомендуемая марка стали
Резцы с пластинками из быстрорежущей стали Резцы с пластинками из твердого сплава Сверла сварные - Сверла с пластинками из твердого сплава Зенкеры сварные Зенкеры с пластинками из твердого сплава Развертки сварные Развертки насадные Фрезы сборные с вставными ножами из быстрорежущей стали и твердого сплава Метчики сварные Протяжки из быстрорежущей стали	Державка Державка Хвостовик Корпус Хвостовик Корпус Хвостовик Корпус 	 Корпус Хвостовик Хвостовик	Ст 6, 45, 40Х У 7, У8, У9, 40Х, 45Х 45, 50, 60, 45Х У8, 9ХС, 45Х, 7X3 50, 60, 40Х У7, 9ХС, 40Х, 7X3 45, Стб, 45Х 45, 50, 40Х, 45Х 45, 50, 40Х 45, 50, 60, 40Х 45, 40Х, 45Х
ных станках. Применяется также абразивная отрезка заготовок дисками, оснащенными зернами твердых абразивов или алмазов.
Предварительная механическая обработка инструментов включает операции, готовящие их к сварке и пайке, а также операции по обработке баз. Базами для последующей обработки заготовок служат центровые выступы и углубления, центральные конические или цилиндрические отверстия с прилегающей торцовой поверхностью, а также плоские поверхности. У концевых инструментов вначале обтачивается в центрах рабочая часть, затем конус хвостовика. При значительной партии таких инструментов их обрабатывают на станках с гидрокопировальными устройствами.
Точение насадных инструментов осуществляется на оправках, устанавливаемых в шпинделе или в упорных центрах. Некоторые инструменты обрабатываются в патроне. Для серийной обработки резьбовых отверстий концевых инструментов используют револьверные станки.
Нарезание наружной резьбы ведется на токарных станках. Иногда применяется накатка резьбы. На метчиках диаметром до 16 мм резьба может быть нарезана на резьбошлифовальном станке.
Стружечные канавки на цилиндрических поверхностях обрабатывают на универсально-фрезерных станках, а зубья на плоских и торцовых поверхностях — на вертикально-фрезерных станках угловыми фрезами.
Профиль червячных фрез обрабатывают на токарных или резьбофрезерных станках; профиль зуборезных гребенок — на горизонтальных или вертикальных фрезерных станках. Червячные и резьбовые фрезы, круглые плашки и метчики затылуют на токарно-
затыловочных станках. На токарно-затыловочных станках сочетается вращательное движение заготовки с поперечным движением резца. Затылуют либо в перпендикулярном направлении к оси вращения детали (прямое затылование), либо под некоторым углом (косое затылование).
Профиль у стержневых резцов образуется фрезерованием режущих поверхностей в двухповоротных тисках, позволяющих вести обработку поверхности параллельно ходу стола. При серийном производстве резцов применяют многоместные приспособления с пневматическим зажимом. Пластинчатые инструменты ( перовые сверла, расточные пластины) обрабатываются фрезерованием и шлифованием.
Лапки у хвостовиков цилиндрических инструментов фрезеруют наборами из двух цилиндрических фрез соответствующего радиуса и длины.
При изготовлении пазов и овальных окон в протяжках и расточном инструменте с помощью специального кондуктора сверлят по краям два отверстия, затем концевой фрезой удаляют верхнюю половину оставшейся перемычки и после поворота на 180° — нижнюю.
Шпоночные канавки в отверстиях -выполняют долблением, а при больших партиях инструмента — протягиванием.
При выполнении чистовых операций механической обработки необходимо придать закаленному инструменту окончательную форму, размеры и высокий класс шероховатости поверхностей. Такие операции выполняют слесари-инструменталыцики с помощью шлифовальных кругов, порошков и паст. При этом применяют центровое наружное, круглое, внутреннее, плоское и профильное шлифование, а также плоскую, круглую и профильную доводку.
Острота режущим кромкам придается заточкой. Наилучшее качество заточки дают алмазные инструменты. Разнообразие режущих инструментов требует использования различных приемов работы на универсальных и специальных заточных станках. Многие инструментальщики по режущему инструменту выполняют работы на заточных станках.
Шлифовально-заточные операции у многих концевых и насадных инструментов имеют последовательность: зачистка центровых или посадочных отверстий и конусов, заточка передних поверхностей, шлифование поверхностей, образующих режущие кромки, заточка задних поверхностей и, при необходимости, доводка режущих кромок. Шлифование ведется на плоскошлифовальных станках, заточка — на универсально-заточных.
Резьбовые поверхности закаленных метчиков обрабатывают на резьбошлифовальных станках. У спиральных сверл, зенкеров, метчиков и некоторых концевых фрез заточку передней поверхности часто заменяют шлифованием канавок алмазными кругами с целью улучшить скольжение стружки и повысить стойкость инструмента.
Шлифование снимает обезуглероженный слой, образовавшийся при термической обработке. Для некоторых чистовых инструментов применяют окончательную заточку алмазными кругами или доводочными кругами из зеленого карбида кремния на бакелитовой связке.
Чистовая обработка круглых и шлицевых протяжек начинается с зачистки центровых углублений. Затем следует заточка передней поверхности, выполняемая либо на круглошлифовальном станке, либо на специальном станке для заточки протяжек. После заточки следует шлифование по профилю. В зависимости от формы протяжки операция выполняется на круглошлифовальном, шлицешлифовальном или плоскошлифовальном станке. Заточка задней поверхности и обработка стружкоразделительных канавок этих инструментов ведется на заточных станках. Ленточки на калибрующих зубьях доводятся плоским чугунным притиром с применением пасты ГОИ.
Призматические инструменты (тангенциальные резцы, зуборезные резцы и гребенки) шлифуются на плоскошлифовальных станках.
Специальные операции в производстве сборных инструментов. Сборные инструменты, как правило, изготовляют из инструментальной и конструкционной сталей. Соединение этих материалов может осуществляться стыковой или контактной сваркой, сваркой трением, пайкой или наплавкой, а также механическим креплением режущих элементов.
Наибольшее распространение имеет стыковая сварка, в процессе которой торцы заготовок из быстрорежущих и конструкционных сталей сваривают на сварочных машинах. На некоторых заводах мелкие инструменты сваривают на установках ТВЧ или устройствах для сварки трением.
Контактной сваркой пользуются при сварке преимущественно плоских заготовок. Сварка ведется на тех же сварочных машинах или установках ТВЧ, оснащенных вертикальным нажимным устройством.
При изготовлении сборных инструментов с механическим креплением режущих зубьев применяют рифление опорных поверхностей ножей и пазов в корпусе инструментов. Рифление ведут на горизонтально-фрезерных станках. Рифление поверхностей с помощью плоских протяжек более производительно. Перед рифлением пазы корпуса подвергают слесарной обработке по гладкому калибру. В зависимости от направления рифлей работа может производиться на протяжных, долбежных или поперечно-строгальных станках. Деталь устанавливают так, чтобы подвергаемая рифлению плоскость совпала с направлением движения рабочей поверхности инструмента.
