/
Автор: Ведмидский А.М.
Теги: инженерия машиностроение приборостроение измерительные приборы инженерное дело
Год: 1953
Текст
г 1
А.М. ВЕДМИДСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
МАШГИЗ • 1953
A. M. ВЕДМИДСКИИ
канд. техн, наук
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
ЧАСТЬ П
ЗАВОД ТТК-2
ХЕХВИ&ПЙОТЕКА
I
Тех. библиотека ,
-дкнв.
Угличский час.
ИНВ. №
МАШ ГИЗ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва 1953
В первом разделе книги излагается технология
производства проверочных плит и линеек, измеритель-
ных плиток, гладких и резьбовых калибров различных
типов, шлицевых калибров, а также технология из-
готовления профильных калибров.
Во втором разделе излагается технология обработки
типовых деталей приборов: осей, валиков, шпинде-
лей, втулок, дисков, лимбов, барабанов, зубчатых
колес и реек, винтов и гаек, пружин, стрелок и т. Д-
Здесь же приведены методы механической обработки
эксцентриков и кулачков. Кратко рассматривается
также технология изготовления оптических деталей.
В заключительной части книги даиы основы техно-
логии сборки приборов.
Книга предназначена Для инженерно-технических
работников, связанных с изготовлением и ремонтом
измерительных инструментов и приборов, а также
для студентов втузов соответствующих специально-
стей.
Рецензент канд. техи. наук Г. И. Ясинский
Редактор проф. Г. Р. Фрезеров
Редакция литературы по машиностроению и приборостроению
Зав. редакцией инж. И. М. ИТКИН
ПРЕДИСЛОВИЕ
Бурное развитие приборостроения в СССР тесно связано с высо-
кими темпами развития всех отраслей промышленности, особенно
с быстрым ростом машиностроения, В директивах XIX съезда
партии указано:
«Предусмотреть высокие темпы развития машиностроения как
основы нового мощного технического прогресса во всех отраслях
народного хозяйства СССР. Увеличить производство продукции
машиностроения и металлообработки за пятилетие, примерно, в
2 раза»1.
В послевоенной сталинской пятилетке 1946—1950 гг. производ-
ство измерительных приборов и инструментов в СССР выросло в
больших размерах. В течение короткого периода времени освоено
производство измерительных приборов и инструментов совершенных
конструкций для машиностроения, а также налажено в зна-
чительном объеме изготовление высокопроизводительных приборов
для автоматического контроля размеров в машиностроении.
Дальнейший рост выпуска приборов неразрывно связан с высо-
кими темпами развития машиностроения и автоматизации произ-
водства. Директивами XIX,съезда партии предусмотрено увеличить
за пятилетие выпуск приборов управления и контроля, автоматики
и телемеханики, примерно, в 2,7 раза.
В 1951—1955 гг. намечено значительна расширить существующие
и ввести в действие новые мощности по производству точных изме-
рительных приборов и приборов автоматического управления тех-
нологическими процессами.
Усовершенствование технологии производства приборов, обоб-
щение и внедрение передового опыта других заводов является со-
ставной частью технического прогресса в приборостроении.
1 Директивы XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану развития
СССР на 1951—1955 годы, Госполитиздат, 1952, стр. 5.
3
Благодаря творческой работе коллективов заводов, институтов
и научно-исследовательских организаций, творческому содружеству
ученых с новаторами производства коренным образом изменяется
технология производства различных приборов, и в том числе при-
боров для контроля размеров в машиностроении. Особое значение
имеет задача повышения точности приборов путем внедрения про-
грессивной технологии их изготовления. Возникла необходимость
-создания комплексного труда в области технологии производства
измерительных приборов.
В первой части «Технологии производства измерительных при-
боров», изданной Машгизом в 1950 г., автором в систематизирован-
ном виде были изложены общие основы построения технологических
процессов и основы специальной технологии приборов.
В настоящей, второй части, являющейся продолжением первой
части, комплексно излагается технология производства измеритель-
ных инструментов, технология обработки деталей приборов, а также
основы технологии сборки измерительных приборов.
Автор стремился отобразить в своем труде большой опыт отече-
ственной промышленности по производству измерительных прибо-
ров, новые научные достижения и исследования по специальной тех-
нологии приборов, а также передовой опыт ряда ведущих заводов
нашей страны.
Просьба к читателям свои замечания и пожелания направлять
по адресу: Москва, Третьяковский проезд, д. 1, Машгиз.
РАЗДЕЛ 1
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ИНСТРУМЕНТОВ
1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОВЕРОЧНЫХ плит
И ЛИНЕЕК
Основные требования, предъявляемые в разметочным
и проверочным плитам
Технологические процессы изготовления проверочных плит
должны быть построены с учетом полного соблюдения требований
ОСТ 20149-39.
Стандартные проверочные плиты изготовляются размерами от
100 X 200 до 1000 X 1500 мм. Материалом для изготовления плит
служит серый плотный мелкозернистый чугун. Твердость рабочей
поверхности плиты Нв — 150-5-210 (при d = 10 мм и Р = 3000 кг).
Заготовку плиты отливают, располагая форму так, чтобы рабочая
поверхность находилась внизу. Благодаря этому слой чугуна у ра-
бочей поверхности получается более плотным.
По точности изготовления плиты разделяются на 0-й, 1-й, 2-й
И 3-й классы; плиты 3-го класса являются наименее точными
Таблица I
Точность рабочих поверхностей проверочных и разметочных плит
Размер плит в мм Отклонения в мк
0-й класс 1-й класс 2-й класс 3-й класс ।
100 х 200 ±3 ±6 ± 12 ± 30
200 X 200 ± з + 6 ± 12 ± 30
200 X 300 ±3,5 ± 7 ± 12,5 ± 35
300 X 300 ± 3,5 ±7 ± 13 ± 35
300 X 400 ± 3,5 ± 7 ± 14 ±35
400 X 400 ± 3.5 ±7 ± 14 ± 40
450X600 ±4 ±8 ± 16 ± 40
50J X 800 ±4 ±8 ± 18 ±45
750ХЮ00 ±5 ±20 ± 50
1000 X 1500 ± 6 ± 12 ± 25 ± 60
Минимальное число пятен краски на условную единицу площади (25 X Х25 мм) 25 25 20 12
5
и предназначаются для разметочных работ. Окончательная обра-
ботка проверочных плит осуществляется путем шлифования и ша-
брения, разметочных—нередко путем только чистового строгания.
Характеристиками точности проверочных плит являются: число
пятен краски, приходящихся на условную единицу площади рабочей
поверхности (квадрат со стороной 25 л/лг), а также допустимые
отклонения от плоскостности в линейной мере.
Точность стандартных проверочных и разметочных плит уста-
новлена ОСТ 20149-39 и характеризуется данными табл. 1.
Фактическое число пятен краски на условную единицу площади
плиты определяется непосредственным подсчетом при помощи пла-
стинки с вырезанным окном размером 25 X 25 мм.
Расположение пятен у шаброванных плит должно быть равно-
мерным по всей рабочей поверхности. Разбивка пятен должна быть
такой, чтобы разность ко-
ло Xi? личества пятен в .любых
двух квадратах со сторо-
ной 25 мм была не более 3.
Технология производства
проверочных плит
Технологический про-
цесс изготовления чугун-
ных проверочных плит
сравнительно небольших
размеров (фиг. 1) состав-
ляют следующие опера-
Фиг. 1. Проверочная плита. цци (по данным завода
«Калибр»):
1) предварительное строгание или фрезерование рабочей по-
верхности плиты:
2) искусственное старение (отжиг);
3) обрубка заусенцев и неровностей;
4) фрезерование или строгание боковых граней;
5) окончательное фрезерование или строгание рабочей поверх-
ности и опорных элементов плиты;
6) сверление отверстий;
7) нарезание резьбы в отверстиях;
8) очистка и промывка плиты;
9) окраска черной эмалевой краской;
10) сушка при комнатной температуре;
11) шлифование рабочей поверхности;
12) ввинчивание ручек и шабрение рабочей поверхности;
. 13) нанесение знаков маркировки;
14) слесарная обработка — снятие фасок и зачистка;
15) промывка в бензине и смазка для защиты плиты от коррозии.
Наиболее существенное значение для точности плиты имеют
искусственное старение, выполняемое при температуре 500—550°,
6
й обработка рабочей поверхности плиты. Высокоэффективным спо-
собом предварительной обработки плит является скоростное фрезе-
рование.
Более высокая производительность труда обычно достигается
в результате фрезерования плит. Строгание плит осуществляется
главным образом в условиях мелкосерийного производства и при
значительном отношении длины обрабатываемой поверхности к ее
ширине.
Шлифование и притирание проверочных плит и линеек характе-
ризуется относительно высокой производительностью. Однако при
осуществлении операций шлифова-
ния и притирания проверочных
чугунных плит и деталей имеет
место некоторое шаржирование
поверхности, т. е. вдавливание в
обрабатываемую поверхность абра-
зивных зерен. Оставшиеся в плите
абразивные зерна могут вызвать
царапины на проверяемых дета-
лях. Для предупреждения этого
явления окончательная обработка
точных плит, линеек, призм,
угольников и чугунных деталей
измерительных приборов, рабо-
тающих на износ, осуществляется
путем шабрения.
Шабрение обычно разделяет-
ся на черновое и чистовое и выпол-
няется с помощью шабера вручную
или машинно-ручным способом3.
Для шабрения плоских поверхно-
стей проверочных плит, линеек
и деталей измерительных приборов применяются плоские шаберы,
изготовленные из инструментальных и легированных сталей У10А,
У12А, У13А и др. Материал рабочей части шабера должен быть
твердым, вязким и износоустойчивым. Твердость рабочих поверх-
ностей шабера должна быть не ниже 7?с = 60 4-66. Режущим лез-
виям шабера при заточке обычно придают криволинейное очертание
{фиг. 2, а). Торцевой поверхности шабера (передней грани) в слу-
чае шабрения плоскостей сообщается кривизна с радиусом 7? =
~ 30-J-40 мм для чернового шабрения и 7? = 40-: 70 мм — для
чистового. Угол заострения шабера обычно 90° и в редких случаях
снижается до 80—70°. В процессе работы шаберу сообщают наклон-
ное положение относительно обрабатываемой поверхности, наиболее
1 Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 5, Машгиз, 1947,
СТР- 235. Д-р. техн, наук проф. Б. С. Балакшин, Технология станкострое-
ния, Машгиз, 1949, стр. 305. М. П. Новиков, Сборка машин и механизмов,
Машгиз, 1951, стр. 61.
7
часто — под углом 15 — 30°. Таким образом образуется угол
резания в среднем 105—120°. Ширина режущей грани шабера А =
= 12-^-20 мм; толщина рабочей части а = 2,5 -:-4,0 мм; длина рабо-
чей части I = 50 -г-70 мм и общая длина двустороннего шабера
L = 350-г-450 мм.
В ряде случаев применяют шаберы со вставными режущими
пластинками (фиг. 2, б) и шаберы, оснащенные пластинками из
твердых сплавов.
В результате заточки и доводки режущие лезвия шабера должны
быть расположены правильно, с соблюдением надлежащей геомет-
рии. Большое значение имеет чистота поверхностей режущих гра-
ней шабера; для шаберов, предназначенных для чистовой отделки,
обычно принимают 10—12-й классы. При недостаточной чистоте рабо-
чих поверхностей шабера ухудшается чистота шаброванной поверх-
ности.
Изготовление рабочих частей шаберов из твердого сплава
связано с некоторым усложнением заточки и доводки их. Следует
также отметить, что твердые сплавы обладают сравнительно большей
хрупкостью, чем закаленные инструментальные стали. В связи
с этим в случаях чистового шабрения ограничено использование
шаберов с пластинками из твердых сплавов.
Процесс шабрения еще недостаточно исследован. Очевидно, од-
нако, что в процессе шабрения на образование стружки большое
влияние оказывает величина радиуса закругления режущей кромки
при вершине угла. Это особенно важно при чистовом шабрении, т. е.
когда необходимо снимать тонкие стружки толщиной примерно
5—6 мк. При этом радиус закругления режущей кромки должен быть
меньше 5 мк. Если радиус закругления режущей кромки шабера
больше 4—5 мк, то при попытке снять тонкую стружку происходит
удаление краски и поверхность заглаживается. Существенное
значение при этом имеет величина удельного усилия на режущей
грани.
На точность и чистоту шаброванной поверхности большое влия-
ние оказывает величина кривизны торцевой поверхности шабера,
которая, как указывалось выше, характеризуется радиусом, часто
выбираемым в пределах 30—70 мм. Чтобы повысить чистоту отделки
поверхности, радиус торцевой поверхности шабера увеличивается
до 300 мм.
Краска на контрольную плиту должна наноситься тонким
слоем.
Высокая степень плоскостности при обработке шабрением плит
и ряда ответственных деталей приборов достигается путем примене-
ния метода трех плит. Шабрение проверочных плит по методу
трех плит заключается во взаимной попарной пригонке плит в
определенной последовательности.
Сущность этого метода уясняется из следующих предпосылок.
Если взаимно пришабрить две плиты так, чтобы их рабочие поверх-
ности совпадали, то наиболее вероятно, что поверхности плит будут
представлять собой сферы; рабочая поверхность одной плиты,
8
очевидно, будет выпуклой, а другой — вогнутой. Введение третьей
Плиты дает возможность выявить наличие выпуклости или вогну-
тости плит и в результате осуществления процесса шабрения
в надлежащей последовательности получить плоскую рабочую
поверхность на каждой из трех плит.
Процесс обработки (припасовки) трех плит для получения прото-
типа плоскости по указанному методу осуществляется примерно
по следующей схеме (фиг. 3):
1) взаимное (одновременное) пришабривание до совпадения при
проверке на краску плит У и 2 (/);
2) пришабривание плиты 3 по
плите 1 (II);
3) взаимное пришабривание
плит 2 и 3 (III, IV);
4) пришабривание плиты 1 по
плите 2 (У);
5) взаимное пришабривание
плит 1 и 3 (VI, VII);
6) взаимное пришабривание
плит 1 и 2 (VIII) и т. д.
Если, например, при первой
и второй припасовках (сочетание
1—2 и 1—3) плита 1 оказалась с
вогнутой поверхностью, то перед
началом третьей припасовки (III)
плиты 2 и 3 как в одина-
ковой степени выпуклые будут
соприкасаться только в средней
части поверхности. Отклонения
плит от геометрической плоскости
АВ, характеризуются величи-
ной 8z, а между собой—удвоенной
величиной—2oz. В результате по-
следующей взаимной пришабровки
Фиг. 3. Схема взаимного пришабри-
вания трех плит.
плит 2 и 3 (IV) неточность их должна значительно умень-
шиться, так как при обработке равномерно снимают материал с се-
редины обеих плит, стараясь достигнуть воображаемой плоско-
сти АВ.
В процессе четвертой припасовки (V), пользуясь плитой 2
как контрольной, пришабривают по ней плиту 1. Перед началом
пятой припасовки (VI) возможно обнаружение некоторой вогну-
тости плит 1 и 3. Тогда взаимное пришабривание плит ведется сле-
дующим образом: шабером снимается больше металла у внешних
элементов поверхностей, расположенных вблизи периметров поверх-
ностей.
Процесс совместной попарной обработки плит выполняется до
полного совмещения их плоскостей в любом парном сочетании и
при условии наличия соответствующего 'стандарту числа пятен
краски на условной площади 25 X 25 мм.
9
Характеристика требований, предъявляемых к проверочным
линейкам
Технологический процесс изготоиления проверочных линеек обу-
словливается их конструкцией, материалом и техническими требо-
ваниями, .предъявляемыми к ним.
Стандартные типы проверочных линеек по OCT 2012G-39 разде-
ляются на линейки с широкой рабочей поверхностью — стальные и
чугунные, лекальные и угловые (клинья).
Линейки с широкой рабочей поверхностью изготовляются из кон-
струкционной стали с содержанием углерода не менее 0,5%. При
прямоугольном сечении длина этих линеек находится в пределах
-от 500 до 2000 мм и при двутавровом — от 500 до 6000 мм.
Чугунные линейки двутаврового сечения изготовляются длиной
•от 500 до 2000 мм, чугунные мостики — от 509 до 4000 мм. A'laчерпа-
лом для изготовления линеек служит серый чугун марки не ниже
СЧ 15-32. Твердость рабочих поверхностей II а = 150л-210.
Для шаброванных линеек по стандарту нормируется число пятен
краски в условном квадрате 25 X 25 мм: при длине линеек до
1500 мм — для 1-го класса не менее 25 пятен, для 2-го — не менее
20; при длине 2000-—6000 мм для 1 -го класса не менее 20 и для 2-го—
не менее 15 пятен
Лекальные линейки—со скосами, трехгранные и четырехгран-
ные изготовляются длиной от 75 до 500 мм из инструментальной
•стали, главным образом легированной, марок ХГ и X; твердость
линеек должна быть Rc — 56н-64, причем разность в твердости
рабочих поверхностей в пределах одной линейки не должна пре-
вышать 3 единиц. Отклонения от прямолинейности лекальных
.линеек в зависимости от размера и класса точности — от 0,5 до 7 мк
(табл. 2k
Таблица 2
Допускаемые отклонения от прямолинейности лекал.ьных линеек в мк
Длина линеек в мм Линейки С односторонним и двусторонним скосом Линейки трех- и четырех- гранные
Классы точности
0-й 1-й 0-й 1-й
75; 125; 175 0,5 2 1 3
225; 300 1 3 2 5
400; 500 2 5 3 7
Методы обработки проверочных линеек
Заготовки линеек подвергаются предварительному строганию или
фрезерованию, старению, а затем чистовому строганию.
В дальнейшем осуществляется шлифование рабочих и боковых
поверхностей, что обеспечивает точность в соответствии с требова-
10
Фиг. 4. Схема взаимного при-
шабривания двух линеек.
лиями OCT 20126-39. Линейки небольших размеров подвергаются
также доводке на плите, средних и больших размеров — притирке
или шабрению; шабрению — главным образом чугунные линейки.
В результате окончательной обработки достаточно точная пло-
ская поверхность линейки может быть получена по одному из сле-
дующих методов:
1) методом припасовки трех линеек,
2) методом совмещения рабочих поверхностей с использованием
вспомогательной плиты.
Метод припасовки трехлинеек аналогичен опи-
санному выше методу трех плит, поскольку линейка с широкой
поверхностью может быть рассматриваема как частный случай
плиты с большим отношением длины L
к ширине В рабочей поверхности.
Метод совмещения ра-
бочих поверхностей двух
линеек ,с использованием вспо-
могательной плиты заключается в
следующем.
Две линейки, боковые широкие
грани которых предварительно обра-
ботаны путем шлифования, сначала пришабриваются друг к другу
рабочими поверхностями (фиг. 4, а).
Затем верхняя линейка совмещается с нижней нерабочими ши-
рокими гранями так, чтобы рабочие грани находились вверху
(фиг. 4, б). По обрабатываемым рабочим поверхностям обеих линеек
перемещается контрольная плитка, покрытая краской. Тогда имею-
щиеся выступы на поверхностях будут окрашены, а впадины оста-
нутся неокрашенными. Окрашенные выступы удаляются с помощью
шабера.
Далее линейки вновь взаимно пришабриваются друг к другу ра-
бочими гранями согласно исходной схеме (фиг. 4, а).
Указанные приемы повторяются до тех пор, пока в обоих положе-
ниях не будет установлено число окрашенных пятен на рабочих
Поверхностях, соответствующее техническим требованиям, и до-
стигнуто их равномерное распределение, т. е. надлежащая прямо-
линейность рабочих поверхностей (фиг. 4, в).
В процессе обработки вторых рабочих граней линеек проверяется
также высота поперечного сечения линеек в разных местах с целью
соблюдения надлежащей параллельности рабочих граней. В обоих
случаях проверяются также углы между узкими (рабочими) гра-
нями и широкими, допускаемые отклонения которых в зависимости
от длины и класса точности линеек должны находиться в пределах
До ±10' или до ±30' (ОСТ 20126-39).
При изготовлении сравнительно коротких линеек с параллель-
ными рабочими гранями пользуются двумя проверочными плитами,
•Линейки пришабривают, контролируя их между двумя плитами
в разных положениях по методу контроля рабочих поверхностей
на краску.
11
На нерабочей поверхности линеек наносят класс точности, марку
завода-изготовителя и места наиболее выгодного расположения
опор.
Чугунные проверочные линейки-мостики характеризуются нали-
чием только одной рабочей поверхности. Со стороны, противополож-
ной рабочей поверхности, мостик имеет два опорных выступа
(ножки).
Литые чугунные заготовки проверочных линеек подвергаются
естественному и искусственному старению.
Технологический процесс обработки чу-
гунных проверочных линеек больших размеров
(мостиков, фиг. 5) разделяется на следующие операции:
1) предварительное строгание;
2) искусственное старение (отжиг);
Фиг. 5. Чугунная линейка-мости к.
3) обрубку заусенцев, опиловку окон и предварительную
окраску олифой нерабочих поверхностей;
4) подрезание торцов;
5) естественное старение (вылежка в течение 2—4 мес.);
6) окончательное строгание рабочей плоскости;
7) шлифование рабочей плоскости;
8) очистку с помощью щеток или другим способом;
9) шпатлевку нерабочих поверхностей;
10) сушку слоя шпатлевки при температуре 150° (в течение
2—3 час.);
11) окраску черной эмалевой краской нерабочих поверхностей;
12) сушку слоя краски при обычной температуре 20° (3 часа)
и при 50° (1 час);
13) слесарную обработку — снятие фасок на торцах;
14) естественное старение (вылежку) в течение 1—2 мес.;
15) шабрение рабочей поверхности;
16) очистку, промывку и смазку линейки для защиты ее от
коррозии.
Предварительное строгание чугунных проверочных линеек вы-
полняется на продольно-строгальном станке. Для этого несколько
заготовок линеек устанавливают на столе станка, закрепляют при-
хватами и упорами. Строгание осуществляется обычным способом
резцами, оснащенными твердым сплавом.
Искусственное старение производится в печи при температуре
500—550° с предварительным нагревом в течение 5—6 час., вы-
держкой 4—10 час. и медленным охлаждением.
12
Подрезание торцов линеек выполняют на строгальном или фре-
зерном станке. Окончательное строгание линеек происходит на
продольно-строгальном станке чистовыми резцами с пластинками
из твердых сплавов. Шлифование рабочих плоскостей линеек про-
изводится.для того, чтобы повысить точность поверхности, и является
способом, более производительным в сравнении со способом пред-
варительного шабрения.
До шпатлевки и окраски выполняется тщательная очистка по-
верхностей линеек от абразивных частиц, оставшейся мелкой
стружки и т. д. с помощью щеток и последующая протирка поверх-
ностей.
Слесарная обработка чугунных проверочных линеек заключается
в снятии фасок на торцах, притуплении острых граней и т. п.
Операция естественного старения (операция 14) в комплексе
с предыдущими операциями старения (операции 2 и 5) имеет целью
обеспечить стабильность формы и рабочей плоскости линейки в
процессе эксплуатации.
Рабочие плоскости линеек обрабатывают окончательно путем
шабрения, обеспечивая при этом технические требования, рассмо-
тренные выше.
Представляет интерес рассмотрение схемы технологического про-
цесса изготовления четырехгранных линеек в условиях серийного
производства (по данным за-
вода «Калибр»),
Г Технологический
процесс изготовле-
ния четырехгранных
лекальных линеек
(фиг. 6) составляют следую-
щие операции;
1) отрезание заготовок квадратного сечения;
2) правка заготовок на прессе;
3) черновое шлифование двух продольных плоскостей;
4) фрезерование торцов;
5) фрезерование двух продольных плоскостей;
6) фрезерование продольной выемки на каждой из четырех
продольных плоскостей;
7) слесарная. обработка —снятие заусенцев;
8) термическая обработка;
9) оксидирование (чернение);
10) предварительное шлифование рабочих граней;
* 11) шлифование торцов;
12) антикоррозионная обработка;
13) нанесение знаков маркировки по лаковому слою с последую-
щим травлением;
14) окончательное шлифование продольных граней;
15) размагничивание;
16) лакировка продольных выемок;
17) антикоррозионная обработка;
Фиг. 6. Четырехгранная лекальная
линейка.
13
18) доводка рабочих ребер (радиус закругления их не более
0,2 мм).
Выполнение некоторых специальных технологических операций
рассмотрено в первой части «Технологии производства измеритель-
ных приборов» (стр. 152, 168, 236 и др.).
Операция доводки рабочих ребер осуществляется с помощьк>
чугунной плиты-притира. Допуски на прямолинейность должны
быть выдержаны в пределах угла поворота линейки на 22,5° в каж-
дую от среднего положения сторону. Общая длина просвета не
должна превышать Ч8 длины лекальной линейки. Отклонение от
параллельности четырехгранных линеек допускается в пределах
норм точности на прямолинейность для этих линеек по 1-му классу’
точности.
2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ПЛИТОК
Основные требования, предъявляемые к плоско-параллельным
концевым мерам
Технологические процессы изготовления плоско-параллельных
концевых мер должны обеспечивать соблюдение технических тре-
бований согласно ОСТ 85000-39. Наиболее важными требованиями
являются строгое соблюдение размера плитки, взаимной параллель-
ности и плоскостности измерительных поверхностей. Предельные
отклонения срединной длины, например, концевых мер номиналь-
ных размеров до 10 мм в зависимости от класса точности допуска-
ется от ± 0,1 (0-й класс) до ± 2,0 мк (4-й класс). Аналогично предель-
ные отклонения от плоско-параллельности концевых мер до 10 мм
допускаются от ±0,1 (0-й класс) до ±0,4 мк (4-й класс). С увеличе-
нием номинальных размеров концевых мер возрастают и предель-
ные отклонения по указанным выше метрологическим характери-
стикам (см. ОСТ 85000-39).
Плоско-параллельные концевые меры изготовляются из легиро-
ванной инструментальной стали марок ХГ и X, и значительно реже,,
из высокоуглеродистой инструментальной стали марок У10А
и У12А.
Измерительные поверхности концевых мер должны обладать,
высокой износоустойчивостью и иметь твердость не ниже = 62.
Чистота измерительных поверхностей концевых мер номиналь-
ных размеров до 100 мм должна быть не ниже класса и разряда
14а и свыше 100 мм — не ниже 13в (по ГОСТ 2789-51).
Концевые меры должны также обладать надлежащей притирае-
мостью по измерительным поверхностям.
Под притираемостью концевых мер понимается их свойство,
прочно сцепляться между собой или с кварцевыми и стеклянными
плоскими пластинами при прикладывании или надвигании одной
меры на другую или меры на пластину.
14
к стали, идущей на изготовление концевых мер, предъявляются’
высокие требования в отношении стабильности. Изменения размеров-
концевых мер в течение 12 мес. не должны превышать:
а) ±1,5 мк на метр для мер разрядов 1, 2-го и класса 0-го;
б) ±3,0 мк на метр для мер остальных разрядов и классов.
Температурное линейное расширение материала концевых мер
должно быть равно 11,5 мк на метр и градус; отклонения от ука-
занного значения допускаются в пределах ±1 мк на метр и градус.
Концевые меры должны иметь форму прямоугольного парал-
лелепипеда или прямого кругового
цилиндра.
' Концевые меры, имеющие форму
прямоугольного параллелепипеда со
сплошным сечением, должны иметь
следующие размеры в сечении:
а) 30 х9 мм для мер с номиналь-
ным размером до 10 мм (фиг. 7);
б) 35 х9 мм для мер с номиналь-
ным размером свыше 10 мм.
Отклонения от указанных разме-
ров сечения допускаются только
минус (—), причем по абсолютной
величине они не должны превышать: 0,20 мм для стороны 9 мм,
0,28 мм для стороны 30 мм, 0,34 мм для стороны 35 мм.
Концевые меры, имеющие форму прямого кругового цилиндра,,
должны иметь сечение диаметром 20 мм. Отклонения диаметра
допускаются только минус (—); по абсолютной величине они не
должны превышать 0,5 им.
Края измерительных поверхностей Должны быть закруглены или
Мв
Прн
Пн
Зн
Мн
— - 30-offi
Фиг. 7. Плоско-параллельная кон-
цевая мера в форме параллеле-
пипеда:
Л1б’ верхняя измерительная поверхность;
Мн — нижняя измерительная поверхность;.
Лн — левая нерабочая поверхность; Прн —
правая нерабочая поверхность;
передняя нерабочая поверхность;
задняя нерабочая поверхность.
Ин —
Зн —
скошены, причем радиус закругления или ширина скоса не должны
быть больше 0,5 мм.
Технология производства плоско-параллельных концевых мер
Технологический процесс изготовления концевых мер базируется
на применении методов обработки, обеспечивающих стабильность
их размеров в процессе эксплуатации, а также высокую степень
чистоты рабочей поверхности (классы 14а—13в по ГОСТ 2789-51).
Выбор технологического процесса зависит от номинальных разме-
ров концевых мер, технических требований и ряда технологических
факторов.
В качестве примера рассматривается технологический
процесс плоско-параллельных концевых мер,,
имеющих форму прямоугольного параллелепипеда со сплошным
сечением 30 X 9 мм, номинального размера 5 мм. Этот процесс
разделяется па следующие операции:
1) отрезание заготовок сечением 35 X 12 мм, длиной 260 мм
(для нескольких мер);
2) правку заготовок;
15
3) фрезерование узких продольных поверхностей;
4) фрезерование широких продольных поверхностей;
5) разрезание на отдельные заготовки плиток;
6) шлифование рабочих (измерительных) поверхностей;
7) термическую обработку — закалку, отпуск, старение;
8) шлифование левой и правой нерабочих поверхностей1
(фиг. 7);
9) шлифование передней и задней нерабочих поверхностей;
10) окончательное шлифование верхней и нижней измеритель-
ных поверхностей;
11) шлифование .фасок;
12) предварительную грубую доводку измерительных поверх-
ностей;
13) первую доводку измерительных поверхностей;
14) вторую доводку измерительных поверхностей;
15) предварительную зачистку нерабочих поверхностей;
16) гравирование номинального размера и марки завода;
17) травление знаков маркировки;
18) окончательную зачистку нерабочих поверхностей;
19) третью доводку измерительных поверхностей;
20) промывку в антикоррозионной эмульсии и бензине;
21) четвертую доводку измерительных поверхностей;
22) окончательную доводку измерительных поверхностей;
23) окончательную промывку в антикоррозионной эмульсии
и бензине.
Фрезерование узких и широких продольных поверхностей одно-
временно у нескольких заготовок осуществляется на горизонтально-
фрезерном станке. Разрезание заготовок (Z = 260 мм) на заготовки
отдельных плиток также производится на фрезерном станке с по-
мощью набора из трех-четырех дисковых фрез, т. е. одновременно
за один ход стола отрезаются три-четыре заготовки.
Шлифование измерительных поверхностей концевых мер выпол-
няется на плоскошлифовальном станке с укладкой на магнитной
плите одновременно до 180 концевых мер.
Термическая обработка (сталь марки ХГ) заключается в нагреве
.до 820—840° и закалке в масле при температуре 20—40° с последую-
щим переносом в бак с холодной водой; отпуск плиток производится
при температуре 120—130° в течение 18 час. В результате термиче-
ской обработки твердость должна быть в пределах Rс = 62->-65.
<2 целью уменьшения деформаций концевые меры малых номинальных
размеров (до 3 мм) закаливают блоками. Блок состоит из нескольких
концевых мер, зажатых в специальной струбцинке.
Шлифование нерабочих поверхностей концевых мер выполняется
на плоскошлифовальных станках, причем 100—150 шт. заготовок
закрепляются в приспособлении типа обоймы, Для предваритель-
1 Обозначения поверхностей концевых мер см. ОСТ 85000-ЗЛ приложе-
ние 3.
16
ного шлифования применяет шлифовальные круги из электроко-
рунда зернистостью 46, твердостью С2 на бакелитовой связке.
Шлифование измерительных поверхностей выполняется на пре-
цизионном плоскошлифовальном станке шлифовальным кругом с
характеристикой Э46СМ1К (керамическая связка). При шлифо-
вании фасок концевые меры устанавливаются в наклонное положе-
ние с помощью призмы. У концевых мер малых размеров (до 3—6 мм)
после термической обработки измерительные поверхности вместо
шлифования подвергаются грубой предварительной доводке. Бла-
годаря этому устраняется коробление, возникающее при шлифова-
нии тонких плиток.
Предварительная доводка измерительных поверхностей конце-
вых мер выполняется обычно на доводочном станке с дисковыми при-
тирами. В качестве доводочного материала применяют микропоро-
шок М20 (30'). Смазывающей средой является керосин со стеарином.
При последующих операциях доводки на станке с неподвижными
притирами осуществляется тонкая правка плит-притиров и приме-
няются доводочные микропорошки с меньшей размерной характе-
ристикой зерна, например, для доводки № 1—М10 (120'), Для до-
водки № 2—480'. Для третьей, четвертой и окончательной доводок
применяются весьма тонкие электрокорундовые порошки — 1000',
2000' и 3000'.
Припуски на обработку концевых мер приведены в табл. 3.
Таблица 3
Припуски на доводку плоско-параллельных концевых мер
Интервал номинальных размеров в мм Припуски на последующую обработку в мк
После шлифования После доводки
первой второй третьей
1-3 См. примеча- ние 2 7-15 2—3 0,7-1,0
3,5—10 30-40 -7—10 2-3 0,7—1,0
20-100 30—45 8—12 2-4,5 1,0—1Л
Примечания: 1. В таблице приводятся наименьшие и наибольшие
величины припусков на доводку.
2. Конпевые меры номинальных размеров от 1 до 3 мм после терми-
ческой обработки не шлифуются, а подвергаются грубой доводке на станке
с круглыми притирами. Приписки на грубую доводку концевых мер 1—Зльи
назначаются в пределах 0,12—0,23 мм.
Гравирование номинального размера и марки завода на концевой
мере осуществляется по лаковому слою с последующим травлением
>дками.
17
Эта операция выполняется м экду^^о^р,^д
2 Ведмидский 2
ЕМБЛКОТЕНЛ
Ш/Мк
Тех. библиемкв
ДОВ
Весьма существенное значение имеет надлежащая антикорро-
зионная обработка плоско-параллельных концевых мер, в особен-
ности в процессе их окончательной механической обработки и перед
упаковкой в футляры.
Применение станков для доводки концевых мер
Механическая доводка плоско-параллельных концевых мер осу-
ществляется с помощью двух плит-притиров, между горизонтально
расположенными рабочими поверхностями которых находятся кон-
цевые меры в количестве от 8 до 32 шт. одинакового номинального
размера. Концевые меры помещаются в соответствующих гнездах
обоймы и перемещаются относительно плит. Благодаря увеличению
опорной поверхности за счет значительного количества одновременно
обрабатываемых концевых мер верхняя плита (притир) сохраняет
более устойчивое и параллельное (своей рабочей плоскостью) положе-
ние относительно плоскости нижней плиты. Для достижения луч-
шей взаимной параллельности измерительных поверхностей и оди-
наковых номинальных размеров во время процесса доводки осуще-
ствляется периодическая перестановка обрабатываемых концевых
мер в гнездах обоймы.
В зависимости от конфигурации доводочных плит-притиров и
кинематической схемы рабочих органов станки для доводки конце-
вых мер разделяются на станки с круглыми притирами (дисками)
и прямоугольными притирами.
В станках первого типа доводочные плиты вращаются и одно-
временно с меньшей скоростью вращается эксцентрично по отноше-
нию к плитам обойма с концевыми мерами, расположенными в ее
гнездах.
Таким образом происходят петлеобразные движения доводимых
мер, способствующие более равномерному изнашиванию плит-при-
тиров (фиг. 8). Для возможности установки и выемки концевых мер
из гнезд обоймы верхняя доводочная плита с помощью специального
устройства может подниматься вверх и отводиться в сторону. В не-
которых конструкциях станков для доводки плиток и калибров
вращается только нижний притир.
Значительными конструктивными преимуществами обладает до-
водочный станок для концевых мер завода «Красный инструмен-
тальщик», у которого осуществляется плавное опускание верхнего
притирочного диска, исключающее вредные удары.
Станки с круглыми доводочными плитами применяются обычно
только для предварительной доводки концевых мер. В некоторых
случаях эти станки используются и для грубой предварительной
доводки, заменяя, таким образом, плоскошлифовальные станки.
Операции окончательной доводки плоско-параллельных конце-
вых мер производятся на станке конструкции лауреата Сталинской
премии Д. С. Семенова. Станок конструкции Д. С. Семенова обеспе-
чивает получение как высокого качества измерительных поверхно-
стей у плиток, так и высокую производительность. Станок выпол-
няет работу, на которой ранее было занято 40 лекальщиков.
-18
Принцип выполнения операции доводки концевых мер на ука-
занном станке заключается в следующем (фиг. 9)1.
Между двумя неподвижными чугунными плитами-притирами
прямоугольного сечения с размерами 350 X 400 мм движутся ленты
из тонкой листовой стали, в гнезда которых помещены концевые
меры. Лентам сообщается возвратно-поступательное продольное
движение и одновременно некоторое поперечное смещение (движе-
ние подачи). Наибольший продольный ход лент 170 мм, а попереч-
ный 24 мм.
Благодаря указанным движениям прямоугольные плиты-при-
тиры станка конструкции Д. С. Семенова срабатываются более равно-
Путь обрабатываемой детали
Фиг. 8. Схема доводки концевых
мер на’ станках с круговым
движением притиров.
мерно и лучше сохраняют плос-
костность, чем круглые плиты стан-
ков при планетарном движении
обоймы с концевыми мерами.
Плиты-притиры тщательно пра-
вят и шаржируют перед началом
Верхний притир
Фиг. 9. Схема доводки концевых
мер (плиток) на станке конструк-
ции Д. С. Семенова.
работы. В процессе работы эти вспомогательные операции периоди-
чески повторяют. Правка плит-притиров выполняется для предва-
рительной доводки электрокорундовым шлифовальным порошком
№ 320 (10') с керосином; для промежуточных доводок — грубой
пастой ГОИ 35 мк\ для окончательной доводки — электрокорундо-
вым микропорошком М10 (120'), смоченным в бензине.
В процессе доводки для получения у концевых мер требуемой
плоско-параллельности станок останавливается через определенное
число ходов лент, отсчитываемое счетчиком, а затем меняется поло-
жение концегых мер в гнездах лент.
Верхняя плита-притир укреплена на специальном поворотном
кронштейне с приспособлением, которое обеспечивает ее подъем и
переворачивание, необходимое для подготовки и осуществления
1 Верхний притир иа фиг. 9 для ясности принципа доводки показан
в приподнятом положении.
*
19
Операции Доводки. Нижняя плита-притир также может с помощью
специального механизма подниматься, опускаться и выдвигаться
вперед.
Скорость доводки плоско-параллельных концевых мер обычно
устанавливается в пределах 8—12 м/мин-, большая скорость осуще-
ствляется при предварительной доводке и меньшая — при оконча-
тельной доводке концевых мер. Наибольшая скорость продольного
перемещения лент 22,4 м/мин.
Особенности изготовления концевых мер свыше 100 .м.м
Фиг. 10. Плоско-параллельная концевая
мера 200 мм.
Технологический процесс изготовления плоско-параллельных
концевых мер номинальных размеров свыше 100 мм характеризуется
следующими особенностями, обусловленными размерами конце-
вых мер, эксплуатационными
и технологическими факто-
рами:
1) в плитках, имеющих
форму параллелепипеда с
сечением 9 х 35 мм, свер-
лятся, а затем разверты-
ваются и зенкуются два по-
перечных отверстия (фиг. 10);
2) закалке подвергаются
только концы плиток при-
мерно на длине 20—50 мм от
измерительной плоскости;
3) плитки подвергаются
перед отпуском обработке
холодом (—60—80°) в тече-
ние 2—3 час. с целью ускорения распада остаточного аустенита
' и надлежащей стабилизации материала;
4) доводка производится за несколько операций с применением
пасты ГОП и тонких электрокорундовых микропорошков.
Обработка изделий холодом при температуре —60—80° приме-
няется также в некоторых случаях и в производстве плоско-парал-
лельных концевых мер с номинальными размерами до 100 мм.