При изготовлении инструментов широко распространена напайка пластин из быстрорежущей стали или твердого сплава.
Быстрорежущие пластины напаивают преимущественно порошкообразными припоями. В последнее время применяют экономичные припои, выпускаемые в виде таблеток, в состав которых входят точно дозированные количества припоя и флюса.
Напайку многолезвийных быстрорежущих инструментов выполняют припоями, состоящими из меди, железа, никеля, марганца и цинка. Последние три элемента растворяют металл корпуса и пластинки и создают весьма прочные 'Соединения. Как правило, в это!^ случае напайку совмещают с термической обработкой. Напайку осуществляют в пламенных печах или на высокочастотных установках с нагревом инструмента индуктором. Печная напайка ведется с предварительным подогревом. Для твердосплавных инструментов лучшим способом соединения корпуса с пластинкой служит высокочастотная напайка. Напаянный инструмент помещают в подогретый песок или выдерживают в нагретой печи.
§ 3. ПРИМЕРЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Рассмотрим несколько примеров маршрутной технологии изготовления режущих инструментов (рис. 129) в инструментальных цехах машиностроительных заводов. Примеры взяты из числа часто применяемых типоразмеров стандартизованных инструментов. Предусматриваются наиболее распространенные организационно-технические условия, соответствующие мелкосерийному характеру производства (до 50 единиц однотипных инструментов в партии) с использованием универсального станочного оборудования и универсальных приспособлений.
1.	Резец токарный резьбовой с пластинкой из твердого сплава. Выполнить перетяжку державки с квадрата на цилиндр, загнуть и отковать форму головки. Отжечь. Очистить заготовку в галтовочном барабане. Фрезеровать опорную поверхность. Снять заусенцы на опорной поверхности и фаски на торце державки *. Фрезеровать задние главную и вспомогательную поверхности. Фрезеровать заднюю поверхность с внутренней стороны (выдержать радиус) и гнездо под пластинку твердого сплава. Снять заусенцы на головке резца, клеймить знаки с подбором клейм. Припаять пластинку твердого сплава на установке ТВЧ. Снять излишки припоя. Заточить резец. Довести ре-ж у щ и е к р о м к и.
2.	Державка для перовых сборных сверл. Подрезать торцы заготовки и центровать с двух сторон. Обточить стержень оправки и хвостовик с припуском под шлифование 0,5 мм, снять фаску 60°, Разметить и сверлить отверстие под винт, зенкеровать отверстие, нарезать резьбу. Фрезеровать лапку и паз. Снять заусенцы после ф р е з е р о в а н и я. Шлифовать хвостовую часть (конус Морзе). Калибровать резьбу, припилить паз и собрать оправку с пластинкой.
3.	Метчик из быстрорежущей стали (сварной). Очистить заготовки рабочей части и хвостовой части в галтовочном барабане. Подрезать торец и обточить под сварку рабочую часть заготовки, и
* В разрядку набраны операции, выполняемые слесарем-инструментальщиком.
Рис. 129. Примеры режущих инструментов, изготовляемых по типовой технологии
хвостовой части. Сварить заготовки встык. Отжечь. Рихтовать заготовку и зачистить. Проточить сварочный шов, подрезать торцы и зацентровать с двух сторон. Обточить хвостовую часть, рабочую часть и заборный конус с припуском на шлифование 0,5 мм. Нарезать резьбу резцом с припуском под резьбошлифование. Фрезеровать квадрат и стружечные канавки. Снять заусенцы после фрезерования и заклеймить. Закалить с отпуском. Рихтовать после термообработки (в центрах), очистить заготовку и зачистить ц е н т р а. Шлифовать рабочую часть и диаметр хвостовой части. Заточить метчик по передней поверхности. Шлифовать резьбу. Заточить заборный конус по задней поверхности с затыловкой. Полировать стружечные канавки.
4.	Плашка круглая (из стали 9ХС). Подрезать торец заготовки, центровать с одной стороны, обточить диаметр с припуском на шлифование, подрезать торец, расточить отверстие, расточить заборный конус, подрезать другой торец и расточить заборный конус, развернуть отверстие, нарезать резьбу. Фрезеровать паз под углом 60°. Сверлить стружечные и крепежные отверстия, используя кондуктор, запилить стружечные отверстия, снять заусенцы, затыловать заборный конус. Калибровать резьбу маточным метчиком. Закалить с отпуском. О ч и ст ить от окалины. Шлифовать наружный диаметр и торцы. Заточить режущие поверхности с двух сторон. Довести резьбу резьбовым притиром (калибровать).Маркировать электрографом.
5.	Фреза концевая угловая из быстрорежущей стали (сварная). Очистить заготовку рабочей части и хвостовой части в галтовочном барабане. Подрезать торец у рабочей части и хвостовой части под сварку. Сварить заготовки встык, отжечь. Рихтовать заготовку после сварки и отжига. Снять грат после сварки, подрезать торцы, центровать с двух сторон, сверлить, зенковать отверстие под резьбу в хвостовике, нарезать резьбу, обточить конус с припуском на шлифование и уступ начисто, обточить рабочую часть с припуском на шлифование и конус под утлом 60°. Фрезеровать зубья на конусе. Снять заусенцы после фрезерования, маркировать. Закалить. Рихтовать после термообработки, очистить от окалины, зачистить центра, калибровать резьбу метчиком. Шлифовать конус Морзе, конус 60° и цилиндрическую часть. Заточить задние поверхности зубьев. Цианировать.
6.	Фреза концевая с пластинками из твердого сплава. Очистить заготовку в галтовочном барабане. Подрезать торцы, зацентровать с двух сторон, сверлить и зенковать отверстие под резьбу, нарезать резьбу в хвостовой части, обточить конус Морзе с припуском на шлифование, обточить рабочую часть и шейку чисто. Фрезеровать канавку, пазы под пластинки, зубья на торце. Снять заусенцы после фрезерования, подогнать гнезда под пластинки и собрать их с корпусом под пай
к у. Маркировать. Припаять пластинки. Закалить хвостовую часть. Рихтовать после термообработки. Очистить окалину, зачистить центра, калибровать резьбу метчиком. Шлифовать конус Морзе, шлифовать рабочую часть предварительно. Заточить фаску и переднюю поверхность зубьев по пластинке. Шлифовать окончательно диаметр рабочей части. Довести переднюю поверхность зубьев по пластинке. Заточить заднюю поверхность зубьев по цилиндру и поднутрения по торцу, заточить заднюю поверхность зубьев на торце и заднюю поверхность по фаске. Скруглить абразивным бруском острые кромки переходов.