Наряду с обработкой холодом в производстве концевых мер
применяется также более сложный способ достижения хорошей ста-
билизации их размеров, состоящий в многократном попеременном
нагреве и охлаждении в пределах температур от 100 до —40°.
Изготовление угловых мер (плиток)
Согласно ГОСТ 2875-45 угловые меры’ (плитки) разделяются по
форме на два вида (фиг. 11):
а) плитки с одним рабочим углом, имеющие вид треугольника,
у которого рабочий угол а лежит в пределах от 10 до 79э;
б) плитки с четырьмя рабочими углами (а, |3, у, 8), т. е. имею-
щие вид четырехугольника (80—100 ’).
20
Длина обеих рабочих сторон угла а в первом случае должна
Составлять 70 мм, и во втором случае двух противоположных сто-
рон — 70 мм при расстоянии
между ними 50 мм. Толщина
угловых мер в обоих слу-
чаях 5 мм.
Угловые меры изготовля-
ются двух классов точности:
1-го класса с допуском на
угол для плиток всех номи-
нальных величин рабочих
углов ±10" и 2-го класса
с допуском ±30". Откло-
нения от плоскостности из-
Фиг. 11. Угловые меры (плитки):
а — треугольная; б — четырехугольная.
мерительных поверхностей не должны превышать" 0,3 мк.
Угловые меры и линейки к ним рекомендуется изготовлять из
стали марки ХГ и X (ГОСТ 2875-45). Твердость измерительных
поверхностей60.
Угловые меры ком-
плектуются в набо-
ры трех типов — 19,
36 и 94 плитки и
применяются • для
проверки угловых
калибров, для гра-
дуировки и проверки
угломерных прибо-
ров и инструментов.
Технологи-
ческий процесс
изготовления
угловых мер
(плиток) выпол-
няется в следующем
порядке (фиг. 12);
1)разрезание ли-
стового материала
толщиной 6 мм на
заготовки;
6) ~ ~
2) правка заго-
товок;
3) фрезерование
узких граней;
4) разрезание за-
готовок на угловые
плитки (фиг. 12, а);
5) пред зритель-
ное шлифование ши-
Фиг. 12. Изготовление'.треугольных угловых мер. роких плоскостей;
21
6) предварительное Шлифование узких плоскостей-граней
(фиг. 12, б и в);
7) сверление и зенкование отверстий (фиг. 12, г);
8) термическая обработка;
9) окончательное шлифование широких плоскостей;
10) окончательное шлифование рабочих плоскостей плиток
(фиг. 12, б);
11) гравирование номинального размера рабочего угла и марки
завода-изготовителя;
а) о
Фиг. 13. Схемы контроля треугольной (а) и четырехугольной (<7) угловых мер.
13) зачистка плоскостей и нерабочей узкой грани;
14) предварительная доводка рабочих плоскостей (граней) углов
(фиг. 12, д) и притупление вершин (0,1—0,3 мм) и
15) окончательная доводка рабочих плоскостей углов.
Для предварительного и окончательного шлифования рабочих
плоскостей несколько (пять-шесть) плиток устанавливается в ма-
гнитной призме (фиг. 12, б); аналогичным путем выполняется уста-
новка плиток для шлифования нерабочей узкой грани (фиг.. 12, в).
Операция сверления и зенкования отверстий выполняется на
настольно-сверлильном станке с помощью кондуктора (фиг. 12, г).
Предварительная доводка рабочих плоскостей (фиг. 12, б) осу-
ществляется на трех-четырех доводочных плитах с последовательно
уменьшающейся размерной характеристикой абразивного микро-
порошка (до М10). Аналогичным образом производится окончатель-
ная доводка угловых плиток более тонким электрокорундовым
микропорошком. Определение плоскостности рабочих поверхностей
выполняется с помощью плоского оптического стекла диаметром 80лиг.
Измерение угловых плиток осуществляется путем сличения изго-
товленных плиток с заранее аттестованными на гониометре плит-
ками. Этот способ представляет значительные удобства в производ-
ственных условиях.
Отклонения угла рабочей плитки в этом случае выявляются
по отклонениям от параллельности сторон блока плиток (контроль-
ной и рабочей) с помощью вертикального оптиметра (фиг. 13, а)
для плиток до 79° или с помощью оптиметра и специальных уголь-
ников — для плиток свыше 79° (фиг. 13,6).
22
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЛИБРОВ
ДЛЯ ГЛАДКИХ ИЗДЕЛИЙ
Изготовление гладких калрбров-пробок
Технологический процесс изготовления гладких калибров для
контроля отверстий зависит от конструкции калибра, класса точ-
ности и оборудования цеха.
По конструктивно-технологическим признакам калибры для
гладких отверстий, разделяются на:
пробки с цилиндрическими вставками (проволочками) диаметром
от 1 до 3 мм;
пробки со вставками с коническим хвостом с пределами измерения
от 1 до 50 мм;
пробки-насадки диаметром от 30 до 100 мм;
листовые двусторонние пробки диаметром от 18 до 100 мм;
листовые односторонние пробки диаметром от 50 до 300 мм;
неполные пробки с ручками от 50 до 150 мм;
неполные пробки с накладками от 150 до 360 мм;
штихмасы и нутромеры от 75 до 1000 мм;
двусторонние регулируемые пробки от 37 до 100 мм.
Для изготовления гладких калибров-пробок в основном приме-
няются стали УЮА, У12А, X, ХГ.
Чистота измерительных поверхностей гладких калибров в зави-
симости от точности их изготовления должна быть в пределах 9—
12-го классов по ГОСТ 2789-51.
С технологической стороны большой интерес представляют ши-
роко применяемые в производстве калибры-пробки с коническими
хвостом для контроля отверстий диаметром до 50 мм. Заготовки
таких калибров обычно вытачиваются на токарных автоматах или
револьверных станках, В целях экономии металла для калибров
больших диаметров применяется приварка хвоста или высадка
заготовки в штампе.
Технологический процесс изготовления
пробки с коническим хвостом составляют следующие основные
операции:
1) предварительная токарная обработка;
2) подрезание торца;
3) центрование;
4) окончательная токарная обработка;
5) предварительное шлифование;
6) термическая обработка;
7) шлифование центровых отверстий ;
8) окончательное шлифование калибра;
9) нанесение знаков маркировки;
10) доводка и полировка.
Операция предварительной обработки проходной пробки состоит
из переходов (фиг. 14):
а) обтачивания хвостовой части;
23
б) обтачивания рабочей части;
в) подрезания торца;
г) отрезания.
При предварительной обработке непроходной пробки добавляется
проточка кольцевой канавки.
Подрезание торца с рабочей стороны для пробок диаметром
свыше 18 лш состоит из двух переходов (фиг. 15): подрезания торца
и вытачивания углубления.
Фиг. 15. Подрезание торца
и вытачивание углубления
у пробки.
Фиг. 14. Предварительное
обтачивание калибра-пробки.
16):
центрование;
сверление отверстия;
Обработка центровых отверстий (гнезд) выполняется на револь-
верном станке; для каждого торца необходимы четыре перехода
(фиг.
а)
б)
Фиг. 17. Шлифование
центровых отверстий
калибра-пробки.
Фиг. 16. Центрование калибра-
пробки.
в) зенкование конической части с углом конуса 60°;
г) зенкование предохранительного конуса 120°.
Применение центровочного сверла упрощает эту операцию; од-
нако при твердых материалах наблюдаются поломки инструмента.
Обратные центры пробок малых диаметров (до 6 мм) получают
в процессе обтачивания и при дальнейшей обработке их подвер-
гают шлифованию.
Операция окончательного обтачивания пробки начинается с
конической части, затем калибр переворачивается с перестановкой
хомутика и производится обтачивание рабочей части и снятие фасок.
24
Термическая обработка гладких калибров,
наиболее часто изготовляемых из стали У10А или УША, заклю-
чается в нагреве до 780—810° и закалке в воде с последующим пере-
носом в масло при температуре 150°. Процесс старения производится
при температуре 150—170° в течение 2—8 час.
После термообработки шлифуют центровые отверстия калибра
на настольно-сверлильном или специальном" центрошлифовальном
станке (фиг. 17). Инструментом является шлифовальный конус
зернистостью 60—80 н твердостью СМ2. Правку его производят
с помощью приспособления, точно выдерживая угол конуса 60°.
Вместо шлифования центровых отверстий производят также их
обработку зенковкой из твердого сплава.
Шлифование рабочей и хвостовой части
пробки производится на круглошлифовальном станке (фиг. 18),
Фиг. 18. Шлифование рабочей
части пробки.
Фиг. 19. Схема доводки
калибра-пробки вручную.
с применением для предварительного шлифования круга из электро-
корунда зернистостью 46—60 и твердостью СМ1—СМ2 с керамиче-
ской связкой (средние условия). Для окончательного шлифования
рабочей части обычно применяется круг зернистостью 60—80. На
этом же станке производится шлифование торцов пробки1.
Доводка рабочей части калибра осуществляется как вручную
на простых доводочных головках, так и механическим путем на
станках.
В первом случае калибр зажимается в цанге (фиг. 19) и с помощью
притира в виде чугунного бруска производится доводка рабочей
поверхности калибра. Притир предварительно шаржируют элек-
трокорундовым микропорошком М10 (120')- В процессе доводки
калибр вращается, а притиру вручную сообщают равномерные
возвратно-поступательные движения. Доводку пробок осуществляют
также чугунными втулками.
Окончательная доводка выполняется притиром, изготовленным
из стекла „Пирекс" или литого зеркального стекла, с применением
1 Выбор шлифовальных кругов см. Технология производства измеритель-
ных приборов, ч. I, Машгиз, 1950, стр. 161—162, а также статью автора
в «Справочнике ииструыевтадыдика>, т. 2, ч. 2, Машгиз, 1949, стр. 346—3-17.
?5
тонкой окиси хрома и смеси бензина, керосина и стеарина, или
пасты ГОИ.
Механическая доводка гладких калибров-пробок применяется
в условиях серийного изготовления. Для этой цели используются
доводочные станки с чугунными дисками-притирами, между кото-
рыми в гнездах обоймы помещаются обрабатываемые калибры
(фиг. 20). Калибры в обойме (от 8 до 20 калибров и больше) распо-
лагаются с отклонением своих осей от радиального направления
от 6 До 15°. Доводочные диски предварительно правят. Для доводки
применяется специальная эмульсия, состоящая из абразивного
порошка М10, керосина, масла, стеарина. Скорость вращения дово-
Вкд сверху
ПО РВ
Верхний диск-притир
Обойма
Ось рамки
Качающаяся рамка
калибр-пробка
Фиг. 20. Схема механической доводки калибров-пробок.
Нижний диск -притир
дочных дисков при доводке цилиндрических калибров значительно
выше, чем при доводке концевых мер и призматических деталей.
Для изготовления цилиндрических наса-
док с отверстием применяются в качестве заготовок прут-
ки. Обработку насадок диаметром до 60—70 лш в условиях серий-
ного производства часто выполняют на револьверном станке, а
насадок большого диаметра — на токарном.
Сперва осуществляют подрезание торца, сверление отверстия и
образование внутреннего уступа; затем обтачивают наружную ци-
линдрическую поверхность и осуществляют отрезание насадки от
прутка; затем выполняют подрезание второго торца насадки и
образование внутреннего уступа. После окончательной 'механиче-
ской обработки отверстия насадки и термообработки её производят
шлифование торцов, а затем цилиндрической части. Для выполне-
ния последней операции несколько деталей насаживают на оправку.
Доводка калибров выполняется на доводочной головке.
Обработка заготовки неполной пробки на-
чинается с фрезерования по всему контуру; затем сверлятся отвер-
26
стия, производится обтачивание рабочей части и шлифование ка-
либра- Для доводки неполный калибр-пробку закрепляют в тисках
(фиг. 21). Плоскому притиру вручную сообщают движение по рабочей
поверхности калибра.
Пооперационные припуски, допуски и раз-
меры в технологии изготовления калибров зависят от ряда фак-
торов. Зависимость расположения полей допусков для двух смеж-
Фиг. 21. Доводка неполного Фиг. 22. Схема расположения полей допусков
калибра-пробки. для двух смежных технологических операций.
ных технологических операций и влияние отдельных погрешностей
на точность обработки видны из схемы (фиг. 22). В приведенной
схеме:
— допуск на операционный размер (диаметр) на после-
дующей операции;
— погрешность установки калибра в центрах или патроне
на последующей операции;
/7тах — наибольшая высота поверхностных неровностей, полу-
ченная на предшествующей операции;
Т — наибольшая глубина дефектного слоя, полученная на
предыдущей операции или переходе;
Д2 — погрешность измерения на предыдущей операции;
8т —допуск на предыдущей операции.
Если между двумя смежными механическими операциями имеет
место термическая обработка, то необходимо также учесть величину
Деформации (поводки) калибра Д,.
Минимальный припуск представляет собой разность
Между наименьшим размером калибра-пробки (диаметром) на пре-
дыдущей операции и наибольшим размером на последующей и в
зависимости от принятых обозначений определяется формулой
zffltn=A1 + 2H1MX + 27’+A2.
Максимальный припуск представляет собой раз-
ность между наибольшим размером пробки на предыдущей операции
и наименьшим размером на последующей и по величине равен мини-
мальному припуску плюс допуски на размеры двух смежных тех-
нологических операций (фиг. 23): -
^max = ^tnln 4- Srt + 8щ.
27
При обработке калибров-скоб, втулок и колец минимальный
припуск представляет собой разность между наименьшим размером
на последующей операции и наибольшим размером на' предыдущей.
Фиг. 23. Схема расположения пооперационных раз-
меров, припусков и допусков при обработке ка-
либров-пробок.
ботке гладких калибров-пробок в условиях
При проектирова-
нии технологических
процессов и изготов-
лении гладких ка-
либров-пробок руко-
водствуются норма-
тивными данными о
величинах поопера-
ционных припусков
и допусков1, разра-
ботанными Научно-
исследовательским
бюро взаимозаменяе-
мости МСС.
Для общей харак-
теристики приводит-
ся сводная таблица
интервалов мини-
мальных припусков
и допусков на опера-
ционные размеры по
диаметру при обра-
серийного производ-
ства (табл. 4).
Калибры-пробки для деталей 5-го й более грубых ; классов
точности могут изготовляться с чисто шлифованными рабочими
поверхностями без последующей доводки.
Изготовление проволочек для измерения среднего диаметра
резьбы
Проволочки для измерения среднего диаметра резьбы изготовля-
ются из стали-серебрянки У10А и У12А; проволочки больших раз-
меров начиная с d = 1,302 мл} — чаще из стали-серебрянки X и ХГ.
Чистота рабочих поверхностей проволочек 0-го класса точности
должна быть не ниже 13-го класса, а 1-го класса точности — не
ниже 12-го класса по ГОСТ 2789-51.
Припуски на обработку по диаметру в зависимости от размера
колеблются от 0,1 до 0,2 мм.
Сталь-серебрянку с помощью кусачек разрезают на прутки дли-
ной приблизительно 1000 мм, на концах которых загибаются
крючки.
Для электрозакалки несколько прутков серебрянки
закрепляются в специальном приспособлении (фиг. 24). Нагрев
производится методом сопротивления в течение 5—30 сек. (в зави-
1 «Справочник инструментальщика», т. 2, Машгиз, 1949.
28
Таблица 4
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах
допусков на диаметр при изготовлении гладких калибров-пробок
(фиг. 23)
по лор. Наименование операции Интервал номиналь- ных диа- метров В ММ Минимальные припуски Операционные допуски
Условное обозначе- ние Интервал ЧИСЛОВЫХ значений в мм Условное обози че- ние Величина допуска
1а Черновое обтачи- вание 16—100 7 min 1,5-3,0 а4
16 Черновое фрезе- рование (непол- ные пробки) 100-360 7 1 min 2,5—5,0 а4
2 Чистовое обтачи- вание 3-360 ^2 mln 0,7—1,5 ASa
3 Предварительное шлифование 3-360 ^3 mln 0,1—0,4 Aga
4а Окончательное шлифование ци- линдрических пробок 3-100 mln 0,03-0.05 В4 0,003-0,006
46 Окончательное шлифование не- полных пробок 2—4-го классов 100—360 7 z-'4 mln 0,07-0.08 0,005-0,010
5 Доводка пробок (1 - 4-й классы) 3-260 ^5 mln От-0,008 до 0,005 Ч См. приме- чание
Примечание. Допуски на доводку соответствуют допускам на не-
точность изготовления калибров по соответствующим ОСТ (И. Е. Горо-
.децкий, Справочник по допускам, посадкам и калибрам, ч. 1, Каталогиздат,
.1939; Энциклопедический справочник .Машиностроение”, т. 5, Машгиз, 1948).
симости от диаметра), а затем приспособление опускается в масляную
ванну, где и осуществляется закалка прутков. В результате закалки
и последующего отпуска (также элекронагревом) твердость должна
быть в пределах R~ — 58^-64.
Следующей операцией является разрезка прутков на заготовки
для двух проволочек, выполняемая вулканитовым шлифовальным
кругом (зернистостью 80 и твердостью С2).
Шлифование цилиндрической поверхности выполняется на круг-
лошлифовальном станке с применением специального приспособле-
ния для бесцентрового шлифования (фиг. 25).
29
Вслед за этим производится покрытие воском рабочих поверх-
ностей. Операция выполняется на несложном приспособлении
(фиг. 26) и состоит из следующих переходов:
а) обезжиривание проволочек в бензине;
б) нагрев приспособления до температуры t = 64° и покрытие
воском поверхности А;
в) накатывание воска с одной стороны заготовки;
г) накатывание воска с другой стороны.
Фиг. 24. Электрозакалка заго-
товок проволочек для конт-
роля резьбы.
Фиг. 25. Схема бесцент-
рового шлифования про-
волочек для резьбы.
Уменьшение диаметра нерабочих элементов проволочек осуще-
ствляется путем травления в ванне накатанных воском заготовок К
Вслед за этим выполняется промывка, нейтрализация и снятие
воска растворителем. Концы проволочек отжигаются на длину
3—5 мм.
Предварительная доводка проволочек (одновре-
менно по 50—60 шт.) производится на станке конструкции
И. И. Исаева и Н. Ф. Макарова стеклянными притирами с приме-
лпяптп/'пш
‘^//////^^
Фиг. 26. Покрытие воском рабочих
поверхностей проволочек.
Фиг. 27. Схема доводки прово-
лочек.
нением пасты ГОИ 10—15 мк (фиг. 27). Контроль осуществляется
на оптиметре; огран допускается не более 0,5 мк для проволочек
0-го класса точности и не более 1 мк для 1-го класса.
После разрезания каждой заготовки на две отдельные прово-
лочки, выполняемого шлифовальным кругом с вулканитовой связ-
кой, производится обработка торцов и сняти^ фасок.
Вторая доводка проволочек выполняется на стеклянных
притирах с пастой ГОИ 7—10 мк. После протирки насухо прово-
лочки окончательно доводятся на притирах с применением пасты
ГОИ 1—4 мк, промываются в эмульсии и протираются.
1 А. М. Ведмидский, Технология производства измерительных прибо-
ров, ч. 1, Машгиз, 1950.
30
На проволочках малых диаметров (до 0,724 мм) производится
загибание крючка, а на проволочках диаметром свыше 0,724 мм —
расклепка предварительно нагретого конца для образования
ушка и последующего сверления в ушке отверстия диаметром
0,75 мм.
Бирки для нанесения знаков маркировки изготовляются из
листовой стали или картона.
Изготовление штихмасов
Штихмасы изготовляются в большинстве случаев из калибро-
ванной холоднотянутой стали.
Обработка начинается с отрезания заготовок и подрезания тор-
цов. Вслед за этим обтачиваются концы по сфере и снимается фаска
под углом 45° шириной а = 1—2 мм (фиг. 28) в зависимости от диа-
метра стержня (10, 13, 16, 18, 20 мм).
Фиг. 28.. Рабочий торец штих-
маса.
Фиг. 29. Схема приспособле-
ния для шлифования сфериче-
ских торцов штихмасов.
Радиус сферы /? <-у-; в случае /? = ~ калибр называется
нутромером. Конны штихмаса обычно подвергаются термической
обработке на длине 10—15 мм.
Минимальные припуски на подрезание торцов для штихмасов
до 260 мм — 2,5 мм, от 260 до 500 мм — 3,0 мм.
Допуски на подрезание—по таблицам допусков (ОСТ/НКМ
1017), класс точности—Лзо.
Шлифование сферических поверхностей штихмаса производится
ра круглсшлифовальном станке с помошыо специального приспособ-
ления (фиг. 29). Штихмас получает вращение вокруг своей оси от
шпинделя станка через коническую зубчатую пару приспособления.
Ведомая коническая шестерня насажена на втулку 1, в которой
закрепляется шлифуемый штихмас 2. Качательное движение при-
способления осуществляется с. помощью рычага 3. Шлифование
сферических торцов штихмасов может также производиться на спе-
циальных сферсшлифовальных станках для штихмасов. Минималь-
ные припуски на шлифование штихмасов размерами от 120 до 500 мм
Принимаются 0,27—0.33 мм. Допуски на шлифование штихмасов
этих размеров устанавливаются в пределах 0,018—0,027 мм.
31
Доводка штихмасов осуществляется на сверлильных
станках закреплением штихмаса в патроне (фиг. 30). Специальный
притир в виде части чугунной втулки с внутренним радиусом /?вт =
=0,50 помещается на столе станка, и штихмас приводится в сопри-
косновение с ним.
Другим вариантом является доводка штихмасов с помощью сфе-
рической чашки-притира (фиг. 31). Штихмас помещается в отвер-
стие сферического вкладыша. Нижняя чашка вращается на верти-
кальной оси, а вкладыш вместе со штихмасом качается вокруг гори-
зонтальной оси и совершает мед-
ленное вращение вокруг верти-
Фиг. 31. Доводка штих-
маса посредством сфери-
ческой чашки.
Фиг. 30. Схема доводки сфе-
рического торца штихмаса.
кальной оси. Помимо указанных, существуют и другие способы
доводки штихмасов. В условиях серийного производства приме-
няются специальные доводочные станки для штихмасов Минималь-
ные припуски на доводку штихмасов размерами от 120 до 500 мм
принимаются 0,02—0,04 мм.
Допуски на доводку соответствуют допускам на неточность изго-
товления по соответствующим ОСТ.
Приспособление для шлифования торцов штихмасов
Для шлифования сферических торцов штихмасов, кроме рас-
смотренного выше, применяется также приспособление, состоящее
из следующих основных деталей (фиг. 32): корпуса 1, шпинделя 2,
шкива 3, конической втулки 4, двух конических бронзовых вту-
лок 5, двух затяжных гаек 6, гаек 7, поворотной стойки 8, ручки 9,
стойки 10, кронштейна 11, упорного винта 12, крепежного винта 13
и двух цанг 14.
На чугунном корпусе 1 установлена поворотная стойка 8. Штих-
мас вставляется в двусторонний цанговый патрон, шпиндель 2
которого вращается в конических бронзовых втулках 5, запрессо-
ванных в стойку. Шпиндель приводится во вращение от электро-
двигателя через ремень и чугунный шкив <3. От осевого перемеще-
ния шпиндель предохраняется с одной стороны своим буртиком,
1 М. Я> rfTe г а л. Доводка измерительных инструментов, Машгиз, 1947.
32
а с другой стороны гайками 7, затягивающими коническую втулку 4.
Штихмас зажимается в цангах 14 с помощью затяжных гаек 6.
Упорной базой для штихмаса в осевом направлении является
винт 12. Для первоначальной грубой установки штихмаса стойка 10
передвигается по прорези кронштейна 11 и закрепляется винтом 13.
Фиг. 32. Приспособление для шлифования сферических
торцов штихмасов.
В процессе шлифования стойка 2 поворачивается за ручку 9. Таким
образом, сочетая вращательные движения шпинделя приспособления
и шлифовального круга с поворотом стойки 8 вокруг вертикальной
оси, осуществляют по очереди шлифование сферических поверх-
ностей обоих торцов штихмаса.
На основе аналогичной кинрмятнп^^сй схемы сконирутд
специальные сферошлифо *
меняемые в производстве
3 Ведмидский 2
нки
ованы
при-
ТЕХЕМБЛКОШЛ
Инв. Ns
33
Технология изготовления калибров-скоб
По конструктивно-технологическим признакам калибры-скобы
разделяются на:
1) листовые двусторонние с пределами измерения от 1 до 50 мм;
2) листовые прямоугольные односторонние скобы от 1 до 70 мм;
3) листовые круглые односторонние от 1 до 180 мм;
4) штампованные односторонние скобы от 3 до 50 мм;
5) штампованные односторонние с ручками от 50 до 170 мм;
6) литые со вставными губками односторонние скобы от 100
до 325 мм;
7) регулируемые скобы от 0 до 330 мм.
Для изготовления штампованных калибров-скоб
. (фиг. 33) применяются инструментальные стали марок У7 и У8
Фиг. 33. Штампованный
калибр-скоба.
и конструкционные — марок 40—50.
Листовые скобы изготовляются
преимущественно из конструкционных ста-
лей, в том числе из малоуглеродистых
сталей марок 15—20, с последующей це-
ментацией предварительно обработанных
заготовок калибров.
Вставные губки регулируе-
мых и сборных скоб изготовляются
из сталей марок У10А, У12А, X и ХГ.
Штампование заготовок калибров-скоб производится на молотах
или прессах. После штампования выполняется обрезка заусенцев
и очистка заготовок от окалины на пескоструйном аппарате.
Технологический процесс изготовления
штампованных скоб составляют следующие основные
операции:
1) шлифование боковых поверхностей;
2) фрезерование рабочих поверхностей;
3) слесарная обработка (зачистка заусенцев, снятие фасок и т. п.);
4) термическая обработка;
5) шлифование боковых поверхностей;
6) шлифование рабочих поверхностей;
7) доводка рабочих поверхностей;
8) нанесение знаков маркировки;
9) окраска скобы.
Шлифование боковых поверхностей произво-
дится на плоскошлифовальном станке с вертикальным шпинделем
(фиг. 34). Заготовки укладываются на магнитном столе станка и шли-
фуются поочередно с двух сторон.
При фрезеровании рабочих поверхно-
стей заготовки калибров-скоб закрепляются в приспособлении.
В зависимости от размера скоб применяется одна или две трехсто-
ронние фрезы (фиг. 35).
После прорезки разделительной канавки, снятия фасок и за-
чистки заусенцев производится термическая обработка,
34
заключающаяся в закалке, отпуске и искусственном старении.
Затем вторично шлифуются нерабочие боковые поверхности.
Шлифование рабочих (измерительных) по-
верхностей осуществляется на плоскошлифовальном станке
с горизонтальным шпинделем или на специальном шлифовально-
доводочном станке для скоб. Этот станок имеет два горизонтальных
тельных) поверхностей
скоб выполняется с помощью
шпинделя, на одном из которых
насажен шлифовальный круг, а
на другом доводочный диск.
Предварительная до-
водка рабочих (измери-
Фиг. 34. Шлифование боковых по-
верхностей калибров-скоб.
плоских чугунных притиров (фиг. 36, а), шаржированных корун-
довым микропорошком М20. Для одновременной доводки проход-
ного и непроходного выступов губки скобы применяется регули-
руемый притир (фиг. 36, б), состоящий из двух чугунных брусков^
скрепленных винтами. Шлифование и шаржирование рабочих по-
верхностей обоих брусков про-
изводятся совместно, т. е. при
совмещенных в одну плоскость
рабочих поверхностях. Для до-
водки скоб рабочие поверхности
брусков смещаются на вели-
чину разности между проход-
ным и непроходным рабочими
размерами скобы.
Фиг. 36.
а — притир для доводки калибров-скоб;"# — схема
одновременно” доводки проходного и неприход-
ного выступон губки скобы с помощью ^регули-
руемого притира.
Окончательная до-
водка скоб выполняется пло-
скими стеклянными притирами
(фиг. 37) с применением тонкой
пасты ГОИ 2—4 мк.
Доводка скоб весьма малых размеров (0,2—0,5 льм)' производится
двумя стальными лентами, закрепленными в ножовочной рамке
(фиг. 38). Между стальными лентами прокладывается бумага.
Технологический процесс изготовления
листовых калибров-скоб начинается с вырезки заго-
товок. При серийном изготовлении таких скоб заготовки получаются
путем вырубки из листа с помощью штампа.
35
При индивидуальном изготовлении получение заготовки свя-
зано с выполнением более трудоемких операций, как, например,
отрезка заготовки, разметка и обработка ее по контуру путем фре-
зерования, сверления, опиловки и т. д.
Во всех случаях широкие нерабочие поверх-
ности листовых скоб подвергаются шлифованию, которое
обычно осуществляется в начальной стадии обработки на плоско-
шлифовальных станках с вертикальным шпинделем.
После термообработки производится окончательное шлифование
широких поверхностей, а затем обработка рабочих поверхностей.
Обработка тонких ли-
стовых скоб небольших разме-
ров с прямоугольным наружным кон- Д
туром обычно выполняется блоком по
5—10 шт., чем достигается снижение -----------—
трудоемкости их изготовления.
Чугунный Стеклянный
притир притир
Фиг. 37. Доводка скоб с по-
мощью стеклянного притира.
Прокладка
Стальные
полосни
Фиг. 38. Доводка
калибров-скоб весьма
малых размеров.
В этом случае технологический процесс составляют следующие
основные операции:
1) разрезание листа на заготовки;
2) шлифование широких поверхностей;
3) фрезерование узких граней;
4) разметка одной заготовки и сборка заготовок в блок;
5) сверление отверстий, смежных с рабочими элементами;
6) фрезерование рабочих элементов калибров;
7) разборка блока и подготовка для термообработки;
8) термическая обработка (закалка, отпуск, старение);
9) шлифование широких поверхностей;
10) сборка в блок;
11) шлифование рабочих поверхностей;
12) доводка рабочих поверхностей;
13) гравирование знаков маркировки.
Технологический процесс изготовления
листовых круглых односторонних скоб
(фиг. 39) для проверки размеров от 6 до 120 мм составляют следую-
щие операции (по данным завода «Калибр»):
36
Фиг. 39. Листо-
вая круглая
односторонняя
скоба.
1) разрезание листовой стали марки 15—20 на полосы;
2) вырубание заготовок на эксцентриковом прессе по наруж-
ному и внутреннему контурам;
3) правка заготовок на фрикционном прессе;
4) предварительное шлифование широких нерабочих поверх-
ностей;
5) пригонка внутренней части контура (запле-
чиков) под установочную оправку;
6) фрезерование рабочих поверхностей (пред-
варительное), с предварительной установкой и за-
креплением комплекта скоб (10 шт.) в тисках с по-
мощью установочной оправки;
7) сверление отверстия (для разделительной ка-
навки);
8) фрезерование разделительной канавки;
9) обтачивание по наружному контуру (одновременно 15—
25 скоб с установкой на оправке);
10) опиловка внутреннего контура и притупление острых
краев;
11) термическая обработка—цементация, закалка и отпуск;
Фиг. 40. Схема расположения поопера-
ционных размеров, припусков и допу-
сков при обработке калибров-скоб.
12) окончательное шлифова-
ние широких нерабочих по-
верхностей;
13) оксидирование и смазы-
вание скоб маслом;
14) шлифование измеритель-
ных поверхностей;
15) гравирование знаков
маркировки;
16) доводка измерительных
поверхностей.
Пооперационные при-
пуски и допуски. Соот-
ношение между пооперацион-
ными размерами, припусками
и допусками ясно из схемы
(фиг. 40).
Расчет пооперационных ра.з-
меров ведут, откладывая при-
пуски и допуски от мень-
шего, непроходного размера
скобы.
Для общей характеристики минимальных припусков и допусков
на операционные размеры при обработке гладких калибров-скоб
приводится сводная табл. 5.
Калибры-скобы для деталей 5-го и более грубых классов точ-
ности могут изготовляться с чисто шлифованными рабочими поверх-
ностями без последующей доводки.
37
Таблица 5
Данные о пределах колебаний минимальных припусков и о величинах
допусков при изготовлении гладких калибров-скоб (фиг. '10)
№ по пор. Наименование операции Интервал размеров в мм 3 180 3-180 Ми 1имальн'.1е припуски Операционные допуски
Услов- ное обо- значение Инте рва а ЧИС Л ИНЫХ значений В ММ Услов- ное « бо- зиаченис Интч рв^л ЧИС овых зна книн в лш
1 Фрезерование min 3,0-5,0 Ч 0,08-0,16
2 Шлифование 7 ^2 ruin 0,28-0,45 62 0,008 - 0,010
3 Доводка 3 180 1—2-й кл. 7 ^3 mln 0,015—0.020 См. приме- чание 2
3 -1-й кл. 0,010-0.015
Примечания: 1. Допустимая величина деформации штампованных калибров-скоб при термообработке — не более 0,6 мм (для размера 180 мм). 2. Допуски на доводку соответствуют допускам на неточность изгото- вления калибров согласно существующим ОСТ.
Изготовление контрольных колен, для разверток
Предварительная механическая обработка калибров-колец в за-
висимости от размеров их и количества колец в партии производится
на револьверном или токарном станке.
Получение заготовок-колец из прутка на револьверном станке
выполняется в следующем порядке:
1) подача прутка до упора;
2) подрезание торца;
3) обтачивание наружной цилиндрической поверхности;
4) накатывание рифлений на цилиндрической поверхности;
5) сверление отверстия;
6) отрезание заготовки.
Дальнейшая механическая обработка заготовки выполняется
на токарном станке и заключается в подрезании второго торца, сня-
тии фасок и обработке отверстия.
На токарном станке обработка колец производится в следующем
порядке:
1) отрезание заготовки на несколько колец;
2) центрование заготовки;
3) обтачивание наружной цилиндрической поверхности;
4) накатывание рифлений;
5) разрезание заготовки на отдельные диски.
Затем осуществляется подрезание торцов с обеих сторон, снятие
фасок и сверление отверстия.
Шлифование торцов осуществляется на плоскошлифовальном
станке.
38
Дальнейшая обработка отверстия в зависимости от размера
происходит путем растачивания и развертывания.
После закалки, отпуска и старения производится шлифование
торцов и отверстия. Шлифование отверстия выполняется на внутри-
шлифовальном станке; припуск на доводку оставляется 10—20 мк.
Доводка колец выполняется на доводочной головке вручную
«с помощью чугунной нерегулируемой (жесткой) или регулируемой
пробки. При этом применяется корундовый микропорошок с керо-
сином и паста ГОИ.
В калибрах-кольцах небольших диаметров (до 10—12 мм) от-
верстие не шлифуется. В связи с этим обработку отверстия перед
закалкой осуществляют с помощью разверток, оставляя небольшой
припуск на доводку. Развертка должна обеспечивать наряду с точ-
ностью размеров и правильностью геометрической формы отверстия
максимальную чистоту поверхности; в противном случае повышается
трудоемкость доводки. Отверстия диаметром менее 6 мм доводят
притирами-пробками, изготовленными из мягкой стали или из меди.
Изготовление установочных колец для пневматических
измерительных приборов
Процесс шлифования или доводки отверстия установочного
или контрольного калибра-кольца сопровождается явлением, назы-
ваемым «развалом», при котором отверстие отклоняется от правиль-
ной цилиндрической формы. В средней
части отверстия получается наимень-
ший диаметр, форма этой части почти
точно цилиндрическая, а у каждого
из торцов диаметр несколько больше,
т. е. части отверстия, расположенные
у торцов, имеют слегка коническую
форму. Устранение этого недостатка
является весьма существенным при
изготовлении контрольных калибров-
колец высокой точности.
Фиг. 41.
Установочный калибр -
кольцо.
В связи с этим применяются два основных способа изготовления
установочных колец:
1) путем шлифования торцов после предварительной доводки
отверстия и
2) за счет применения дополнительных накладных колец (щек).
При изготовлении кольца по первому способу заготовка кольца
отрезается несколько большей толщины, чем это требуется черте-
жом (фиг. 41). Выступы на торцах кольца сошлифовываются после
предварительной доводки отверстия. Затем снимаются фаски, осу-
ществляется процесс старения, и далее отверстие кольца подвер-
гается доводке; при этом снимается весьма незначительный припуск
по диаметру (1—2 мк). Этот метод характеризуется большой трудоем-
костью, так как процесс шлифования торцов ведется весьма неболь-
шими подачами, что предупреждает значительное нагревание кольца,
ведущее к снижению твердости его рабочей поверхности.
39
Второй способ, более совершенный, заключается в следующем.
Предварительно обработанная заготовка контрольного кольца
соединяется с накладными кольцами (щеками) при помощи трех
винтов (фиг. 42). В собранном виде блок колец подвергается вну-
треннему шлифованию, затем обычному старению, и далее осуще-
ствляется предварительная доводка отверстия.
Затем накладные кольца удаляют,' на обрабатываемом кольце
снимают у отверстия фаски и осуществляют окончательную доводку
отверстия. При этом способе изготовления контрольных колец допуск
на диаметр отверстия может быть снижен до 0,5 мк при отсутствии
обнаруживаемых отклонений от цилиндрической формы отверстия.
В дальнейшем во вспомогательные отверстия установочного
кольца ввинчиваются предохранительные винты, обеспечивающие
Фиг. 42. Установочное кольцо
с накладными (технологиче-
скими) кольцами.
Фиг. 43. Установочное кольцо
с предохранительными вин-
тами.
в процессе эксплуатации защиту рабочей поверхности кольца от
повреждений (фиг. 43). Так как установочные кольца применяются
для настройки и контроля пневматических измерительных прибо-
ров, то такая конструкция кольца также облегчает выход воздуха
в процессе проверки рабочего калибра-пробки или настройки
специальной измерительной головки.
Технология оснащения калибров твердыми сплавами
Для повышения износоустойчивости в ряде случаев калибры-
пробки и кольца малых размеров (диаметром до 8—12 мм) изгото-
вляются из твердых сплавов. Калибры средних и больших размеров
(пробки, кольца, скобы) в случаях необходимости в рабочих зонах
оснашаются пластинками твердых сплавов (обычно марки В Кб
или ВК8).
Оснащение калибров твердыми сплавами производится путем
напайки пластинок или втулок на соответствующие предварительно
обработанные поверхности, в пазы или в отверстия (втулок). Проход-
ные калибры-пробки часто оснащаются четырьмя, а непроход-
ные — двумя симметрично расположенными пластинками (фиг. 44);
аналогично расположение пластинок твердого сплава на неполных
пробках. В кольцо вставляется и припаивается втулка твердого
сплава. В кольцах значительных размеров (диаметром свыше 25—
30 мм.) прорезаются три-четыре паза, в которые помещаются пла-
стинки твердых сплавов.
40
a — проходные калибры-пробки; б — непроходные калибры-
пробки; в — неполные пробки.
Качество напайки пластинок твердых сплавов зависит от подго-
товки поверхностей как самих пластинок, так и мест припайки на
инструменте. Места напайки пластинок (или втулок) на заготовках
инструментов должны быть предварительно тщательно обработаны.
Пластинки твердых сплавов шлифуются шлифовальными кругами
из зеленого карбида кремния или же обрабатываются анодно-меха-
ническим методом, т. е. с применением притира, работающего в
электролите. Предварительное шлифование пластинок производится
кругами зернистостью 46—60, твердостью СМ1—М3 и окончатель-
ное — кругами зернистостью 80—120, твердостью СМ1—М3. В слу-
чаях необходимости особо тщательной обработки применяются
шлифовальные круги зернистостью 180—240.
Дальнейшая обработка пластинок состоит в кипячении их в рас-
творе буры (0,5 кг буры на 1 л воды) в течение 5—10 мин.
Пластинки, вынутые
из ванны, быстро высы-
хают, а бура покры-
вает их поверхность
-тонким слоем. Кроме
того, во время напайки
дается еще некоторое
количество буры, яв-
ляющейся флюсом, что
обесп ечи вает надлежа -
щее качество напайки
пластинок.
Процесснапайки пла-
стинок, вставок и т. п.
деталей твердого сплава
может осуществляться
в печах, в пламени газовой горелки,.
на стыковом электросварочном аппарате и на высокочастотных уста-
новках. В условиях серийного производства обычно применяются
два последних способа.
Для напайки с помощью стыкового сварочного аппарата пла-
стинка и основная деталь устанавливаются между контактами.
В качестве припоя часто применяется чистая электролитическая
медь в виде фольги, мелкой стружки или кусочков проволоки.