7.	Фреза торцовая со вставными ножами (£> = 804-100 ,мм). Подрезать торец заготовки, обточить хвостовик предварительно, сверлить отверстие, зенковать под углом 60°, нарезать резьбу. Подрезать другой торец, зацентровать, расточить выточку, проточить конус Морзе с припуском на шлифование. Обточить в центрах наружную поверхность рабочей части, подрезать торец, снять фаску, обточить конус 30° на размер 7 мм. Фрезеровать пазы под ножи и пазы на торце. С н я т ь заусенцы после фрезерован я, разогнать пазы под углы 5° и 3° 15', к л е й м ит ь. Закалить (HRC 35—40) .Очистить дробеструйно, зачистить резьбу метчиком, зачистить центра. Шлифовать конус Морзе. Собрать корпус фрезы с ножами. Заточить переднюю поверхность ножей, заднюю поверхность по торцу и заднюю поверхность по фаске.
8.	Фреза торцовая хвостовая со вставными резцами (£>=754-4-125 мм). Подрезать торец заготовки, обточить хвостовик предварительно, сверлить отверстие, зенковать под углом 60°, расточить канавку, нарезать резьбу. Подрезать другой торец, зацентровать, обточить по диаметру рабочей части, обточить хвостовик в центрах, проточить канавку, снять фаску. Обточить рабочую часть, обточить бурт, снять три фаски. Фрезеровать два паза под ключ, пазы под ножи, паз под углом 3°, гнезда под болты. Снять заусенцы после фрезерования, разметить отверстия под резьбу, сверлить отверстия, нарезать резьбу, клеймить. Закалить (HRC 35—40). Очистить дробеструйно, зачистить центра, калибровать резьбы метчиками. Шлифовать конус хвостовика и цилиндрическую часть на хвостовике. Собрать корпус с резцами. Заточить переднюю поверхность по торцу и фаске.
§ 4.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Напайка пластинок из быстрорежущей стали. В связи с дефицитностью быстрорежущей стали (особенно стали Р18) цельные резцы из этой стали делают только небольших размеров, чаще всего расточные. Обычные резцы всех типов делают составными: стержень из конструкционной стали, а режущую часть — из быстроре
жущей. Трудность изготовления резцов с пластинками из быстрорежущей стали состоит в том, что напаянные резцы должны быть затем закалены. Наиболее высокое качество напайки пластинок из быстрорежущей стали достигают, применяя диффузионный припой марки ГФК, в состав которого входит: 3—4% кремния, 5—6% марганца, 5—8% железного порошка, 5% никеля, 6—8% цинка и остальное— медь. Температура плавления припоя 935—950° С. В качестве флюса применяется бура.
На поверхности гнезда под пластинку и на режущей пластинке в местах спаивания делают канавки. При сварке в канавки засыпают буру и нагревают резец в индукторе ТВЧ до температуры 820— 860° С, затем резец вынимают из индуктора, в те же канавки засыпают припой, смешанный с бурой, и снова нагревают режущую часть до температуры закалки 1230—1250° С для стали Р9. Затем резец охлаждают.
Напаянные резцы затачивают на круге из электрокорунда белого зернистостью 40 и 25, твердостью CM, СМ1. После заточки резцы доводят на доводочном чугунном диске с пастой или вручную абразивными брусками (в зависимости от конфигурации режущей части).
Напайка пластинок твердого сплава. Поверхности твердосплавных пластинок после формования и спекания на заводах твердых сплавов имеют некоторую кривизну (выпуклость или вогнутость плоскостей), местами достигающую 0,1—0,3 мм, поэтому для обеспечения плотного прилегания к корпусу инструмента их нужно предварительно прошлифовать по спаиваемой поверхности и, если необходимо, припилить гнездо под пайку.
Плоскость гнезда обрабатывают точно, чтобы пластинка устанавливалась без качки. Пластинка должна выступать от корпуса на 0,7—0,8 мм, а верхняя плоскость пластинки — быть выше верха корпуса на 1—1,5 мм; шероховатость обработанных под пластинку поверхностей гнезда должна соответствовать 5-му классу.
Твердосплавные пластинки после шлифования абразивным инструментом перед пайкой обезжиривают в кипящем 10 %-ном растворе кальцинированной соды с последующей промывкой в теплой воде. После этого пластинки подвергают в течение 10 мин кипячению в 20%-ном растворе, состоящем в равном соотношении из не-обезвоженной буры и необезвоженного фтористого калия. Вынутые из этого раствора пластинки после сушки в шкафу покрывают тонкой стеклообразной пленкой флюса, что предохраняет их от окисления при нагреве до пайки и в процессе пайки.
Для уменьшения напряжений, возникающих в процессе напайки пластинок, применяют компенсационные прокладки, устанавливаемые между твердосплавной пластинкой и пазом корпуса инструмента. Прокладки изготовляют из стали с содержанием углерода не более 0,1 % или железоникелевого сплава — пермолоя в виде сетки или фольги толщиной 0,2—0,3 мм с отверстиями 2—1 мм, расположенными в шахматном порядке. Форма и размер прокладок должны соответствовать форме и размерам спаиваемых поверхностей..
Размеры паза под пластинку устанавливают с учетом толщины прокладки.
Компенсационные прокладки повышают прочность пайки и разгружают место спая от напряжений, возникающих в процессе остывания инструмента после пайки, уменьшая возможность появления трещин на пластинках твердого сплава. Полоски припоя укладывают вдоль пазов по задним граням пластинок. Для лучшей защиты от окисления при нагреве и для закрепления припоя и пластинки головку инструмента обвязывают шнуровым асбестом. В процессе обвязывания головку посыпают флюсом. Отверстия, в которые недолжен затекать припой, забивают асбестом. Обвязывать головку металлической проволокой не рекомендуется, так как быстрый нагрев проволоки при недостаточном еще нагреве твердосплавных пластинок часто влечет за собой образование трещин в пластинках. После описанной подготовки собранный инструмент поступает в напайку.
Наиболее удобным и производительным способом напайки твердосплавных пластин на стержни инструментов является нагрев их с помощью индукторов ТВЧ. Для этой цели применяют индукторы^ форма и размеры которых соответствуют рабочей части инструмента.
Припои применяют в соответствии с материалом пластинок. Так» например, для напайки твердосплавных резцов наиболее эффективным является припой ПРМНКМЦ 68-4-2, который состоит из 62— 68% меди, 4—5% никеля, 1,5—2% марганца, 28—31% цинка и не более 0,3% кремния. Температура плавления припоя 910—930° С. Применяются припои и другого состава, но они менее эффективны и предназначаются для особых условий работы резцов.
В качестве флюса применяют буру, предварительно расплавленную, истолченную и просеянную через мелкое сито.
Опорную поверхность гнезда посыпают бурой и подогревают в индукторе до температуры плавления буры (760—820° С). После расплавления флюса поверхность гнезда тщательно очищают металлической щеткой от шлака, гнездо снова посыпают флюсом, укладывают на него припой, затем снова посыпают флюсом и сверху кладут режущую пластинку. После этого резец вводят в индуктор и нагревают до температуры плавления припоя. Как только припой расплавится, резец быстро вынимают из индуктора, остроконечным металлическим стержнем исправляют положение пластинки (если это необходимо) и плотно прижимают пластинку к поверхности гнезда до затвердения припоя. Для медленного охлаждения напаянный резец помещают в ящик с размолотым древесным углем или песком, нагретым до 150—200° С, и выдерживают 2—3 ч.