Наряду с медным припоем используются медноцинковые при-
пои (ГОСТ 1534-42), а также серебрянный припой марки ПСрЮ
(ОСТ 2982), который состоит из 10% серебра, 53% меди и 37%
цинка.
Для улучшения качества напайки и прочности соединения пла-
стинки твердого сплава с основной деталью (корпусом калибра),
в особенности в случае открытой поверхности, перед напайкой про-
кладывается в месте стыка листовой припой (фольга) в два слоя,
между которыми помещается железная сетка из проволоки диаме-
тром 0,15—0,20 мм с числом ячеек до 100 на длине 25 мм.
. Напаянный инструмент подвергается медленному остыванию
и последующей очистке.
41
Шлифование производится в два-три перехода шлифовальными
кругами из зеленого карбида кремния.
Процесс предварительной доводки осуществляется на доводоч-
ных головках или станках с помощью чугунных притиров, шаржи-
рованных пастой карбида бора (65% карбида бора и 35% парафина)
зернистостью 20—28 мк.
Для получения точной поверхности, контролируемой техниче-
ским интерференционным методом, производится окончательная до-
водка вручную. Процесс осуществляется с применением чугунного
притира, шаржированного алмазным микропорошком или микро-
порошком карбида бора зернистостью 7—14 мк.
4. ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГЛАДКИХ КОНИЧЕСКИХ
КАЛИБРОВ
Материалом для конических калибров-пробок и втулок служит
легированная инструментальная сталь марок ХГ и X или углероди-
стая инструментальная сталь марок У10А и УША.
Изготовление конических калибров-пробок
Распространенным типом конических калибров-пробок в прибо-
ростроении и инструментальном производстве являются калибры-
пробки для конусов Морзе. Размеры калибра определяются в
зависимости от номера конуса Морзе. Чистота рабочих поверхностей
конических калибров-пробок должна быть не ниже 12-го класса
(ГОСТ 2789-51), а калибров-втулок не ниже 10-го класса.
Технологический процесс изготовления
конических калибров-пробок разделяется на сле-
.дующие операции:
1) отрезание заготовки;
2) подрезание торцов и вытачивание углубления на торце со
стороны конической части;
3) центрование:
а) сверление;
б) зенкование конусов 60 и 120°;
4) обтачивание и накатывание ручки калибра;
5) обтачивание рабочей части пробки:
а) предварительное обтачивание конуса;
б) протачивание канавки и растачивание выемки у боль-
шего торца конуса;
в) снятие фасок;
г) окончательное обтачивание конической части;
6) фрезерование лыски на ручке под маркировку;
7) гравирование знаков маркировки;
8) термическую обработку;
9) шлифование центровых отверстий;
10) шлифование шейки, торца и конической части калибра;
11) оксидирование (чернение);
42
12) доводку или отделку абразивным бруском конической части;
13) нанесение кольцевых рисок:
а) покрытие лаком места под риски;
б) установку пробки вместе со втулкой в центрах станка;
в) нанесение рисок;
г) травление рисок;
д) промывка, нейтрализация и удаление лака;
14) гравирование порядкового номера, одинакового с номером
втулки, и года выпуска;
15) шлифование торца конуса по размеру длины конуса;
16) полирование рабочей конической части калибра.
Предварительная механическая
пробок выполняется на токарных
«кой операцией является обточка
рабочей конической части, кото-
рая обычно производится на то-
карном станке при помощи ко-
пиркой линейки (фиг. 45).
обработка конических калибров-
станках. Основной технологиче
Фиг. 45. Схема обработки кониче-
ской части калибра-пробки.
Весьма важно точно установить
линейку соответственно требуе-
мой конусности калибра. Для этой
цели применяется контрольный
конический калибр и индикатор.
Конический калибр устанавли-
вается в центрах станка, а инди-
катор на супорте. Измерительный
шпиндель индикатора приводится в контакт с рабочей поверхностью
контрольного калибра. Затем, передвигая супорт, по отклонению
стрелки индикатора судят о погрешности в установке копирной
линейки. Корректируя установку линейки, добиваются того, чтобы
отклонение стрелки индикатора при движении супорта было равно
нулю. При этом условии установка копирной линейки будет соот-
ветствовать требуемой конусности.
Операция обточки конической части калибра выполняется исходя
из условий получения требуемой конусности и оставления минималь-
ного припуска на последующую обработку. Величина припуска
контролируется но наибольшему диаметру конуса. Одновременно
также должны быть предусмотрены припуски по длине конуса на
подрезание торцов.
Конические калибры подвергаются термообработке (закалке,
отпуску, старению). Твердость рабочих поверхностей калибров после
термообработки должна быть в пределах Дс = 58-4-64.
Вслед за шлифованием центровых отверстий на специальном
станке производится шлифование торца малого диаметра на круг-
лошлифовалыюм станке. Шлифование конической рабочей части
пробки выполняют на универсальном круглошлифовальном станке
(фиг. 46).
Контроль установки стола на заданную конусность произ-
водится путем пробного шлифования калибра и последующей про-
43
верки его конусности на синусной линейке. В случае необходимости
корректируется положение стола по отношению к оси шпинделя
шлифовального круга.
Для доводки калибр устанавливается в центрах станка. Операция
доводки совершается машинно-ручным способом с помощью пло-
ского чугунного притира, изготовленного из перлитного чугуна
с твердостью Нв— 160 -ь-200. При этом для предварительной до-
водки применяется корундовый микропорошок М10 и для оконча-
тельной— тонкая паста ГОИ 1—4 мк.
На рабочей части пробки наносятся риски, служащие для опре-
деления глубины вхождения калибра в измеряемое отверстие.
Пооперационные припуски и допуски в значи-
тельной степени зависят от принятого технологического процесса
изготовления конических калибров. Расчет пооперационных раз-
меров конических калибров обычно ведется с учетом припусков-
и допусков, установленных для
большого диаметра конуса.
При изготовлении калибров-
пробок для инструментальных ко-
нусов Морзе для определения ве-
личин пооперационных припусков
и допусков руководствуются нор-
мативными данными, разработан-
ными Научно-исследовательским
бюро взаимозаменяемости MCCJ.
Минимальные припуски на до-
водку конических пробок по диа-
в зависимости от размера пробки
Фиг. 46. Шлифование конического
калибра-пробки.
метру установлены от 8 до 15
и требуемой чистоты рабочей поверхности. •
Допуски на доводку соответствуют допускам на неточность
изготовления конических калибров согласно стандарту.
Изготовление конических калибров-втулок
Технологический процесс изготовлении
конических к а л и б р о в - в т у л о к разделяется на сле-
дующие операции:
1) токарно-револьверную обработку:
а) подачу прутка до упора;
б) подрезание торца;
в) наметку центра;
г) сверление отверстия;
д) обтачивание наружной цилиндрической поверхности;
е) накатывание наружной цилиндрической поверхности;
ж) снятие фасок у торцов;
з) отрезание заготовки;
1 НИБВ МСС, Межоперационные припуски и допуски при изготовлении
гладких калибров.
44
2) растачивание и развертывание отверстия на конус;
3) фрезерование лыски под маркировку;
4) фрезерование паза на торце;
5) гравирование знаков маркировки;
6) термическую обработку;
7) шлифование конического отверстия;
8) доводку конического отверстия;
9) шлифование торца (у большего диаметра);
10) шлифование торца с уступом со стороны малого диаметра
конуса;
11) полирование конического отверстия.
Предварительная обработка конических калибров-втулок ана-
логично обработке колец выполняется на токарном или револьвер-
ном станке.
Растачивание конического отверстия про-
изводится на токарном станке с помощью
копирной линейки. Затем производится обра-
ботка отверстия конической разверткой.
Конические калибры-втулки после предва-
рительной механической обработки подвер-
гаются закалке, отпуску и старению. Твер-
дость рабочих поверхностей калибров после
термообработки должна быть в пределах
Яс = 58 -к-64.
Шлифование конического отверстия осу-
ществляется на внутришлифовальном станке
(фиг. 47) и требует особого внимания, так как
Фиг. 47. Шлифование
конического отверстия
втулки.
последующая доводка конического отверстия сопряжена с большими
затруднениями. Для контроля отверстия в процессе шлифования
применяется конический калибр-пробка; метод контроля — на
краску.
В результате шлифования поверхность конического отвер-
стия втулки должна плотно прилегать к рабочей части пробки. При
этом должен быть оставлен небольшой припуск на доводку втулки,
что контролируется по положению кольцевой риски на пробке отно-
сительно торца втулки.
Доводка конического отверстия втулки является трудной техно-
логической операцией, так как притиру нельзя сообщить значитель-
ное осевое перемещение. При осуществлении только относительного
вращательного движения на рабочей поверхности втулки образу
ются кольцевые риски; поэтому доводку конического отверстия вы-
полняют вручную и с особой тщательностью, допуская весьма не-
значительные перемещения конического притира по оси втулки
(порядка 0,1—0,2 мм). Доводочный порошок или паста наносится на
рабочую поверхность конического притира в небольшом количе-
стве.
Более затруднительна доводка конических втулок малых диа-
метров, которые не подвергаются шлифованию внутри. В таких
случаях должно быть обращено особое внимание на тщательность
предварительной обработки конического отверстия с помощью раз-
верток.
Торцы конической втулки шлифуются на круглошлифовальном
станке с насадкой втулки на оправку; контроль втулки при этом
осуществляется с помощью конической пробки.
Пооперационные припуски и допуски на диаметральные размеры
конуса втулки должны быть увязаны с допусками и припусками
на длину втулки.
При изготовлении калибров-втулок для инструментальных кону-
сов Морзе руководствуются нормативными данными о величинах
пооперационных припусков и допусков, разработанными Научно-
исследовательским бюро взаимозаменяемости МСС.
5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РЕЗЬБОВЫХ КАЛИБРОВ
Основные положения
Технология производства резьбовых калибров зависит от назна-
чения, конструкции их, основных параметров и профиля резьбы,
а также размера партии. Наиболее важным является детальное
рассмотрение технологических процессов изготовления резьбовых
пробок и колец, т. е. широко распространенных средств для кон-
троля резьбы в приборостроении и машиностроении.
Весьма существенной частью технологического процесса является
обработка резьбы с требуемой чистотой поверхности и точностькт
элементов резьбового профиля. Чистота рабочих поверхностей
резьбы должна быть у рабочих резьбовых калибров не ниже 10-го
класса и у контрольных — не ниже 11-го класса (ГОСТ 2789-51).
Нерабочие поверхности, смежные с рабочими, должны иметь следую-
щую чистоту: 1) по наружному диаметру (у пробок) — не ниже
9-го класса; 2) по внутреннему диаметру (у колец) — не ниже 8-го
класса.
Получение точного профиля наружной резьбы калибров основано^
главным образом на применении прецизионных резьбошлифоваль-
ных станков. Некоторые специфические особенности технологии про-
ходных и непроходных резьбовых калибров обусловлены различием
их резьбовых профилей.
Материалом для изготовления резьбовых калибров чаще всего
служат легированные инструментальные стали марок Хи ХГ,
мало деформирующиеся при термической обработке. Значительно
реже для резьбовых калибров применяют высокоуглеродистые
инструментальные стали марок У10А и У12А.
^Технологический процесс’изготовления резьбовых пробок
В зависимости от величины шага резьбы пробок существуют-
три основные схемы технологического процесса
образования резьбы пробки:
1) для шага от 0,2 до 0,4 мм — нарезание и доводка (полировка);
2) для шага от 0,45 до 1,75 мм — шлифование и доводка (поли-
ровка);
46
3) для шага от 2,00 до 6,00 мм — нарезание, шлифование и до-
водка.
В первом случае образование резьбы калибра осуще-
ствляется путем нарезания на прецизионном токарно-винторезном
станке, а после термической обработки производится только до-
водка резьбы.
Во втором случае после токарной обработки необходимо
производить шлифование резьбы, причем более рентабельным яв-
ляется шлифование по целой заготовке без предварительного наре-
зания резьбы металлорежущим инструментом. Количество металла,
которое удаляют, сравнительно небольшое, и его можно сразу
снять на резьбошлифовальном станке. Окончательная отделка резьбы
производится доводкой.
В третьем случае необходим полный комплекс основных
технологических операций образования резьбы, т. е. нарезание,
шлифование и доводка. Вместо предварительного нарезания на
токарном станке в условиях серийного производства может быть
применено фрезерование резьбы.
На ряде предприятий резьба на калибрах с величиной шага в.
интервале 0,4—6 мм после шлифования не доводится, а подвергается
только полированию. Кроме того, расширяется интервал шагов
резьб, вышлифованных на целой заготовке калибра, до пределов
0,35—3 мм. Износоустойчивость резьбовых пробок, полученных
такими способами, подробно еше не изучена.
Технологический процесс изготовления резьбовых калибров-про-
бок для метрических резьб средних размеров (d0 = 14-нЗЗ мм
и шаг 5 — 2,0 ч-3,5 мм) является наиболее типовым и состоит из
следующих основных операций:
1) предварительного обтачивания;
2) подрезания второго торца;
3) центрования;
4) окончательного -обтачивания;
5) нарезания резцом или фрезерования резьбы;
6) прорезания канавки у впадин (по внутреннему диаметру
резьбы);
7) термической обработки — закалки и отпуска;
8) шлифования центровых отверстий;
9) шлифования хвостовой части калибра;
10) шлифования рабочей части;
И) полирования торца;
12) гравирования маркировки;
13) снятия фасок путем шлифования;
14) шлифования резьбы;
15) снятия неполных витков;
16) старения;
17) притупления неполных витков;
18) доводки резьбы калибра;
19) шлифования по наружному диаметру;
20) полировки калибра.
47
11 редварительньк операции и нарезание резьбы
Предварительное обтачивание и отрезание заготовок для резь-
бовых калибров-пробок во многом сходно с предварительной
обработкой -гладких калибров-пробок.
Окончательное обтачивание калибров-пробок обычно начинается
с хвостовой части, причем образуется конус и снимается фаска у
торца. Затем калибр поворачивают, переставляя хомутик на хво-
стовую часть, и производят обточку рабочей части со снятием фаски
у торца. В случае токарной обработки непроходной пробки оконча-
тельно обтачивается также цилиндрический поясок (цапфа) и прота-
чивается кольцевая канавка (фиг. 48). Непроходные резьбовые
вставки и насадки могут изготовляться с цилиндрическими поясками
с обеих сторон резьбы. Это позволяет для значительной части резьбо-
вых пробок общую длину заготовок их
•Фиг. 48. Окончательное об-
тачивание рабочей части
лепроходной резьбовой
пробки.
принимать одинаковой как для проход-
ной, так и для непроходной пробок.
Нарезание прецизионных
резьб осуществляется на специальных
станках, отличающихся от обычных то-
карно-винторезных станков тем, что они
снабжены коррекционной линейкой. При
помощи коррекционной линейки устра-
няется влияние ошибок ходового винта
и механизма подачи; нарезаемое изделие
в результате получает более точный шаг
резьбы.
Нарезание резьбы выполняется с по-
мощью призматического или дискового
резца. Для получения правильного профиля резьбы весьма суще-
ственное значение имеет точная заточка и установка резьбонарез-
ного инструмента.
При нарезании резьбы гребенкой могут иметь место два случая:
а) гребенка имеет шаг, равный шагу резьбы калибра, или
б) гребенка имеет шаг, кратный шагу резьбы нарезаемого
калибра.
Последний случай имеет большее преимущество при обработке
калибров с мелкими резьбами, так как гребенки с крупным шагом
могут быть более точно изготовлены и проверены.
Нарезание резьбы иногда разделяют на предварительное и окон-
чательное (мелкие резьбы). В связи с широким применением в на-
стоящее время прецизионных резьбошлифовальных станков в боль-
шинстве случаев производят нерезание резьбы за одну операцию.
При серийном производстве также применяется более производи-
тельный метод — фрезерование резьбы с шагом S = 2,0 мм и выше
(фиг. 49). Эта операция применяется как предварительная, так как
точность профиля резьбы при этом получается невысокой.
Прорезание канавки у впадин — по внутреннему диаметру резьбы
(«провал резьбы») выполняется на токарном станке с помощью приз-
48
Фиг. 49. Фрезерование резьбы
калибра-пробки.
матического или дискового резца. Необходимо, чтобы при последую-
щей механической обработке (шлифовании, доводке) режущий ин-
струмент обрабатывал боковые стороны профиля резьбы, так как
в этих условиях более длительно сохраняется форма обрабатываю-
щего инструмента.
Для улучшения обрабатываемости при нарезании резьбы приме-
няется специальная термическая обработка. Для заготовок из хро-
мистой стали (марок X и ХГ): а) нагрев
до 820—850°; б) закалка в масле; в) от-
пуск при 700—720° с последующей
выдержкой 3—4 часа при темпера-
туре 680°.
После предварительной механиче-
ской обработки производится закалка
и отпуск калибров.
Калибры из хромистой стали (марод
X и ХГ) нагреваются под закалку до
температуры 820—850°. Длительность
нагрева малых калибров диаметром До
7 мм—15—25 мин., средних размеров
диаметров 8—30 мм — 25—40 мин. и
диаметром до 100 мм — до 80 мин. Закалка производится путем
охлаждения калибров в масле с температурой 25—40°.
Твердость должна быть в пределах Дс = 58н-64.
Отпуск осуществляется в масляной ванне при температуре 150°
в течение 1,5—3 час.
Окончательные операции, шлифование и доводка резьбы
Первой операцией после термообработки является шлифование
центровых отверстий (гнезд) на торцах калибра.
Фиг. 50. Шлифование хвосто-
вой части резьбового калибра-
пробки.
Следующими операциями являют-
ся шлифование конического хвоста
(фиг. 50), а затем шлифование рабочей
цилиндрической части калибра. Эти
операции выполняются на круглошли-
фовальном станке с применением (для
средних условий) шлифовального круга
из электрокорунда зернистостью 46—
60 и твердостью СМ1—СМ2 с кера-
мической связкой.
Полировка переднего торца (у рабо-
чей части) производится на медном круге
полировальной головки с применением
абразивного микропорошка М7—М10.
Операция гравирования знаков маркировки выполняется на гра-
вировальном станке с помощью специальной иглы по лаковому слою
(с последующим травлением). Для калибров диаметром d0 = 1-ь-14 мм
в качестве приспособления применяется бабка с наклонными цен-
4 Ведмидский 2
49
трами (фиг. 51), а для калибров диаметром d0 = 16-4- 100 м'м —
специальная коническая подставка (фиг. 52).
В первом случае знаки маркировки наносятся на конической
части калибра. В связи с требованиями расположения знаков мар-
кировки установка калибра в наклонных центрах дает возможность
расположить верхнюю образующую конуса параллельно плоскости
основания. Во втором случае знаки наносятся на торце калибра.
После нанесения знаков на поверхность, покрытую лаком, на-
носится травящий состав и, таким образом, осуществляется травле-
Фиг. 51. Гравирование резьбовых
пробок диаметром до 14 мм.
Фиг. 52. Гравирование резь-
бовых пробок диаметром от
16 до 100 мм.
Фиг. 53.
резьбы
Схема шлифования
калибра-пробки.
ние с последующей нейтрализацией, снятием лака и окончательной
антикоррозионной промывкой калибра.
Нанесение знаков маркировки можно производить также с по-
мощью электрографа, что часто применяется при индивидуальном
производстве калибров.
Снятие фасок у торцов пробки обычно выполняется на резьбо-
шлифовальном станке кругом, заправленным под углом.
Следующей операцией является шли-
фование резьбы калибра1. Калибр
устанавливается в центрах (фиг. 53),
а шлифовальный круг—по углу подъема
резьбы. Для правки шлифовального
круга по заданному профилю приме-
няется специальное приспособление.
Шлифование резьбы обычно произ-
водится в два приема — предваритель-
ное и окончательное (это не относится
к калибрам с малым шагом резьбы).
Снятие неполных витков у тор-
цов выполняют путем сошлифовыва-
резьбы калибров с шагом менее 1,5 мм
помощью абразивного бруска (оселка).
Процесс старения калибров обычно осуществляется в масляной
ванне при температуре 150—170° в течение 2—10 час. Длительность
ния их.
Неполные витки
ются вручную’с
1 Выбор шлифовальных кругов см. „Технология производства измеритель-
ных приборов", ч. 1, Машгиз, 1950, стр. 225—227, а также статью автора
в „Справочнике инструментальщика", т. 2, ч. 2, Машгиз, 1949, стр. 354—356.
50
выдержки при старении зависит от точности калибра и его размера.
Чем больше диаметр и выше точность, тем больше длительность
выдержки, и наоборот.
Операция доводки резьбы производится на доводочной головке,
(бабке) с помощью регулируемого чугунного притирочного кольца
(фиг. 54), помещенного в обойме. Шпиндель головки вместе с закре-
пленным калибром совершает попеременное вращение в двух на-
правлениях и, таким образом, доводочное кольцо, попеременно пере-
мещаясь в осевом направлении, доводит резьбу.
По мере износа регулируемое доводочное кольцо подтягивается.
В. качестве доводочных абразивов применяются микропорошки
М28—М14 и паста ГОИ (для окончательной доводки).
Фиг. 54. Схема доводки резьбового калибра-пробки..
Для шлифования рабочей части калибра по наружному диаметру
применяется (для средних условий) шлифовальный круг из электро-
корунда зернистостью 60, твердостью СМ2 с керамической связкой.
Эта операция имеет целью устранить завалы и наплывы у вершин
профиля резьбы.
Завершающей технологической операцией является полировка
фасок, цилиндрической цапфы, торца и резьбы калибра. Операция
выполняется на доводочной головке с применением окиси хрома и
окиси, алюминия.
Пооперационные припуски, допуски и размеры
Пооперационные припуски и допуски разработаны НИБВ МСС
для наружного и среднего диаметров резьбовых калибров-пробок.
Схемы расположения припусков и допусков показаны на фиг. 55
и 56.
Подробные таблицы значений припусков и допусков содержатся
в работе НИБВ МСС «Межоперационные припуски и допуски на
резьбовые калибры». Для общей характеристики ниже приводятся
сводные таблицы интервалов минимальных припусков и допусков
на операционные размеры по наружному (табл. 6) и среднему (табл. 7)
диаметрам резьбовых калибров-пробок.
Минимальные припуски приведены от номинальных' размеров.
* 51
Таблица 6
Данные о пределах вначений минимальных припусков и о величинах
допусков по наружному диаметру резьбовых калибров-пробок (фиг. 55)
№ по пор. Наименование операции Интервал номиналь- ных диа- метров резьбы в мм Минимальные припуски Операционные допуски
Условное обозначе- ние Интервал числовых значений в л г л г Условное обозначе- ние Величина допуска
1 Черновое обтачи- вание 6-30 7 общ. пип 2,0—4,0 81 А4
30-100 5,0-8,0
2 Чистовое обтачи- вание 6-30 Z min 0.75-1,15 ®2 Аза
30—100 1,25-1.60
3 Предварительное шлифование 6-30 ^2 min 0,20—0.39 8S А2-2а
30—100 0.30-0,46
4 Окончательное шлифование 6-30 ^3 mln 0.04—0055 84 0,016 0.020
30-100 0,055—0,065
Таблица 7
Данные о пределах значений минимальных припусков и о величинах
допусков по среднему диаметру резьбовых калибров-пробок (фиг. 56)
Метрическая резьба: М, IM, 2М, ЗМ
№ по пор. Наименование операции Интервал номиналь- ных диа- метров резьбы в мм Минимальные припуски * Операционные допуски
Условное обозначе- ние Интервал числовых значений В ММ Условное обозначе- ние Интервал числовых значений в Л/Л/
1 Нарезание резьбы 6-30 ^1 min 0,27-0,45 81 0,09—0.15
30-100 0.50—0.75 о, 16—0,22
2 Предварительное шлифование 6-30 ^2 mln 0,10—0,12 ®2 0,017—0,030
30-100 0,12-0,15 0,04—0,05
3 Окончательное шлифование 6-30 ^3 min 0.008—0,010 ®3 0.010
зо-юо 0,010-0,012 0,012-0,016
4 Доводка резьбы 6-30 — — 84 ОД 10
30—100 0,012—0,016
* После данной операции.
52
Допуски на шлифование и доводку по среднему диаметру резьбы
назначаются соответственно допускам на изготовление по ГОСТ
1623-46, по которому также регламентированы допускаемые откло-
нения шага и половины угла профиля резьбы.
Предварительное
обтачивание
I
1^=
Предварительное
шлифование
Г
е
I
К Окончательное
I шлифование фиг. 55. Схема расположения припу-
, сков и допусков по наружному диа-
метру резьбовых калибров-пробок.
Предварительное
шлифование Xw/7/////.
Окончательное s
шлифование ъААлД/Д
е
5 Доводка • *
«а Фиг. 56. Схема расположения припусков
и допусков по среднему диаметру резьбо-
вых калибров-пробок.
Технологический процесс изготовления резьбовых колец
В зависимости от номинального диаметра резьбового кольца при-
меняются различные методы образования резьбы. При диаметрах
до 12 мм после получения и обработки в кольце отверстия под резьбу
нарезание ее выполняют метчиками. Затем осуществляется доводка
и полировка резьбы. Начиная с номинального диаметра 12 мм
резьбу в кольцах нарезают с помощью однопрофильного резца или
резьбовой гребенки.
Фрезерование внутренней резьбы осуществляют начиная с диа-
метра 25 мм. Шлифование внутренней резьбы калибров выполняют
начиная с диаметра 27—30 мм, а в ряде случаев — с 56—60 мм.
Так как шлифование внутренней резьбы является трудоемкой опе-
рацией, то иногда предпочитают производить механическую доводку
вместо шлифования резьбовых колец диаметром 30—60 мм.
53
Операция доводки резьбы является весьма существенной, в осо-
бенности при малых диаметрах, т. е. когда после нарезания резьбы
метчиком, резцом или гребенкой и последующей термообработки
может быть выполнена только доводка резьбы кольца.
Технологический процесс изготовления нере-
гулируемых (жестких) резьбовых калибров-колец
средних размеров включает следующие основные операции:
1) отрезание заготовки;
2) токарную (револьверную) обработку — обтачивание, нака-
тывание рифлений на наружной поверхности, сверление отверстия
и отрезание кольца;
3) шлифование торцов колец;
4) обработку отверстия;
5) нарезание резьбы;
6) снятие фасок;
7) удаление неполных витков;
8) термическую обработку;
9) шлифование и полировку торцов;
10) гравирование маркировки;
11) шлифование резьбы;
12) доводку резьбы.
Обрсбйтка заготовки и нарезание резьбы
Предварительную обработку заготовки небольшого диаметра
можно выполнять сразу для нескольких калибров-колец. В этом
случае в условиях серийного производства целесообразно осуще-
ствлять обработку на револьверном станке по следующим перехо-
дам (фиг. 57а):
а) центрование;
б) обтачивание наружной поверхности;
в) снятие фаски;
г) накатывание рифлений;
д) сверление отверстия;
е) снятие второй фаски и отрезка кольца.
Заготовки резьбовых колец больших диаметров обычно обраба-
тываются на токарном станке. Накатывание колец и снятие фасок
производится с установкой их на оправке; между кольцами прокла-
дываются шайбы. Оправка помещается в центрах токарного станка.
Шлифование торцов калибров обычно производится на плоско-
шлифовальном станке (фиг. 576). Окончательная обработка отвер-
стия перед нарезанием резьбы выполняется на токарном станке и
состоит чаще всего из растачивания и развертывания отверстия
(фиг. 57в).
Нарезание резьбы в кольцах малых диаметров (до 10—12 мм)
производится с помощью метчиков (комплект из трех-четырех мет-
чиков, последний метчик калибрующий). Нарезание резьбы боль-
ших диаметров выполняется с помощью специального резца
(фиг. 58).
54
Для улучшения обрабатываемости при нарезании резьбы пёред
этой операцией нередко применяется специальная термическая
Фиг. 57а. Предварительная
обработка на револьверном
станке резьбовых калибров-
колец.
Фиг. 576. Шлифование торцов калиб-
ров-колец.
тывание (б) резьбового калибра-кольца.
Фиг. 57в.г Растачивание (а) или развер-
обработка (для стали марок X
и ХГ): а) нагрев до 840—860°;
б) закалка в масле; в) отпуск
при 700—720° и выдержка при
температуре 680° в течение 3—4
час. В результате должна полу-
Фиг. 58. Нарезание резьбы
калибра-кольца.
чаться оптимальная твердость
для чистового нарезания резьбы в пределах Дв = 94-4- 100.
Канавка по наружному диаметру резьбы, у впадины («провал
резьбы») протачивается с помощью резца, угол профиля которого
в плане составляет 30—40°, или при помощи гребенки.
Снятие фасок производится резцом или зенковкой на токарном
станке (фиг. 59). Удаление неполных витков осуществляется на
токарном или фрезерном станке (фиг. 60) с помощью хвостовой
фрезы. Подача производится вручную путем поворота калибра на
оправке с резьбой.
55
Термическая обработка калибров-колец из хромистых сталей
марок X и ХГ заключается в нагревании до 840—860° с последую-
щей закалкой в масле. Отпуск в течение 1,5—3 час. при темпера-
туре 150°.
Фиг. 59. Снятие фасок у резьбового
кольца.
Фиг. 60. Удаление неполных вит-
ков резьбы у калибра-кольца.
Окончательная обработка — шлифование и доводка
Шлифование резьбы калибров-колец производится начиная с
номинального диаметра 27—30 мм и выше. Операция выполняется
на специальных резьбошлифовальных станках для внутреннего
шлифования. Доводка резьбы производится с помощью чугунного
притира регулируемой или жесткой конструкции (фиг. 61) на дово-
Фиг. 61. Доводка резьбы
калибра-кольца.
дочных головках или на станках-автоматах.
Обычно доводка разделяется на предвари-
тельную и окончательную.
Калибры-кольца с резьбой диаметром
менее 27 мм после термообработки не шли-
фуются. В связи с этим они подвергаются
вначале грубой доводке с применением срав-
нительно крупного абразивного порошка
(зернистостью 240—320).
Притиры для доводки изготовляются из
перлитного чугуна. Весьма важным является
получение правильного профиля резьбы
притира.
Обработка резьбового калибра-кольца по внутреннему диаметру
резьбы выполняется путем шлифования или доводки.
Особенности изготовления регулируемых резьбовых колец
Помимо рассмотренных технологических операций, при изгото-
влении регулируемых резьбовых колец производится сверление отвер-
стий для винтов (обычно по кондуктору), нарезание метчиками
этих отверстий, фрезерование радиальных прорезей, окончательное
прорезание их ножовкой и пропиливание напильником. Отверстие
в кольце под направляющую шпильку подвергается доводке.
После установки шпильки и винтов выполняется доводка резьбы
и установка калибра-кольца по установочному калибру-пробке. На
доводку резьбы регулируемого кольца затрачивается меньше вре-
мени, так как окончательный размер среднего диаметра резьбы полу-
чается за счет регулирования натяга кольца.
56
Припуски, допуски и пооперационные размеры
Пооперационные припуски и допуски обычно назначаются для
внутреннего и среднего диаметров резьбовых калибров-колец.
Схемы расположения припусков и допусков показаны на фиг. 62
и 63. Минимальные припуски в табл. 8 и 9 приведены от номиналь-
ных размеров.
черновое растачивание
или сверление
'AW///A Чистовое растачивание
/'/7////л или развертывание
Фиг. 62. Схема расположения припусков и допусков на внутрен-
ний диаметр резьбовых калибров-колец.
нарезание
резьбы
Фиг. 63. Схема расположения припусков и до-
пусков на средний диаметр резьбовых калибров-
колец.
Допуски на шлифование и доводку по среднему диаметру резьбы
назначаются соответственно допускам на изготовление по ГОСТ
1623-46, где также регламентированы допускаемые отклонения шага
и половины угла профиля резьбы.
Изготовление резьбовых калибров малых размеров
Резьбовые калибры малых размеров применяются главным об-
разом в приборостроении и в часовом производстве. Шаг резьбы во
втором случае обычно не превосходит 0,5 мм.
При изготовлении резьбовых калибров с малым шагом операция
резьбошлифования не применяется. Получение резьбы на калибрах-
пробках осуществляется на прецизионных токарно-винторезных
станках резцом, а в кольцах — с помощью метчиков.
57
Таблица 8
Данные о пределах значений минимальных лрп пусков и о величинах
допусков по внутреннему диаметру резьбовых калибров-колец (фиг. 62)
№ по пор. Наименование операции Интервал номиналь- ных диа- метров резьбы в мм Минимальные припуски Операционные допуски
Условное обозначе- ние Интервал числовых значений в мм Условное обозначе- ние Интервал i числовых значений в мм
1 Черновое растачива- ние или сверление 6—30 mln 0,35-1,5 0,10-0,14
30-100 2,0 0,17-0,23
2 Предварительное рас- тачивание или раз- вертывание 6-30 ^2 mln 0,11-0,23 0,03 -0.09
30-100 и,23—0,4о 0,10—U,14
3 Чистовое растачива- ние или разверты- вание 6—30 ^3 rnin 0,05-0,08 83 0,022—0,033
<50-100 0,10-0,18 0,О4и—0,054
Таблица 9
Данные о пределах значений мнннмальных припусков и о величинах
допусков по среднему диаметру резьбовых калпбров-колец (фиг. 63)
Метрическая резьба: М, IM, 2М, ЗМ
Наименование операции Интервал номинальных диаметров резьбы в мм Минимальные припуски Операционные допуски
Условное обозначе- ние Интервал числовых значений в мм Условное обозначе- ние Интервал числовых •** значений в мм
Нарезание резьбы 6-з0 ^1 mln 0,07—0,19 81 0,035—0,050
, 30-100 0,20—0,36 0,06-0,09
В качестве наиболее характерных рассматриваются типовые тех-
нологические процессы изготовления резьбовых калибров-пробок
и колец для резьб диаметром do = 1 -=- 3,5 мм с шагом S — 0,2 -г-
-4-0,5 лш (НИБВ). Исходным материалом для малых резьбовых про-
бок является высокоуглеродистая инструментальная сталь-сереб-
рянка У10А или У12А, а для резьбовых колец — легированная ин-
струментальная сталь ХГ.
Технологический процесс изготовления
резьбовых пробок с?о= I —3,5 мм (фиг. 64) состоит из
следующих основных операций:
1) предварительной токарной обработки;
2) обтачивания второго центра;
3) окончательной токарной обработки;
4) шлифования хвостовой части;
5) шлифования обоих центров;
58
6) шлифования рабочей части;
7) нарезания резьбы резцом;
8) термической обработки — закалки и отпуска;
9) полирования хвоста;
10) гравирования знаков марки-
ровки;
11) доводки резьбы;
12) шлифования по наружному диа-
Фиг. 65. Кон-
струкция резь-
бового кольца
do — l-s-3,5 мм.
метру; Фиг. 64. Конструкция резьбо-
13) полирования резьбы. вой пробки do = 1ч-3,5 мм.
Предварительная обработка резьбо-
вых пробок выполняется на токарном станке малой модели или
токарном автомате и заканчивается отрезкой. В процессе оконча-
тельной токарной обработки производится обтачивание рабочей
части пробки, протачивание канавок, снятие фасок.
После шлифования рабочей части пробки осуществляется наре-
зание резьбы на прецизионном токарно-винторезном станке. Допуск
по среднему диаметру 8 мк и минимальный припуск на доводку
12 мк. Если при последующей термической обра-
ботке наблюдается деформация калибра, то резьба
нарезается с измененным шагом; чаще всего — с
укороченным шагом на 8—12 мк на всю длину
резьбы калибра.
Процесс закалки пробок осуществляется в масля-
ной ванне с нагревом для закалки в соляных ван-
нах (предварительный 600° и окончательный до
760—790°). Отпуск-старение при 140—150° в тече-
ние 4—6 час.
Доводка резьбы выполняется на реверсивной
доводочной головке с помощью резьбового притира.
В качестве абразивного материала применяется элек-
трокорундовый микропорошок М10—М7 и тонкая
паста ГОИ.
Вместо шлифования по наружному диаметру можно производить
доводку с помощью гладкого кольца-притира. Окончательная по-
лировка резьбы выполняется окисью хрома и окисью алюминия.
Технологический процесс изготовления
резьбовых колец do= 1 4-3,5 мм (фиг. 65) состоит из сле-
дующих основных операций:
1) токарной (револьверной) обработки;
2) шлифования торцов;
3) обработки отверстия — сверления, снятия фасок, двукратного
развертывания и нарезания резьбы;
4) термической обработки — закалки и отпуска;
5) окончательного шлифования торцов;
6) полирования фасок;
7) полирования торцов;
8) гравирования знаков маркировки;
9) доводки резьбы.
59
Предварительная обработка резьбовых колец малых размеров
обычно выполняется на револьверном станке. После подрезки торца
осуществляется обтачивание прутка и накатывание рифлений на
наружной цилиндрической поверхности сразу на 6—8 заготовок
колец. Затем производится предварительное надрезание, проре-
зание канавок, снятие фасок и отрезание.
Нарезание резьбы осуществляется двумя метчиками для основ-
ной части профиля, и одним метчиком выполняется «провал резьбы».
Припуск по среднему диаметру 20—30 мк.
Процесс закалки колец выполняется в масляной ванне с нагре-
вом в соляных ваннах (предварительный до 600—700° и окончатель-
ный 840—860°). Отпуск-старение при 140—150° в течение 4—
6 час.
Доводка резьбы кольца выполняется на реверсивной доводоч-
ной головке с помощью резьбового притира — по среднему диа-
метру и гладкого притира — по внутреннему диаметру резьбы. В ка-
честве абразивного материала применяется электрокорундовый ми-
кропорошок Ml0—М7 и тонкая паста ГОИ.
Изготовление калибров для конических резьб
Изготовление конических резьбовых пробок
При изготовлении калибров для конических резьб необходимо
обращать особое внимание на получение правильного профиля
резьбы, шага, а также угла конуса. Получение среднего диаметра
Фиг. 66. Фрезерование
уступа резьбовой кони-
ческой пробки.
резьбы в пределах допуска обеспечивается
в дальнейшем за счет подрезания и со-
шлифовывания торцов калибра.
Технологический процесс изготовления
калибров для конических резьб отчасти
сходен с технологическим процессом изго-
товления калибров для цилиндрических
резьб. В связи с этим ниже приводятся
характеристики только отдельных специ-
фических операций.
При обтачивании рабочей части ка-
либра-пробки необходимо точно выдер-
жать конусность. Указанная операция,
а также нарезание резьбы выполняется на прецизионном токарном
станке, имеющем специальное устройство и линейку для обра-
ботки на конус.
Операция фрезерования уступа выполняется на вертикально-
фрезерном станке (фиг. 66).
Термообработка обычная и заключается в нагреве до 820—850’
(сталь марок Хи ХГ), закалке в масле и отпуске при температуре
150° в течение 2—3 час. Твердость должна быть получена в преде-
лах Rc = 58-7-64.
60
После шлифования центровых отверстий, конической части хвоста
и торцов производится предварительное шлифование рабочей кони-
ческой части пробки по наружному диаметру резьбы.
Шлифование канавок по образующей конуса выполняется на
плоскошлифовальном станке вулканитовым кругом. Для этого ка-
Фиг. 67. Шлифование канавки резьбо-
вой пробки по образующей конуса.
Фиг. 68. Шлифование резьбы
конической пробки.
приспособление с центрами,
либр устанавливают на специальное
фиксированное на магнитной плите (фиг. 67).
Предварительное и окончательное шлифование резьбы произво-
дится на резьбошлифовальном станке (фиг. 68). Между этими опе-
рациями осуществляется старение
чение 3—8 час. При шлифовании
резьбы контролируют средний
диаметр и конусность. Шлифова-
ние канавки у впадин («провала
резьбы») выполняется кругом
профилем 30°.
при температуре 150—160° в те-
^^777777777777777777^7777
Фиг. 70. Шлифование уступа
калибра-пробки.
Фиг. 69. Схема определения
расстояния от торца калибра
до основной плоскости.
Измерение расстояния от торца калибра до основной плоско-
сти /2 осуществляется на универсальном микроскопе при помощи
ножей (фиг. 69).