Для напайки режущих пластинок, работающих при низких и средних нагрузках и испытывающих нагрев не выше 600° С, в качестве припоя часто используют латунь Л-62, а для напайки пластинок из высокотитановых твердых сплавов (типа Т30К4 и Т60К6) применяют серебряный припой марки ПРС-45. В этих случаях применяют флюс, состоящий из 30% фтористого калия, 60% буры и 10% борной кислоты. Компоненты флюса плавят раздельно: бор
ную кислоту при 650° С, буру при 800° С и фтористый калий при 900° С. Расплавленные и охлажденные компоненты размельчают в порошок и смешивают в указанной весовой пропорции. Высокоти-тановые твердые сплавы очень склонны к трещинообразованию, поэтому рекомендуется напаивать их только одной опорной плоскостью; боковые поверхности пластинки предохраняют от припаивания прокладками из слюды или графита.
Напайку пластинок у фрез, сверл, разверток, зенкеров необходимо производить в следующем порядке. Подготовленный к пайке инструмент вставляют в оправку приспособления в горизонтальном положении. Пропрев начинают с хвостовой части инструмента и, нагрев до 800—900° С, вводят в индуктор головку инструмента, следя за тем, чтобы пластинки не перегревались (при нагреве пластинок периодически выключают ток). Во время нагрева инструмент поворачивают, посыпая головку флюсом. При расплавлении припоя непрерывно вращают инструмент, следят за тем, чтобы припой покрыл все пластинки. Выключают ток, выводят инструмент из индуктора, снимают его с приспособления и после затвердения припоя стальной щеткой очищают головку инструмента от окалины, флюса, асбеста. Охлаждают инструмент в теплоизоляционной среде.
Длительность нагрева для инструмента с поперечным сечением до 200 мм2 около 30 с и для инструмента с поперечным сечением до 1000 мм2 около 60 с. Средняя скорость нагрева не должна превышать 40 град/с для малых сечений и 20 град/с для средних сечений.
Если корпус инструмента должен быть закален, необходимо по окончании пайки, не вынимая инструмент из индуктора, прогреть участок, подлежащий закалке, до температуры, установленной для данной марки стали. Сталь марки 40Х следует нагревать до 850— 900° С. Закалку инструмента необходимо производить в горячем масле, нагретом до 160—'200° С. Инструмент надо погружать хвостовиком вниз до головки, оснащенной твердым сплавом.
Напаянный инструмент очищают от окалины и проверяют качество пайки и отсутствие трещин в твердом сплаве. Качество пайки проверяют внешним осмотром пластинки и спая через лупу.
Отсутствие черноты и непрерывность спая свидетельствуют о качественной пайке. Наличие черноты в спае указывает на сильное окисление в процессе нагрева, а также на плохую подготовку и очистку поверхностей перед пайкой. Для обнаружения трещин инструмент промывают в керосине. Керосин, выступая на светлую поверхность, выявляет трещины.
§ 5.	ЗАТОЧКА И ДОВОДКА РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Заточка. На машиностроительных заводах организована централизованная заточка всего режущего инструмента. Это обеспечивает правильную, производительную заточку и контроль качества поступающего на рабочие места инструмента.
Рис. 130. Заточка (а) и доводка (б) токарных и строгальных резцов
Заточка выполняется на специальном заточном оборудовании, оснащенном абразивными и алмазными кругами соответствующих форм и размеров, и с соблюдением установленного технологического режима заточки для каждого вида инструмента и каждого материала, из которого он изготовлен.
Заточные станки разделяются на простые, универсальные и специальные (например, станки для заточки сверл). На простых станках (типа наждачных точил с подручником) выполняют простейшие заточные работы по несложному инструменту. На универсальных стан-нах производят заточку самых различных режущих инструментов: зенкеров, разверток, фрез, специальных сверл, специальных резцов. Заточка твердосплавных резцов производится только на специализированных станках для заточки резцов, закрепляемых в поворотном приспособлении. Суппорт станка состоит из верхней и нижней кареток и поворотного стола. Перемещение нижней каретки производится в поперечном направлении механически; продольное перемещение верхней каретки производится вручную вдоль рабочей поверхности шлифовального круга.
При заточке твердосплавного резца вращение заточного круга должно быть направлено от режущей кромки к державке, т. е. круг должен «набегать» на лезвие. Инструмент должен устанавливаться на уровне центра круга или на 5— 10 мм выше центра. Установка ни
же центра ведет к браку. Для равномерного износа круга и получения правильной геометрии заточенного резца последний при заточке нужно перемещать относительно рабочей поверхности круга. На рис. 130, а приведено начальное положение резца, закрепленного в трехповоротных тисках станка для заточки резцов. Из начального положения поворотного приспособления производится его настройка для получения заданных углов при заточке.
Порядок заточки следующий. Сначала затачивают главную заднюю поверхность, потом главную вспомогательную поверхность и, наконец, переднюю поверхность резца. После заточки всех поверхностей закругляют вершину (резца.
Твердосплавные резцы затачивают предварительно кругом из карбида кремния зеленого (или черного) твердостью М2—СМ1 и
зернистостью 504-40 и окончательно — кругахМИ из карбида кремния зеленого твердостью Ml—М3 и зернистостью 254-16.
Более точная и производительная заточка твердосплавных резцов выполняется на алмазно-заточных станках. Затачивают твердосплавные резцы с охлаждением эмульсией, так как перегрев поверхности резца (прижоги) ведет к их растрескиванию. Кроме того, при заточке резцов с охлаждением более экономно расходуются алмазные круги.
Заточка резцов из 'быстрорежущей стали выполняется предварительно кругами зернистостью 50 и твердостью СМ2—С1 из электрокорунда нормального, чистовая — кругами зернистостью 25 и твердостью СМ2—С1 из электрокорунда белого.
Доводка режущих лезвий инструментов. Доведенные режущие инструменты отличаются более высокой производительностью, лучшим качеством обработанной поверхности и большей стойкостью. Доводка твердосплавных резцов увеличивает их стойкость до трех раз по сравнению с недоведенными. Объясняется это тем, что даже после высококачественной заточки на режущих гранях остаются микронеровности и завалы, вследствие чего при эксплуатации быстро наступает выкрашивание лезвия. Кроме того, доводка полностью или частично устраняет поверхностные слои с прижогами и микротрещинами. Ручная доводка резцов из быстрорежущей стали выполняется абразивными брусками из нормального или белого электрокорунда, а твердосплавных резцов — брусками из карбида кремния зеленого или из синтетических алмазов.
Механическая доводка 'выполняется на доводочных чугунных дисках (рис. 130, б) или на алмазно-доводочных станках. При доводке резцов из быстрорежущей стали применяют доводочную пасту из электрокорунда. Для доводки твердосплавных резцов применяют пасту из карбида бора, нормальной производительности (70% карбида бора и 30% парафина) или повышенной производительности (85% карбида бора и 15% парафина). При черновой доводке зернистость пасты М40, при чистовой М20.