Операция шлифования уступа в основной плоскости произво-
дится на плоскошлифовальном станке. При этом размер /2 контро-
лируется индикатором и блоком концевых мер. Применение
61
специального приспособления, устанавливаемого на магнитной
плите, дает возможность более точно определить размер /2 + а
с помощью микрометра (фиг. 70). Здесь а — постоянная величина—
толщина выступа приспособления.
Шлифование торца и рабочей части калибра по наружному диа-
метру производится на круглошлифовальном станке.
Окончательными технологическими операциями являются: сня-
тие фасок, неполных витков у обоих торцов пробки, маркировка
калибра, и наконец, полировка резьбы пастой ГОИ 2—4 мк.
Доводка резьбы может быть выполнена притиром вручную.
Однако эта операция, производимая вручную, является весьма
трудоемкой.
Изготовление конических резьбовых колец
Фиг. 71. растачивание ко-
нического отверстия (7),
нарезание резьбы (2) и
протачивание канавки (3)
по наружному диаметру
резьбы.
Предварительная обработка заготовок для калибров-колец вы-
полняется на токарном или револьверном станке. Подрезание тор-
цов, протачивание буртиков и снятие фасок
также осуществляется на токарном станке.
Следующие технологические операции—
растачивание конического отверстия, наре-
зание резьбы и протачивание канавки по
наружному диаметру резьбы («провала резь-
бы») выполняются на прецизионном токарно-
винторезном станке с помощью соответствую-
щих инструментов, показанных на фиг. 71,
где 1 — расточной резец, 2 — резьбовой и
3 — резец для протачивания канавки по
наружному диаметру резьбы.
После закалки и отпуска при обычных
режимах производится шлифование или
предварительная доводка резьбы (в зависи-
мости от размера диаметра резьбы).
Вслед за этой операцией на кругло-
шлифовальном станке шлифуется торец
кольца (со стороны малого диаметра), для
чего калибр предварительно навинчивается на специальную кони-
ческую резьбовую оправку.
Второй торец кольца шлифуется на плоскошлифовальном станке.
После осуществления процесса старения производится доводка
резьбы. Операция выполняется вручную коническим резьбовым
притиром с микропорошком М20 и пастой ГОИ 7—10 мк.
Далее кольцо припасовывается по контрольному калибру-пробке.
После навинчивания кольца на контрольный калибр с помощью
индикатора на стойке производится измерение расстояния (раз-
мера а) от торцевой плоскости кольца до основной плоскости кон-
трольного калибра-пробки (фиг. 72). Операция припасовки заклю-
чается в снятии припуска а на плоскошлифовальном станке. Затем
шлифуется другой торец кольца.
62
Операция шлифования фасок с двух сторон выполняется на цен-
трошлифовальном станке с помощью конического шлифовального
круга (фиг. 73).
77777777777У77/////////
Фиг. 72. Схема определения
размера а и припасовки кольца
по пробке.
Фиг. 73. Шлифование
фасок резьбового кольца.
После притупления заходных ниток (обычно эта операция про-
изводится оселком) и зачистки торцов выполняют окончательную
доводку и полировку резьбы калибра. Для этой цели применяется
паста ГОИ 2—4 мк.
Изготовление основных деталей резьбовых скоб
В технологическом отношении наиболее сложными деталями
резьбовых скоб являются корпус скобы и резьбовые ролики или
гребенки.
Материалом для корпусов скоб служит ковкий чугун марок
КЧ 30-3 и КЧ 35-4 или конструкционная сталь марок 35—40.
Механической обработке подвергаются внутренние пазы, где
помещаются ролики и смежные с пазами поверхности. Наиболее
сложной технологической операцией при обработке корпуса роли-
ковой резьбовой скобы является обработка отверстий, так как
требуется обеспечить соосность отверстий, в которые устанавли-
ваются оси или эксцентрики. Геометрические оси парных отвер-
стий должны быть взаимно параллельны. Сверление отверстий
производится по точной разметке или но кондуктору. Окончатель-
ная обработка отверстий заключается в прецизионном разверты-
вании их.
Резьбовые ролики и гребенки изготовляются из легированной
инструментальной стали марок ХГ и X.
Обработка рабочей части ролика с винтовой резьбой мало от-
личается от обработки резьбового калибра-пробки. Усложнение
технологического процесса здесь связано с необходимостью полу-
чить точное отверстие в ролике, геометрическая ось которого должна
совпадать с осью наружной резьбы. Для обеспечения точной посадки
ролика на оси (эксцентрике) отверстие в ролике подвергается окон-
чательной доводке.
Значительно отличается технология обработки роликов с коль-
цевой резьбой. Нарезание кольцевых канавок выполняется на
63
токарном станке профильным резцом с перестановкой супорта на
величину шага по концевым мерам, помещаемым между упорами.
Шлифование резьбы роликов производится на круглошлифоваль-
ном станке. Для этой же цели может быть применен плоско-резьбо-
шлифовальный станок для шлифования гребенок. Вращение ролику
в процессе обработки сообщается с помощью приспособления.
Обработка остальных деталей регулируемых скоб (эксцентри-
ков, винтов, гаек) не представляет сложности.
Сборка резьбовых скоб требует тщательности в связи с высо-
кими требованиями к их точности.
6. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ШЛИЦЕВЫХ КАЛИБРОВ
Основные положения
Технологический процесс изготовления шлицевых калибров за-
висит от их конструкции. Шлицевые калибры-пробки по конструк-
ции разделяются на два основных типа — цельные и сборные.
Сборный калибр состоит из корпуса со шпоночными канавками,
в которые установлены шпонки.
В большинстве случаев шлицевые калибры-пробки изготовляются
цельной конструкции и значительно реже — сборной. Еще реже
изготовляются сборной конструкции шлицевые калибры-кольца.
В связи с этим наибольший интерес представляет технологический
процесс изготовления шлицевых калибров цельной конструкции.
Материалом для изготовления шлицевых калибров обычно слу-
жат легированные инструментальные стали марок X и ХГ, мало
деформирующиеся при термической обработке, и значительно реже—
высокоуглеродистые инструментальные стали марок У10А и УША.
Изготовление шлицевых калибров-пробок
Обработка шлицевого калибра-пробки цельной конструкции без
насадной ручки может быть выполнена с более высокой точностью,
чем обработка шлицевого калибра с обычным коротким коническим
хвостом. В последнем случае требуется применение специальных
переходных втулок для увеличения длины калибра в связи с необ-
ходимостью обеспечения выхода шлифовального круга при шлифо-
вании шлицев. Кроме того, конический хвост должен быть обра-
ботан с высокой степенью точности, так как он является техноло-
гической базой при установке калибра для шлифования шлицев.
Таким образом, более технологичной конструкцией является шли-
цевой калибр-пробка, выполненный из цельной заготовки и имею-
щий на обоих торцах центровые отверстия. Экономия в материале
и снижение трудоемкости изготовления осуществляются здесь за
счет применения сварной заготовки, причем для рабочей части
калибра используется легированная инструментальная сталь, а для
ручки — конструкционная (фиг. 74).
64
Технологический процесс изготовления шли-
цевых калибров-пробок сварной конструкции состоит из
следующих операций:
1) отрезания заготовки рабочей части калибра;
2) предварительной токарной обработки заготовки для рабо-
чей части калибра;
3) предварительной токарной обработки и отрезания заготовки
для ручки;
4) стыковой сварки заготовок рабочей части калибра и ручки;
5) отжига заготовки;
6) подрезания торцов;
7) центрования заготовки;
8) обтачивания и накатывания ручки;
9) токарной обработки рабочей части калибра;
10) фрезерования шлицев по боковым сторонам;
11) фрезерования поверхностей между шлицами по внутреннему
диаметру;
12) фрезерования торцов шлицев (по спирали);
13) фрезерования лыски для маркировки;
14) слесарной обработки (зачистки
15) гравирования маркировки;
16) термообработки — закалки и
отпуска;
17) искусственного старения;
18) обработки на пескоструйном
аппарате;
19) шлифования центровых отвер-
стии;
заусенцев);
Инструмент
сталь
ХГ или X
Шов стыкобой
/ сварки
Конструкц.
стапь
Фиг. 74. Сварная заготовка
для шлицевого калибра-пробки.
20) круглого шлифования по наружному диаметру рабочей части
и снятия фаски у торца;
21) шлифования цилиндрической цапфы, средней выточки и торца;
22) доводки по наружному диаметру;
23) предварительного шлифования боковых сторон шлицев и
поверхностей между шлицами по внутреннему диаметру;
24) прорезания вершин углов в шлицевых канавках;
24) шлифования фасок у шлицев;
26) окончательного шлифования поверхностей между шлицами
по внутреннему диаметру;
27) окончательного шлифования боковых поверхностей шлицев;
28) доводки боковых поверхностей шлицев;
29) доводки калибра по внутреннему диаметру.
Некоторые изменения в объеме и содержании технологического
процесса на шлицевые калибры могут иметь место в связи с приня-
тым методом центрирования. Так, например, при центрировании
по внутреннему диаметру калибр должен быть более тщательно
обработан по внутреннему диаметру.
Предварительная токарная обработка обоих элементов заго-
товки (для рабочей части и для ручки) и затем заготовки калибра
в целом после сварки выполняются на токарном станке.
5 Ведмидский 2
65
Сварка производится на стыковом электросварочном аппарат
и за ней следует отжиг заготовки.
Обтачивание ручки, снятие фаски, протачивание канавки и на-
катывание рифлений выполняются на токарном или револьверном
станке.
Токарная обработка
рабочей части шлице-
вого калибра-пробки
состоит из переходов
(фиг. 75):
1) подрезания торца;
2) обтачивания ра-
бочей части;
3) обтачивания на-
правляющей цапфы;
4) снятия фаски;
5) протачивания
кольцевой канавки.
Припуски на шли-
мм на диаметр.
пределах 0,4—0,8
Фиг. 76. Схема фрезерования шлицев.
фование оставляются в
Фрезерование шлицев производится на горизонтально-фрезер
ном станке (фиг. 76) с помощью делительной головки. В зависимости
от размеров шлицевого калибра и количества шлицев для фрезеро-
вания применяется дисковая (фиг. 76, а), угловая (фиг. 76, б)
или профильная фреза. В последнем случае профиль зубьев фрезы
должен соответствовать профилю канавки между шлицами. При
серийном изготовлении шли-
цевых калибров-пробок так-
же применяются червячно-
шлицевые фрезы. Припуски
на шлифование по внутрен-
нему диаметру и по боко-
вым поверхностям шлицев
оставляются 0,3 — 0,5 мм.
С целью повышения точности
при фрезеровании шлицев
применяют делительное при-
способление с точным дели-
тельным диском. Фрезерова-
ние шлицевого калибра по
внутреннему диаметру вы-
полняется профильной во-
гнутой фрезой.
Операция фрезерования торцов шлицев по спирали (фиг. 77)
осуществляется на вертикально-фрезерном станке с помощью кон-
цевой фрезы.
При вращении шпинделя делительной головки столу стан-
ка одновременно сообщается продольная подача. Иногда торцы
шлицев выполняют прямыми со ступенчатым расположением их.
66
В этом случае подача осуществляется только перед началом фрезе-
рования каждого следующего шлица.
Фрезерование лыски на ручке является обычной операцией^
производимой на горизонтально-фрезерном станке.
Операции закалки, отпуска и старения выполняются аналогично,
как и при изготовлении резьбовых и других сложных калибров.
Особая осторожность требуется при закалке для предотвращения
появления закалочных трещин.
Следующей операцией является шлифование центровых отвер-
стий— базы для дальнейшей технологической обработки.
Вслед за этим на круглошлифовальном станке шлифуется рабо-
чая часть калибра по наружному диаметру (фиг. 78) и снимается
Фиг. 77. Фрезерование торцов шлицев Фиг. 78. Шлифование рабочей части
по спирали. шлицевого калибра-пробки.
фаска у торца цапфы. Шлифование цилиндрической цапфы, средней
выточки и торца производится, также на круглошлифовальном
станке, для чего применяется шлифовальный круг соответствующего
профиля.
Операция доводки по наружному диаметру производится с по-
мощью доводочного чугунного кольца.
Шлифование шлицев является одной из важнейших технологи
ческих операций и обычно выполняется на прецизионном плоско-
шлифовальном станке шлифовальным кругом из электрокорунда
зернистостью 60—80 и твердостью СМ2—С1 с керамической связкой.
Для этого на магнитную плиту устанавливается обычного типа при-
способление с центрами и прецизионным делительным диском.
В целях обеспечения высокой точности весьма существенной яв-
ляется точная установка приспособления. Кроме того, должно'быть
обеспечено отсутствие осевого перемещения шпинделя станка в под-
шипниках. Даже незначительная осевая игра шпинделя исключает
возможность точного изготовления шлицевого калибра.
Предварительное шлифование шлицев часто производится по
всему профилю, т. е. по боковым сторонам шлицев и по внутреннему
диаметру.
Для заправки под углом боковых сторон профиля шлифоваль-
ного круга применяется приспособление, состоящее из призмы J,
угольника 2, параллели 3 и державки с алмазом <(фиг. 79, а).
Угольник 2 можно передвигать по пазу А в призме 1. Стороны
угольника являются направляющими для движения параллели
* 67
с алмазом при заправке боковых сторон профиля шлифовального
круга. Недостаток приспособления — отсутствие должной универ-
сальности, так как при изменении количества шлицев на калибре
необходимо устанавливать угольник 2 с другим углом а.
Достаточно универсальным является приспособление, состоящее
из призмы 1 (фиг. 79, б), в которой имеется пять отверстий, двух
штифтов 2, пальца 3 и других деталей1. Каждое из отверстий слу-
жит для профилирования шлифовального круга с одним из наиболее
распространенных углов а — 90, 60, 45, 36°. Для заправки круга
палец вставляется в соответствующее отверстие, затем параллель 4
насаживается на палец 3 с одной стороны и упирается в штифт 2
Фиг. 79. Приспособления для угловой профильной заправки
шлифовальных кругов.
с другой. Перемещая параллель 5 с алмазом по неподвижной па-
раллели 4, получаем надлежащую заправку шлифовального круга.
Угол а для 10-шлицевого калибра составляет 36°, для 8-шлицевого
а = 45°, для 6-шлицевого а = 60° и для 4-шлицевого а = 90°.
Если необходимо заправить шлифовальный круг под углом, от-
личным от приведенных, та это можно осуществить, применяя
дополнительные прокладки между параллелью 4 и штифтом 2.
Толщина прокладок опредяляется по формуле
К / ct, а \ / . п . а.
x = -y(cos-^------cos \ -f-sm-y
где x — толщина прокладки;
К — расстояние между осями штифтов 2;
— расстояние между осью пальца 3 и линией расположения
штифтов 2;
а — угол профиля круга, заправляемый без прокладок;
а, — требуемый угол профиля круга, заправляемый с про-
кладками.
1 Опыт Московского автозавода имени Сталина.
68
Профилирование криволинейной части профиля шлифовального
круга производится специальными приспособлениями для заправки
по дуге круга1. Для этой цели часто применяется оправка, уста-
новленная в центрах, с укрепленной на ней державкой с алмазом
(фиг. 80). Установив с помощью блока концевых мер размером
Фиг. 80. Схема приспособления
для заправки шлифовальных кругов
по дугам окружностей.
Фиг. 81. Схема про-
резки вершин углов
в шлицевых канавках.
/—/7—г державку с алмазом на требуемый радиус, производят кача-
ние оправки и этим самым осуществляют заправку круга по радиусу.
Операция прорезания вершин углов в шлицевых канавках произ-
водится острозаточенным шлифовальным кругом (фиг. 81).
Снятие фасок у шлицев выполняется на плоскошлифовальном стан-
ке с помощью шлифовального круга, заправленного под углом 45°.
Вслед за этим осуществляется шлифование шлицевого калибра
по внутреннему диаметру профилированным шлифовальным кругом.
При этом круг может быть пол-
ного (фиг. 82, а) или прямо-
угольного профиля с заправ-
кой только его периферической
части соответственно внутрен-
нему диаметру (фиг. 82, б).
В первом случае профили-
рованный шлифовальный круг
после перезаправки можно ис-
пользовать для шлифования бо-
ковых поверхностей шлицев
(фиг. 83, а).
Шлифование боковых поверх-
ностей шлицев может также про-
Фиг. 82. Шлифование шлицевого
калибра-пробки по внутреннему
диаметру.
изводиться шлифовальным кругом прямоугольного сечения (фиг. 83,6)
у калибров с числом шлицев 4—6. При большем количестве шлицев
их боковые поверхности шлифуются почти исключительно профили-
рованным кругом (фиг. 83, а).
Припуски на окончательное шлифование боковых поверхностей
шлицев в зависимости от их ширины назначают в пределах 0,1 —
0,2 мм.
1 См. главу „Технология изготовления профильных калибров", стр. 88.
69
Шлифование боковых поверхностей шлицев при серийном изго-
товлении может производиться также с установкой шлицевых ка-
либров-пробок в призмах, что сокращает время на установку ка-
либра.
Доводку шлицевых калибров-пробок по наружному диаметру
производят перёд шлифованием боковых поверхностей шлицев и
шлифованием по внутреннему
диаметру. Это отклонение от
общепринятой схемы техно-
логического процесса изго-
товления сложных калиб-
ров — шлифование по всем
элементам, а затем доводка—
вызвано необходимостью пре-
дупреждать завалы на дово-
Фиг. 83. Шлифование боковых плоскостей ДИМЫХ поверхностях ШЛИЦев,
шлицев. в особенности при наличии
фасок.
Доводка боковых поверхностей шлицев производится вручную
на специальном приспособлении (фиг. 84). Приспособление состоит
из плиты, на которой установлены две спаренные чугунные линейки,
являющиеся притирами. Верхние плоскости линеек шаржируют
электрокорундовым микропорошком Ml4—М28 (для предваритель-
ной доводки). Окончательная доводка осуществляется с пастой
Фиг. 84. Доводка боковых
плоскостей шлицев.
Фиг. 85. Доводка шлице-
вого калибра-пробки по
внутреннему диаметру.
ГОИ 4—7 мк. Припуски на^доводку оставляют в пределах 0,005—
0,010 мм в зависимости от ширины шлицев.
Для доводки шлицевого калибра-пробки по внутреннему диа-
метру применяется специальный сегментный притир, рабочая поверх-
ность которого точно обработана на токарном станке (фиг. 85).
Универсальное приспособление для профильной заправки
шлифовального круга
Вспомогательное время, необходимое для профилирования абра-
зивного круга при шлифовании шлицевых калибров-пробок и вали-
ков, значительно сокращается, если применяется специальное при-
способление с тремя алмазами (фиг. 86). Приспособление с тремя
алмазами дает возможность сразу заправить боковые скосы и дуго-
вую часть профиля круга.
70
Сущность конструкции и работы приспособления заключается
в следующем.
Корпус приспособления 1 изготовляется из целой стальной заго-
товки. В верхнем горизонтальном отверстии корпуса находится
оправка 2 с рукояткой 3 на одном конце и алмазной державкой 4
на другом. Указанное устройство служит для заправки дуговой
Фиг. 86. Универсальное приспособление
для профильной заправки шлифоваль-
ного круга.
сеч. по CD
•части профиля круга. Для заправки боковых сторон профиля шли-
фовального круга служат два алмаза, державки 5 которых закре-
плены в блоках 6, установленных на каретках 7. Каретки 7 имеют
возможность перемещаться по направляющим их оснований 8,
имеющим в поперечном сечении форму ласточкина хвоста. Каждое
из оснований имеет цилиндрический выступ, сопрягающийся своей
наружной цилиндрической поверхностью с соответствующим отвер-
стием в корпусе приспособления. Благодаря этому устройства для
заправки боковых сторон профиля круга могут поворачиваться
в зависимости от требуемого угла, обусловленного количеством
шлицев. Величина этого поворота ограничивается пальцем, переме-
71
ицаемым по дуговому пазу 9. После установки устройства под требуе-
мым углом осуществляется его фиксация с помощью гайки, сидящей
на пальце (палец и гайка на чертеже не показаны).
Каждое из оснований устройства имеет дуговую часть с угловой
шкалой в градусах. Установку узла под заданным углом осущест-
вляют пользуясь штрихом, нанесенным на плитке 10, вмонтирован-
ной в корпус приспособления.
Окончательная установка алмазных устройств выполняется при
помощи установочного калибра.
Перемещение двух алмазов для заправки боковых сторон про-
филя круга производится с помошыо специальной зубчатой пере-
дачи. Шестерня 11 насажена на шпиндель 2 свободно и закрепляется
при помощи гайки 12 с накаткой, что дает возможность регулировать
взаимное положение алмазной державки 4 относительно алмазных
державок 5. Алмазные державки 5 могут регулироваться относи-
тельно друг друга за счет освобождения гаек 13 и перестановки
блоков 6 по своим кареткам 7, обеспечивая надлежащее направле-
ние шлицами кареток, входящими в пазы блоков.
Шестерня 11 вращает находящуюся на ней в зацеплении ше-
стерню 14, которая, в свою очередь, вращает две шестеренки 15,
установленные на валиках 16 и закрепленные шпонками. На другом
конце каждого валика имеется шестерня 17, составляющая одно
целое с валиком и находящаяся в зацеплении с зубчатой рейкой 18,
которая закреплена на каретке 7. Таким образом, при повороте
оправки 2 в ту или другую сторону каретки перемещаются попере-
менно вверх и вниз и благодаря этому алмазы производят заправку
боковых сторон профиля шлифовального круга. Защитный кожух 19
предохраняет зубчатый механизм приспособления от абразивной
пыли.
Изготовление сборных шлицевых калибров-пробок
Предварительная обработка заготовки производится на токарном
станке.
Фрезерование пазов для шпонок осуществляется на горизон-
тально-фрезерном станке; деление производится с помощью дели-
тельной головки.
Отверстия в пазах для крепления шпонок сверлятся по кондук-
тору. Кондуктор применяется также для сверления отверстий в
шпонках.
После термической обработки корпуса производится шлифова-
ние центровых отверстий. Затем шлифуется корпус калибра по диа-
метру рабочей части, а также направляющая цапфа калибра.
В дальнейшем обработку шпоночных пазов на плоскошлифоваль-
ном станке выполняют, применяя для установки и закрепления
корпуса калибра специальное приспособление (фиг. 87). Приспо-
собление состоит из угловой плиты 1 с укрепленной на ней приз-
мой 2 и натяжной скобы 3.
72
Калибр закрепляется в призме путем прижима его ручки вин-
том 4 с помощью натяжной скобы. С одной установки шлифуются
диаметрально противоположные верхний и нижний пазы (фиг. 87).
Для перехода к следующей паре пазов применяется точно изго-
товленный делительный диск в сочетании со специальными вспомо-
гательными калибрами (фиг. 88). Диаметр периферийных отверстий
в делительном диске равен ширине окончательно отшлифованных
пазов шпоночного калибра. Для перестановки шлифуемого калибра
центральное отверстие диска сопрягается с центрирующей цап-
фой калибра, а через периферийные отверстия могут проходить ци-
линдрические калибры-пробки.
Фиг. 87. Шлифование лазов
сборных шлицевых калибров-
пробок.
Фиг. 88. Делительный диск и спе-
циальные калибры-пробки для уста-
новки и контроля при шлифовании
пазов шлицевого калибра.
Калибры-пробки изготовлены попарно трех различных типов.
Первая пара калибров имеет срезы на величину стрелки f, равной
0,375 мм с одной стороны и 0,15 мм с другой, вторая — соответ-
ственно на 0,375 мм и 0,025 мм и третья пара имеет полную цилин-
дрическую форму (без срезов).
Диск насаживают на центрирующую цапфу калибра, и через
отверстия, а также отшлифованные шпоночные пазы затем пропу-
скают калибры-пробки, имеющие полную цилиндрическую форму.
Освободив винт скобы, поворачивают обрабатываемый шлицевый
калибр вместе с делительным диском так, чтобы в вертикальной
плоскости были установлены следующие два паза. Точное положе-
ние шлицевого калибра фиксируется с помошыо угольника, одна
сторона которого совмещается с вертикальной стороной корпуса
Приспособления, а другая с линией расположения вставленных
в пазы калибра контрольных пробок. Закрепив шлифуемый калибр
в новом положении, можно с помощью калибров-пробок со срезами
определить примерные величины припусков, подлежащие снятию
при шлифовании боковых плоскостей шпоночных пазов. В процессе
73
шлифования ширина пазов также контролируется по блоку конце-
вых мер.
Шпонки для калибра шлифуются на плоскошлифовальном станке,
-а затем перед установкой доводятся. После установки и закрепле:
.ния шпонок калибр помещают в центры круглошлифовального
станка и шлифуют по наружному диаметру.
Изготовление шлицевых калибров-колец
Шлицевые калибры-кольца изготовляются почти исключительно
мз целой заготовки круглого сечения. Материалом для колец яв-
ляется легированная инструментальная сталь марки X или ХГ.
Технологический процесс изготовления шлицевых калибров-
колец включает следующие операции:
1) отрезание заготовки;
2) токарную (револьверную) обработку;
3) токарную обработку со стороны второго торца;
4) фрезерование внутреннего уступа по спирали;
5) фрезерование шлицевых пазов;
6) фрезерование уширений шлицевых пазов;
7) слесарную обработку — зачистку заусенцев и опиловку
фасок;
8) гравирование маркировки;
9) термообработку — закалку и отпуск;
10) искусственное старение;
11) обработку на пескоструйном аппарате;
12) шлифование первого торца;
13) шлифование второго торца;
14) шлифование отверстия;
15) доводку отверстия;
16) шлифование шлицевых пазов;
17) доводку шлицевых пазов.
Отрезание круглой заготовки калибра в зависимости от размеров
производится на токарном станке или дисковой пилой.
Последующая обработка на токарном или револьверном станке
•состоит из следующих переходов (фиг. 89):
1) подрезания торца и наметки центра;
2) обтачивания наружной поверхности;
3) накатывания рифлений;
4) сверления отверстия;
5) рассверливания отверстия;
6) протачивания пояска;
7) растачивания отверстия по большому диаметру;
8) растачивания отверстия по малому диаметру;
9) растачивания канавки;
10) обтачивания фаски у торца и наружной поверхности;
11) обтачивания фаски у торца и отверстия.
После обработки с одного конца заготовка калибра закрепляется
я патроне обработанной стороной и производится подрезание вто
74
рого торца, обтачивание но наружному диаметру сначала цилиндри-
ческой, а затем конической части (фиг. 90).
Фрезерование внутреннего уступа по спирали (под торцы шли-
цев) производится на универсально-фрезерном станке с помощью
Т-образной фрезы.
Фиг. 90. Обтачивание
конической части шли-
цевого калибра-кольца.
Фиг. 89. Схема токарной обработки зато
товки шлицевого калибра-кольца.
Обработка шлицевых пазов выполняется на горизонтально-фре-
зерном станке дисковой трехсторонней фрезой (фиг. 91). Обраба-
тываемый калибр закрепляется в делительной головке. Часто про-
изводят предварительное, а затем окончательное фрезерование пазов
Ширина фрезы в последнем слу-
чае должна быть уже паза на
0,5—0,6 мм.
Фрезерование уширений шли-
цевых пазов осуществляется кон-
цевой торцевой фрезой (фиг. 92)
на вертикально-фрезерном станке.
Фиг. 91. Фрезерование шлицевых
пазов.
Фиг. 92. Фрезерование уширений
шлицевых пазов.
Слесарная обработка заключается в зачистке заусенцев, образовав-
шихся в процессе механической обработки, и опиловке фасок.
Операция гравирования маркировки выполняется обычным поряд-
ком. Для калибров, в особенности шлицевых, весьма существенно
отсутствие внутренних напряжений и стабильность формы и разме-
ров их в процессе эксплуатации. В связи с этим шлицевые калибры,
7'.
изготовляемые из стали марки X или ХГ, часто подвергают двой-
ной термообработке. Первая термообработка состоит из за-
калки—медленного нагрева до 840—860° с последующим охлаждением
в масле, а также отпуска, заключающегося в нагреве до 690—720°
при выдержке 2—3 часа и последующем охлаждении в печи. Вторая
термообработка состоит также из закалки — медленного нагрева
до 840 — 860°, охлаждения в масле и отпуска при температуре
150—170° с последующим охлаждением. В результате такой тер-
мообработки твердость получается /?с = 62--64. Операция искус-
Фиг. 93. Шлифование рабочих
пловкостей шлицевых пазов.
ственного старения выполняется
при обычном режиме, т. е. при
температуре 150—160° с выдерж-
кой в пределах от 3 до 15 час.
Шлифование торцов калибров
производится на плоскошлифо-
Фиг. 94. Доводка плоскостей
шлицевых пазов.
вальном стайке. Шлифование отверстий по внутреннему и наруж-
ному (направляющему) диаметрам шлицевого калибра-кольца вы-
полняется на внутришлифовальном станке. Часто операция внутрен-
него шлифования осуществляется в два приема. После предваритель-
ного шлифования оставляется припуск 0,1 мм на внутренний и
направляющий диаметры. В результате окончательного шлифования
биение одной части отверстия относительно другой не должно пре-
вышать 0,005 мм. Вслед за этим производится доводка отверстий
с помощью притира. Операция выполняется на обычной доводоч-
ной головке.
Шлифование рабочих плоскостей шлицевых пазов производится
на плоскошлифовальном станке с помощью круга, имеющего Т-об-
разное сечение (фиг. 93). Калибр закрепляется в прецизионном
делительном приспособлении. Операция обычно выполняется в два
приема — предварительное и окончательное шлифование. На до-
водку оставляется припуск 0,005—0,015 мм в зависимости от раз-
меров элементов шлицевых калибров.
Доводка шлицевых пазов выполняется призматическими чугун-
ными размерными притирами (фиг. 94). Обычно применяется ком-
плект из двух-трех притиров, отличающихся друг от друга по тол-
щине на 3—10 мк. Притиры должны иметь взаимно параллельные
рабочие плоскости, шлифование которых производится на преци-
зионном плоскошлифовальном станке. При доводке применяется
76
паста ГОИ 7—10 мк. Толщина последнего притира должна соответ-
ствовать ширине паза. Доводка последним притиром производится
особо тщательно. Контроль ширины пазов осуществляется плоско-
параллельными концевыми мерами.
Окончательный контроль расположения шлицевых пазов произ-
водится на оптической делительной головке.
Изготовление спиральных шлицевых калибров-пробок
Изготовление спиральных шлицевых калибров-пробок является
более сложной технологической задачей. В данном случае шлицы
расположены по винтовой линии и, кроме точного изготовления
Фиг. 95. Приспособление для шлифования шлицев спираль-
ных шлицевых калибров-пробок.
калибра по наружному и внутреннему диаметрам, по ширине шли-
цев и правильного их расположения по окружности, необходимо
точно выдержать угол наклона винтовой линии. Таким образом,
наиболее ответственными операциями являются фрезерование шли-
цев и шлифование их боковых поверхностей. Предварительные тех-
нологические операции являются такими же, как и при изготовле-
нии шлицевых калибров-пробок с прямыми шлицами.
Фрезерование шлицев производится на универсально-фрезерном
станке с помощью делительной головки. При выполнении операции
одновременно с продольной подачей стола, калибру, укрепленному
на делительной головке, сообщается вращательное движение.
Для шлифования боковых сторон шлицев калибров-пробок при-
меняется специальное приспособление (фиг. 95), устанавливаемое
на столе прецизионного плоскошлифовального станка. *
77
Приспособление состоит из передней и задней бабок, установлен-
ных на общей плите и закрепленных на столе станка. В корпусе 1
передней бабки расположено делительное устройство с делительным
диском. На внешнем конце шпинделя передней бабки закреплена
шестерня 2, вращающаяся при продольных перемещениях зубчатой
рейки <3. К рейке 3 прикреплен сухарь^, свободно скользящий в пазу
линейки 5.
Линейку 5 закрепляют при помощи специальной стойки на не-
подвижной части станка под углом а к направлению движения стола.
При перемещении стола сухарь 4 скользит в пазу линейки 5 и пере-
мещает рейку 3, которая вращает находящуюся с ней в зацеплении
Фиг. 96. Приспособление для заправки про1
филя круга при шлифовании спиральных
шлицевых калибров.
шестерню 2 и шпиндель
передней бабки. В резуль-
тате продольного переме
щения стола шлицевой ка-
либр получает продольное
движение и одновременно
вращение, благодаря чему
осуществляется шлифова-
ние боковых поверхностей
двух смежных шлицев по
спирали.
Установка линейки 5
под углом а производится
с помощью синусной ли-
нейки. Планка 6 устана-
вливается по валикам 7
и 8 одинакового диаметра
и блоку плоско-параллель-
ных концевых мер М. Параллельность планки 6 направлению дви-
жения стола проверяется с помощью индикатора.
Угол а вычисляется по формуле
tga = tgp
где р — угол наклона винтовой линии калибра;
D — наружный диаметр калибра;
d — диаметр делительной окружности шестерни 2, являющейся
постоянной величиной для данного приспособления.
Точность получения угла спирали р в значительной степени
зависит от точности установки линейки 5 под углом а.
Профиль шлифовального круга заправляется специальным при-
способлением, которое устанавливается на плите между центрами
Приспособление (фиг. 96) состоит из угольника-стойки 1, смонтиро
ванного на основании 2, по отношению к которому он может вра-
щаться. Стойка имеет две наклонные плоскости 3, по которым может
перемещаться планка 4 с закрепленной в ней державкой с алмазом.
Приспособление при помощи шпонок, имеющихся в основании 2,
устанавливается параллельно пазу плиты. Угольник приспособле-
78
ния поворачивается относительно основания на угол подъема вин-
товой линии калибра по делениям, нанесенным на внешней поверх-
ности основания. Этим поворотом обеспечивается заправка профиля
шлифовального круга по заданному углу перпендикулярно его основ-
ной плоскости.
В отличие от угловой дуговая часть профиля круга заправляется
не перпендикулярно кругу, а перпендикулярно оси центров при-
способления. Для этого в центрах устанавливается оправка (фиг. 80),.
в которой закреплена державка с алмазом.
* *
*
Во всех рассмотренных типовых случаях точность изготовления'
шлицевых калибров зависит главным образом от точности станков„
режимов обработки, точности инструментов и приспособлений, а
также тщательности их наладки. В процессе изготовления необхо
димо выполнять надлежащий тех н о л о г и ч еск и й контроль
операционных размеров по основным элементам комплекс-
ных калибров, которые должны обеспечивать взаимозаменяемость
деталей шлицевого сопряжения.
К этим элементам относятся: 1) наружный диаметр; 2) внутрен-
ний диаметр; 3) концентричность поверхностей, расположенных по-
наружному и внутреннему диаметрам; 4) ширина пазов (впадин>
или толщина зубьев (шлицев); 5) окружной шаг зубьев или впадин;
6) профили боковых сторон, и, наконец, 7) направление пазов или
зубьев.
Для контроля отдельных элементов комплексных шлицевых ка-
либров применяются различные измерительные инструменты и при
боры в основном универсальных типов. Так, например, наружный-
и внутренний диаметры, а также толщина шлицев измеряются на
горизонтальном оптиметре или с помощью прецизионных микро-
метров. Ширина впадин определяется с помощью блока плоско
параллельных концевых мер при прямолинейном направлении впа-
дин. Местные и накопленные отклонения в шаге расположения
шлицев (зубьев) комплексного калибра определяются с помощью*
оптической делительной головки или с помощью приборов, приме-
няемых при измерении зубчатых колес.
7. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ
КАЛИБРОВ
Общая характеристика способов обработки профильных
калибров
Способы изготовления профильных калибров можно разделить
на две основные группы:
а) методы ручной обрабо т к и базирующиеся
основном на применении труда высокбквалифиципованмш, сдеса-
рей-лекалыциков; ЗАВОД ТтК-2
ТЕХБКБ.ПЙСТЕК»
Инв. Ni----------
б) методы механизированной обработки, ба-
зирующиеся на применении прецизионных шлифовальных станков
и специальных приспособлений.
В первом случае слесарь-лекалыцик почти -все операции изгото-
вления профильного калибра выполняет самостоятельно. Перед
термообработкой производится тщательное опиливание калибров,
а после термообработки доводка по профилю. Этот метод изготовле-
ния связан со значительной затратой ручного труда.
Трудоемкость ручного изготовления профильных калибров вы
сока и в тех случаях, когда предварительные операции обработки
калибров выполняются на фрезерных или поперечно-строгальных
станках.
Более целесообразными, в особенности в условиях серийного
производства, являются механизированные способы изготовления
профильных калибров. В этих случаях, помимо механической обра-
ботки заготовок, производится обработка закаленных калибров по
профилю на шлифовальных станках. Последующая доводка, менее
трудоемкая, чаще всего сводится к полировке профиля для получе-
ния более чистой поверхности. Рациональную замену трудоемких
операций ручной доводки калибров прецизионным шлифованием
в технологии изготовления измерительных средств часто называют
механизацией лекальных работ.
Приоритет в создании высокопроизводительных методов изго-
товления точных профильных калибров принадлежит нашей стране.
Уже в середине XVIII в. на Тульском и Сестрорецком оружейных
заводах русские лекальщики изготовляли профильные калибры,
необходимые в производстве взаимозаменяемого оружия. В дальней-
шем их опыт распространился на Ижевском, Ижорском и других
заводах России.
После Великой Октябрьской революции эта область точной об-
работки на заводах нашей страны развивалась особенно бурно.
Широко развернулось новаторство в области механизации лекаль-
ных работ в годы сталинских пятилеток. Появились станки и при-
способления, дающие увеличение производительности труда лекаль-
щиков в несколько раз. Выдвинулись крупные новаторы по механи
зации лекальных работ: лауреат Сталинской премии Д. С. Семенов,
Н. В. Кушников, стахановцы-новаторы Е. Л. Тиунов, Адрианов и др.
Инженеры-технологи заводов отечественной промышленности
и Научно-исследовательского бюро взаимозаменяемости МСС раз-
работали методы механизации лекальных работ и снижения стои-
мости обработки на основе обобщения передового опыта стаханов-
цев-новаторов. Ценными работами в области точной обработки
являются исследования А. Л. Честнова, И. И. Исаева, В. Н. Смир-
нова и Н. К. Топоркова.
Методы ручной обработки профильных калибров
Методы ручной обработки профильных калибров обычно вклю-
чают обработку калибров вручную только по профилю. Предвари-
тельные операции обработки заготовок выполняются на станках.
80
калибр, коптр-калибр
и выработка.
Типовыми технологическими операциями в таких случаях яв-
ляются:
1) разрезание листового материала и отрезание заготовок;
2) правка заготовок;
3) предварительное шлифование нерабочих широких поверх-
ностей;
4) фрезерование и опиловка базовых граней, расположенных
под углом 90°;
5) разметка профиля на одной из заготовок;
6) сборка заготовок в блок (скрепление заклепками, посредством
пайки или струбцинками);
7) предварительная обработка по размеченному профилю фре-
зерованием или строганием;
8) опиливание но профилю вручную;
9) термическая обработка — цемента-
ция, закалка, старение;
10) окончательное шлифование или за-
чистка нерабочих поверхностей;
11) доводка по профилю вручную;
12) притупление острых кромок и мар-
кировка.
Приведенная схема технологического
процесса может осуществляться при усло-
вии, если изготовляется несколько штук
одинаковых калибров. В случае же еди-
ничного изготовления профильных кали-
бров удельный объем ручных операций
возрастает.
При обработке профильных калибров
встречаются некоторые особенности, рас-
сматриваемые ниже.
Обычно к профильному калибру изготовляется коптр-калибр
(фиг. 97).
Весьма существенным является выбор базовых граней, от кото-
рых производится разметка профиля, обработка его и контроль
в процессе обработки. В качестве баз чаще всего выбирают две вза-
имно перпендикулярные грани, которые должны быть точно обра-
ботаны под углом 90° друг к другу, например, Л7. и LM.
Затем необходимо установить наиболее целесообразную после-
довательность обработки калибра по элементам профиля. С этой
целью весь профиль калибра, руководствуясь чертежом, предвари-
тельно разграничивают на отдельные более простые геометрические
элементы. Процесс обработки ведется последовательно по элементам
или сочетаниям элементов — участкам профиля. Для контроля
отдельных участков или элементов в процессе обработки применяются
вспомогательные калибры, часто называемые выработками *. Вы-
работки являются более простыми по форме калибрами (фиг. 97).
1 Выработками иногда называют также притиры.
Ь Ведмидскип 2 81
Изготовление выработок обычно предшествует изготовлению про-
фильных калибров. Количество выработок зависит от требуемой точ-
ности и сложности профиля калибра, а также от принятой схемы
последовательности обработки профиля.
Для примера рассмотрим изготовление вручную профильного
калибра для контроля шпоночной канавки вала. Предварительно
необходимо изготовить вспомогательные калибры. В результате
анализа элементов профиля этого калибра (фиг. 98),устанавливается
необходимость изготовления выработок № 1, 2 и 3 (фиг. 99).
В связи с этим осуществляется следующая схема технологиче-
ской обработки:
1) из круглой точно отшлифованной по диаметру шайбы изгото-
вляется сегмент № 3 (фиг. 99, в) с размером стрелки, равным /;
Фиг. 98. Калибр
для контроля шпо-
ночной канавки.
Фиг. 99. Схема изготовления вспомогательных
калибров для шпоночного калибра.
2) пользуясь сегментом № 3 обрабатывается вспомогательный
калибр № 2 (фиг. 99, б);
3) из другой шайбы, точно обработанной по диаметру, изго-
товляется вспомогательный калибр № 1 (фиг. 99, а).
Точное расположение шпоночных вырезов обеспечивается путем
пригонки по вспомогательному калибру № 2 при одновременном
контроле ширины вырезов b измерительными плитками.
Нередко применяют два комплекта вспомогательных калибров:
первый — для предварительной слесарной обработки профиля с рас-
четом оставления припусков под доводку (0,02—0,03 мм), и второй
комплект — для окончательной доводки профиля.
Размеры элементов вспомогательных калибров в последнем слу-
чае должны соответствовать номинальным размерам элементов про-
филя калибра.
Для доводки элементов профиля шпоночного калибра приме-
няются чугунные притиры: плоские — для прямолинейных элемен-
тов профиля, и для дуговой части — притир, имеющий форму
валика со шпоночной канавкой (фиг. 100, а).
82
Доводка паза контркалибра производится с помощью плоского
притира, а дуговая часть доводится на притире с внутренней цилин-
дрической поверхностью (фиг. 100, б).
Контроль паза выполняется с помощью измерительных плиток.
Контркалибр должен быть припасован к калибру.
9
Фиг. 100. Притиры для шпоночного калибра и контр-
калибра.
Методы механизированной обработки профильных калибров
Механическая обработка профильных калибров в основном сво-
дится к замене трудоемкой ручной доводки прецизионным шлифо-
ванием.
Существует несколько путей механизации лекальных
работ:
1) шлифование профильных калибров на прецизионных плоско-
шлифовальных станках с применением лекальных тисков, синусных
линеек и других приспособлений;
2) шлифование профилированными шлифовальными кругами;
3) координатный метод шлифования с применением универсаль-
ных приспособлений;
4) шлифование профильных калибров на специальных станках.
При изготовлении калибров средней точности шлифование про-
филя является окончательной операцией обработки профиля; для
калибров более высокой точности шлифование является операцией,
предшествующей доводке. Во втором случае трудоемкость обработки
калибра по профилю также значительно снижается, так как доводка
сопровождается снятием небольшого припуска для повышения
чистоты рабочих поверхностей.
Наиболее широкое распространение для механизации лекальных
работ получили прецизионные плоскошлифовальные станки с го-
ризонтальным шпинделем и магнитным столом. Для обработки про-
филя калибров требуется оснастка плоскошлифовального станка
набором специальных приспособлений.
В большинстве случаев профиль калибра состоит из сочетания
отрезков прямых линий и дуг окружностей разных радиусов. При-
меняемые методы обработки и приспособления должны обеспечить
шлифование калибров по отдельным элементам. Механизированные
методы обработки наиболее эффективно можно применить в условиях
серийного изготовления профильных калибров.
Приспособления для обработки конструируют таким образом,
чтобы возможно было одновременно шлифовать 10—15 калибров,
собранных в блок.
Высокая производительность при механизированном изготовле-
нии профильных калибров сочетается с относительно высокой точ-
ностью. Погрешность размеров обычно не превосходит +0,02 мм.
При хорошо налаженном станке можно достигнуть точности разме-
ров порядка + 0,01 мм и в отдельных случаях до 2—3 мк.
Шлифование прямолинейных участков профиля
Для шлифования базовых граней профильных калибров, а
также прямолинейных участков профиля применяются лекаль-
ные тиски (фиг. 101), которые в конструктивном отношении
несколько отличаются от обыч-
ных параллельных машинных
тисков. Устройство лекальных
тисков заключается в следующем.
Фиг. 102. Шлифование профиль-
ных калибров с закреплением в
лекальных тисках.
Неподвижная губка 1 и гайка зажимногого винта 3 составляют
одно целое с основанием. Подвижная губка 2 перемещается с по-
мощью винта. Губки и основание закалены и тщательно отшлифо-
ваны. Основная опорная плоскость должна быть перпендикулярна
боковым плоскостям основания. Отклонения от прямого угла не
должны быть более + Г.
Шлифование базовых граней калибров осуществляется следую-
щим образом (фиг. 102). Зажав в тисках блок калибров, устанавли-
вают тиски на магнитной плите сначала основной плоскостью и
прошлифовывают грани калибров а, затем, повернув тиски на угол 90°
и установив их боковой плоскостью, шлифуют грани б.
При шлифовании наклонных участков профиля калибров, рас-
положенных под углами 15, 30, 45, 60 и 75° к базисным граням, ис-
пользуется магнитная призма (фиг. 103). Обычно призма
применяется вместе с параллельными лекальными тисками.
Призма представляет собой бронзовый корпус, в отверстия кото-
рого запрессованы стержни из мягкой отожженной стали, являющиеся
проводниками магнитного силового потока.
84
Для контроля размеров калибров в процессе шлифования их при-
меняется вспомогательное приспособление — у с тан о в (фиг. 104),
представляющее собой точно изготовленную трехгранную призму.
Грани призмы АВ и АС строго перпендикулярны друг другу. Вдоль
третьей, наклонной грани ВС проходит Т-образный паз, в котором
можно перемещать с закреплением в любом положении измери-
тельный ползун 1. Плоскости ползуна айв взаимно параллельны
и перпендикулярны плоскости б. Первые две плоскости должны быть
параллельны грани АС, а плоскость б — параллельна грани АВ.
Резьбовые отверстия в ползуне предназначены для установки изме-
рительных стержней. Кроме измерительных стержней, могут приме-
няться также плоско-параллельные концевые меры.
О О О О О О О О О О О о о о о о о О О О о о о о О о о о О о о о о О О о о о о о о
о о о о о^ О О О о ос- ООО о о о о о о о о о о О о о о о о о о о о о о о о о о о о
Фиг. 103. .Магнитная
призма.
Фиг. 104. Установ для
контроля размеров.
В качестве измерительного инструмента для контроля углов,
а также технологического приспособления для шлифования прямо-
линейных элементов профиля калибра, расположенных под раз-
личными углами к базовым граням, применяется синусная
линейка (фиг. 105), которая состоит из столика, двух роликов и
упорных планок. Основные детали синусной линейки должны быть
закалены и тщательно отшлифованы. Кроме того, ролики и каса-
тельные к ним плоскости столика подвергаются доводке. Расстояние
между осями роликов чаще всего 100 + 0,002 мм. Синусные линейки
больших размеров' изготовляются с расстоянием между осями
роликов 200 мм. В столике линейки имеются гладкие и резьбовые
отверстия для крепления калибров или деталей, а также приспособ-
лений. Ширина столика регламентирована стандартом: для узких
линеек 25 и 50 мм и для широких 100 и 200 мм.
С помощью синусной линейки можно шлифовать прямолиней-
ные элементы профильных калибров практически под любым задан-
ным углом (фиг. 106). Установка синусной линейки на требуемый
угол производится с помощью измерительных плиток.
85
Величина блока плиток, необходимая для установки синусной
линейки под заданным углом, подсчитывается по формуле
h — I sin а,
где h — размер блока плиток в мм;
I — расстояние между осями роликов в мм-,
а — угол установки.
Погрешность установки синусной линейки возрастает с увели-
чением угла а. В связи с этим при углах, превышающих 30—45°,
применяют синусную линейку в со-
четании с угловой призмой (фиг. 107).
Кроме того, для этой же цели уста-
новку синусной линейки осущест-
Угольникдля крепления
Фиг. 105. Синусная
линейка.
Фиг. 106. Шлифование профильных
калибров с установкой под углом
при помощи синусной линейкн.
вляют от вертикальной плоскости вспомогательной угловой плиты.
Тогда угол установки синусной линейки равен (90°—а).
Устойчивость синусных линеек на магнитных плитах недоста-
точна. Для повышения устойчивости синусных линеек применяют
дополнительную установку упорных планок или угольников.
Конструкции шарнирных синусных линеек т. Адрианова (за-
вод «Калибр»), 1ГПЗ и других заводов 1 обладают достаточно хо-
рошей устойчивостью.
Синусный кубик является приспособлением, также при-
меняемым для механизации лекальных работ (фиг. 108). Синусный
кубик представляет собой корпус, все плоскости которого точно
отшлифованы так, что пересекаю.щиеся между собой грани распо-
ложены под углом 90°, а противолежащие — взаимно параллельны.
В основной грани расположены отверстия с весьма точным расстоя-
нием между их осями. В эти отверстия запрессовываются стальные
закаленые втулки, в которые плотно вставляются цилиндрические
штифты. Кроме того, в корпусе имеются резьбовые отверстия, необхо-
димые для закрепления на приспособлении посредством прихватов
и винтов точной плоско-параллельной линейки и блока калибров.
1 Н. К. Топорков, Механизация лекальных работ, Машгиз, 1918.:
86
Для установки вспомогательной линейки 1 под требуемым углом а
один конец ее, в данном случае левый (фиг. 108), опирается на
штифт 2, а второй — на блок измерительных плиток, помещаемый
между линейкой и штифтом 3.
После установки линейки и блока калибров их закрепляют и
производят шлифование элементов калибров а.
При шлифовании калибров с помощью синусного кубика углы
наклона выдерживаются с точностью до +3' и линейные размеры
до +(0,01—0,02) мм.
Обработка профиля калибров по отдельным элементам связана
с выполнением геометрических построений и нередко со сложными
Фиг. 107. Комбинирован-
ное применение синусной
линейки и магнитной приз-
мы для шлифования про-
фильных калибров.
тригонометрическими вычисления-
ми. Для точной установки и опре-
деления размеров элементов кали-
бра в процессе обработки приме-
Фиг. 108. Шлифование
профильных калибров с
установкой при помощи
синусного кубика.
няются измерительные плитки, лекальные линейки, установы,
микрометры, индикатор или миниметр, укрепленный на стойке.
Основной измерительной базой является обычно рабочая плоскость
магнитной плиты.
В рассмотренных случаях применения призм, синусных линеек
и кубиков учитывается, что шлифовальный круг имеет цилиндри-
ческую форму и его образующая параллельна рабочей плоскости
магнитной плиты. При этих условиях правка шлифовального круга
не вызывает затруднений и производится с помощью съемного при-
способления, устанавливаемого на магнитной плите станка.
Когда в результате сочетания двух смежных прямолинейных
отрезков профиля калибра образуется угол, шлифовальный круг
должен быть заправлен под углом к плоскости магнитной плиты.
В этом случае профилирование круга производится с помощью си-
нусной линейки или синусного кубика. Державка с закрепленным
алмазом передвигается взад и вперед по линейке синусного кубика,
установленной на заданный угол а. Весьма существенно обеспечить
перемещение алмаза по прямой, расположенной в диаметральной
плоскости, проходящей через ось шлифовального круга.
87
Шлифование участков профиля, очерченных дугами
окружностей
Шлифование элементов профильных калибров, очерченных дугами
окружностей, можно разделить на два основных вида:
а) шлифование дуг малых радиусов;
б) шлифование дуг больших радиусов, доходящих до 1500 мм.
В первом случае процесс прецизионного шлифования часто осу-
ществляется путем обработки профиля калибра на плоскошлифо-
вальном станке с применением профилированного шлифовального
й, очерченных дугами больших
ле приспособления поворотного
типа. Закрепленный на под-
вижной части приспособления
профильный калибр в процессе
шлифования поворачивается и
таким образом осуществляется
его круговая подача.
Для профилирования шли-
фовальных кругов по дугам
окружностей небольших радиу-
сов применяются специальные
приспособления.
Если стол плоскошлифоваль-
ного станка имеет гидравличе-
ское продольное перемещение,
круга. Для шлифования профи.:,
радиусов, необходимы специалы
Фиг. 109. Приспособление горизонталь-
ного типа для профилирования шли-
фовальных кругов.
то обычно применяется приспо-
собление горизонтального типа (фиг. 109), которое помещается на маг-
нитной плите. Величина радиуса профилирования шлифовального
круга регулируется изменением вылета оправки 2, в которой за-
креплен алмаз. Для этой цели кольцо 1 предварительно устанавли-
вают по блоку концевых мер L, исходя из условия касания острием
алмаза калиброванного стержня 3. Затем в зависимости от требуе-
мого радиуса профилирования круга производится перестановка
оправки 2. Величина размера блока измерительных плиток опре-
деляется по формулам:
а) для выпуклых дуг
б) для вогнутых дуг
I — _______(L__г
L 2 2’
где L— исходный условный размер в мм;
d — диаметр калиброванной оправки (стержня 3) в мм;
гг — заданный радиус выпуклой дуги профиля круга в мм;
г2 — заданный радиус вогнутой дуги профиля круга в мм.
Для профилирования шлифовального круга необходимо осущест-
влять качание маховичка приспособления с одновременной пода-
88
Фиг. ПО. Приспособление вер-
тикального типа для профи-
лирования шлифовальных кру-
гов.
профилированными шлифо-
чей шлифовального круга в вертикальном направлении. Приспо-
собление должно быть установлено по отношению к шлифовальному
кругу так, чтобы алмаз описывал дугу в вертикальной плоскости,
проходящей через ось шпинделя шлифовального круга.
При гидравлическом продольном перемещении стола точная
установка приспособления представляет затруднения. Для обеспе-
чения надлежащей установки прибегают к перемещению приспо-
собления на магнитной плите.
Шлифование простых радиусных калибров профилированным
кругом не представляет затруднений. Сложные профильные калибры
шлифуются по участкам; каждый последующий участок калибра
выдерживается на требуемом расстоя-
нии от принятой и заранее прошли-
фованной базы.
Для профилирования кругов на
плоскошлифовальных станках с руч-
ным перемещением стола применяется
приспособление с вертикальной осью
вращения конструкции Московского
инструментального завода (фиг. 110).
Весьма важна правильная установка
приспособления по отношению к шли-
фовальному кругу. При соблюдении
этих условий и соответствующем вы-
боре шлифовального круга можно до-
стигнуть точности шлифования порядка
0,01-—0,02 мм.
Обработка профильных калибров
вальными кругами связана с явлением так называемой «разбивки»
профиля. Сущность этого явления заключается в том, что радиус
дуги выпуклого калибра, шлифуемого кругом с вогнутым профилем,
получается несколько меньше радиуса профиля круга, а у вогну-
того калибра, шлифуемого кругом с выпуклым профилем, — на-
оборот. По мере увеличения центрального угла дуги увеличивается
величина «разбивки». Если центральный угол дуги близок к 180°,
то величина «разбивки» может доходить до 0,02 леи1. Это явление
необходимо учитывать при изготовлении профильных калибров.
Шлифовальный круг с выпуклым дуговым
профилем можно профилировать с любым центральным углом
дуги в пределах до 180°. Весьма существенным является точное
положение шлифовального круга относительно обрабатываемых,
калибров.
Если шлифовальный круг профилирован так, что наряду с его
криволинейной профильной частью одновременно заправлен и
торец круга, то для шлифования калибра (фиг. 111) стол станка уста-
навливается с расчетом соблюдения размера I — L — R.
' 1 По данным МИЗ.
89
При профилировании круга по дуге радиуса /?>-£-(фиг. 112)
установка стола производится, исходя из условия, что I = L —а.
В этом случае также заправляется торец круга, обращенный
в сторону установочной базы (справа).
Установка стола в требуемом положении выполняется с помощью
изношенных измерительных плиток. Перед заправкой шлифоваль-
Фиг. 112. Схема настройки
для шлифования дугового
профиля с увеличенным
радиусом дуги.
Фиг. 111. Схема установки
для шлифования вогнутого
профиля калибра.
кого круга профилировочное приспособление должно быть устано-
влено на магнитной плите относительно упорной линейки так, чтобы
его ось вращения находилась на расстоянии L.
Фиг. 113. Схема правки
шлифовального круга для
шлифования калибров с
выпуклым дуговым про-
филем.
Фиг. 114. Схема установ-
ки калибров для шли-
фования выпуклого ду-
гового профиля с углом
180° или близким к нему.
При профилировании шлифовальных кругов по вогнутым
дугам (фиг. 113) величина центрального угла дуги ограничивается
диаметром оправки d, в которой закреплен алмаз.
Максимальный угол а определяется следующим образом:
а = 180° 20
sin 20 ==
+ 2а
R
90
где d — диаметр оправки, в которой закреплен алмаз, в мм,
R —• радиус профилируемой дуги круга в мм;
2а — величина зазора между шлифовальным кругом и держав-
кой в ее крайнем положении плюс запас на выход алмаза
в мм.
Определив из второго уравнения угол 2р, получим из первого
уравнения величину максимального угла а, при котором еще воз-
можно в заданных условиях профилировать шлифовальный круг
с вогнутым профилем.
В связи с этим шлифование профильных калибров с выпуклыми
.дугами, по величине центрального угла близкими к 180°, произво-
дится в два приема (фиг. 114).
После шлифования одной стороны профиля лекальные тиски
с закрепленным блоком калибров поворачиваются на 1809 и шли-
фуется вторая сторона профиля.
В процессе шлифования необходимо точно выдержать размер L,
т. е. расстояние от центра дуги радиуса 7? до базовой грани калибра.
.Для этого тиски с блоком калибров устанавливают с таким расче-
том, чтобы расстояние между базовой гранью калибра АВ и тор-
цом шлифовального круга было равно I = L — а. Размер L — кон-
структивный, а размер а — технологический, определяемый в ре-
зультате заправки торца круга с помощью измерительных плиток,
.лекальной линейки и калибрового ролика. Имея величины L и а,
определяем величину размера блока измерительных плиток I.
В случае необходимости сохранения установки от базовой пло-
скости АВ при шлифовании второй половины профиля калибров
предварительно заправляется противоположная торцевая плоскость
круга и определяется его ширина (круг показан на фиг. 114 пунк-
тиром). Руководствуясь ею и величиной а, производят вторую уста-
новку блока калибров и шлифование второй стороны профиля.
Аналогично, как при профилировании шлифовального круга
по выпуклым дугам, здесь может быть применено профилирование
с использованием в качестве исходной базы плоскости упорной
линейки магнитной плиты (фиг. 112).
Для профилирования шлифовального круга по более сложному
профилю применяются копирные приспособления. Точность про-
филирования в данном случае ниже, так как суммарная погреш-
ность включает погрешности изготовления копира, его установки,
несоответствия между геометрической формой рабочей кромки
алмаза и формой опорной поверхности копирного штифта.
Помимо рассмотренных выше приспособлений для профилиро-
вания шлифовальных кругов применяются также универсаль-
ные приспособления. С помощью таких приспособлений
можно придать шлифовальному кругу более сложный профиль, со-
стоящий из прямолинейных участков, расположенных под различ-
ными углами, из выпуклых и вогнутых дуг окружностей, сопряга-
ющихся с прямолинейными и дуговыми участками. Приспособления
этого типа, в частности приспособление конструкции Адрианова
и Шестова, применяются на специализированных инструментальных
91
заводах и в инструментальных цехах крупных машиностроитель-
ных заводов. Помимо указанных, используются и другие кон-
струкции универсальных приспособлений для профильного шли-
фования Ч
Для шлифования профильных калибров с дугами средних
и больших радиусов необходимы специальные приспособле-
ния. В этих случаях также применяются плоскошлифовальные
станки. Дуговой профиль в результате шлифования с помощью этих
приспособлений получается не за счет специального профилирования
шлифовального круга, а путем поворота детали в процессе шлифо-
вания. Типовой случай шлифования калибров по выпуклой дуге
окружности радиуса
Блок калибров с
кулярными гранями
Фиг. 115. Шлифование калибров по выпук-
лой дуге нормально заправленным шлифоваль-
ным кругом.
R показан на фиг. 115.
заранее отшлифованными взаимно перпепди-
АВ и ВС устанавливается на пластине J,
имеющей форму угольни-
ка. Установочными базами
являются две пары кали-
брованных штифтов 2—3
одинакового диа-
которые запрессо-
угольник так, что
соединяющие их
и 4—5
метра,
ваны в
линии,
центры, взаимно перпен-
дикулярны.
В тело угольника 1 за-
прессована также ось 6,
положение которой фикси-
руется на верхней грани
кубика прижимными брус-
ками 7. Ось вместе с
угольником и закреплен-
ными с помощью при-
жимов 8 калибрами может
поворачиваться под дей-
ствием усилия руки ра-
молотка. После каждого
бочего или легких ударов деревянного
продольного хода стола производится подача на очень малый угол.
В результате производится процесс шлифования по всему профилю,
представляющему собой выпуклую дугу окружности.
Контроль радиуса R осуществляют при помощи блока измери-
тельных плиток и лекальной линейки, пользуясь в качестве измери-
тельной базы верхней гранью кубика. Размер блока плиток опре-
деляется по формуле
d
где R — радиус калибра в лои;
d — диаметр оси в мм.
1 Н. К. Топорков, Механизация лекальных работ, Машгиз, 1948.
92
Для шлифования калибров ио вогнутому дуговому профилю
применяется аналогичное приспособление (фиг. 116).
* Размеры блоков измерительных плиток между базовой гранью
и калиброванными штифтами определяют в зависимости от конструк-
тивных размеров приспособления и калибров, выполнив предва-
рительно необходимые тригонометрические вычисления.
В процессе шлифования периодическая круговая подача калиб-
ров осуществляется в плоскости,
перпендикулярной к направлению
продольного перемещения стола
плоскошлифовального станка.
При шлифовании калибров с
выпуклыми дугами применяется
круг с прямолинейным цилин-
дрическим профилем. Вследствие
ww/w/ww/,
*7777777777777;
Фиг. 116. Шлифование калибров по
вогнутому дуговому профилю нор-
мально профилированным кругом.
Фиг. 117. Схема определения
погрешности выпуклого дуго-
вого профиля.
этого вместо дуги окружности неизбежно получается многоуголь-
ник. При уменьшении угловой подачи на каждый продольный ход
-стола длина сторон многоугольника и величины выступов будут умень-
шаться (фиг. 117).
Если обозначить 7? — радиус окружности, около которой опи-
сан многоугольник, 7? Д— радиус окружности, в которую он впи-
сан, S — величина стороны многоугольника и ф — угол подачи,
то из прямоугольного треугольника Оас имеем
, <₽ ас S
4- = ]/'CR + Д)2 - R2 = V2RKT^-
Так как величина Д практически очень мала, то, пренебрегая
слагаемым Д2, получаем
5-=2/2КД;
Для ориентировки числовые величины ф и S, подсчитанные для
радиусов 10 и 100 мм и для допусков на радиальные размеры
Л=0,002 и 0,005 мм, приводятся в табл. 10.
93
Таблица 10
Отклонения при шлифовании профильных калибров
Значения «> и S & = ода мм Л = 0,005 мм
R R
10 мм 100 мм 10 мм 100 мм
Угловая подача <f 2С18' 0с43' 3°38' 1°9'
Сторона многоугольника S в мм 0,4 1,3 0,6 2,0
Для шлифования калибров с вогнутым профилем шлифовальный
круг должен быть заправлен алмазом по дуге окружности радиуса г,
который обычно меньше радиуса профиля калибра 7? (фиг. 118).
Как и в первом случае, здесь имеют место отклонения от заданной’
Фиг. 118. Схема определе-
ния погрешности вогнутого
дугового профиля.
дуги окружности радиуса R. В резуль-
тате шлифования получается волнистый
профиль, лежащий в пределах дуг окруж-
ностей радиусов R и (7? — Д). Очевидно,
погрешности профиля зависят от соотно-
шения R и г, а также от длины волны S’
или угловой подачи ®.
Величину угловой подачи при задан-
ных R, г и Д с достаточной для практики
точностью можно определить из формулы
s,n-2
у 2гб
jR—Д ’
Расстояние между гребнями волн или величину подачи, отнесен-
ную к дуге, практически определяют по формуле
S — 2R sin ,
где ? — угловая подача;
Д — высота выступов (максимальное отклонение от правильного
дугового профиля);
R — радиус дуги калибра;
г — радиус профиля шлифовального круга.
Шлифование калибров с дугами радиусов
порядка 1000—1500 мм и более можно выполнять на пло-
скошлифовальных станках с помощью специальных приспособлений.
Одно из таких приспособлений, применяемое на плоскошлифо-
вальном станке с горизонтальным шпинделем (фиг. 119), состоит
из основной плиты 1, которая одним концом лежит на специальной
опоре, а другим — на магнитной плите. На плите закреплены верти-
кальная ось 2 и два бруска. Верхняя плита 3 имеет возможность
вместе с закрепленным на ней калибром поворачиваться вокруг
оси 2.
94
Шлифование производится торцом шлифовального круга. По-
ворот верхней плиты осуществляется вручную, а подача в процессе
шлифования — путем поперечного перемещения стола станка.
Фиг. 119. Приспособление для шлифования дугового профиля
большого радиуса на плоскошлифовальиых станках с гори-
зонтальным шпивделем.
С помощью этого приспособления и станка с горизонтальным:
шпинделем можно шлифовать профильные калибры только с вы-
пуклым профилем. Для шлифования профильных калибров с вог-
Фиг. 120. Приспособление для шлифования калибров выпуклого
и вогнутого профиля с дугами больших радиусов.
нутым профилем необходим плоскошлифовальный станок с верти-
кальным шпинделем.
Шлифование калибров выпуклого и вог-
нутого профиля с дугами больших радиу-
сов производится на плоскошлифовальном станке продольного'
типа с применением специального приспособления (фиг. 120).
95
На двух супортах 1 и 2, установленных на столе станка, поме-
щается рама 3, которая может поворачиваться вокруг оси, закре-
пленной в супорте 1.
Супорт 2 поддерживает второй конец рамы; с помощью винта
супорта раме сообщается качательное движение вместе с обрабаты-
ваемым изделием.
<Фиг. 121. Копирное приспособление для шлифования профильных калибров
с плавным профилем кривой.
С помощью винта супорта 1 осуществляется радиальная подача.
Для контроля радиуса R в процессе шлифования определяется раз-
мер I от шлифуемой дуги до специального контрольного' штифта
диаметром Л.
Если L — расстояние между осью вращения и штифтом, то
Шлифов ание калибров с выпуклыми и вогнутыми дугами боль-
ших радиу сов можно также производить по копиру. В копирном
приспособлении для плоскошли-
фовального станка (фиг. 121)
имеются два узла. Первый со-
стоит из основной плиты-уголь-
ника / с осью 2, вокруг кото-
рой качается плита 3 с закреп-
ленными1 на ней справа копир-
ной линейкой 4 и обрабаты-
ваемым калибром 5, а слева —
рычагом 6 с контргрузом 7.
Весь узел помещается на столе
Фиг. 122. Копир со ступенчатым плоско-шлифовального станка,
профилем для сложных кривых. Второй узел представляет со-
бой кронштейн 8, который уста-
навливается и закрепляется на корпусе шпинделя станка. В пазу
кронштейна посредством винта 9 может перемещаться планка 10
с роликом 11. Под ролик 11 подводится копирная линейка 4. Во время
продольного хода стола станка ролик катится по копирной линейке,
96
прижимаемой контргрузом; при этом шлифовальный круг воспро-
изводит на калибре профиль копира.
В начале шлифования, в связи с тем, что необходимо снять при-
пуск на обработку, ролик посредством винта 9 опускается ниже
шлифовального круга на величину припуска, а затем постепенно
поднимается до совпадения оси ролика с осью шлифовального круга.
Приспособление дает возможность шлифовать калибры, имеющие
плавный профиль, состоящий не только из дуг окружностей, но и
из других более сложных кривых. В этих случаях копир нередко
изготовляется в виде ступенчатого профиля, внешние точки кото-
рого лежат на заданной кривой (фиг. 122). По вычисленным коор-
динатам этих точек на плоскошлифовальном станке последовательно
шлифуются ступеньки всего профиля. Для получения непрерывного
плавного профиля кривой на копире закрепляется стальная лента.
Шлифование профильных калибров при помощи
универсальных приспособлений
Шлифование профильных калибров на плоскошлифовальных
станках при помощи универсальных приспособлений характери-
зуется обработкой их по всему профилю за одну операцию. В основу
конструкций универсальных приспособлений положен принцип
прямоугольных координат, в связи с чем данный способ обработки
называют координатным методом шлифования профильных калиб-
ров. На приспособлениях можно шлифовать калибры, рабочий про-
филь которых состоит из прямолинейных наклонных отрезков,
сопряженных дуг окружностей различных радиусов, а также ка-
либры с более сложными кривыми, как, например, параболой, эволь-
вентой, спиралью и т. д.
Существует несколько конструкций универсальных приспосо-
блений, разработанных на заводе «Калибр» для шлифования
профильных калибров.
Устройство и применение универсального приспоссбления (фиг. 123)
конструкции М. И. Адрианова
Чугунный угольник 1 представляет собой основание приспосо-
бления и закрепляется на столе плоскошлифовального станка. На
вертикальной плоскости угольника установлен супорт 2, который
при помощи винта 3 может перемещаться по вертикали вместе с ос-
новным подвижным узлом приспособления, состоящим из корпуса
планшайбы 4, вращающейся планшайбы 5 и двух взаимно перпен-
дикулярных супортов 6—7 и 7—8. Супорт 2 снабжен горизонтально
расположенной цилиндрической частью, которая служит осью вра-
щения для планшайбы 5 и жестко связанного с ней супорта 6—7.
Планшайба 5 имеет бронзовый венец червячного колеса, в зацепле-
нии с которым находится червяк 9 с маховичком 10.
На поворотной планшайбе 5 смонтированы два крестообраз-
но расположенных супорта. Направляющие первого супорта 6
7 Ведиидский 2 97
неподвижно закреплены на планшайбе. Подвижная часть этого су-
порта 7 снабжена направляющими для второго супорта, располо-
женными перпендикулярно направляющим первого. Подвижная
часть второго супорта 8 имеет коническое отверстие, в котором по-
средством гайки крепится конический хвост тисков или иного
устройства для закрепления обрабатываемых калибров.
Фиг. 123. Универсальное приспособление конструкции
Адрианова для шлифования сложных профильных
калибров (завод «Калибр»).
Поворот планшайбы 5 может осуществляться с помощью чер-
вячной пары. Установка на заданный угол выполняется по угловой
шкале, нанесенной на неподвижном корпусе планшайбы 4, и но-
ниусу на поворотной части планшайбы 5 (величина отсчета 30").
Для точной установки применяется синусная линейка, соста-
вляющая одно целое с приспособлением. Синусную линейку 11,
Фиг. 124. Схемы шлифования калибров
с угловым профилем при помощи универ-
сального приспособления.
установленную на оси план-
шайбы, можно перемещать
и закреплять в требуемом
положении винтами 12. По
кольцевому пазу в план-
шайбе перемещаются' кали-
бровые ролики 13. Один из
роликов подводится к ли-
нейке и закрепляется гай-
кой. В таком положении
шлифуется первая исходная
сторона угла (элемента) ка-
либра. Для шлифования сле-
дующих элементов, расподо-
женных под углом, план-
шайба 5 поворачивается и устанавливается с помощью синусной
линейки и блока плиток между закрепленным роликом и линейкой
(фиг. 124 и 123).
Перемещение всей системы супортов по вертикали с помощью
винта предусмотрено для случаев шлифования калибров больших
размеров и с дугами больших радиусов. Наибольшее расстояние
98
от основания приспособления до оси вращения планшайбы соста-
вляет 250 мм.
Совмещение центра шлифуемой дуги с осью вращения приспосо-
бления достигается с помощью супортов, а подача в процессе шли-
фования дугового профиля—путем вращения планшайбы (фиг. 125)
с помощью червяка.
Если профиль калибра состоит из нескольких дуговых участ-
ков, то требуется точное перемещение супортов, которое достигается
при помощи измерительных плиток. Для этого на супортах имеются
упоры с доведенными плоскостями. При менее точных работах уста-
новка супортов производится по лимбам ходовых винтов. Значи-
тельным недостатком приспо-
собления. является отсутствие
защиты его от абразивной
пыли.
По аналогичному прин-
ципу, сконструировано уни-
версальное приспособление
И. И. Исаева для шлифова-
ния профильных калибров * *.
Существенным конструктив-
ным отличием этого приспо-
собления от изображенного
на фиг. 123 является нали-
чие вместо угольника бабки
с двумя подшипниками. Вза-
Фиг. 125. Схемы шлифования калибров
с дуговым профилем при помощи универ-
сального приспособления.
имно перпендикулярные супорты насажены на один из концов
шпинделя, а червячное колесо и делительный’ диск (работающий
по принципу синусной линейки) насажены в средней части шпин-
Фиг. 126. Схема шлифования
дугового профиля по частям.
деля между подшипниками.
Применение универсальных при-
способлений позволяет достигнуть
точности угла установки при отсчете
по круговой шкале и нониусу до
+30", а при использовании синусной
линейки—до+10". Расстояние между
центрами дуг можно выдержать с
точностью до +0,01 мм.
Шлифование профильных калиб-
ров на универсальных приспосо-
блениях в отдельных случаях тре-
бует применения особых приемов, вызываемых конструкцией ка-
либров.
Так, например, если подход шлифовального круга к дуге bed
радиуса R затруднен боковыми прямолинейными участками ab
и de (фиг. 126), то сперва шлифуется часть дуги Ьс, а затем этим же
1 Н. К. Топорков, Механизация лекальных работ, Машгиз, 1948.
* 99
кругом" прямолинейный участок ab. При этом кругу придается
угловой профиль; торец большего диаметра обращен к прямоли-
нейному участку.
Аналогичным способом шлифуется вторая сторона профиля
калибра —часть дуги cd и прямолинейный участок de.
вогнутой дуги а, которая может
быть отшлифована при симме-
тричном положении шлифо-
вального круга, зависит от ра-
диуса шлифуемого профиля и
ширины шлифовального круга1
(фиг. 127). Для того чтобы от-
шлифовать дугу с большим
Предельный центральный угол
Фиг. 128. Схема
смещения про-
фильных калиб-
ров относитель-
но шлифоваль-
ного круга.
центральным углом, прибегают
к смещению калибра относи-
тельно шлифовального круга
(фиг. 128). Шлифование сопря-
женных дуг требует особой
тщательности при перемещениях
и установке супортов приспо-
Фиг. 127. Пре-
дельный угол
вогнутой дуги
калибра при
симметричном
положении
шлифовального
круга.
собления в связи с переходом
к шлифованию следующего смежного элемента профиля.
Шлифование профильных калибров с помощью приспособлений
Адрианова и Исаева производится шлифовальными кругами с обыч-
ной правкой и профилированием их.
Универсальное приспособление (фчг. 129) конструкции
Д. С. Семеноза
Приспособление позволяет шлифовать профильные калибры как
обычно профилированным, так и специально профилированным
Фиг. 129. Схема универсального приспособления конструкции
Д. С. Семенова.
шлифовальным кругом, причем профилирование круга производится
на этом же приспособлении.
Приспособление состоит из двух опор 1 и 2 и поворотной скобы 3
с цапфами. В средней части скобы имеется отверстие для столика 4,
который можно перемещать на требуемую высоту и закреплять
1 Определение предельного центрального угла аналогично определению
максимального угла при профилировании круга, стр. 90.
100
зажимом 5. На столик 4 установлен поперечный столик б, на кото-
ром закрепляются шлифуемые калибры. К одной из цапф скобы
прикреплена синусная линейка 7. Поворот скобы осуществляется
с помощью специальной зубчатой передачи 8, расположенной
у противоположной цапфы.
Для профилирования шлифовального круга по вогнутой или
выпуклой дуге поперечный столик 6. снимается, а в отверстие ниж-
него столика 4 вставляется алмазная оправка. Профилирование
прямолинейных элементов шлифовального круга, расположенных
под углом, осуществляется с помощью синусной линейки и специаль-
ной державки с алмазом, перемещаемой по столику.
Таким образом, приспособление конструкции Д. С. Семенова
в сравнении с конструкциями, изображенными на фиг. 123—125,
обладает большей универсальностью. Кроме того, наличие двух
опорных цапф значительно повышает его жесткость.
Шлифование профильных калибров на специальных станках
Для шлифования профильных калибров применяются специаль-
ные оптические и копировальные профильно-шлифовальные станки Ч
Оптические профильно-шлифовальные станки для обработки
калибров по профилю применяются двух основных типов:
1) станки с оптическим устройством в виде проектора;
2) станки с оптическим устройством в виде микроскопа и- панто-
графом.
В обоих случаях станки имеют почти одинаковые конструкции
таких основных узлов, как, например, координатный стол для
закрепления обрабатываемых изделий и узел шлифовальной го-
ловки с устройствами, при помощи которых выполняются рабочие
и установочные перемещения шлифовального круга.
Шлифование профиля калибров на оптическом
профильно-шлифозальном станке с экраном и проектором
Для обработки на-оптическом профильно-шлифовальном станке
с оптическим устройством в виде проектора заготовки профильных
калибров должны быть точно выверены и тщательно закреплены на
столе станка. Шлифование по профилю выполняется тонким шли-
фовальным кругом, который совершает поперечные, т. е. в напра-
влении, перпендикулярном к широкой плоскости блока калибров,
возвратно-поступательные перемещения. При этом рабочая часть
профиля шлифовального круга совершает движение подачи в соот-
ветствии с заданным профилем калибра. Это движение подачи
шлифовального круга выполняется вручную с помрщью супортов
и винтов подачи шлифовальной головки.
1 Е. А. Белецкий, К. С. Харченко, Оптические профиле-шлифо-
вальные станки, Машгиз, 19ol; Н. К. Топорков, Механизация лекальных
работ, Машгиз, 1у43.
101
Наблюдение за процессом шлифования и контроль профиля из-
делий на станке достигается с помощью специального оптического
устройства, которое проектирует контур изделия на экран с увеличе-
нием в 50 раз. В процессе обработки увеличенное изображение про-
филя шлифуемых изделий сравнивается с чертежом этого профиля,
выполненным в увеличенном виде (с масштабом увеличения 50 : 1),
и помещенным на экране проекционного устройства. Путем профиль-
ного шлифования добиваются точного совпадения увеличенного
контура калибров с контуром, изображенным на чертеже.
Поле наблюдения, т. е. размеры зоны обработки изделий с одной
позиции, обычно находятся в пределах квадрата 10X10 мм. Так
как зона, занимаемая профилем изделия, весьма часто превышает
размеры указанного поля наблюдения, то в конструкции станка
предусмотрена возможность точных перемещений (перестановок)
стола вместе с закрепленным изделием в продольном и в поперечном
направлениях; при этом точная фиксация стола в каждом новом
положении выполняется с помощью концевых плоско-параллельных
мер. Кроме того, предусмотрено также перемещение стола в верти-
кальном направлении.
По рассмотренному принципу выполняется обработка профильных
калибров на оптических профильно-шлифовальных станках типа 395,
изготовляемых Ленинградским станкостроительным заводом имени
Ильича.
, Станок типа 395 состоит из трех основных узлов: 1) координат-
ного стола для установки и закрепления обрабатываемых изделий,
2) шлифовальной головки с устройствами, позволяющими выполнять
установочные и рабочие перемещения шлифовального круга и 3) оп-
тического узла с экраном размером 500x500 лш, представляющим
собой проектор типа ИЗП-25.
Обработка профиля без перемещения блока калибров на станке
типа 395 выполняется в пределах зоны 10 X10 мм, а с перемещениями
и установками координатного стола с помощью концевых мер —
в пределах 150x60 мм. Наибольшая толщина блока шлифуемых
калибров 48 мм. Наибольшие перемещения координатного стоЛа:
продольное 150 мм, поперечное 60 мм, вертикальное 100 мм.