Доводку осуществляют следующим образом. Пасту наносят на торцовую поверхность диска после легкого смачивания его керосином и при медленном вращении разравнивают стальной плоской лопаткой. Направление вращения диска — обратное направлению, при котором производилась заточка резца; диск должен «сбегать» с режущей кромки резца. Окружная скорость на периферии круга при доводке должна быть установлена в предалах 1—1,5 м/с, продольная подача (вдоль поверхности диска) порядка 0,5—1 м/с; удельное давление на резце 0,15—0,2 кГ/см2.
Доводку граней выполняют, начиная с задних и кончая передними, при обязательном возвратно-поступательном перемещении резца относительно диска.
Если при доводке появится визг, доводочный диск останавливают, снимают тряпкой с керосином старую пасту и наносят новую.
Правильно выполненная доводка должна обеспечить шероховатость рабочих поверхностей резцов соответствующую 9-му классу.
Процесс доводки резцов на алмазно-доводочных станках такой же, что и на доводочных дисках. Доводку мелких резцов выполняют алмазными кругами на органической связке с мелкозернистыми алмазами АСО 50%-ной концентрации. Если резцы проходили алмазную заточку, доводка их обычно производится только в особо ответственных случаях.
§ 6.	КОНТРОЛЬ ПРАВИЛЬНОСТИ ЗАТОЧКИ
Правильность углов затачиваемых резцов проверяют с помощью угломерных приборов и специальных шаблонов. Наиболее простой способ контроля заточки углов — проверка шаблоном, имеющим вырез с различными углами.
Рис. 131. Приборы для контроля заточки резцов
Прибор ВНИИ (Всесоюзного научного инструментального института) позволяет измерить передний и задний углы наклона лезвия резцы. На верхней части прибора нанесена шкала с градусными делениями (рис. 131, а). Нижняя часть прибора подвижная — она состоит из сектора с нанесенными на нем делениями и заканчивается угловым прямолинейным шаблоном. Угольник обеспечивает правильную установку резца. На приборе можно измерять передние и задние углы резца.
Этим же прибором можно измерять передние углы резца с различной заточкой по специальной шкале. Прибор снабжен двумя сменными секторами с нанесенными на них делениями разных радиусов заточки. Один сектор рассчитан на радиусы от 50 до 30 мм, второй от 30 до 10 мм. Для измерения углов наклона главного лезвия на торце кронштейна помещен угломер, состоящий из поворотной измерительной линейки, соединенной с указателем угловой шкалой.
Другой прибор ВНИИ — угломер, работает по принципу отвеса (рис. 131, б). На оси маятника укреплена неподвижная стрелка, вращающаяся вместе с маятником в корпусе прибора, снабженною шкалой. К корпусу прикреплена специальная лекальная линейка. Если установить линейку по горизонтали, то груз маятника, а вместе с ним и стрелка займут вертикальное положение. Если линейка будет повернута на угол а, то конец стрелки укажет величину этого угла на шкале с точностью 30'. Лекальную линейку прикладывают к поверхности измеряемого элемента резца, установленного на горизонтальную плоскость. Прибором можно измерять все углы резцов.
§ 7, ИЗГОТОВЛЕНИЕ МНОГОЛЕЗВИЙНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ
Подготовка к напайке фрез и зенкеров. При изготовлении фрез и зенкеров с напаянными пластинками из твердого сплава работа
Рис. 132. Способы подготовки гнезд под напайку пластинок твердого сплава
слесаря состоит в снятии заусенцев и фасок после фрезерования и подгонке гнезд для пластинок к напайке. Слесарь опиливает поверхности будущего спая, добиваясь плотного прилегания твердосплавных пластинок к опорным поверхностям корпуса инструмента.
Подгонка должна обеспечить плотность прилегания с отклонениями не свыше 0,05 мм. После этого производят сборку.
Наибольшей сложностью отличается сборка под напайку многолезвийных инструментов с открытым креплением пластинок.
Применяются два способа подготовки инструментов:
по первому способу (рис. 132,а) со стороны передней поверхности пластинки 1 при фрезеровании паза оставляют тонкую перемычку 2 толщиной 1—1,5 мм, удаляемую после напайки шлифовальным кругом. После подгонки гнезда в него закладывают пластинку и перемычку подчеканивают, чтобы прижать пластинку к опорной плоскости корпуса. Этот способ применяется преимущественно при изготовлении дисковых фрез:
по второму способу (рис. 132,6) пластинка 3 удерживается при пайке цилиндрическим штифтом 4. При необходимости штифт под-270
чеканивают или подгибают к пластинке 3, а после напайки удаляют спиливанием или сошлифовкой ручной шлифовальной машиной. Этот способ часто применяют при изготовлении фрез со спиральными пластинками.
В конструкции ножей для фрез с закрытым креплением твердосплавной пластинки (рис. 132, в) сборка сводится к пригонке пазов по пластинкам и закреплении пластинок легкими ударами медного молотка на плотную посадку. Твердосплавные пластинки предварительно шлифуют по посадочным поверхностям и опорной плоскости.
Перед напайкой пластинок все отверстия в корпусе инструмента (центровые, резьбовые, посадочные и др.) во избежание затекания припоя заполняют асбестом.
Сборка многолезвийных инструментов. При изготовлении сборных режущих инструментов на слесарный участок чаще других поступают торцовые сборные фрезы, которые широко применяются при скоростном фрезеровании. По сравнению с обычными (цельными) торцовыми фрезами сборные фрезы отличаются более мощной хвостовой частью, имеющей укороченный хвостовик, но с большей конусностью, увеличенным расстоянием между зубьями для свободного схода стружки и большей жесткостью корпуса, испытывающего увеличенные нагрузки.
Слесарь при изготовлении сборной фрезы должен выполнить следующие операции:
при изготовлении корпуса после полной токарной и фрезерной обработки снять заусенцы и запилить острые кромки, разметить и высверлить отверстия, нарезать в них резьбу, заклеймить корпус; после термической обработки очистить корпус от окалины, прогнать резьбу метчиком;
При изготовлении ножей снять с них заусенцы после фрезерования, опилить фаски, зачистить опорную поверхность под пластинку. После напайки пластинок, их термической обработки и шлифования — замаркировать каждый нож;
при изготовлении клиньев снять заусенцы и отпилить острые кромки после фрезерования и очистить окалину на торцах после термической обработки.
Сборка фрезы. Получив корпус фрезы с хвостовиком, ножи с напаянными пластинками твердого сплава, клинья, прижимные (регулируемые) винты, выполняют сборку в следующем порядке:
1)	в нарезанные отверстия завертывают винты;
2)	в пазы корпуса опорной поверхности вставляют резцы;
3)	ключом или отверткой винты слегка подвинчивают до соприкосновения с поверхностью резца;
4)	устанавливают ножи по шаблону и плотно их закрепляют винтами (шаблон базируют на отверстие в корпусе фрезы);
5)	затачивают и доводят ножи.
Сборка резцовых головок. Установка резцов в головки ведется по шаблону (рис. 133, а) и по индикатору (рис. 133, б). &ля сборки по этим схемам применяют специальные приспособления, позволя
ющие в процессе установки ножей поворачивать головку, подводя очередной зуб к стойке с шаблоном или индикатором.
В процессе сборки обеспечивается строгое положение режущих кромок резцов относительно базового отверстия и базового торца головки. Допустимое биение торцовых и диаметрально расположенных режущих кромок в зависимости ог диаметра головки не должно превышать 0,03—0,08 мм. Если головки в дальнейшем затачи-
Рис. 133. Схемы контроля сборки многорезцовых фрезерных головок: а — по шаблону, б — по индикатору
б)
вают в сборе, допуски на их биение после оборки могут быть расширены до 0,1—0,2 мм.
Сборка и отладка регулируемых разверток. При регулировании
развертки со вставными плас-
тинками и механическим креплением на необходимый размер пластинку передвигают по пазу в сторону подъема и закрепляют рифленой частью клина.
Ручную регулируемую раз-Рис. 134. Отладка регулируемой раз- вертку отлаживают следующим вертки	образом (рис. 134). При враще-
нии винт 1 перемещает шарик 2 по коническому отверстию 3, расположенному внутри оправки 4, и разжимает лезвие развертки на 0,15-4-0,5 мм по диаметру. После регулирования развертку проверяют по калибру-кольцу заданного размера. При затуплении развертку прошлифовывают и доводят
разжимным кольцевым притиром.
Доводка многолезвийных инструментов. Доводка лезвий металлорежущего инструмента значительно повышает качество обработанной поверхности деталей и увеличивает срок службы режущих лезвий. Кроме того, она позволяет более точно выдержать заданный размер на завершающих операциях обработки деталей.
Доводку лезвий инструментов, оснащенных быстрорежущей сталью, выполняют обычно на точных заточных станках мелкозернистыми чашечными кругами из карбида кремния на бакелитовой связке твердостью С1—С2.
Для доводки твердосплавных инструментов используют круги из синтетических алмазов или карбида бора. В отдельных случаях до водка выполняется чугунными притирочными дисками, шаржированными пастой из синтетических алмазов или зеленого карбида кремния.
Часто доводку инструментов, оснащенных пластинками из твердых сплавов, выполняют вручную. Ручная доводка алмазными брусками или доводка пастами на притирочных плитах с доводочными кубиками обеспечивает более плавные сопряжения эелментов профиля чистовых инструментов, дает правильные задние углы на скруглениях режущих кромок разверток и некоторых типах протяжек.
Для доводки брусками используют бруски большей твердости и меньшей зернистости, чем заточные круги.
Ручная доводка брусками требует особой осторожности и большого навыка, так как обработка многолезвийного инструмента гораздо сложнее, чем доводка твердосплавных резцов. При недостаточно умелом пользова-
нии брусками можно легко повредить режущие кромки и ухудшить режущие свойства инструмента.
Чтобы предупредить заваливание кромок, применяют соответствующие направляющие приспособления. Доводка в таком приспо-. соблении передней поверхности зубьев твердосплавной фрезы видна на рис. 135, а, а доводка задней поверхности на рис. -135, б.
На рис. 135, в показана доводка передней поверхности разверток специальным чугунным диском на модернизированном универсально-заточном станке. Поверхность диска автоматически шаржируется абразивной смесью. Диск 2, надетый на шпиндель станка, вращается с окружной скоростью 5—6 м/с и увлекает размещенный над ним шаржирующий диск /, прижатый к поверхности доводочно-
Рис. 135. Доводка многолезвийных инструментов
го диска. Внутри шаржирующего диска имеется ванночка со смесью мелкого порошка карбида бора с глицерином. Через отверстия в диске смесь под действием центробежной силы попадает на поверхность доводочного диска и вдавливается в него. Доводка задней поверхности выполняется дюралевым диском с карбидом бора.
Инструменты с многолезвийными пластинками из минералокерамики доводят пастами из карбида бора на чугунных дисках, вращающихся с окружной скоростью 0,5—1 м/с. Перед нанесением пасты диск очищают, слегка смазывают машинным маслом, а затем доводочной пастой. При доводке слегка прижимают пластинки к диску и плавно перемещают их от его периферии к центру.
§ 8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ
Наиболее простыми по конструкции являются обычно стержневые фасонные резцы (рис. 136, а, б).
Рис. 136. Выполнение профиля фасонных резцов
При изготовлении таких резцов применяют два варианта технологического процесса: ручной и механизированный. Вручную обрабатывают только фасонный профиль, образующий режущую кромку А резца, в точности соответствующую будущему профилю обрабатываемой детали. Процесс ручной обработки профиля резца является трудоемким и применяется только в тех случаях, когда партия изготовляемых деталей невелика. Фасонный профиль резца (его заднюю поверхность) предварительно опиливают по разметке и подгоняют по шаблону 1, помещенному на плите 2 в незакаленном виде, а после закалки и шлифования передней поверхности доводят абразивными брусками по тому же шаблону окончательно.
При механизированном варианте у фрезерованного стержня шлифуют переднюю поверхность и на ней размечают контур профиля с припусками на последующую обработку до 0,2 мм. Затем по рискам фрезеруется задняя поверхность профиля. Если в некоторых местах оказывается невозможным подойти фрезой к риске, про-274
филь обрабатывают вручную. Далее резец закаливают и отпускают, после чего шлифуют его переднюю поверхность, опорную и боковую установочные базы. Затем переходят кпроф ильному шлифованию задней поверхности. При высоких требованиях к точности и чистоте режущих элементов профили доводят притирами или ручным алмазным инструментом.
Ручная обработка профиля фасонных резцов, несмотря на меньшую производительность, широко используется в инструментальных цехах. В отличие от механизированной обработки фрезерованный профиль тщательно опиливают с припуском на дальнейшую обработку 0,05—0,1 мм. После термических операций производят ручное шлифование брусками и доводку чугунными притирами.
Вначале опиливают режущие кромки, лежащие на передней поверхности резца 3. Проверка ведется калибром с помощью светового фонаря. Далее опиливают остальную часть задней поверхности, ее профиль контролируют через каждые 1—2 мм тем же калибром, помещаемым на соответствующую высоту по блокам концевых мер 4. Задний угол профиля проверяют угломером.
На рис. 136, в показан фасонный призматический резец. Верхняя поверхность 5 резца является его передней поверхностью. При пересечении передней и задней поверхностей образуется фасонная режущая кромка 7. Сзади (по высоте призмы) имеется выступ 6 в форме «ласточкина хвоста», которым резец вставляется в державку и закрепляется болтом.