Перемещения супортов шлифовальной головки характеризуются
следующими величинами: поворот нижнего супорта в пределах +45°,
наибольшее перемещение нижнего супорта 130 мм, поворот верхнего
супорта в пределах +45°, наибольшее перемещение верхнего супорта
.150 мм, поворот шлифовальной головки вокруг горизонтальной оси
в пределах +Ю°.
Наибольший диаметр шлифовального круга 125 мм; число обо-
ротов круга 3500 об/мин. Предварительное шлифование профиля
калибров производится шлифовальными кругами твердостью СМ2 —
С1, зернистостью 120—180 с керамической связкой, а окончательное
—кругами с вулканитовой связкой.
Для профильного шлифования калибров применяются также
проекционные профильно-шлифовальные станки других типов, на-
пример, станок «Ультра», который имеет встроенный проектор
102
с увеличением в 50 раз. Посредством оптической системы на экране
размером 450x350 мм отображаются профили калибра и шлифо-
вального круга. Шлифование калибров выполняется по частям,
так как на экране могут быть проектированы участки профиля только
в пределах прямоугольника 9x7 мм. Наибольшие размеры профиля
обрабатываемых калибров—в пределах прямоугольника 120 x 35 мм.
Наибольшая толщина блока калибров 30 мм.
Профильное шлифование калибров на оптическом станке
с пантографом
Профильно-шлифовальный станок с оптическим устройством и
пантографом в основном состоит из станины, супорта для закре-
пления изделий, шлифовального супорта, пантографа и стола для
чертежа профиля изделия.
Принцип шлифования профиля калибра заключается в следую-
щем. На специальном столе станка предварительно укрепляется
увеличенный в 50 раз чертеж про-
филя шлифуемого калибра. Иг-
лой А длинного рычага панто-
графа обводятся линии чертежа
(фйг. 130). На коротком плече
Фиг. 131. Построение увеличенного
профиля калибра для обработки
на оптическом станке.
Фиг. 130. Схема профильного шлифо-
вания па оптическом станке.
другого элемента пантографа помещается микроскоп, в поле зре-
ния которого находятся части профиля калибра и шлифовального
круга.
При перемещении иглы А центр поля зрения микроскопа со-
вершает геометрически подобное перемещение, но в 50 раз умень-
шенном масштабе. Одновременно с перемещением иглы вручную
перемещается шлифовальный круг с таким расчетом, чтобы высту-
пающая точка его профиля следовала за центром поля зрения микро-
скопа. В результате шлифовальный круг обходит весь профиль
калибра, подлежащий шлифованию.
ДОЗ
Размеры увеличенного чертежа 500x500 мм, что соответствует
участку профиля на изделии 10X10 мм. В связи с этим шлифование
профильных калибров с наиболее часто встречающимися размерами
профиля (свыше 10 мм) приходится осуществлять по отдельным
участкам.
При переходе к шлифованию следующего участка произво-
дится перестановка супорта с закрепленным изделием. Профиль
калибра с размерами, выходящими за пределы квадрата 10 X Юли/,
предварительно разбивается на ряд отдельных участков (фиг. 131,а).
Затем вычерчиваются участки профиля в совмещенном виде на листе
размерами 500x500 мм (фиг. 131, б). Раздельные линии стараются
выбирать такими, чтобы они соответствовали точкам сопряжения
отдельных элементов профиля. На чертеже указываются стрелками
направления перемещений стола и величины перестановок при пе-
реходе к шлифованию последующего элемента профиля.
В процессе шлифования, кроме перемещения по профилю, шли-
фовальный круг совершает поперечные колебательные перемещения,
размах которых несколько больше толщины блока обрабатываемых
калибров. Предварительное шлифование выполняется кругами из
белого электрокорунда зернистостью 180 с керамической связкой,
окончательное — кругами с вулканитовой связкой.
Применяя тонкие вулканитовые шлифовальные круги, можно
шлифовать вогнутые закругления малой кривизны радиусом до
0,3 мм.
П рофильног шлифование калибров на копировальном станке
Одним из основных узлов профильно-шлифовального станка ко-
пировального типа является пантограф, который передает переме-
Фиг. 132. Схема шлифования профильных
калибров на копировальном профильно-
• шлифовальном станке.
щение копировального паль-
ца по копиру специальной
головке, несущей шлифоваль-
ный круг. Рабочая часть
шлифовального круга описы-
вает в уменьшенном мас-
штабе профиль, геометриче-
ски подобный профилю ко-
пира. Пантограф состоит из
собственно пантографа и
вспомогательного паралле-
лограма (фиг. 132), Штанги
пантографа А, Б, В и Г сое-
динены между собой шарни-
рами. Пантограф подвешен
на системе качающихся ры-
чагов. Пантограф поддержи-
вается рычагом D в точке I
штанги Г, являющейся центром вращения всего пантографа. Рычаги
Е и Ж» соединенные шарниром, поддерживают пантограф в точке II
104
штанги В. Ось вращения рычага Е находится в кронштейне Н,
а к рычагу Ж в точке II подвешена на вертикальной оси шлифо-
вальная головка. Таким образом, шлифовальный круг соеди-
нен со штангой пантографа В и вместе с ней совершает переме-
щение.
Штанга А на удлиненном конце имеет копировальный палец и
поддерживается рычагами 3 и Д',
Пантограф передвигается с помощью рукояток Р так, чтобы копи-
ровальный палец скользил по увеличенному профилю копира,
представляющему собой увеличенное подобие шлифуемого про-
филя. При этом шлифовальный круг совершает аналогичный путь,
уменьшенный пропорционально передаточному отношению панто-
графа, которое можно регулировать и устанавливать при настройке
станка в пределах от 1 : 4 до 1 : 20.
Изменение передаточного отношения достигается путем пере-
становок штанг В и Г в их направляющих у точек I и II.
Для того чтобы копировальный палец мог охватить все точки
профиля, в процессе шлифования производятся повороты пальца.
Этим обеспечивается обработка всех точек профиля изделия, так
как повороты пальца с помощью параллелограмов 1, 2 и 3 пере-
даются шлифовальному кругу. Перемещаясь относительно шлифуе-
мого изделия, шлифовальный круг совершает в то же время коле-
бательные движения относительно вертикальной оси II, на которой
он подвешен.
Шлифовальный круг должен иметь точно такой угол профиля,
как и копировальный палец; заправка круга осуществляется с по-
мощью специального алмазного приспособления.
Толщина блока шлифуемых изделий до 50 мм. Наибольшая длина
копира 400 мм.
Точность обработки профиля ±0,01 мм-
Профильно-шлифовальный станок копировального типа может
быть эффективно использован также в условиях серийного произ-
водства .
Профильное шлифование круглых деталей или
калибров выполняется на оптическом профильно-шлифовальном
или на копировально-шлифовальном станке. Образующая круглой
профильной поверхности в таких случаях должна строго соот-
ветствовать заданному профилю. Необходимость в осуществлении
профильного шлифования возникает также при изготовлении ро-
ликов, применяемых для профилирования шлифовальных кругов
по сложному профилю.
Операция профильного шлифования круглых деталей выпол-
няется на оптическом станке с помощью специального приспособле-
ния. Обрабатываемая деталь устанавливается на оправке в центрах
при способлен и я.
Расположение оси центров приспособления в результате его
установки и выверки на станке должно соответствовать направлению
продольного перемещения супорта, в котором закрепляется обра-
батываемая деталь.
105
Механизм возвратно-поступательного перемещения супорта шли-
фовальной головки выключается, а шлифовальный круг устана-
вливается так, чтобы его ось находилась на одной высоте с осью
центров приспособления. Их положение должно также соответство-
вать фокусному расстоянию микроскопа.
В процессе обработки деталь непрерывно приводится во вращение
отдельным электродвигателем. Профильную круглую поверхность
детали шлифуют, используя те же приемы перемещения круга, как
при обычном (рассмотренном ранее) профильном шлифовании плос-
ких деталей. Профиль детали копируется с чертежа, выполненного
в увеличенном масштабе.
РАЗДЕЛ II
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
И СБОРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
1. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ОСЕЙ, ВАЛИКОВ
И ШПИНДЕЛЕЙ
Основные положения
Валики, оси, шпиндели и стержни приборов по конструктивно-
технологическим признакам можно условно разделить в соответ-
ствии с их основными размерами на следующие укрупненные под-
группы:
1) малых размеров — диаметром до 6 мм и длиной до 50—70 мм;
применяются в индикаторах, чувствительно-рычажных и аналогич-
ных измерительных приборах;
2) средних размеров — диаметром от
6 до 50 мм и длиной от 50 до 500 мм;
применяются главным образом в стацио-
нарных приборах для полуавтоматиче-
ского и автоматического контроля разме-
ров деталей, оптико-механических и зубо-
измерительных приборах;
3) больших размеров—диаметром свы-
ше 50 мм и длиной свыше 500 мм; при-
меняются в различного типа крупногаба-
ритных стационарных измерительных
приборах.
Детали типа валиков и осей средних
размеров можно также подразделить на
Фиг. 133. Валики и оси сту-
пенчатой формы.
две подгруппы:
а) диаметром от 6 до 18 мм и длиной от 50 до 150 мм;
' б) диаметром свыше 18 до 50 мм и длиной свыше 150 до 500 мм.
Во многих случаях валики и оси измерительных приборов имеют
ступенчатую форму (фиг. 133); отношение общей длины детали к наи-
большему диаметру (Z : d), за некоторыми исключениями, обычно не
превосходит 10.
В качестве материала для изготовления осей, валиков, шпинде-
лей и различных оправок приборов применяются конструкционные
стали марок 35, 40, 45, 50 и 40Х, а также инструментальные стали
марок У10, У12, У10А и У12А. Инструментальные стали исполь-
зуются главным образом для изготовления осей и валиков диамет-
ром до 10 мм (для точных приборов).
107
В зависимости от требуемой точности, характеризуемой до-
пусками на наиболее важные диаметральные размеры, детали
приборов типа валиков и осей разграничиваются на следующие
подгруппы:
1) особо точные — с допусками по 1-му классу точности и с
более жесткими допусками;
2) точные — с допусками по классам 2-му и 2а;
3) пониженной точности — с допусками по классам 3-му, За и
4-му.
Содержание технологического процесса, число и порядок опе-
раций обработки зависят от конструкции детали и допусков на раз-
меры, а также от допускаемых отклонений от правильных геометри-
ческих форм.
В результате механической обработки валика или оси, состоящей
из нескольких ступеней, необходимо обеспечить:
1) соблюдение диаметральных и продольных размеров в преде-
лах установленных допусков;
2) соосность отдельных ступеней;
. 3) перпендикулярность торцов к продольной оси;
4) отсутствие овальности, ограна, конусности, выходящих за
допустимые пределы;
5) требуемую чистоту поверхностей.
Методы получения заготовок и предварительная обработка де-
талей тесно связаны с их формой и размерами.
Технологические процессы получения заготовок валиков и осей
осуществляются следующими способами.
Валики и оси малых и средних размеров изготовляются из прут-
ков стали-серебрянки или холоднотянутого металла на токарном
или револьверном станке, токарном полуавтомате или автомате.
Валики и оси средних и больших размеров вначале подвергаются
следующим основным операциям: 1) отрезанию заготовок, 2) под-
резанию торцов, 3) центрованию, 4) токарной обработке.
Существенное значение при этом имеет тип производства. В круп-
носерийном производстве в сравнении с мелкосерийным могут быть
широко использованы автоматы и полуавтоматы для изготовления
осей и валиков.
Заготовки валиков и осей сложной ступенчатой формы полу-
чаются путем высадки и штампования.
Технология изготовления осей и валиков малых размеров
В зависимости от масштабов производства технологический про-
цесс изготовления валиков малых диаметров, примерно до 6 мм,
осу ществл яется :
1) при мелкосерийном производстве — на основе применения
токарных и круглошлифовалъных станков универсальных типов;
2) при крупносерийном производстве — на основе применения
токарных автоматов, полуавтоматов, револьверных станков, а также
круглошлифовальных и бесцентрово-шлифовальных станков.
108
В условиях мелкосерийного производства технологический про-
цесс изготовления валиков или осей (фиг. 133, в) составляют следую-
щие операции:
1) отрезание от прутка заготовки с одновременным обтачиванием
наружного (обратного) центра (фиг. 134);
2) обтачивание центра на втором конце валика (фиг. 135);
Фиг. 134. Отрезание заготовки валика
с одновременным образованием наружного
центра.
Фиг. 135. Обтачивание
наружного центра на вто-
ром конце валика.
3) окончательна^ (чистовая) токарная обработка в соответствии
с заданной формой и размерами валика;
4) фрезерование канавок и плоских уступов (срезов, лысок);
5) термическая обработка — закалка и отпуск;
6) шлифование центров (фиг. 136);
7) шлифование поверхностей вра-
щения;
Фиг. 137. Отрезание на автомате выто-
ченного из прутка валика с одновре-
менным образованием центров.
Фиг. 136. Шлифо-
вание обратного
наружного центра.
8) шлифование канавок и плоских уступов;
9) доводка и полировка цапф и других ответственных поверх-
ностей детали.
В условиях крупносерийного производства технологический
процесс изготовления валиков и осей диаметром до 6 мм и длиной до
50—70 мм состоит из операций, приведенных в табл. 11.
При высоких требованиях в отношении точности размеров и
геометрической формы деталей типа *Вадиков чистовую токарную
обработку их выполняют на токарном станке или полуавтомате,
у которого оба центра неподвижны (фиг. 138). Таким образом,
в сравнении с обычной обработкой при вращающемся переднем центре
109
Таблица 11
Схема технологического процесса изготовления валиков и осей
диаметром до 6 мм и длиной до 50—20 мм
№ по пор. Наименование и содержание техноло- гических операций Оборудование
1 2 3 4 5 6 7 8 Токарная обработка с образова- нием уступов, проточек, а также центров при отрезании заготовки (фиг. 137) Чистовая токарная обработка Фрезерование канавок и плоских уступов (лысок) Термическая обработка — закалка и отпуск Шлифование конических центров Шлифование поверхностей вра- щения Шлифование канавок и плоских уступов (лысок) Доводка и полировка цапф и других ответственных по- верхностей детали Одношпиндельный токарный авто- мат для продольно-фасонного точения (типы: С-38, 112М) Токарный полуавтомат типа С-178 или автомат с магазинной за- грузкой типа С-55 Фрезерный станок типа С-2 Нагревательная печь, масляная ванна Шлифовальный станок Круглошлифовальный станок Плоскошлифовальный станок Доводочно-полировальный станок типа С-8
в рассмотренном случае предупреждается возникновение ошибки
от биения переднего центра.
Если на валиках или осях требуется получить весьма небольшие
по размерам канавки, плоские уступы или лыски, то фрезерование
последних до термической обработки деталей не производится, так
как в таких случаях бо-
лее целесообразно полу-
чение их путем шлифова-
ния на плоскошлифоваль-
ном станке после терми-
ческой обработки, очистки
и .шлифования поверхно-
стей вращения деталей.
Шлифование поверхно-
стей вращения осей и
валиков малых размеров
выполняется в условиях
серийного производства
на круглошлифовальных
Фиг. 138. Обработка валика на прецизионном
токарном стайке с неподвижными центрами. станках настольного типа
(фиг. 139).
Обрабатываемая деталь закрепляется в цанговом патроне или
устанавливается между центром передней бабки и полуцентром
задней. Отдельные ступени детали шлифуются абразивным кругом,
ПО
ширина которого равна или несколько больше длины ступени. Ко-
нические элементы обрабатываются цилиндрическим кругом с пред-
варительным поворотом стола или бабки, несущей шлифовальный
круг, на соответствующий угол к оси детали. Наряду с указанным
способом короткие конические элементы шлифуются также абразив-
ным кругом, профилированным на конус.
При шлифовании длинных осей / > (6-n8)d на круглошлифоваль-
ных станках применяются люнеты, предупреждающие значительную
деформацию деталей в процессе их обработки.
Для шлифования осей и валиков малых размеров в качестве
абразивного инструмента применяется
метром 100—150 мм из- белого элек-
трокорунда с керамической связкой.
Зернистость круга выбирается главным
образом в зависимости от диаметра
детали и требуемой чистоты поверх-
ности. Так, например, для средних
условий при диаметрах деталей от 0,5
до 1 мм зернистость круга выбирается
в пределах от 120 до 180, при диа-
метрах от 1 до 3 мм — 80—100 и при
диаметрах от 3 до 6 мм — 60—80.
шлифовальный круг диа-
Фиг. 139. Шлифование цапфы
валика на круглошлифоваль-
ном станке настольного типа.
В результате шлифования допуски на диаметры осей можно
выдержать в пределах до 3—5 мк и достигнуть чистоты поверхно-
стей по 8—10-му классам, ГОСТ 2789-51 (Нск~ 0,8-е-0,1 мк).
Технологический процесс изготовления
длинных осей и валиков малых диаметров (при
/ : d> 10) характеризуется рядом особенностей.
Обтачивание длинных осей небольших диаметров, которые не
имеют' достаточной жесткости, обычно осуществляется на отече-
ственных продольно-токарных автоматах типов С-38 и 112М. Для
этой цели применяются также токарные автоматы типов НО и 112,
а также продольно-токарные автоматы типов 116А и ШОА
завода им. Дзержинского.
Для изготовления осей и валиков из прутков диаметром до 6 мм
применяется прецизионный токарный автомат 116А. Прецизионный
токарный автомат типа ШОА предназначен для продольно-фасон-
ной обработки осей, валиков и аналогичных деталей длиной до 90 мм
из прутков диаметром 6—10 мм. Благодаря одновременному дей-
ствию от четырех до шести режущих инструментов и сравнительно
высоким скоростям резания выработка одного автомата типа ШОА
достигает до 30 несложных деталей в минуту, т. е. время, затрачи-
ваемое на обработку одной детали, составляет 2 сек.
Продольная подача на токарных автоматах осуществляется пере-
мещением передней бабки с зажатым в цанге прутком. Резцам,
расположенным у люнета, сообщается поперечная подача от кулач-
кового вала. Благодаря тому, что резцы находятся на близком рас-
стоянии от опорной втулки люнета (0,1—0,3 мм), влияние усилий
резания на прогиб детали незначительно.
111
Обработка осей и валиков малых размеров на токарных автома-
тах в сравнении с обработкой на токарных и револьверных станках
характеризуется более высокой точностью и более высокой произво-
дительностью, в особенности при обработке сложных деталей с фа-
сонными и коническими элементами. В связи с этим в условиях круп-
носерийного и массового производства приборов для предваритель-
ной обработки осей и валиков наиболее целесообразным является
применение продольно-токарных автоматов.
Следует отметить также, что обработка осей и валиков в условиях
мелкосерийного производства на универсальных токарных станках
ввиду небольших размеров детали требует более напряженного вни-
мания рабочего. Поэтому станок должен быть оборудован оптическим
устройством, дающим увеличенное изобра-
жение обрабатываемой детали.
Шлифование длинных осей и валиков в
условиях крупносерийного производства вы-
полняется на круглошлифовальных станках
и полуавтоматах с центрами или на бесцен-
трово-шлифовальных станках.
В первом случае для предупреждения
прогибов требуется применение люнетов.
Во втором случае за счет применения ши-
рокого профилированного шлифовального
круга, рассчитанного на всю длину детали,
осуществляется одновременно шлифование
всех ступеней детали (фиг. 140). Надлежа-
круга в сочетании с формой шлифующего
круга предупреждает возникновение прогиба обрабатываемой детали
и, таким образом, достигается сравнительно высокая точность об-
работки длинной детали и высокая производительность труда при
выполнении данной операции.
Доводка (отделка) осей и в. ал и ков (главным
образом их цапф) выполняется следующими основными инструмен-
тами:
1) призматическим притиром;
2) вращаюшимся притиром круглой формы;
3) специальным призматическим притиром;
4) диском из твердого сплава или из закаленной стали.
В ряде случаев осуществляется еще полировка цапф мягкими
полировальниками.
Доводка (отделка) и полировка поверхностей осей и валиков
выполняется после шлифования и, таким образом, достигается вы-
сокая степень чистоты поверхностей (10—14-й классы по ГОСТ
2789-51). Детали типа осей и валиков весьма малых диаметров (от
0,5 до 3 мм) подвергаются отделочным операциям в некоторых слу-
чаях после чистовой токарной обработки, т. е. без промежуточного
шлифования.
Наиболее простым способом отделки цапф осей или всей поверх-
ности детали является доводка с помощью призматического или
112
Шпифующии круг
Ре.дуи'ий коуг
Фиг. 140. Шлифование
длинной оси малого диа-
метра профилированным
кругом на бесцентрово-
шлифовальном станке.
щая форма ведущего
Фиг. 141. Отделка цапфы
оси малых размеров спе-
циальным притнром-
грибком.
круглого притира с последующей полировкой. Для осуществления
указанных отделочных операций деталь закрепляется в цанговом
патроне доводочной головки. В процессе обработки деталь вращается,
а притиру или полировальнику сообщается возвратно-поступатель-
ное перемещение 13, ч. I].
Отделка цилиндрических поверхностей и торцов осей малых раз-
меров осуществляется также с помощью специального инструмента—
грибка, представляющего собой пустотелый чугунный или латунный
конус с цилиндрической и торцевой рабо-
чими поверхностями (фиг. 141).
Отделка осей грибком выполняется на
специальном станке с применением абразив-
ного микропорошка или пасты ГОИ. Перио-
дическая правка рабочих поверхностей гриб-
ка производится с помощью двух шлифо-
вальных кругов, которые установлены на
отдельных шпинделях (2]. Один из кругов
предназначен для правки цилиндрической
поверхности грибка, а другой—для торцевой
поверхности. В процессе отделки (обработки) деталь и грибок вра-
щаются в разных направлениях. Точность обработки зависит от
точности станка и состояния рабочего инструмента.
Для отделки цапф и аналогичных цилиндрических элементов
осей и валиков применяются также станки и приспособления, в ко-
торых основным инструментом является притир в виде призмы с вы-
резами (фиг. 142а). Один из плоских рабочих элементов призмы
расположен сверху обрабатываемой детали и должен прижиматься
к ней по образующей цапфы,
а другой опирается на не-
подвижную опору из твер-
дого износоустойчивого ма-
териала, например, на агато-
вую подушку. В процессе
работы деталь вращается,
а призма-притир совершает
под действием специального
привода возвратно-поступа-
тельное движение. В каче-
доводочного материала для цапф осей применяются абразив-
микропорошки М20 — М7 или паста ГОИ.
После некоторого периода работы призма-притир теряет пло-
скостность рабочей поверхности и может быть повернута для исполь-
зования еще не работавших поверхностей.
Доводка гладких осей и валиков со сплошной цилиндрической
поверхностью в условиях серийного производства выполняется на
доводочных станках или приспособлениях с круглыми или прямо-
угольными доводочными притирами. Для этой цели могут быть
применены также доводочные станки конструкции И. И. Исаева
и Н. Ф. Макарова [14 ]. В этом случае процесс доводки осуществляется
8 Ведыилсиий 2 113
Фиг.
142а. Отделка цапфы оси специаль-
ным призматическим притиром.
стве
ные
стеклянными притирами, а в качестве доводочного материала ис-
пользуется паста ГОИ 7—15 мк.
Отделка цапф осей и валиков твердым диском
применяется при небольших диаметрах цилиндрических поверх-
ностей, примерно до 5—6 мм (фиг. 1426). Эта операция в некото-
рой мере заменяет шлифование, которое трудно осуществить в
случаях весьма малого диаметра цилиндрических элементов детали
(0,5—3 мм).
Для осуществления процесса отделки обрабатываемая деталь
сначала зажимается одним концом в цанге патрона, а затем приво-
дится во вращение. К цилиндрической поверхности цапфы, рас-
Фиг. 1426. Отделка цапфы оси диском из твердого сплава:
/ — корпус патрона: 2 — передняя бабка: 3—цанга; 4 — опора; 5— диск
из твердого сплава; 6 — втулка; 7 — ось опоры.
положенной у второго конца детали, прижимается вращающийся
диск из твердого сплава или из стали, закаленный на высокую твер-
дость (7?с = 60-н66). Диски из твердого сплава обычно применяются
для отделки поверхностей стальных закаленных деталей, а стальные
закаленные диски — для отделки поверхностей стальных незака-
ленных деталей. Указанный инструмент в заводской практике
получил также название «воронила». На рабочей цилиндрической
поверхности диска (воронила) должны быть штрихи, создаваемые
в результате шлифования этой поверхности абразивным кругом
с крупными зернами (зернистость 24—46). Благодаря наличию этих
штрихов ускоряется процесс отделки цапф осей. На отделку валика
после обтачивания оставляется припуск по диаметру примерно
15—30 мк.
Следует отметить, что точность размера диаметра и правильность
геометрической формы цапфы валика должны быть достигнуты на
предыдущей механической операции, т. е. при точении, так как от-
делка поверхности твердым диском только повышает чистоту поверх-
ности. Указанный способ не дает той точности размеров, которой
можно достигнуть в результате шлифования и доводки.
Однако значительным преимуществом способа обработки ци-
линдрических деталей твердым диском является высокая произво-
114
дительность, а также исключение попадания частиц абразива на
поверхность деталей. Второе преимущество весьма существенно
в случаях отделки папф осей из незакаленной стали, в которую срав-
нительно легко внедряются частицы абразива, вызывающие затем
в процессе эксплуатации повышенный износ деталей прибора.
Технология изготовления осей и валиков средних размеров
Оси и валики средних размеров, т. е. диаметром от 6 до 50 мм
и длиной от 50 до 500 мм, часто применяются в конструкциях раз-
личных измерительных приборов. Схема технологического процесса
обработки деталей указанной подгруппы, имеющих длину от 50
до 150 мм, в условиях серийного производства представлена втабл. 12;
схема обработки осей и валиков длиной от 150 до 500 мм предста-
влена в табл. 13.
В зависимости от формы, размеров и допусков технологический
процесс может несколько отличаться от приведенных типовых
схем обработки валиков в сторону его большей детализации, свя-
занной со специфическими элементами конструкции валика.
Таблица 12
Схема технологического процесса изготовления валиков и осей
длиной от 50 до 150 мм
№ по пор. Наименование н содержание техноло- гических операций Оборудование
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Токарная обработка — подрезание торца, центрование, обтачива- ние и отрезание заготовки Подрезание второго торца, цен- трование и обтачивание смеж- ных элементов Чистовая токарная обработка, включая нарезание резьбы Фрезерование продольных и по- перечных канавок Сверление отверстий Термическая обработка — закалка и отпуск Шлифование центровых отвер- стий Предварительное шлифование по- верхностей вращения Шлифование продольных и попе- речных канавок, лысок и т. д. Окончательное шлифование по- верхностей вращения Шлифование резьбы на отдель- ных уступах (в случае необхо- димости) Доводка и полировка цапф Одношпиндельный токарный авто- мат (типы: 112, 117) или ре- вольверный станок (типы: 1325, 1336, 1ГИ18, 1П326) Токарный или центровальный ста- нок Универсальный (специализиро- ванный) токарный станок типа 161/П или полуазтомат Шпоночно-фрезерный станок Сверлильный станок типа НС12 Установка т. в. ч. или нагрева- тельная печь, масляная ваниа Центрошлифовальный станок Круглошлифовальный станок типа 3152 Плоскошлифовальный станок типа СК-371 Круглошлифовальиый станок типа 3152 Резьбошлифовальный станок типа ММ582 (ЗВШС) Доводочный станок
*
115
Таблица 13
Схема технологического процесса изготовления валиков и осей
длиной от 150 До 500 мм
№ ПО пор- Наименование и содержание техноло- гических операций Оборудование
1 2 За 36 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Отрезание заготовок Подрезание торцов и центрование с двух сторон Черновая токарная обработка Чистовая токарная обработка Фрезерование продольных и по- перечных канавок Сверление отверстий Нарезание резьбы Термическая обработка — закалка и отпуск Шлифование центровых отвер- стий Предварительное шлифование по- верхностей вращения Шлифование продольных и попе- речных канавок, лысок и т. д. Окончательное шлифование по- верхностей вращения Шлифование резьбы на отдель- ных уступах (в случае необ- ходимости) Доводка и полировка цапф Дисковая пила или отрезной ста- нок Фрезерно-центровальный или то- карный станок Универсальный (специализирован- ный) токарный станок или полу- автомат Шпоночно-фрезерный станок Сверлильный станок типа НС12 Резьбонарезной станок Установка т. в. ч. или нагрева- тельная печь, масляная ванна Центрошлнфовальиый станок Круглошлифовальный станок типа 3152 Плоскошлифовальный станок типа СК 371 Круглошлифовальный станок типа 3152 Резьбошлифовальиый станок типа ММ582 (ЗВШС) Доводочный станок
В качестве исходного материала для осей и валиков средних
размеров служат прутки круглого сечения преимущественно из
конструкционной стали. При обработке на токарных автоматах и
револьверных станках применяются калиброванные прутки и при
обработке на токарных станках — горячекатанные прутки.
В зависимости от диаметра детали и станочного оборудования
применяются два способа отрезания заготовки от прутка:
1) отрезание от прутка на токарном станке или автомате после
предварительной обработки заготовки;
2) отрезание от прутка на дисковой пиле или отрезном станке.
Первый способ используется при изготовлении осей и валиков
сравнительно небольших диаметров (до 25—30 мм) и второй спо-
соб— при изготовлении осей и валов больших диаметров и преиму-
щественно из горячекатанных прутков с грубыми допусками на
диаметр.
Если отношение длины валика к диаметру не превосходит 12,
то величины припусков на обработку находятся в пределах, ука-
занных в табл. 14.
После подрезания одного или двух торцов осуществляется цен-
трование детали. Форма и размеры центровых отверстий стандар-
116
тизованы (OCT 3725). Центрование осуществляется на токарных
станках, револьверных и автоматах. Большие заготовки центруются
на специальных фрезерно-центровальных станках.
Таблица 14
Припуски на обработку валиков (Z 12rf)
Диаметры валиков в мм ч Припуски по диаметру на обтачивание в мм Припуски по длине на полрезание торцов валиков в мм
для горячекатанных прутков для калиброванных прутков
6-18 3—4 1,5-2 3
18—50 4-5 2-5 3-4
Токарная обработка осей и валиков диаметром от 6 до 12 мм
в условиях крупносерийного производства выполняется на одно-
шпиндельном автомате, например, типа 112 с длиной точения до
120 мм\ для обработки валиков диаметром от 12 до 18 мм приме-
няется токарный автомат типа 117 с длиной точения до 150 мм.
В серийном производстве для обработки валиков часто приме-
няются револьверные станки, например, типов 1325 или 1336 с диа-
метром обработки прутка до 25 и до 36 мм.
В мелкосерийном и индивидуальном производстве токарная
обработка осей и валиков осуществляется на токарно-винторезных
станках универсальных конструкций.
Если оси или валики средних размеров обладают достаточной
жесткостью и представляют собой конструкцию с односторонним
расположением ступеней, то обтачивание их можно осуществить
на многорезцовом токарном полуавтомате типа 1720 (длина детали
до 300 мм) или типа 1730 (длина детали до 500 мм).
После чистовой токарной обработки валики подвергаются обра-
ботке на фрезерных станках для получения продольных и попереч-
ных канавок, плоских уступов и т. д. В зависимости от формы и
положения канавки операция фрезерования осуществляется на
горизонтально- или вертикально-фрезерном станке с помощью ди-
сковой или концевой фрезы. Сверление отверстий в валиках и осях
в условиях серийного производства осуществляется на сверлильных
станках с закреплением детали в кондукторе.
После фрезерования шпоночных канавок и сверления отверстий
валики и оси подвергаются термической обработке, режим которой
устанавливается в зависимости от материала детали и технических
требований. Если валик или ось изготовляется из цементуемой кон-
струкционной стали (марок 15, 20 или 20Х), то часть поверхности,
которая должна остаться незакаленной, например, в связи с после-
дующим нарезанием резьбы, защищается от науглероживания при
цементации путем предварительного электролитического покрытия
слоем меди (5—10 мк) или другим способом.
117
В условиях серийного производства деталей типа валиков
применяется также местная поверхностная закалка на установках
т. в. ч. (токов высокой частоты). Благодаря такой закалке возникают
весьма незначительные деформации валиков в сравнении с деформа-
циями в результате закалки после сквозного нагрева детали в печи
или в ванне.
Закаленные и отпущенные стальные детали подвергаются очистке
на пескоструйной установке, а затем в точных валиках и оправ-
ках выполняется шлифование центровых отверстий. Далее в зави-
симости от требуемой точности размеров, чистоты поверхностей и
других требований выполняется одно- или двукратное шлифование
поверхностей вращения и торцов валиков. Операции по шлифо-
ванию плоских элементов валиков и осей осуществляются обычно
между операциями предварительного и окончательного шлифования
поверхностей вращения, если не выдвигаются особые требования
в отношении точности обработки и сохранения установочных и
измерительных баз. Правка шлифовальных кругов выполняется
с помощью кругов из карбида кремния или дисков из твердого
сплйва.
Шлифование резьбы выполняется в случае необходимости на
универсальном резьбошлифовальном станке.
При наличии высоких требований в отношении точности диа-
метральных размеров (допуски по 1-му классу и выше) и чистоты
поверхностей (10—13-й классы) Детали типа осей и валиков под-
вергаются отделке колеблющимися абразивными брусками (супер-
финишированию) или доводке притирами с применением тонких
твердых абразивных микропорошков М28—М10 и последующей
полировке полировальниками с применением мягких абразивных
порошков или пасты ГОИ 10—20 мк.
Технология изготовления осей и валов больших размеров
Оси и валы относительно больших размеров (длиной свыше
500 мм) применяются в крупногабаритных приборах, которые из-
готовляются мелкими партиями и в индивидуальном порядке.
Технологический процесс изготовления валов в таких случаях
осуществляется примерно в таком же порядке, как это изложено
в табл. 13.
В связи с тем, что вопросы технологии изготовления осей и валов
больших размеров подробно освешены в нашей технической литера-
туре [4, ч. 2], ниже даются только отдельные замечания.
В качестве заготовок осей и валов применяются прутки горяче-
катанной конструкционной стали, отрезанные на требуемую длину,
а для ступенчатых валов — заготовки, полученные путем ковки.
Величины припусков зависят от размеров заготовок и способа
их получения. Так, например, для заготовок из горячего проката
при номинальных диаметрах деталей d = 50 4-80 мм припуски по
диаметру выбираются в пределах 5—8 мм и при d = 80-4—120 мм —
в пределах 8—10 мм; припуски на подрезание торцов в обоих слу-
118
чаях назначаются около 5—6 мм. Припуски для кованых заготовок
назначаются несколько большими в сравнении с приведенными выше
величинами [16]. В случаях необходимости полного удаления обез-
углероженного слоя металла величина общего припуска на меха-
ническую обработку должна быть назначена больше величины обез-
углероженного слоя.
Для механической обработки осей и валов больших размеров
применяются станки универсальных конструкций, например, Для
токарной обработки—станки типов 1620, 1А62, 1Б62, 1Д62 и 1Д63.
Так как отношение длины к диаметру у осей и валов крупных раз-
меров, применяемых в приборах, в ряде случаев выше 10, то токар-
ная обработка и круглое шлифование их осуществляются с помощью
люнетов.
Перед фрезерованием шпоночных канавок и сверлением отвер-
стий выполняется операция разметки.
В связи со значительными размерами детали термическая об-
работка (закалка и отпуск) или вовсе не производится, или осущест-
вляется только местная термическая обработка поверхностей шеек
и аналогичных ответственных элементов вала.
В случаях необходимости после шлифования оси и валы крупных
размеров подвергаются еще дополнительной отделке абразивными
брусками, притирами и полировальниками.
Технология изготовления измерительных стержней и шпинделей
Технологические процессы изготовления
измерительных стержней круглой формы и неболь-
ших размеров, применяемых в измерительных головках и в других
узлах приборов, почти не отличаются от технологических процессов
изготовления гладких осей и валиков.
При изготовлении гладких круглых измерительных стержней
диаметром до 10 мм применяется инструментальная сталь-серебрянка
марок У10А и У12А, благодаря чему упрощается технологический
процесс их изготовления.
В некоторых конструкциях, кроме подрезания и шлифования
торцов стержня, один из торцов стержня подвергается еще специаль-
ной механической обработке, например, на торце стержня фрезе-
руется диаметральный паз, в который помещается пластинка-вставка
из твердого сплава. Соединение пластинки со стержнем осущест-
вляется путем напайки или закрепления ее с помощью винта.
Технологические процессы изготовления
наконечников к измерительным стержням различны в за-
висимости от их конструкции. Сменные наконечники в измеритель-
ных приборах и инструментах применяются для измерений деталей
с различной формой поверхности. Наконечники легко заменяются
после износа измерительных поверхностей.
Простой конструкцией наконечника является шариковый, пред-
ставляющий собой втулку с внутренним буртиком, в отверстие
которой помещен шарик, закрепляемый винтом.
119
Более сложными являются наконечники, вставки которых из-
готовляются из агата, синтетического корунда (сапфира) и твердого
сплава [33].
Агатовый камень подвергается обработке шлифовальным кру-
гом для придания ему надлежащей формы и размеров. Вставка из
агата с помощью шеллака вклеивается в гнездо корпуса наконеч-
ника. Последующая механическая обработка заключается в доводке
измерительных поверхностей.
Предварительная доводка плоской рабочей поверхности агато-
вой вставки наконечника производится с помощью приспособления
на чугунной притирочной плите с применением электрокорундового
порошка Ml4 (60')- Окончательная доводка рабочей поверхности
выполняется с помощью того же приспособления на стеклянной
Доводочной пластине с последовательным применением двух сор-
тов паст ГОИ: сначала 7—10, а затем 1—4 мк.
Сферическая рабочая поверхность агатовой вставки наконечника
обрабатывается с помощью доводочной головки, представляющей
собой небольшой электродвигатель, на конце валика которого уста-
новлено зажимное приспособление для детали. В качестве притира
используется пластинка из мягкого металла (алюминия), в поверх-
ности которой выдавлены стальным шариком лунки с требуемым
радиусом сферы. Предварительная доводка выполняется с приме-
нением грубой , пасты ГОИ 17—40 мк и окончательная доводка с
последовательным применением двух сортов паст: сначала 7—10,
а затем 1—4 мк.
Вставки из синтетического корунда (сапфира) изготовляются из
заготовок-камней, имеющих вид больших зерен неправильной формы.
Разрезание камней производится на станках с помощью тонкого
металлического диска с нанесенным на его рабочую поверхность
мелким алмазным порошком.
Для получения цилиндрической поверхности вставок осущест-
вляется точение их с помощью алмазных резцов или высверливание
при помощи полых алмазных сверл.
Камень правильной формы вклеивается с помощью шеллака
в гнездо корпуса наконечника. Последующая обработка заключается
в доводке измерительных поверхностей.
Плоская рабочая поверхность сапфировой вставки наконечника
вначале подвергается предварительной доводке с помощью при-
способления-державки на чугунной притирочной плите. В качестве
абразива применяется карбид бора зернистостью 100—120, слегка смо-
ченный керосином. Окончательная доводка рабочей поверхности осу-
ществляется на чугунной плите небольших размеров (100x200 мм),
покрытой слоем олова толщиной 8—10 мм. В качестве абразива
применяется алмазный порошок последовательно 3—5 и 1—3 мк.
Сферическая рабочая поверхность сапфировой вставки нако-
нечника обрабатывается на доводочной головке. В качестве при-
тира для предварительной доводки используется пластинка из алю-
миния, а для окончательной — пластинка из олова. Аналогично,
как и при обработке сферических агатовых вставок, в пластинках-
120
притирах стальным шариком выдавлены лунки. Предварительная
доводка выполняется с помощью карбида бора зернистостью 100-—
120. Окончательная доводка сферы осуществляется алмазным по-
рошком 5—7 и 1—3 мк.
Вставки наконечников из твердого сплава (обычно марки ВК6
или ВК8) соединяются с корпусами наконечников путем напайки
или вклейки. Вставки заданной формы и размеров производятся
на заводах, изготовляющих твердые сплавы. В случае необходи-
мости вставки шлифуются кругами из зеленого карбида кремния
или же обрабатываются по анодно-механическому методу.