Процесс изготовления фасонных призматических резцов состоит из следующих основных операций: фрезерование наружного контура с припуском на последующую обработку; шлифование передней поверхности под разметку; разметка контура профиля на передней поверхности резца с припуском на последующую обработку 0,1 — 0,2 мм; фрезерование по разметке задней поверхности резца и выступов для закрепления в державке; закалка резца с отпуском до твердости HR С 62—65; шлифование передней поверхности 5 и выступов 6 в форме «ласточкина хвоста»; профильное шлифование задней поверхности 8 резца.
Фасонный круглый резец (рис. 136, г) представляет собой диск с передней поверхностью 9, образуемой вырезом части диска. Глубина выреза и его направление таковы, что стружка легко сбегает по передней поверхности и завивается. Скрепляется резец с державкой винтом.
Чтобы круглый резец в процессе резания не проворачивался на державке вокруг своей оси, на его боковой поверхности фрезеруют треугольные зубья, входящие во впадины на державке резца.
Процесс изготовления круглых резцов включает следующие операции: полная токарная обработка заготовки резца по чертежу; фрезерование выреза и треугольных зубьев; снятие заусенцев и опиливание фасок по чертежу; термическая обработка с отпуском до твердости HRC 62—65; шлифование профиля резца; заточка передней поверхности.
§ 9. ВОССТАНОВЛЕНИЕ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Режущие инструменты после полного износа подверают восстановлению или другим способам использования: восстановлению с сохранением их назначения режущих свойств и эксплуатационных размеров; переделке на другие размеры; использованию в качестве заготовок или материала для наплавных и литых инструментов.
При выборе путей использования изношеннных инструментов учитывают, что восстановлению целесообразно подвергать главным образом инструмент, оснащенный быстрорежущей сталью и твердыми сплавами, а прочий только в том случае, если стоимость восстановления не превышает стоимости новых инструментов.
Резцы с отколовшимися пластинками напаивают новыми. Державки изношенных резцов перековывают на меньшие размеры. Изношенные по длине сверла переделывают в шпоночныефрезы, зенковки и центровочные сверла. Свернутые лапки хвостовиков восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой. Восстановление режущих частей сверл, имеющих крупные повреждения, производят наплавкой быстрорежущими электродами. При мелких повреждениях сверла перешлифовывают на меньшие размеры с углублением затылочной части шлифовальным кругом.
Восстановление высоты зуба концевых и насадных фрез производят абразивами одновременно с переточкой инструмента. Выломленные места режущей части восстанавливаются наплавкой и последующей заточкой. Отделившиеся рабочие части концевых фрез после отжига сваривают с новым хвостовиком. Изношенные развертки перешлифовывают на ближайшие размеры.
Непригодный для восстановления инструмент сдается как металлический лом, используемый для переплавки на металлургических заводах или в качестве составляющей шихты для литого инструмента, изготовляемого для собственных нужд.
ЛИТЕРАТУРА
1	. Б а куль В. Н. и др. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента. М., «/Машиностроение», 1975.
2	. Геллер Ю. А. Инструментальные стали. Изд 4-е. М., «Машиностроение», 1975.
3	. Геллер Ю. А., Р ей нш т а д т Д. Г. Материаловедение. М., «Металлургия», 1975.
4	. Гладилин А. Н., М а л е в с к и й Н. П. Справочник молодого инструментальщика по режущему инструменту. М., «Высшая школа», 1973.
5	. Лурье Г. Б., Масловский В. В. Основы технологии абразивной доводочно-притирочной обработки. М. «Высшая школа», 1973.
6	. Орлов П. Н. Механическая доводка деталей машин. М., «Машиностроение», 1974.
7	. М о в ч а н В. Н , Михайлов Г. М. Технология производства измерительных инструментов и приборов М, «Машиностроение», 1974.
8	. Первушин Е. А. Ремонт мер и измерительных приборов. Л., «Машиностроение», 1974.
9	. Р о д и н П Р. Металлорежущие инструменты. Киев, «Высшая школа», 1974.
'1	0. Технология материалов в приборостроении. Сб. под ред. А. Н. Малова. М., «Машиностроение», 1969.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение..........<................................................... 3
Раздел первый
Общие сведения
Глава I. Сведения об инструментальном производстве.............. .	5
§	1. Задачи и структура инструментальных служб................................................................................. 5
§	2. Кадры инструментальных цехов и крут работ слесаря-инструментальщика ....................................................... Г
§	3. Техника безопасности на территории завода и в инструментальном цехе......................................................  10
Глава II. Применяемые материалы.......................................................................................................12
§	1. Стали, применяемые для изготовления инструментов ........ 12
§	2 Металлокерамические твердые сплавы и минералокерамика ... 15
§	3. Абразивные материалы......................................................................................................18
§	4. Абразивные пасты..........................................................................................................21
§	5. Алмазы, алмазные пасты и синтетические сверхтвердые материалы 24
§	6. Смазочно-охлаждающие жидкости.............................................................................................29
Глава III. Термическая и химико-термиечская обработка инструментов 31
§ 1.	Применяемые процессы термической обработки..................................................................................31
§ 2.	Особенности термической обработки быстрорежущих сталей . . 40'
§ 3.	Термическая обработка деталей из чугуна.....................................................................................41
§ 4.	Химико-термическая обработка инструментальных сталей ... 42
§ 5.	Особенности термической обработки контрольно-измерительных инструментов....................................................44
§	6.	Особенности термической обработки режущих инструментов ... 45
§	7.	Контроль после термообработки.48
§	8.	Правка закаленных инструментов...............................................................  53
§	9.	Хромирование инструментов.................................................................53
§	10.	Защита от коррозии........................................................................................55
Глава IV. Инструменты для работы слесаря-инструментальщика .... 57
§ 1.	Инструменты индивидуального	пользования......................................................................................57
§ 2.	Специальные инструменты для	разрезки	и	точного опиливания . . 57
§ 3.	Инструменты для бормашин.....................................................................................................59
§ 4.	Абразивные инструменты.......................................................................................................61
§ 5.	Алмазные инструменты.........................................................................................................69
§ 6.	Притиры и доводочные плиты...................................................................................................76
Глава V. Приспособления для точной слесарной обработки................................................................................81
§ 1.	Зажимные устройства для инструментальных работ...............................................................................81
§ 2.	Приспособления для точного опиливания и доводки..............................................................................83
§ 3.	Разметочные инструменты......................................................................................................85
Глава VI. Механизированное оборудование............................91
§ 1.	Ручные машины..............................................91
'§ 2	. Опиловочный станок с бесконечной абразивной лентой.......91
§ 3.	Опиловочный станок с машинными напильниками................92
§ 4.	Механизмы для притирочно-доводочных работ..................93
§ 5.	Шлифовально-опиловочные машины с гибким валом..............96
Раздел второй
Конструкции контрольно-измерительных инструментов и приборов
Глава VII. Контроль в инструментальном производстве................98
§ 1.	Общие положения об измерениях и контроле...................98
§ 2.	Отклонения от заданной формы деталей и расположения поверхностей ........................................................99
§ 3.	Оценка шероховатости поверхностей........................100
§ 4.	Общие требования к контрольно-измерительным инструментам и прибор’ам.....................................................101
Глава	VIII. Инструменты для контроля формы	и	качества поверхности 102
§ 1.	Линейки...................................................102
§ 2.	Поверочные плиты..........................................104
§ 3.	Стеклянные поверочные пластины............................105
§ 4.	Приборы для оценки шероховатости поверхности..............108
Глава	IX. Калибры . .'.........................................111
§ 1.	Типы калибров и область их применения....................111
§ 2.	Калибры для контроля гладких валов и отверстий...........113
§ 3.	Калибры для контроля резьбы..............................115
§ 4.	Калибры для контроля линейных размеров деталей и расстояний между осями отверстий.........................................116
§ 5.	Калибры для шлицевых деталей............................  117
§ 6.	Профильные калибры (шаблоны).............................\	118
§ 7.	Калибры для конусов инструментов..........................119
§ 8.	Плоскопараллельные концевые меры длины и щупы.............120
Глава X. Средства контроля углов..................................124
§ 1.	Лекальные угольники.......................................124
§ 2.	Плоские угловые меры......................................125
§ 3.	Синусные линейки..........................................125
§ 4.	Угломеры..................................................128
§ 5.	Оптические делительные головки..........................  130
Глава XI. Штангенинструменты......................................131
Глава XII. Микрометрические инструменты...........................135
Глава XIII. Механические измерительные головки....................138
Глава XIV. Оптические контрольно-измерительные приборы............143
§ 1.	Оптиметры.................................................143
§ 2.	Инструментальные микроскопы...............................145
§ 3.	Теневой проектор..............................."..........147
Раздел третий
Изготовление и ремонт контрольно-измерительных инструментов
Глава XV. Общие вопросы изготовления и ремонта средств контроля . . 151
§ 1.	Организация изготовления, ремонта и повышения срока службы контрольно-измерительных инструментов.........................151
§ 2.	Выбор материалов для изготовления контрольно-измерительных инструментов...........................................