Процесс напайки и последую-
щей обработки вставок наконеч- ___________-—[П_
ников из твердого сплава осушест- pal--------г-------
вляется аналогично процессам осна- Ыг--q------------
щения калибров твердыми сплавами •--
(см. стр. 40—42). Фиг. 143. Шпиндель делительной
Технологический про- головки.
цесс изготовления
шпинделя с центральным отверстием является более сложным
в сравнении с технологическим процессом изготовления валика
обычной ступенчатой формы. Эта сложность обусловлена как кон-
струкцией шпинделей, так и высокими точностными требованиями,
предъявляемыми к шпинделям. Так, например, биение шеек, обра-
зующих основные базы, и биение торцов в прецизионных шпинделях
(завод «Калибр») допускается не свыше 0,002—0,003 мм. Кроме того,
требуется обеспечить высокую степень чистоты поверхностей шпин-
деля, в особенности шеек (11—13-й классы, ГОСТ 2789-51).
В качестве материала для изготовления шпинделей наиболее
часто используются конструкционные стали марок 45, 40Х и 20Х;
сталь последней марки является цементуемой. Заготовки шпинде-
лей получаются путем отрезания от прутков (для небольших шпин-
делей простой формы) или путем ковки. Технологические процессы
изготовления шпинделей приборов во многом сходны с технологи-
ческим процессом изготовления шпинделей прецизионных станков,
который подробно освещен в отечественной технической лите-
ратуре [5].
Технология обработки шпинделя из конструкционной цементуе-
мой стали марки 20 или 20Х с центральным отверстием (фиг. 143)
в условиях серийного производства осуществляется в порядке,
указанном в табл. 15.
Технологический процесс изготовления
азотированных шпинделей характеризуется рядом
особенностей1. В качестве материала для изготовления таких шпин-
делей применяется хромомолибденоалюминиевая азотируемая сталь
марок 35ХМЮА и 38ХМЮА. Шпиндели, изготовленные из этой
стали, обладают более высокой твердостью и износоустойчивостью
в сравнении со шпинделями, изготовленными из неазотируемых
1 МСС-ЦБТИ, «Обмен опытом в станкостроении» № 37, 1951.
121
сталей. В результате азотирования деформации деталей незначи-
тельны, в сравнении с деформациями, имеющими место при за-
калке и отпуске. Это весьма ценное свойство процесса, в особен-
ности при изготовлении точных длинных шпинделей небольших
диаметров.
Таблица 15
Типовая схема обработки шпинделей с центральным сквозным отверстием
(фиг. 143)
№ по пор. Наименование и содержание техноло- гических операций Технологические базы
1 2 3 4 5 5а б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Подрезание торцов заготовки 1 Центрование заготовки / Черновая токарная обработка на- ружных поверхностей Сверление осевого отверстия Термическая обработка (с целью улучшения структуры металла) Правка шпинделя Чистовая обработка осевого от- верстия путем рассверливания и развертывания Чистовая токарная обработка на- ружных поверхностей Чистовая обработка цилиндриче- ских н конических поверхно- стей осевого отверстия (калиб- руемых) Цементация Удаление цементованного слоя с мест, не подвергающихся за- калке Обработка шпоночных канавок Обработка второстепенных от- верстий Термическая обработка — закалка и отпуск Нарезание резьб, расположенных соосно с осью вращения шпин- деля Отделочная обработка наружных поверхностей О|делочная обработка калибро- ванных поверхностей осевого отверстия Поверхности необработанных шеек Поверхности центровых отвер- стий Поверхности шеек Поверхности основных баз Поверхности центрованных от- верстий и торца Поверхности основных баз Поверхности центровых отвер- стий Поверхности центровых отвер- стий или основных баз Поверхности основных баз Поверхности основных баз Калиброванные поверхности осе- вого отверстия Поверхности основных баз
Технологический процесс изготовления азотируемых шпинделей
отличается от технологического процесса изготовления шпинделей,
подвергаемых цементации; закалке и отпуску. Твердость азотиро-
ванной поверхности детали зависит от глубины азотированного
слоя и достигает наибольшей величины при относительно малых ее
122
значениях. Оптимальной глубиной азотируемого слоя с учетом при-
пуска, оставляемого для последующей окончательной механической
обработки, считают 0,2—0,3 мм. Для получения поверхностного
слоя металла надлежащего качества азотирование шпинделя вы-
полняется на последней стадии технологического процесса, до окон-
чательного шлифования и доводки (суперфиниширования) рабочих
поверхностей. Припуск на окончательную обработку оставляется
не более 0,05—0,08 мм на сторону.
Поверхности шпинделя, которые. не должны азотироваться,
предварительно никелируются. Другим способом является удале-
ние азотированного слоя путем шлифования, например, с тех мест
шпинделя, где должна быть нарезана резьба.
2. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ВТУЛОК И ДИСКОВ
Основные положения и требования
Втулки, диски, кольца и трубы в приборостроении являются
наиболее многочисленной группой деталей, различающихся как
по своим формам, размерам, требуемой точности изготовления, так
и по видам материала, применяемого для их изготовления. Клас-
сификацию указанных деталей можно построить исходя из тех-
нологических соображений на следующих общих принципах и
исходных положениях.
Общим конструктивно-технологическим признаком для втулок,
дисков, колец и труб является то, что любая из перечисленных де-
талей представляет собой тело вращения с отверстием, ось которого
должна совпадать с осью наружной поверхности вращения.
Под втулкой понимается деталь, имеющая наружйые и внутрен-
ние поверхности вращения с общей осью и длину примерно одного
порядка с величиной размера наружного диаметра. Диск предста-
вляет собой деталь, имеющую небольшую длину (в данном случае
толщину) по сравнению с диаметром, а труба — деталь, имеющую
значительную длину по сравнению с диаметром (/ > 3 d).
Характерными примерами деталей, входящих в рассматривае-
мые подгруппы, являются:
1) втулки подшипниковые и направляющие различных измери-
тельных приборов;
2) диски с весьма точно обработанной наружной цилиндрической
поверхностью, например диски эвольвентомеров;
3) диски небольших размеров, обработанные со средней точностью;
4) кольца установочные и регулировочные;
5) трубы оптико-механических измерительных приборов.
Втулки в конструктивно-технологическом отношении подраз-
деляются на следующие виды (фиг. 144):
а) гладкие и односторонние ступенчатые втулки с отверстием оди-
накового диаметра на всем протяжении;
б) втулки с фланцем (буртиком) и цилиндрическим отверстием;
в) втулки с фланцем и ступенчатым отверстием или выточкой.
123
Технологические процессы изготовления втулок зависят от
формы, размеров, допусков, чистоты поверхностей, назначения их
и материала.
Втулки приборов изготовляются из стали, латуни, бронзы,
чугуна, пластмассы и других материалов.
В качестве исходной заготовки для стальных и латунных втулок
с небольшим-внутренним диаметром (примерно до 18 мм) приме-
няются прутки, для бронзовых и чугунных втулок средних разме-
в)
втулок, при-
Фиг. 144. Типы
меняемых в приборах.
ров — литые заготовки в виде литых прутков или кокильного литья.
Втулки из пластмасс получаются путем горячего прессования,
и при отсутствий! высоких требований в отношении точности разме-
ров. — без последующей механической
обработки.
Стальные и латунные гладкие втул-
ки сравнительно больших диаметров
(deH> 18 мм) получаются из заготовок
в виде труб с достаточной толщиной
стенок.
В зависимости от требуемой точ-
ности, характеризуемой допусками на
наиболее важные размеры (обычно вну-
тренний или наружный диаметр сопря-
гаемой поверхности) втулки разграни-
чиваются на следующие подгруппы:
1) особо точные—с допусками по
1-му классу точности и с более жест-
кими допусками;
2) точные — с допусками по классам 2-му и 2а;
3) пониженной точности — с допусками по классам 3-му, За
и 4-му.
Основные способы обработки отверстий втулок и других деталей
приведены в табл. 16.
В результате механической обработки втулки наряду с обеспе-
чением точности диаметральных размеров в пределах заданных
допусков требуется надлежащее обеспечение точности осевых (ли-
нейных) размеров, соосности поверхности отверстия и наружной
поверхности вращения, а также перпендикулярности торцов втулки
к оси.
б)
Технологический процесс механической обработки втулок из
полых заготовок проектируется по одной из следующих схем:
1) внутренние и наружные поверхности обрабатывают за одну
установку;
2) сначала обрабатывают отверстие, а затем, базируя деталь по
отверстию, наружную поверхность;
3) сначала обрабатывают наружную поверхность, а затем, ба-
зируя деталь по ней, обрабатывают отверстие.
Наилучшей в отношении получения надлежащей соосности яв-
ляется первая схема. Эта схема также осуществляется при вытачи-
вании втулок небольших размеров из прутка.
124
Таблица 16
Основные способы обработки отверстий
Точность отверстий по ОСТ (кл_сс) Способы обработки
Отверстия в сплошном материале Черновые отверстия в отливках и по- ковках (прошитые)
5-й Сверление одним сверлом Зенкерование или растачивание (грубое)
4-й Диаметры до 30 мм — сзерление одним сверлом по кондуктору Диаметры свыше 30 мм — свер- ление и рассверливание или сверление и растачивание рез- цом Черновое и чистовое растачи- вание или одно растачивание (при небольшом припуске и чистом отверстии заготовки)
3-й Диаметры до 15 мм — сверление и развертывание Диаметры свыше 15 мм: 1) сверление, зепкерование и развертывание или 2) сверление, растачивание и развертывание или 3) сверление и растачивание (с небольшой подачей) или 4) сверление, растачивание (зенкерование) и шлифова- ние или 5) сверление и протягивание Обработка отверстия осуществ- ляется по одному из следую- щих способов: 1) черновое и чистовое ра- стачивание (без разверты- вания) или 2) двукратное растачивание и развертывание или 3) двукратное растачивание и шлифование или 4) растачивание и протягива- ние
2-й Диаметры до 12 мм — сверление и однократное или двукратное развертывание Диаметры свыше 12 мм: 1) сверление, зенкерование (растачивание) и одно- или двукратное развертывание или 2) сеерление и протягивание или 3) сверление, зенкерование (растачивание) и шлифование 1) Черновое и чистовое растачивание и одно- или двукратное развертывание или 2) черновое, получистовое и чистовое растачивание или 3) черновое и чистовое раста- чивание и протягивание или 4) черновое и чистовое раста- чивание и шлифование
1-й Применяются технологические операции, указанные для получе- ния отверстий 2-го класса. Кроме того, осуществляется в ка- честве окончательной одна из следующих операций: тонкое (алмазное) растачивание, доводка притиром или отделка спе- циальной абразивной головкой (хонингование)
125
Обработку полой заготовки втулки не всегда возможно выпол-
нить за одну установку. Поэтому обработка деталей типа втулок осу-
ществляется также по второй или третьей схеме. В отношении
точности обработки лучшей нз них является вторая схема, согласно
которой после обработки отверстия с надлежащей точностью деталь
насаживается на оправку, а затем производится обработка наружной
поверхности. Базирование детали на оправке, в особенности при
небольшом натяге, дает возможность обеспечить точную концентри-
ческую обработку наружной поверхности детали. Если по каким-
либо причинам наружная поверхность обрабатывается в первую
очередь, то она служит базовой поверхностью для закрепления
втулки при окончательной обработке отверстия, т. е. процесс
обработки втулки выполняется по третьей схеме.
Технология изготовления втулок
Фиг. 145. Схема обработки втулки
из прутка на револьверном станке.
Втулки небольших размеров с отверстием по 2-му классу точности
в условиях серийного производства получаются путем вытачивания
из прутка или трубы на револьверном станке. Для этой цели при-
меняются револьверные станки типа 1325 с наибольшим диаметром
обработки в патроне (над верх-
ней частью супорта) 250 мм,
станки типа 1336 или 136М, а
также автоматизированные то-
карно-револьверные станки ти-
пов 1П318 и 1П326.
Операция обработки втулки
простой формы на револьвер-
ном станке производится в сле-
дующем порядке (фиг. 145):
1) подать пруток до упора
револьверной головки;
2) наметить центровое от-
верстие;
3) сверлить отверстие и одновременно предварительно обточить
наружную поверхность;
4) расточить отверстие и окончательно обточить наружную по-
верхность;
5) предварительно развернуть отверстие;
6) окончательно развернуть отверстие;
7) отрезать втулку резцом с поперечного супорта.
В дальнейшем выполняют подрезание торцов и снятие фасок
на токарном станке, закрепляя втулку в цанговом патроне или на
оправке с кольцевыми проточками для возможности выхода подрез-
ных резцов.
В случае необходимости, для того чтобы обеспечить более вы-
сокую точность наружной цилиндрической поверхности втулки,
осуществляется еще дополнительная обработка ее путем чистового
прецизионного обтачивания или шлифования.
126
В условиях крупносерийного производства приборов заготовки
втулок, в особенности сложной формы, например, с буртиками или
с фланцами, получаются путем отливки под давлением или в коки-
лях. В первом случае в качестве материала применяются цинковые
или алюминиевые сплавы, во втором — бронза или чугун. На литых
заготовках должны быть предусмотрены соответствующие припуски
под механическую обработку, которая выполняется на револьверном
или токарном станке.
Обработка втулок на токарном станке осуществляется за две
установки:
1) сначала обрабатывают отверстие и один из торцов, установив
заготовку втулки внешней поверхностью в патроне;
2) затем обрабатывают наружную цилиндрическую поверхность
и второй торец или оба торца с установкой втулки на оправке, при-
няв за базу обработанное отвер-
стие (фиг. 146).
При закреплении тонкостенной
втулки в^патроне усилия зажима
Фиг. 146. Обработка наружной
цилиндрической поверхности
и подрезание торцов втулки.
вызывают деформацию и могут
привести в результате к значитель-
ным отклонениям от правильной
геометрической формы втулки.
Фиг. 147. Схема изменения геомет-
рической формы тонкостенной втул-
ки при обработке ее с закреплением
в трехкулачковом патроне:
а — форма втулки после зажатия ее кулач-
ками; б — форма втулки после растачивания
отверстия; в — форма втулки в результате
обработки'» освобождения ее из патрона.
Так, например, при закреплении тонкостенной втулки в трехкулач-
ковом патроне наибольший прогиб возникает в местах касания ку-
лачков (фиг. 147). Величина прогиба в этих местах может быть опре-
делена по следующей формуле (С. И. Блинника
, 0.0135-UZ-ДЗ
J («= о) =---ьут----,
где W — зажимное усилие, действующее от кулачка на втулку,
в кг~,
R— средний радиус втулки в см\
Е — модуль упругости материала в кг!см2\
J — момент инерции сечения стенки втулки в сл4.
1 «Точная индустрия» № 8 — 9, 1936.
127
В промежутках между кулачками патрона, т. е. под углом 60е
по отношению к кулачкам, величина деформации стенки втулки
определяется по формуле
, —0.00267 • U7 • R8
Да =60»)—-------------•
После окончательной обработки отверстия и в результате осво-
бождения втулки из патрона отверстие принимает неправильную
геометрическую форму, т. е. возникает так называемый внутренний
огран цилиндрической поверхности (фиг. 147, в).
Путем применения приспособлений и патронов со специальными
кулачками взамен стандартных трех кулачковых патронов можно
или устранить, или, по крайней мере, значительно уменьшить
рассмотренные деформации. Например, уменьшение деформаций
достигается путем закрепления деталей типа колец и втулок в па-
тронах с незакаленными кулачками, имеющими значительные ве-
личины дуг (поверхностей) охвата обрабатываемой детали. Приме-
нение цанговых патронов с точно обработанной и отрегулированной
цангой для закрепления втулок небольшого диаметра также дает
возможность уменьшить деформацию втулок в сравнении с закре-
плением в кулачковом патроне. Необходимо отметить, что пневмати-
ческие патроны работают со значительно меньшими усилиями в срав-
нении с патронами, имеющими ручной зажим, а также то, что усилие
зажима в процессе работы их постоянно, благодаря чему снижается
величина деформации втулки.
Оправки и приспособления, применяемые для обра-
ботки наружных поверхностей и торцов втулок приборов, можно
разделить на две основные группы:
1) нерегулируемые (жесткие), подразделяемые, в свою очередь,
на цилиндрические, конические и комбинированные;
2) регулируемые, т. е. цанговые и кулачковые оправки и приспо-
собления.
Следует отметить, что при установке втулки или кольца на ци-
линдрическую оправку с' зазором возникает некоторая эксцентрич-
ность между поверхностями. Закрепление деталей в этих случаях
выполняется путем зажима гайкой, навинченной на резьбу
оправки.
Высокая точность в отношении концентричности внутренней
и наружной поверхностей втулки достигается в результате приме-
нения конической или комбинированной оправки, т. е. оправки,
имеющей цилиндрические поверхности и переходную коническую
поверхность.
Конические и комбинированные оправки изготовляются с не-
большой конусностью в пределах 0,03—0,06 льи на 100 мм длины;
большая конусность принимается при малых диаметрах (доЮльи)
и меньшая — при больших диаметрах.
Оправка должна иметь центровые отверстия и лыски (срезы)
для передачи крутящего момента от шпинделя на оправку с помощью
поводкового устройства.
128
Обрабатываемая деталь напрессовывается на оправку с натягом,
обеспечивающим неподвижность посадки в процессе механической
обработки детали.
|В качестве примера рассматривается приспособление, предста-
вляющее собой оправку с двумя патронами малых размеров, на ко-
торую насаживание и снятие детали выполняются без помощи пресса
(фиг. 148). Устройство приспособления заключается в следующем.
В отверстии шпинделя передней бабки помещена цанга 1, имеющая
коническое отверстие, в которое вставлена оправка 2. На среднюю
часть оправки, имеющую весьма небольшую конусность, насажи-;
вается обрабатываемая втулка.
Шпиндель станка
Фиг. 148. Приспособление для обработки тонкостенных втулок
малых диаметров.
_ Для предупреждения прогиба при обработке втулки тонкий
конец оправки 2 поддерживается центром 3, находящимся в задней
бабке станка.
Гайка 4 предназначена для обеспечения плотной посадки обра-
батываемой детали на оправку, а гайка 5 — для снятия детали после
обработки. Таким образом, закрепление деталей и освобождение
их после обработки осуществляются непосредственно на станке,
благодаря чему уменьшается вспомогательное время на операцию.
Экономия вспомогательного времени достигается также при обра-
ботке деталей типа втулок средних и больших размеров с исполь-
зованием регулируемых оправок и приспособлений.
В приборостроении весьма распространенными конструкциями
регулируемых оправок для обработки втулок средних размеров
являются цанговые оправки.
Конструкция и действие одной из таких оправок с цангой в виде
стакана (фиг. 149а) заключается в следующем.
Цанга 2 с двусторонними прорезями имеет отверстие в дне и
зажата между гайкой и буртиком затяжного стержня 4. Применение
полого самотормозящего конуса (2а — 10°) обусловлено требованиями
эластичности цанги и жесткости корпуса оправки 3. Для освобожде-
ния детали необходимо принудительное, с помощью стержня 4,
перемещение цанги по оси. Резьбовое кольцо 1 служит для удаления
оправки из конуса шпинделя станка.
В процессе закрепления детали при перемещении цанги по ко-
нусу корпуса вместе с цангой происходит осевое перемещение
детали. Таким образом, если в данной конструкции оправки
9 Ведмндский 2 129
Фиг. 1496. Оправка для обработки втулок с цангой, имеющей две кони-
ческие поверхности,
130
не предусмотрен осевой буртик, то точная установка обрабаты-
ваемой втулки в осевом направлении исключена.
Более совершенной конструкцией является оправка с цангой,
снабженной двумя внутренними конусами (фиг. 1496), применяе-
мая ври обработке втулок больших размеров.
С левого конца цанга разжимается коническим элементом кор-
пуса 1, справа — конусом стержня 2. Для принудительного раз-
жима цанги предусмотрены винты 3, ввинченные в средней части
цанги. Концы винтов проходят через продольные прорези корпуса 1
и могут скользить в призматических пазах стержня. Если не раз-
жимается левый конец цанги, то левые стенки пазов стержня, дви-
жущегося вправо, увлекают с собой концы винтов и принудительно
стягивают цангу с левого конуса. При задержке правого конца цанги
последняя вместе с деталью и стержнем движется вправо до тех
пор, пока винты не упрутся в правые стенки пазов корпуса.После
этого цанга останавливается, а продолжающий движение стержень
освобождает обработанную деталь. Кольцо 4 предохраняет цангу
от излишнего перемещения и служит одновременно для затяжки ее
без обрабатываемой детали для шлифования в собранном виде.
Для установки и закрепления втулок небольших размеров при-
меняется оправка с цангой, установленной в переходной планшайбе
(фиг. 149в). Цанга 2 имеет фланец, с помощью которого закрепляется
в планшайбе 1. Разжимной стержень 3 снабжен конической частью
с углом конусности 30°, благодаря чему у этой конструкции опра-
вок диапазон изменения наружного диаметра цанги составляет
0,3—0,5 мм.
Погрешность осевой установки обрабатываемых втулок на раз-
жимных оправках при диаметрах </=10ч-50 мм колеблется в пре-
делах 0,02—0,05 мм.
В случаях необходимости значительного повышения точности
линейных размеров при токарной обработке ступенчатых круглых
деталей типа втулок можно применять специальные приспособления
с чувствительными упорными устройствами [11J.
Повышение точности осевых линейных размеров указанных де-
талей достигается также за счет надлежащего согласования техно-
логических требований с конструктивными.
Согласование технологических требований с конструктивными
при обработке втулок
В снижении времени на обработку деталей типа ступенчатых
втулок, колец и валиков существенное значение имеет выбор базы
и способа простановки осевых линейных размеров. База должна
быть выбрана таким образом, чтобы на токарном или револьверном
станке можно было бы обработать возможно большее Число элемен-
тов (поверхностей) детали за одну операцию (установку).
Это положение хорошо иллюстрируется следующими типовыми
примерами из области приборостроения, разработанными доц.
А. П. Знаменским [20].
131
Первый пример — изготовление втулки с на-
ружной резьбой и буртиком (фиг. 150).
Операцию механической обработки указанной втулки сначала
более целесообразно осуществить на револьверном станке так, чтобы
торец детали А был обращен в сторону револьверной головки. Де-
таль с простановкой размеров по варианту / может быть изготовлена
в две операции: во время первой операции обеспечиваются размеры
л -j- г * и Ь, во время второй — размер а. При простановке осевых
и размеров по варианту II возможно несколько способов обработки,
в частности—способ, изображенный
на фиг. 150 (вариант II). Однако
этот способ обработки нецелесооб-
разен в сравнении с предыдущим,
так как может быть нарушена со-
осность цилиндрической поверхно-
сти В по отношению к отверстию и
резьбе.
Кроме того, револьверный ста-
нок для второй операции исполь-
зуется менее рационально, чем при
варианте I для первой операции, и
вместо простого токарно-подрезного
станка для второй операции (по ва-
рианту I) здесь для первой операции
необходим токарный или револьвер-
ный станок. В последнем случае так-
же неудобна проверка размера с.
Второй пример — обработка
на револьверном станке
Фиг. 150. Варианты обработки на втулки со ступенчатым
револьверном станке втулки с на- отверстием (фиг. 151).
ружной резьбой и буртиком. Обработку втулки целесообраз-
но осуществлять по варианту /,
для чего размеры а, с и I должны быть проставлены от торца А,
используемого в качестве измерительной базы в первой операции.
Вег второй операции поверхность А служит установочной базой,
относительно которой при подрезании детали обеспечивается раз-
мер а.
Обработка детали по вариантам II и III менее рациональна,
так как в этих случаях понижается точность обработки, а также
снижается степень использования станков.
Характеристикой технологичности детали, имеющей форму тела
вращения, помимо ее конструктивных форм, является также надле-
жащий выбор последовательности установочных баз с целесообраз-
ной простановкой размеров. От этого в значительной степени зависит
точность и трудоемкость обработки детали. Например, осевые раз-
меры детали, получаемой из заготовки, имеющей форму тела
* a -f- z — размер а с припуском z на дальнейшую обработку.
132
Фиг. 151. Варианты обработки на револьверном
станке втулки со ступенчатым отверстием.
3 операция -
револьверном
на
Фиг. 152. Варианты обработки
станке детали, имеющей форму тела вращения
с фланцем.
133
вращения, могут быть проставлены по одному из трех вариантов
(фиг. 152).
Если подобного рода заготовки обрабатываются на револьверных
станках проходными резцами с применением упоров, то более це-
лесообразными являются первый и второй варианты. При первых
двух вариантах предварительная обработка заготовки может быть
осуществлена в две операции, а при третьем — необходимы три
операции.
Последовательность операций и переходов механической обра-
ботки существенно влияет на точность прибора или узла его даже
в случаях изготовления на токарных или револьверных станках
Фиг. 153. Закрепле-
ние линзы в оправе
объектива зажимным
кольцом.
Фиг. 154. Варианты токарной
обработки зажимного кольца
оправы объектива:
а — рациональный вариант, при кото-
ром обеспечивается вы-: окая точность
обработки к закрепления линзы коль-
цом; б — нерациональный вариант, при
котором может возникнуть значитель-
ное отклонение от перпендикулярности
торца к оси летали.
деталей, простых по конфигу-
рации. При конструировании
приборов требование соблюде-
ния надлежащей точности обу-
словливается наряду с назначением оптимальных значений допу-
сков на размеры также целесообразной простановкой размеров от
баз деталей.
В качестве примера может служить зажимное кольцо оправы
объектива, служащее для закрепления линзы (фиг. 153). Назначе-
ние кольца требует, чтобы ось резьбы его была строго перпендику-
лярна торцевой поверхности А и одновременно чтобы она совпадала
с осью отверстия В. Соблюдение этих условий предупреждает пере-
кос линзы при установке ее в оправу и зажиме кольцом.
Из двух вариантов токарной обработки кольца, исходя из ука-
занных выше требований, более рациональным является первый
вариант (фиг. 154, а). Второй вариант (фиг. 154, б) следует признать
нецелесообразным, несмотря на то, что он несколько более прост
в технологическом отношении.
При обработке кольца по первому варианту за одну установку
осуществляется: подрезание торца А, обтачивание наружной ци-
линдрической поверхности, обработка отверстия В, нарезание резьбы
и отрезание детали.
134
Такой порядок обработки обеспечивает точное взаимное поло-
жение элементов детали. Обработка по второму варианту характе-
ризуется подрезанием торца А со второй установки детали, что не
может обеспечить его надлежащую перпендикулярность к оси де-
тали, так как в таких случаях возникает дополнительная ошибка
установки кольца в зажимном приспособлении.
На рабочем чертеже детали должен быть проставлен размер b
(фиг. 154, а), а не размер с (фиг. 154, б), что является по существу
исходным требованием в отношении обеспечения надлежащей точ-
ности обработки детали.
Методы чистовой обработки отверстий втулок
Во многих случаях отверстие втулки должно быть обработано
более точно и с более высокой степенью чистоты поверхности, чем
наружная поверхность втулки. Например, в измерительных при-
борах втулка своей наружной цилиндрической поверхностью часто
неподвижно сопрягается с отверстием корпусной детали, а внутрен-
няя поверхность втулки сопрягается с перемещаемым в процессе
работы прибора измерительным стержнем или вращающимся вали-
ком, осью или шпинделем.
В зависимости от формы, размеров, допусков и применяемых
материалов осуществляются различные методы чистовой обработки
втулок, например: развертывание, растачивание, протягивание,
внутреннее шлифование и т. д.
Развертывание после сверления отверстия является
основным методом чистовой обработки втулок с диаметром отверстия
до 12—15 мм и при допусках на диаметр по 2—3-му классам точности
(классы чистоты поверхностей — 7—9-й, ГОСТ 2789-51). При до-
пуске на диаметральный размер по 3-му классу осуществляется
обычно однократное развертывание отверстия и при допуске по
2-му классу — двукратное. Следует отметить, что длинные отверстия
требуют для достижения высокой точности большего числа опера-
ций, чем короткие отверстия.
Отверстия диаметром от 12 до 50 мм до развертывания подвер-
гаются зенкероваиию или растачиванию.
Высокая точность этих отверстий (классы 2-й и 2а) достигается
последующим одно- или двукратным развертыванием их. Втулки,
установленные с натягом в отверстия корпусных деталей приборов,
подвергаются еще последующему развертыванию вручную. Бла-
годаря этому устраняются неточности формы внутреннего отвер-
стия, возникшие при постановке втулки.
Растачивание применяется в ряде случаев как способ
обработки, заменяющий зенкерование и развертывание гладких
отверстий преимущественно значительных диаметров (свыше 30 мм),
а также для получения в отверстиях внутренних уступов, кольцевых
канавок и аналогичных элементов. В результате чистового растачи-
вания отверстий достигаются 6—7-й классы чистоты поверхностей
(ГОСТ 2789-51).
135
Тонкое (алмазное) растачивание применяется в качестве опера-
ции чистовой обработки втулок из латуни или бронзы и при неболь-
вюй толшине стенок втулок, когда требуется получить точное от-
верстие (1-й-класс и выше) и высокую степень чистоты поверхности
(9'—10-й классы).
Протягивание или прошивание втулок осуще-
ствляется главным образом в условиях крупносерийного производ-
ства.
В результате протягивания (обычно сразу после сверления)
отверстие получается достаточно точным по диаметру (классы 2-й—
2а) и с чистотой поверхности, соответствующей примерно 8-му
классу (ГОСТ 2789-51).
Однако для успешного выполнения операции протягивания
цилиндрического отверстия необходимо, чтобы втулка имела удоб-
ную для установки конструктивную форму, равномерную толщину
стенок и, по возможности, торец, перпендикулярный к оси отверстия
втулки.
Для получения более гладкой внутренней поверхности втулки
применяется последующее протягивание или прошивание отверстия
сглаживающей протяжкой или прошивкой. Простыми способами
отделки внутренних цилиндрических поверхностей, которые при-
меняются главным образом для втулок и других деталей из цветных
металлов, является продавливание отверстий полированной сталь-
ной оправкой или с помощью шарика.
Операция продавливания отверстий шари-
ком характеризуется высокой производительностью — на обра-
ботку одного отверстия продавливанием затрачивается 0,01—0,03 мин.
Для получения в результате продавливания шариком чистой по-
верхности втулки необходимо иметь некоторый натяг между шариком
и отверстием. Чистота поверхностей отверстий, обработанных шари-
ком, зависит от ряда факторов и, в частности, от материала
Детали.
При хорошо закаленном и тщательно отполированном шарике
в бронзовых втулках достигаются 8—10-й классы чистоты поверх-
ности отверстий и в стальных—8—9-й классы.
Внутреннее шлифование применяется главным об-
разом для отделочной обработки стальных закаленных втулок, на-
чиная с диаметра 10—15 мм. Шлифование отверстий в сравнении
с другими способами обработки является менее производительным
способом, и его применяют в ограниченных случаях при обработке
незакаленных деталей. Например, внутреннее шлифование осу-
.ществляется, когда нельзя обработать начисто отверстие путем раз-
вертывания или протягивания. Наличие продольных (шпоночных)
и поперечных пазов или вырезов более сложного очертания на вну-
тренней части втулки характерно для применения операций внутрен-
него шлифования.
В результате шлифования точность размера диаметра отверстия
получается по 2—3-му классам и выше; чистота поверхности—в пре-
делах 8—10-го классов.
J36
В тех случаях, когда требуется получить более высокую точность
размера диаметра (1-й класс и выше) и чистоту поверхности по 11—
13-му классам, применяется еще доводка отверстия
притиром или отделка специальной головкой с абразивными
брусками (хонингование).
Отверстия малых диаметров, т. е. примерно до 10—15 мм, в за-
каленных втулках с целью достижения высокой точности размеров,
и чистоты поверхностей подвергаются доводке без предварительного,
шлифования; процесс доводки таких отверстий расчленяется на
2—3 операции: черновую, чистовую и отделочную.
Обработка конических отверстий
Получение конических отверстий во втулках осуществляется
путем растачивания и развертывания.
Растачивание применяется главным образом для получения ко-
нических отверстий значительных размеров (D >30 мм) и при срав-
нительно большой конусности.
Конические отверстия малых диа-
метров и с небольшой конусностью
(примерно до 1 : 20) получаются из
цилиндрических путем их разверты-
вания коническими развертками.
Отверстия средних диаметров в
тех случаях, когда требуется полу-
чить большую конусность, после свер-
ления дополнительно еще рассверли-
ваются по ступеням на различную
глубину сверлами несколько боль-
ших диаметров. Полученное таким
способом ступенчатое отверстие за-
тем развертывается или растачи-
вается начисто с надлежащей конус-
ностью.
В серийном производстве обра-
ботка конического отверстия втулки
осуществляется на револьверном
станке за три-четыре перехода
(фиг. 155), которые следуют в таком
порядке:
1) сверлить отверстие;
2) развернуть отверстие начерно
конической разверткой или-------Л-
3) развернуть отверстие
раз;
4) развернуть отверстие
(отделочное развертывание).
Первая (черновая) развертка, имеющая форму зенкера, со сту-
пенчатым расположением элементов режущих лезвий по винтовой
лрнии, . предназначена для удаления основной массы металла.
137
перкой;
второй
Фиг. 155. План обработки кони-
ческого отверстия на револьвер-
ном станке:
1 — сверление отверстия; 2 — первое раз-
вертывание; 3— второе развертывание;
4— отделочное развертывание.
начисто
Вторая развертка имеет более мелкие ступени, расположенные по
винтовой линии. Третья развертка имеет прямолинейные режущие
лезвия с углом наклона, соответствующим требуемой конусности.
Для получения точного большего диаметра (D) конического
отверстия на гладкую часть развертки насаживается и закрепляется
в соответствующем положении ограничительное кольцо, которое
по достижении требуемого размера диаметра упирается в торец
обрабатываемой втулки, благодаря чему предупреждается даль-
нейшее увеличение диаметра отверстия.
Конические отверстия в стальных закаленных втулках при не-
обходимости подвергаются внутреннему шлифованию и доводке.
“Следует отметить, что доводка конических отверстий в сравнении
с цилиндрическими в отношении получения высокой чистоты по-
верхности является более трудной [3].
Технология обработки дисков
В зависимости от материала заготовки, формы и размеров
способы изготовления дисков приборов разделяются следующим
образом:
1) тонкие диски из стали или латуни толщиной до 4—5 мм при
диаметре до 100 мм и толщиной до 6 мм при диаметре до 150—180 мм
получаются путем холодного штампования из листового материала;
2) диски диаметром до 60 мм с повышенной толщиной получаются
путем предварительной обработки и отрезания от прутка на токар-
ном, револьверном станках или автомате;
3) толстые диски диаметром от 50 до 180 мм получаются путем
отрезания от прутка (болванки) с помощью дисковой пилы и после-
дующей токарной обработки;
4) диски сложной формы средних и больших размеров получаются
путем горячего штампования или отливки заготовок и последующей
механической обработки.
Кроме конфигурации и размерных характеристик дисков, на
•структуру технологического процесса изготовления их большое
влияние оказывает также тип производства.
Штампование заготовок дисков характерно в условиях крупно-
серийнрго производства, а отрезание заготовок от прутка — глав-
ным образом в мелкосерийном производстве.
В процессе холодного штампования заготовки
диска из тонкого листового материала часто с вырубанием диска
по внешнему контуру одновременно пробиваются также и необхо-
димые отверстия, например, центральное и отверстия, расположен-
ные по окружности.
Если диаметры отверстий в диске малы, то отверстия получают
в процессе дальнейшей обработки путем сверления.
Торцевые плоскости стальных дисков обрабатывают на плоско-
шлифовальном станке, укладывая на магнитной плите одновременно
несколько дисков. Плоскости тонких дисков малых диаметров из
цветных немагнитных металлов и их сплавов подвергаются тонкому
138
точению с закреплением дисков с помощью специальных цанговых
патронов. Тонкие диски средних диаметров преимущественно из
цветных металлов закрепляются для обработки с помощью вакуум-
ных патронов (фиг. 156а). Обрабатываемый диск центрируется
штифтами 1, базируясь на резиновой прокладке. Воздух из кольце-
вой камеры 2 отсасывается
через каналы 3 и отверстие
шпинделя вакуумным насо-
сом. Вследствие этого об-
рабатываемая деталь давле-
Резинобая
прокладка
Фиг. 1566. Магнитный патрон с постоян-
ным магнитом.
Деталь '
Фиг. 156а. Вакуумный
патрон.
Фиг. 157. Отрезание
дисков с помощью
сборной многорезцо-
вой гребенки.
нием атмосферного воздуха прижимается к резиновой прокладке
патрона. Диски из магнитных металлов закрепляются для обработки
при помощи магнитных патронов (фиг. 1566).
Изготовление дисков и шайб из прутка на токарном и револь-
верном станках или на токарном автомате в значительной мере
сходно с обработкой втулок из прутка. Для
повышения производительности труда процесс
обработки осуществляется следующим путем:
обтачивание наружной поверхности и сверле-
ние центрального отверстия в прутке произ-
водятся сразу на несколько заготовок дисков
(5—10 шт.), а затем выполняется отрезание
их с помощью сборной отрезной ступенча-
той гребенки (фиг. 157) за один поперечный
ход каретки супорта. Ступенчатое распо-
ложение режущих лезвий отрезных резцов
дает возможность осуществить отрезание ди-
сков в определенной последовательности, на-
чиная с первого диска, расположенного у торца прутка, и кончая
последним диском у патрона. Торцы отрезанных дисков подвер-
гаются последующей механической обработке путем чистового точе-
ния и шлифования.
Технологический процесс изготовления
дисков диаметром от 50 до 100 мм и толщиной от 10 до
139
30 мм при условиях мелкосерийного производства выполняется
в следующем порядке:
1) отрезание заготовки по длине на 10—12 деталей;
2) подрезание торцов (или зачистка);
3) центрование заготовки с обоих торцов;
4) обтачивание наружной цилиндрической поверхности с двух
установок (с перестановкой хомутика);
5) прорезание кольцевых канавок на глубину, соответствую-
щую размеру сечения диска в радиальном направлении —
Rbh)>
6) сверление и рассверливание отверстия с предварительным за-
креплением заготовки одним конном в патроне и с использова-
ни ем люнета для поддерж-
ки второго конца заготовки
(фиг. 158); в результате рас-
сверливания диски пооче-
редно отделяются от заго-
товки;
7) подрезание на токар-
ном станке одного из тор-
цов и снятие фасок;
8) подрезание второго-
торца, обработка отверстия
(развертывание или раста-
чивание) и снятие фасок;
9) обработка профильных
элементов в отверстии -— па-
Фиг. 158. Рассверливание заготовок
дисков.
зов, уступов и т. п.;
10) термическая обработка — закалка, отпуск и старение;
11) очцстка на пескоструйном аппарате;
12) шлифование отверстия и одного из торцов;
13) шлифование второго торца;
14) шлифование наружной цилиндрической поверхности при
установке детали отверстием на оправке.
Точные диски приборов диаметром свыше 80—100 мм в усло-
виях индивидуального и мелкосерийного производства изготовляются
в результате обработки отдельных заготовок, полученных путем
отрезания от материала круглого сечения или из штампованных
заготовок дисков.
Процесс обработки точных дисков эволь-
вентомера (МЙЗ), которые изготовляются из легированной
инструментальной стали марки ХГ, является характерным для мел-
косерийного производства. Технологический процесс таких дисков
осуществляется в следующем порядке:
1) отрезание заготовки;
2) зачистка торцов;
3) токарная обработка по переходам (фиг. 159): а) подрезать то-
рец, б) проточить кольцевую канавку, в} снять фаску 1,2x45°,
г) сверлить отверстие диаметра 28 мм, д) расточить отверстие до
140
лиаметра 29,6+°л; е) подрезать второй торец, ж) проточить коль-
цевую канавку, з) снять фаску 1,2x45°;
4) обтачивание наружной цилиндрической поверхности с пред-
варительной насадкой диска на оправку;
5) термическая обработка (Яс “58-.— 64) —
закалка, отпуск и старение;
6) очистка на пескоструйном аппарате;
7) шлифование на круглошлифовальном
станке отверстия до диаметра 29,97+0-01 и пер-
вого торца;
8) шлифование на плоскошлифовальном стан-
. ке второго торца с соблюдением допуска на раз-
мер толщины диска и допуска на отклонение от
параллельности торцов (не выше 0,005 мм);
9) шлифование наружной цилиндрической по-
верхности с оставлением припуска под доводку
Ю,005—0,007 мм;
Фиг. 159. Схема
установки в патро-
не диска эвольвен-
томера для токар-
ной обработки.