§ 3.	Припуски на завершающую обработку инструментов.............15$
§ 4.	Брак при изготовлении калибров и шаблонов, его причины" и" способы предупреждения.................................................
Глава XVI. Завершающие процессы обработки контрольно-измерительных инструментов .... ..............................................160
§ 1.	Общие задачи завершающей обработки.........................160
§ 2.	Процессы доводки...........................................
§ 3.	Особенности доводки алмазными пастами......................10»
§ 4.	Профильное шлифование поверхностей.....................	• •
§ 5.	Тонкое шабрение рабочих поверхностей инструментов и приборов 175
Глава XVII. Изготовление и ремонт инструментов для контроля плоскостей и углов......................................................178
§ 1.	Изготовление	и ремонт поверочных	плит.........................178
§ 2.	Изготовление	поверочных угловых	чугунных	плит.................180
§ 3.	Изготовление	поверочных трехгранных клиньев...................181
§ 4.	Изготовление	и ремонт угольников..............................182
§ 5.	Ремонт угломеров с нониусом...................................188
Глава XVIII. Изготовление и ремонт скоб, накладных калибров и концевых мер длины.....................................................189
§ 1.	Механизированное изготовление	предельных скоб.................189
§ 2.	Доводка скоб..................................................191
§ 3.	Изготовление малоразмерных скоб и листовых с удлиненной губ-
§ 4.	Ремонт скоб................................................194
§ 5.	Настройка регулируемых скоб................................195
§ 6.	Изготовление и ремонт калибров для пазов, глубин, высот и уступов........................................................196
§ 7.	Ремонт плоскопараллельных концевых мер длины...............198
Глава XIX. Изготовление профильных шаблонов.........................202
§ 1.	Общие сведения............................................202
§ 2.	Изготовление шаблонов с прямолинейным профилем............203
§ 3.	Выполнение шаблонов и контршаблонов по выработкам	....	205
§ 4.	Изготовление шаблонов с криволинейным очертанием	профиля	.	207
§ 5.	Изготовление профильных шаблонов с замкнутым контуром	.	.	210
§ 6.	Изготовление шаблонов сложного профиля по заданным координатам .........................................................211
§ 7.	Изготовление профильных шаблонов из пластмасс................213
Глава XX. Поверка и ремонт штангенинструментов.........................214
§ 1.	Поверка и ремонт штангенциркулей.....................  .	. 214
§ 2.	Ремонт штангенглубиномеров...................................218
§ 3.	Ремонт штангенрейсмасов......................................220
§ 4.	Ремонт штангензубомеров......................................221
Глава XXI. Поверка и ремонт микрометрических и индикаторных инструментов ...........................................................223
§ 1.	Общие требования к микрометрическим инструментам.............223
§ 2.	Регулировка и ремонт микрометров.............................224
§ 3.	Ремонт микрометрических глубиномеров.........................230
§ 4.	Ремонт микрометрических нутромеров...........................231
§ 5.	Настройка и ремонт индикаторов часового	типа.................231
Раздел четвертый
Изготовление режущих инструментов
Глава XXII. Конструкции основных видов режущих инструментов .... 237
§ 1.	Основные элементы	режущей части	инструментов..........237
§ 2.	Резцы....................................................240
§ 3.	Сверла, зенкеры и развертки..............................245
§ 4.	Фрезы....................................................248
§ 5.	Метчики и плашки.........................................250
§ 6.	Протяжки.................................................251
§ 7.	Способы крепления	пластинок твердого	сплава..............253
Глава XXIII. Изготовление и ремонт режущих инструментов...........254
§ 1.	Выбор материалов...........................................254
§ 2.	Механическая обработка режущих инструментов................256
§ 3.	Примеры изготовления режущих инструментов..................260
§ 4.	Специальные операции при изготовлении режущих инструментов 263
§ 5.	Заточка и доводка режущих инструментов.....................266
§ 6.	Контроль правильности заточки ............................ 269
§ 7.	Изготовление многолезвийных инструментов....................270
§ 8.	Изготовление фасонных резцов................................274
§ 9.	Восстановление режущих инструментов........................276
Литература t . s . s t ..........................................    276
Валентин Михайлович Владимиров
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
Научный редактор А. Н. Малов. Редактор В. А. Козлов Переплет художника Ю Д Федичкина. Художественный редактор В П.’ Спирова. Технический редактор Р. С. Родичева. Корректор Р К. Косинова.
Т—18978	Сдано в набор 19/V—76 г Подп к печати 20/Х—76 г.
Формат 60Х90’/1б Бум. тип № 3 Объем 17,5 печ. л. (Усл. л. 17.5)	Уч.-изд л 19,30
Изд. № М—21	Тираж 30 000 экз Зак. № 831. Цена 55 коп
План выпуска литературы изд-ва «Высшая школа» (профтехобразование) на 1976 г. Позиция № 73
Москва, К-51, Неглинная ул , д. 29/14 Издательство «Высшая школа».
Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, Хохловский пер., 7.
_ u ппАпимивлп » ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ КОНТРОЛЬНО-
в. м. Владимиров о ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ И FcXymW HHCTFWSHTOS