10) доводка отверстия до диаметра 30'°1С105;
11) доводка наружной цилиндрической поверх-
ности;
12) гравирование знаков маркировки (с по-
мощью электрографа).
3. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ЛИМБОВ И БАРАБАНОВ
Основные положения
Лимбы и барабаны являются основными деталями отсчетных
устройств универсальных измерительных приборов и от точности
изготовления их в известной мере зависит точность прибора в целом.
Лимбом называется диск с круговой шкалой, которая распо-
ложена на торцевой плоской поверхности или на конической по-
верхности, имеющей угол конуса при вершине не менее 120°.
Отсчетным барабаном или просто барабаном называется в из-
мерительных приборах деталь, имеющая форму втулки или кольца,
у которой штрихи и цифры нанесены на цилиндрической поверх-
ности или на конической поверхности детали, имеющей сравнительно
малую конусность, характеризуемую наклоном образующей по от-
ношению к оси детали до 20—30°.
На лимбах и барабанах наносятся круговые непрерывные шкалы
для отсчета в угловых или в линейных мерах. Детали с неполными
круговыми шкалами в зависимости от характеристики шкалы и
формы детали называются отсчетными сегментами, секторами и
полудисками.
Наружные вращающиеся лимбы и барабаны различных механи-
ческих приборов изготовляются из стали и цветных металлов, а
внутренние лимбы оптико-механических приборов — обычно из
оптического стекла. Для изготовления дисков с круговыми шкалами
(циферблатов), применяемых в приборах и инструментах универ-
сального назначения, используется тонкая листовая сталь, а также
141
высококачественная плотная бумага; такие диски или сохраняю
приданное им при сборке неподвижное положение, или поворачи-
ваются при настройке прибора.
Материалами для изготовления лимбов и барабанов служат!
сталь со средним содержанием углерода (0,5—0,3%), латунь, алю-
миниевые сплавы, нейзильбер (никелевая латунь) и серебро. В по-
следнем случае для экономии материала на корпус лимба или ба-
рабана припаивается лента из серебра, на которую в дальнейшем
наносится шкала.
Общим эксплуатационным требованием для деталей, на которые
наносятся шкалы, является получение надлежащего матового фона
поверхности и контрастных (четких) штрихов и цифр. С этой целью
поверхность шкалы лимба или барабана, изготовленного из металла,,
подвергают специальной отделке или металлопокрытию, в частности,
матовому хромированию (сталь, латунь), а углубления штрихов,
цифр и знаков заполняют черной краской или лаком. Поверхность
шкалы, полированная до зеркального блеска, является неприем-
лемой, так как она в значительной степени затрудняет отсчеты.
В зависимости от назначения и конструкции измерительного
прибора на лимбе, барабане, секторе или сегменте наносятся штрихи,
расстояния между осями которых характеризуют или угловые
величины — градусы, минуты и сёкунды, или линейные — милли-
метры, их доли и микроны.
Величина интервала между штрихами для нониусных угловых
шкал при отсчетах невооруженным глазом должна быть, например,
для угломеров с нониусом (ОСТ НКТМ 20127-39) не менее 0,6—-
0,7 мм и ширина штрихов — в пределах 0,08—0,12 мм', величина
отсчета этих угломеров 5 и 2'.
В более точных измерительных приборах и инструментах вели-
чина отсчета по круговым шкалам составляет 1' и 30", а в особо*
точных приборах — 10, 5, 2 и 1". Ширина штрихов в связи с этим
уменьшается до 6—8 мк. Такие штрихи едва заметны невооруженным
глазом, и для отсчета измеряемых величин необходимы вспомога-
тельные к лимбам устройства — лупы или микроскопы с увеличе-
нием в 20—50X- В этих случаях весьма существенное значение
имеет выбор надлежащего материала шкалы лимба по обрабаты-
ваемости в смысле получения тонких и ровных штрихов и знаков.
Наиболее подходящими материалами при указанных выше требо-
ваниях для шкал лимбов являются нейзильбер (никелевая латунь}
или серебро.
Технологический процесс обработки лимбов и барабанов
Предварительная механическая обработ-
к а лимбов и отсчетных барабанов во многом сходна с механи-
ческой обработкой дисков и втулок, и в связи с этим здесь операции
предварительной обработки лимбов и барабанов не рассматри-
ваются. Характерной операцией (или переходом) для лимбов и ба-
рабанов с коническими поверхностями для шкал является обтачи-
142
вание конической поверхности, которое выполняется на токарном
станке со специальной наладкой.
Последующая обработка в зависимости от мате-
риала лимба заключается или в чистовом обтачивании, а затем шли-
фовании абразивным кругом (например, лимбов и барабанов и»
стали) или в чистовой токарной обработке и зачистке абразив-
ной шкуркой и древесным углем (например, лимбов, изготовляемых
из цветных металлов и их сплавов).
Точные лимбы и отсчетные барабаны подвергаются искусствен-
ному старению в масле, подогретом до надлежащей температуры.
Окончательная токарная обработка лимба состоит в прецизион-
ном растачивании отверстия, обтачивании торцов, цилиндрических
и конических поверхностей под шкалу.
Указанная окончательная обработка лимбов осуществляется на
прецизионном токарном станке. При обработке деталей из цветных
металлов и их сплавов последний проход резца выполняется с малой
подачей, после чего поверхность, предназначенная для нанесения
штрихов, цифр и знаков, зачищается с помощью тонкой абразивной
шкурки. Стальные лимбы и барабаны до нанесения штрихов,цифр
и знаков подвергаются шлифованию и зачистке абразивной шкур-
кой или обработке на пескоструйном аппарате мелкозернистым
абразивом (60—80 мк) для получения матовой поверхности.
После указанных операций детали подвергаются антикоррозион-
ной обработке.
Штрихи, цифры и знаки на лимбах или от-
счетных барабанах наносятся различными способами:
механическим на делительной машине и гравировальном станке
непосредственно на металлической поверхности, механическим на
лаковой пленке с последующим травлением штрихов и знаков,
фотомеханическим, штампованием или накаткой и печатанием [3].
Некоторые из указанных способов практически трудно осущест-
вить на криволинейных поверхностях (цилиндрических и кониче-
ских) барабанов и лимбов, например, фотомеханический, который
получил распространение только при нанесении шкал на плоско-
стях.
Нанесение штрихов на весьма точных лимбах производится
главным образом при помощи круговых делительных машин непо-
средственно на отделанную под шкалу поверхность лимба. На лим-
бах средней точности штрихи наносятся также с помощью круговых
делительных машин — непосредственно на металлическую поверх-
ность, т. е. прорезаются штрихи в металле специальным резцом [3],
или по лаковому слсю (пленке) с последующим травлением после
нанесения штрихов и гравирования необходимых цифр и знаков.
Операция гравирования цифр и знаков выполняется на гравиро-
вальном станке с помощью специального поворотного приспособле-
ния, которое дает возможность периодически поворачивать лимб
или барабан и фиксировать его в надлежащих положениях.
Замкнутые, т. е. сплошные круговые шкалы на лимбах и бараба-
нах, представляющих собой по форме тела вращения, наносятся без
143
предварительной разметки начала шкалы. Перед нанесением не-
полной круговой шкалы (секторной) предварительно намечают по-
ложение первого штриха, ориентируясь от установочной базы —
грани детали, выступа, паза или отверстия. Для этого применяется
приспособление в виде накладки со штифтом, входящим в паз или
отверстие, и скошенной гранью, на которой фиксировано положение
начального штриха.
Для установки лимбов на делительной машине с использова-
нием в качестве базы отверстия применяется коническая оправка.
При установке лимба существенное значение имеет соосность конуса
делительной машины и лимба; В связи с этим оправка подвергается
тщательному центрированию с по-
мощью индикатора или миниметра.
При возникновении эксцентриси-
тета между осью шпинделя (осью
Фиг. 161. Самоцентрирующая
оправка для нанесения штрихов
на лимбах.
Фиг. 160. Центрировочная головка
для установки лимбов на круговой
делительной машине.
мин.,
вращения) и осью отверстия лимба наибольшая величина угловой
•ошибки может быть определена по формуле
, 4е-3438
Ъя = —D .......
где е—величина смещения оси посадочного отверстия лимба от-
носительно оси вращения в мм;
D — диаметр шкалы в мм.
В точных круговых делительных машинах вместо конической
оправки применяется центрировочная головка (фиг. 160).'Головка 1
имеет четыре горизонтальных центрировочных винта 2, располо- .
женных попарно под углом 90°, и три вертикальных винта 3 для
выверки детали в горизонтальной плоскости. В центральное отвер-
стие головки посажен конус, на котором базируется оправка для
лимба. Посадка лимба в большинстве случаев производится по цен-
тральному отверстию на простую или на самоцентрирующую оправку
(фиг. 161), устройство и действие которой достаточно ясно из чер-
тежа .
Нанесение цифр на лимбах осуществляется на
гравировальных станках с помощью специального приспособления,
обеспечивающего поворот детали (лимба) и установку ее в требуемых
положениях. Для выполнения поворотов лимба на гравировальном
станке применяется также делительная головка.
144
С целью получения более ясных и четких цифр с толщиной
линий до 0,3 мм при механическом способе гравирования осуще-
ствляется дву- или трехкратная обводка контура цифр и знаков
гравировальной фрезой.
После нанесения штрихов, цифр и знаков поверхность шкалы
металлического лимба подвергается отделке для удаления заусен-
цев и создания чистого матового фона шкалы. Отделка лимбов и
отсчетных барабанов выполняется на доводочно-полировальной го-
ловке или на станке с помощью абразивной шкурки и полировальника
с микропорошком, пастой ГОИ или пемзой.
Лимбы из цветных металлов и их сплавов начисто отделываются
мелким древесноугольным порошком: латунные и алюминиевые —
березовым с применением воды, а серебряные—липовым или
ольховым с применением в качестве смазки деревянного масла.
Чернение штрихов, цифр и знаков выполняется
эмалевой краской или лаком черного цвета до операции окончатель-
ной зачистки шкалы. Для ускорения высыхания краски применяют
искусственную сушку, помещая деталь в сушильный шкаф при тем-
пературе в рабочей зоне 80—110°.
Лимбы и отсчетные барабаны, штрихи и знаки на которых по-
лучены путем травления, должны подвергаться тщательной анти-
коррозионной обработке [3]. Механическая отделка шкал лимбов
в случаях получения их травлением по объему работ менее сложна,
чем при чисто механическом способе нанесения штрихов и знаков,
когда возникают заусенцы, которые трудно удалять при отделке
шкалы.
Штампование штрихов, цифр и знаков на
лимбах осуществляется для инструментов и приборов относительно
невысокой точности. Этот способ характеризуется высокой произ-
водительностью труда и применяется в условиях крупносерийного
и массового производства, например, при изготовлении отсчетных
барабанов микрометров, головок микрометрических штихмасов.
Специальные приспособления для штампования штрихов и знаков
в таких случаях проектируются в соответствии с конструкцией и
техническими требованиями, предъявляемыми к барабану или лимбу.
Наряду со штампованием круговых шкал барабанов применяется
также накатывание шкал стальным закаленным роликом, на рабо-
чей поверхности которого имеются необходимые выступы для
образования штрихов, цифр и знаков на барабанах [2].
Изготовление контрольных н точных делительных дисков
Технологический процесс изготовления точного делительного
диска в начальной стадии не отличается от технологии изготовления
обычного гладкого диска. Последующая механическая обработка
диска заключается в фрезеровании, а затем в шлифовании впадин;
для осуществления указанных операций пользуются универсальной
делительной головкой или другими делительными приспособлениями.
Принцип окончательной обработки диска в значительной мере
зависит от профиля впадины.
Ю Ведмидский 2 145
Рациональный профиль впадины точного делительного диска
изображен на фиг. 162.
В рассматриваемом случае при радиальном направлении одной
из сторон профиля впадины (сторона Л) и тщательной обработке ее,
при соблюдении заданного шага расположения в пределах жесткого
Фиг. 162. Рациональ-
ный профиль впади-
ны точного делитель-
ного диска.
допуска, защелка 2 делительного механизма
прибора должна обеспечить точную фиксацию
делительного диска в требуемом положении.
Вторая сторона профиля впадины (сторо-
на В), расположенная под некоторым углом
к радиальному направлению, может быть обра-
ботана менее точно, так как она служит для
ограничений глубины вхождения защелки во
впадину.
Точные делительные диски, изготовляемые
из стали, после предварительной механической
обработки подвергаются термической обработ-
ке — закалке, отпуску и старению.
Затем осуществляется шлифование отвер-
стия, плоскостей и цилиндрической поверх-
ности. Обработка впадин по профилю путем
шлифования разделяется на предварительное
и окончательное шлифование. При окончательном прецизионном
шлифовании обрабатываются только стороны профиля А.
Изготовление тонких отсчетных дисков и пластинок
Тонкие отсчетные диски-циферблаты или отсчетные пластинки
со шкалами и внешним контуром в виде сегмента, сектора или полу-
диска, применяемые в конструкциях универсальных приборов со
стрелочными указателями, изготовляются из
листовых материалов. Наиболее распростра-
ненными листовыми материалами для изго-
товления указанных деталей являются: сталь,
латунь, алюминий, целлулоид, плотная чер-
тежная бумага и т. д.
Для отсчетных дисков и аналогичных де-
талей используется листовая сталь марок
30—45 толщиной 0,2—0,5 мм\ латунь приме-
няется примерно такой же или несколько
меньшей толщины.
Фиг. 163. Отсчетный диск
(шкала) индикатора ча-
сового типа.
Рассматриваемый ниже технологический процесс изготовления
наиболее прочных тонких отсчетных дисков из листовой стали яв-
ляется в достаточной степени характерным. Эти диски применяются,
например, в индикаторах часового типа (фиг. 163), а также в конструк-
циях ряда других измерительных приборов.
После вырубания на прессе листовой заготовки по контуру и
сверления в надлежащих местах отверстий заготовку зачищают на
ленточно-шлифовальном станке; в особенности тщательно обрабаты-
146
вают ее лицевую сторону. Чтобы получить равномерно матовую
поверхность шкалы до наложения металлопокрытия электролити-
ческим способом, лицевую сторону заготовки подвергают обработке
на пескоструйном аппарате мелкозернистым абразивом (50—80 лик).
Затем осуществляют соответствующую подготовку (очистку, про-
мывку, обезжиривание) и наложение металлопокрытия. В каче-
стве металлопокрытий для шкал используют такие металлы, как
хром, никель и серебро. Вместо покрытия металлом лицевую по-
верхность шкалы покрывают также эмалевой краской белого или
желтого цвета.
После покрытия металлом на поверхности детали, имеющей
серебристо-матовый фон, типографским способом печатается шкала.
Для этого применяется металлическая матрица, на поверхности
которой нанесены все необходимые штрихи, цифры и знаки в на-
туральную величину. Матрица устанавливается на столике специаль-
ного приспособления.
В процессе работы матрица смазывается типографской краской,
задерживающейся в углублениях штрихов, цифр и знаков.
Для лучшего распределения и удержания краски в углублениях
рабочая поверхность нагретой матрицы во время наладки приспо-
собления предварительно покрывается воском. В результате вы-
полнения этой подготовительной операции должно быть обеспечено
равномерное заполнение штрихов и углубление воска.
Печатание шкалы на пластинке осуществляется следующим об-
разом: краска из углублений матрицы переводится сначала на ре-
зиновый валик, а с него — на рабочую поверхность пластинки.
Для печатания шкал наряду с валиком применяется также резино-
вая груша. Нажимая резиновой грушей на поверхность матрицы,
переносят все штрихи, цифры и знаки с матрицы на резиновую
грушу (подушку) и через нее—на циферблатный диск.
Детали с отпечатанными шкалами подвергаются выдержке в су-
шильном шкафу при температуре 60—70° в течение 4—5 час. Затем,
чтобы предохранить шкалу от повреждения, ее покрывают прозрач-
ным лаком, который в течение 20—25 мин. высыхает и закрепляется
на поверхности.
4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИКОВ
Основные схемы обработки эксцентриков
По конструктивно-технологическим признакам эксцентрики, при-
меняемые в приборах, можно разделить на следующие типы:
1) эксцентрик в виде диска, составляющего одно целое с валиком,
т. е. по существу диск с эксцентрично расположенными цапфами
(эксцентриковый валик);
2) эксцентрик в виде простого гладкого диска с отверстием,
ось которого смещена относительно оси наружной цилиндрической
поверхности на величину эксцентриситета;
* 147
3) эксцентрик в виде ступейчатого Диска, оДна из наружных
цилиндрических поверхностей которого расположена по отношению
к отверстию эксцентрично.
В двух последних случаях эксцентрик насаживается на вал и
закрепляется на нем с помощью шпонки или винта.
Эксцентрики изготовляются из углеродистой стали марок
У8А, 45 и 50 или из цементуемой стали марок 15 и 20. После пред-
варительной механической обработки заготовки эксцентриков обыч-
но подвергаются термической обработке.
Основными операциями предварительной механической обработки
эксцентриков являются обтачивание и шлифование наружных по-
верхностей и обработка отверстия.
Для обеспечения требуемых размеров и эксцентриситета обра-
ботка эксцентрика выполняется в определенном порядке с примене-
нием специального приспособления для закрепления, например,
патрона с эксцентрично расположенной цангой. Распространенными
способами обработки эксцентриков являются:
1) обработка с двух установок в патроне;
2) обработка с одной установки и двух позиций.
В последнем случае обработка эксцентриков осуществляется
с помощью специального патрона или планшайбы с кареткой, кото-
рая вместе с закрепленной деталью может перемещаться по напра-
вляющим планшайбы в диаметральном направлении.
Фиг. 164А. ЭксцеЕггрик, составляющий одно целое с валиком.
Для обработки цилиндрических поверхностей эксцентрика, соста-
вляющего одно целое с валиком, в условиях мелкосерийного произ-
водства после подрезания валика на каждом его торце выполняются по
два центровых отверстия на расстоянии между их осями, равном за-
данному эксцентриситету. Затем валик устанавливается в центрах
токарного станка сначала на одну пару отверстий, и обрабаты-
вается поверхность 1 (фиг. 164А); далее деталь переставляется на
вторую пару центровых отверстий, и обтачиваются цилиндрические
поверхности 2.
Указанный способ обработки эксцентрика можно осуществить
при условии, если два центровых отверстия при определенных соот-
ношениях размеров удобно размещаются на торце детали или,
другими словами, когда соблюдены следующие условия:
D d .
е < Т “ 2 И е>йГ0’
148
где е — эксцентриситет в мм;
D — диаметр дисковой части эксцентрика в мм;
d — диаметр валика (цапфы) эксцентрика в мм;
do — наибольший диаметр конуса центрового отверстия в мм.
Для обработки коротких эксцентриковых валиков применяются
также специальные патроны. Корпус специального патрона кон-
центричен по отношению к шпинделю станка. Зажимная цанга рас-
положена в корпусе патрона эксцентрично, благодаря чему и обес-
печивается при токарной обработке или шлифовании требуемый
эксцентриситет между осями обрабатываемой цилиндрической по-
верхности и базовой поверхности
Фиг. 164Б. Схемы установки дискового эксцентрика в трехкулачковом
патроне:
а — с призматической прокладкой; б — с сегментной прокладкой.
Обработку эксцентрика дискового типа
осуществляют путем установки его в трехкулачковом патроне,
используя в качестве базы наружную цилиндрическую поверхность
(фиг. 164Б).
Для получения заданного эксцентриситета между деталью и
одним из кулачков устанавливается призматическая -прокладка
надлежащей толщины (фиг. 164Б, а) или при значительном эксцен-
триситете—прокладка на два кулачка в виде сегмента (фиг. 164Б.6)1.
При первом способе установки толщина прокладки составляет
А = 7? + е—г,
где А — толщина прокладки в мм;
R — расстояние от оси вращения до кулачков в мм;
е — требуемый эксцентриситет в мм;
г — радиус закрепляемой детали в мм.
1 Р. А. Иессея, Обработка эксцентричных деталей, «Станки и инстру-
мент» № 12, 1947.
1.49
Из прямоугольного треугольника КОМ следует:
КМ* = Кг — (4)2’
а из треугольника KNM
Таким образом,
Определяя из этого уравнения R и подставляя полученное зна-
чение в предыдущее уравнение, находим
А = 1,5е — г + 1/~ гг — е2 .
’ 1 г 4
Разлагая выражение под корнем в ряд и ограничиваясь двумя
членами ряда, получим
откуда
или
Л=1Ле(1+4).
Второй способ установки эксцентриков в трехкулачковом па-
троне применяется для создания значительных по величине эксцен-
триситетов (фиг. 164Б, б). На основании изображенной схемы можно
написать:
R = e-]-r.
Из прямоугольного треугольника KNM следует:
K7M2=G4 + r)2-(e + 4)\
а из треугольника КОМ
км* ==&-(£>£.
Следовательно,
(л+г)--(е+4)*=^-(|у.
Раскрывая скобки и решая уравнение относительно А, получим
Л = (г + 1,5е)2 + 4 е2 .
150
Разлагая выражение под корнем в ряд и ограничиваясь двумя
членами ряда, получим
+sW
Следует иметь в виду, что значение А по этой формуле получается
завышенным. Так, при d = 60 мм тл'е ~ 24 мм А получается завы-
шенным на 0,076 мм и соответственно эксцентриситет е завышен на
0,05 мм.
Эксцентрики в виде простого гладкого диска с отверстием в
условиях серийного производства изготовляются в следующем по-
рядке. Сначала обрабатываются отверстие и торцы диска. Затем,
насадив диск на эксцентричную оправку или на цапфу приспособле-
ния, выполняют обтачивание и шлифование наружной цилиндриче-
ской поверхности эксцентрикового диска.
Фиг. 165. Схема установки дискового эксцентрика в четырех-
кулачковом патроне.
Обработку эксцентрика в виде ступенча-
того диска или втулки в условиях индивидуального
или мелкосерийного производства можно выполнять с помощью
универсального четырехкулачкового патрона, осуществляя с этой
целью две у ста н о в к и д ета л и.
В изображенном на фиг. 165 эксцентрике наружная цилиндри-
ческая поверхность диаметра DH должна быть концентрична с по-
верхностью отверстия диаметра do; одновременно внешняя поверх-
ность с меньшим диаметром dH должна иметь другую геометрическую
ось, смещенную относительно первой на величину эксцентриситета е.
В первой установке (фиг. 165, а) заготовка детали закрепляется
в кулачковом патроне по ступени меньшего диаметра. С этой уста-
новки обтачивается наружная поверхность в размер DH и растачи-
вается отверстие диаметром d0.
Во второй установке в качестве базы для крепления детали
используется наружная цилиндрическая поверхность диаметра DH
(фиг. 165, б). Перемещая противоположные кулачки и Л'2 в одном
направлении, можно установить деталь в патроне с требуемым
151
эксцентриситетом е. Для этого необходимо воспользоваться калибро-
вой оправкой, которая вставляется в ранее обработанное отверстие
(на фиг. 165, б оправка показана пунктиром), и необходимыми изме-
рительными средствами (индикатором, концевыми мерами).
После закрепления всех кулачков патрона и окончательной про-
верки установки детали выполняется обработка цилиндрической
поверхности диаметром dH.
Обработка эксцентрика с одной установ-
ки и двух позиций заключается в следующем.
Деталь закрепляется на подвижной части специального патрона
(на каретке), которая имеет возможность перемещаться по план-
шайбе (или в корпусе) и фиксироваться в необходимых положениях.
Каретка с деталью типа эксцентрика обычно фиксируется в двух
положениях, при которых выполняется обработка соответствующих
цнлиндрическйх поверхностей, располагаемых эксцентрично друг
по отношению к другу.
При обработке эксцентрика с одной установки, но с двух пози-
ций, точность заданного эксцентриситета получается более высокой,
чем при обработке его с двух установок, так как исключается влия-
ние погрешности повторной установки детали в патроне.
Следует отметить, однако, что полная обработка эксцентрика
с одной установки в силу конструктивной формы детали не всегда
возможна.
Приспособления для обработки эксцентриков
Приспособления для обработки эксцентриковых деталей разде-
ляются на две основные группы:
1) универсальные эксцентриковые патроны с переменным (регу-
лируемым) эксцентриситетом;
2) специальные эксцентрико-
вые патроны и оправки с по-
стоянным эксцентриситетом.
Эксцентрик в виде диска, у
которого наружная цилиндри-
ческая поверхность Должна
быть расположена эксцентрич-
но по отношению к отверстию,
можно обработать, пользуясь
универсальным эксцентрико-
Фиг. 166. Схема устройства универсаль- вым патроном.
ного эксцентрикового патрона. Схема устройства и действия
этого приспособления показана
на фиг. 166. Деталь базируется отверстием на пальце Пг и за-
крепляется на поворотной части патрона 1. Поворотная часть 1
снабжена с противоположной стороны пальцем /7Ь входящим
в отверстие корпуса или планшайбы патрона. Ось этого отверстия
смещена относительно оси вращения шпинделя станка на вели-
чину et; геометрические оси пальцев nt и Пг смещены на величину
еъ относительно друг друга.
152
В положении поворотной части 1, показанном на фиг. 166, резуль-
тирующий эксцентриситет обрабатываемой детали, очевидно, полу-
чится наименьшим
еп11Л :3= С1 е2‘
Если промежуточную деталь патрона 1 повернуть на угол 180°,
то можно получить у обрабатываемого эксцентрика наибольший
эксцентриситет
етех — е1 + е2‘
При повороте промежуточной детали патрона 1 на некоторый
угол (в пределах от 0 до 180°) эксцентриситет обрабатываемой
детали можно определить по формуле
е — V е\ -j-— 2^^ cos у
или при постоянных значениях et и е2 и заданном е
cosy=>=
2eie2
Для обработки экс-
центриковых деталей
небольших размеров
применяется также цан-
говый эксцентриковый
патрон (фиг. 167), укре-
пляемый в коническом
отверстии шпинделя
станка. Устройство и
принцип действия этого
патрона заключаются в
следующем.
В гнездо корпуса па-
трона 1, ось которого
Фиг. 167. Универсальный цанговый эксцентри-
ковый патрон.
смещена относительно оси конического хвоста или шпинделя на
величину еи входит деталь 3 с фланцем. В отверстие указанной
детали, ось которого, в свою очередь, смещена относительно оси
гнезда корпуса на величину е2, устанавливается цанга 6.
Если деталь приспособления 3 вместе с цангой 6 поворачивать
относительно корпуса патрона, то результирующий эксцентриситет
между осью шпинделя и осью цилиндрической поверхности обраба-
тываемого эксцентрика будет изменяться от emln == —е2 до етах =
— ₽! + е2. Промежуточные значения эксцентриситета зависят от
угла поворота детали 3 относительно ее исходного положения и
могут быть определены по ранее приведенной формуле.
После поворота детали 3 на требуемый угол закрепление ее вы-
полняется с помощью болтов 4, головки которых входят в кольце-
вой паз. Обрабатываемая деталь закрепляется в цанге приспособ-
ления с помощью зажимной гайки 5. Стопорный винт 2 своим кон-
цом входит в продольный паз цанги, благодаря чему предотвращается
153
поворот цанги в процессе закрепления детали. Шкала эксцентриси-
тетов нанесена на цилиндрическую поверхность фланца.
В условиях крупносерийного производства приборов применя-
ются в основном цанговые патроны с постоянными эксцентрисите-
тами. Конструкция таких патронов проще конструкции универ-
сальных эксцентриковых патронов.
В качестве примера весьма простой конструкции приспособле-
ния с постоянным эксцентриситетом приводится также оправка
для одновременной обработки нескольких эксцентриковых дисков
(фиг. 168).
Фиг. 168. Оправка для обработки эксцентриковых дисков.
Наряду с рассмотренными применяется еще ряд конструкций
эксцентриковых патронов и оправок, которые необходимы как при
токарной обработке эксцентриков, так и при последующем шлифо-
вании их [2].
5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КУЛАЧКОВ
Методы получения профильных поверхностей на кулачках
Кулачки представляют собой детали с криволинейными рабо-
чими поверхностями и предназначаются для осуществления переме-
щений механизмов и рабочих деталей прибора по заданному закону.
В связи с этим рабочий профиль кулачка обрабатывается по различ-
ным кривым, например, по спирали, эвольвенте или кривой, состоя-
щей из дуг окружностей различных радиусов и прямых отрезков.
Кулачки применяются главным образом в приборах для автомати-
ческого контроля размеров деталей и для контроля зубчатых колес,
а также в некоторых оптико-механических приборах и в счетно-
аналитических машинах. В большинстве случаев кулачки изгото-
вляются в форме дисков с наружной криволинейной рабочей поверх-
ностью и, значительно реже, в виде цилиндрических барабанов
с криволинейными пазами.
Материалом для изготовления кулачков служит сталь конструк-
ционная (марок 45, 50, 15, 20) или инструментальная (марок У7А,
У8А), подвергаемая для повышения износоустойчивости соответ-
ствующей термической обработке.
Предварительная механическая обработка дисковых кулачков,
т. е. обработка торцов и отверстия, аналогична обработке круго-
вых дисков.
154
Специфическими операциями технологического процесса кулач-
ков являются операции обработки профильных поверхностей.
В зависимости от типа производства и характера профиля кулачка
применяется несколько способов обработки сложных профильных
поверхностей:
1) при индивидуальном изготовлении кулачков — фрезерование
профиля по разметке, опиловка и окончательная доводка по отдель-
ным составляющим элементам профиля с использованием для кон-
троля вспомогательных профильных калибров — «выработок» или
универсальных средств измерения;
2) при серийном изготовлении кулачков — механическая обра:
ботка на станках вначале путем фрезерования или точения по ко-
пиру (образцовому кулачку), а затем
окончательная обработка путем про-
фильного шлифования, а в случае
необходимости — последующей до-
водки .
В первом случае фрезерование
осуществляется с ручной подачей
по предварительно размеченному
профилю заготовки кулачка. Загоч
товка устанавливается на столе вер-
тикально-фрезерного станка. В про-
цессе обработки одновременно ис-
пользуются продольная и попереч-
ная подачи стола с таким расчетом,
чтобы концевая фреза обработала
кулачок по заданному контуру,
оставляя необходимый припуск на
последующую обработку.
Во втором случае предваритель-
ная механическая обработка кулачка
осуществляется на копировально-фрезерном станке, например типа
ОФ-8, в результате автоматической подачи при помощи копира или
образцового кулачка.
Распространенным способом предварительной обработки кулач-
ков по профилю является фрезерование их по копиру на
вертикально-фрезерном станке.
Для этого копир вместе с обрабатываемым кулачком закрепляется
на круглом столе (фиг. 169), установленном на супорте, который
в процессе работы перемещается по направляющим стола фрезерного
станка.
Вращение стола с деталью, насаженной на одну оправку
с копиром, выполняется через червячную пару. Копир прижимается
к ролику, насаженному на оси неподвижного кронштейна. Это при-
жатие выполняется с помощью груза, усилием пружины или давле-
нием воздуха на поршень в пневматическом цилиндре. Направле-
ние действия усилия на фиг. 169 показано горизонтально располо-
женной стрелкой (слева направо).
155
При диаметре фрезы, равном диаметру ролика, и совпадении
их осей профиль кулачка соответствует профилю копира. В других
случаях кривая на копире должна быть больших или меньших раз-
меров, характеризуемых величиной смещения осей, а также
разностью между* радиусами ролика и фрезы. Кривую для копира
можно построить и определить размеры отдельных элементов ее,
руководствуясь заданными параметрами. Построение кривой обычно
выполняется в обратном порядке, т. е. по заданному профилю ку-
лачка осуществляется построение профиля копира. При малых раз-
мерах кулачка по технологическим соображениям считается целе-
сообразным применять копир с большими размерами, чем размеры
кулачка.
Фиг. 170. Схема фрезерования
профиля кулачка с расположе-
нием ролика со стороны, обрат-
ной расположению фрезы.
Фиг. 171. Фрезерование
профиля кулачка с по-
мощью приспособления
качающегося типа.
Возможность фрезерования кулачка с помощью копира оконча-
тельно определяется построением рационального профиля копира,
а также регламентируется условием применения фрезы, радиус ко-
торой должен быть меньше, чем минимальный радиус вогнутого
криволинейного элемента рабочей поверхности кулачка \ Угол,
образуемый лучом, т. е. радиусом, проведенным из центра кулачка,
и касательной к профилю в наиболее крутом участке его не должен
быть меньше 30°.
Кроме рассмотренного выше способа, применяются также и
другие способы фрезерования профильных поверхностей кулачков.
Схема, изображенная на фиг. 170; характеризуется тем, что
ролик или палец расположен со стороны, противоположной фрезе.
Профиль копира в этом случае значительно отличается от профиля
кулачка. Расположение, при котором обрабатываемая деталь и
фреза находятся ниже копира и ролика, более целесообразно, так
как предупреждается попадание стружки на рабочую поверхность
копира. Однако при таком расположении несколько затрудняется
наблюдение за обрабатываемой деталью.
В некоторых случаях фрезерование кулачков выполняется с по-
мощью специальных приспособлений (фиг. 171), у которых вместо
прямолинейного перемещения детали и копира, установленных
1 А. В. С и в а й, Обработка фасонных поверхностей на металлорежущих
станках, Машгиз, 1948, стр. 55.
156
На оправке стола, осуществляется перемещение оси оправки с де-
талью и копиром по дуге круга.
Профильное фрезерование деталей малых размеров, и в част-
ности кулачков, нередко выполняется на копировально-фрезерном
станке с двумя параллельно расположенными оправками: одной
предназначенной для фрезы, и другой — для ролика или для копир-
ного пальца. В этих случаях облегчается наблюдение за процессом
профильного фрезерования и предупреждается попадание стружки
на копир.
Обработку кулачков с плавным профилем произво-
дят также и на токарном станке, применяя для этой цели специаль-
ную наладку (фиг. 172, а}. Обрабатываемый кулачок 1 и копир-
Фиг. 172. Схемы обработки профиля кулачка на токарных станках.
ный кулачок 3 насаживаются на оправку 2, устанавливаемую в
центрах токарного станка. К поперечной каретке супорта с боковой
стороны прикреплен кронштейн 4, на оси которого свободно наса-
жен ролик 5. Пружиной 6 ролик прижимается к копирному кулачку,
а резец — к обрабатываемой детали.
Для осуществления процесса обработки оправка с деталью и
копиром вращаются, а также производится продольная подача
супорта.
Другой способ обработки кулачка по профилю на токарном
станке заключается в следующем (фиг. 172, б). Копирный кула-
чок 1 установлен на отдельном валу, который вращается синхронно
со шпинделем станка. Резец закреплен в супорте 3, перемещаемом
в поперечных направляющих 2. Ролик 5, державка которого закре-
плена на супорте 3, прижимается к копирному кулачку пружиной 4.
Обработка кулачка по профилю на токарных станках с помощью
вращающегося копирного кулачка по приведенным выше наладкам
выполняется сравнительно просто, если кулачок имеет плавный
профиль и характеризуется небольшой разностью наибольшего
и наименьшего значений радиуса-вектора профильной кривой.
В противном случае необходимо применение более сложных приспо-
соблений с качающимися резцедержателями. Это достаточно на-
глядно иллюстрируется следующими пояснительными схемами.
При обычной жесткой установке резца условия резания на от-
дельных участках профиля кулачка неодинаковы (фиг. 173):
157
в положении кулачка а к в условия резания более или менее
удовлетворительны, в положении б — неудовлетворительны и в по-
ложении г процесс обработки при жесткой установке резца вообще
неосуществим.
Применение приспособления с качающимся резцедержателем,
управляемым от специального копирного кулачка, позволяет произ-
водить резание в удовлетворительных условиях на протяжении
всего профиля обрабатываемого кулачка; необходимые корректи-
рованные положения резца на фиг. 173 (б и г) показаны пунктиром.
Следует отметить, что
токарной обработкой в
этом случае достигается
более чистая поверх-
ность кулачка, чем фре-
зерованием.
а)
Фиг. 173. Изменения по-
ложения резца при обра-
ботке кулачка с помощью
приспособления с 1£ачаю-
SS//////////////////////////////S//
6)
Фиг. 174. Схемы обработки цилиндрического
кулачка с криволинейной канавкой:
а — с помощью цилиндрического копира; б — с помощью
дискового копира.
щимся резцедержателем.
Цилиндрические кулачки с криволиней-
ными канавками можно обрабатывать на токарном станке
(фиг. 174, а) с помощью специальной наладки, которая устроена
следующим образом.
Цилиндрический копир 1 навинчивается на конец шпинделя
станка, а заготовка детали 2, насаженная на оправку, помещается
между центрами. На супорте 3 закреплен кронштейн 4 призматиче-
ской формы, к левому концу которого прикреплена державка 6
с роликом или копирным пальцем 5, положение которых можно регу-
лировать с помощью винта 7. Это устройство дает возможность
обеспечения требуемой ширины канавки в результате окончатель-
ной отделки ее резцом.
Цилиндрические кулачки с криволинейными канавками обра-
батываются также на универсально-фрезерных станках при помощи
158
концевой фрезы. Для этого применяются исходные копиры цилин-
дрической формы (как и в рассмотренном выше случае) или диско-
вые копиры (фиг. 174, б).
Торцевой кулачок с криволинейной рабочей поверхностью в
большинстве случаев обрабатывают концевой пальцевой фрезой,
пользуясь при этом дисковым копиром.
Дисковый кулачок с профилем по спирали
обрабатывается на фрезерном станке концевой фрезой с помощью
делительной головки. Спиральный профиль обеспечивается благо-
даря тому, что при продольной подаче стола одновременно вра-
щается вертикально расположенный шпиндель делительной головки
с закрепленной на нем заготовкой де-
тали. Величина продольной подачи за
один оборот шпинделя должна соот-
ветствовать шагу спирали. Так как из-
менение величины подачи на фрезерных
станках ступенчатое, т. е. ограничено
числом подач, то выбор шага спирали
связан с кинематикой станка.
Для возможности обработки кулач-
ков со спиралями, имеющими различ-
ные шаги, на фрезерном станке с огра-
ниченным рядом ступенчатых подач осуществляется предваритель-
ная установка шпинделей фрезы и детали под некоторым углом а
по отношению к горизонтальной плоскости стола (фиг. 175).
Требуемый угол установки шпинделей а определяется по фор-
муле
Н
sin а — —,
so
Фиг. 175. Схема фрезерования
кулачка с профилем по спи-
рали.
где Н — заданный шаг спирали кулачка в мм\
s0 — продольная подача стола, соответствующая одному обо-
роту шпинделя делительной головки, в мм.
Вертикальное положение шпинделя и оправки фрезы, т. е. когда
а = 90°, очевидно, будет соответствовать наибольшему значению
величины Н, равному величине s0, а горизонтальное — Н = 0.
Применение рассмотренного способа целесообразно в условиях
мелкосерийного или индивидуального изготовления кулачков,
а также при переменном шаге спирали кулачков.
Кулачки с профилем по более сложным кривым — логарифми-
ческой спирали, эвольвенте и т. д. — обрабатывают на фрезерном
станке, пользуясь, в условиях серийного производства, специаль-
ными приспособлениями и копирами, обеспечивающими относитель-
ное перемещение инструмента и обрабатываемой детали по задан-
ной кривой. При небольших размерах профильных деталей типа
кулачков также применяется специальный профилированный режу-
щий инструмент для их обработки с нескольких установок.
В условиях мелкосерийного или индивидуального изготовления
кулачков со сложным профилем осуществляются способы обработки
159
ИХ профилей, аналогичные способам обработки профильных калиб-
ров [3].
В таких случаях после обработки отверстия, торцов и внешней
цилиндрической поверхности выполняется разметка профиля ку-
лачка, а затем осуществляется фрезерование и предварительная
слесарная обработка с оставлением припусков на окончательную
обработку по заданному профилю. Числовые значения координат
отдельных точек кулачка проставляются на чертеже или поме-
щаются в специальной таблице. Для контроля рабочей криволиней-
ной поверхности кулачка по отдельным участкам пользуются ка-
либрами криволинейного (полного) профиля или ступенчатыми ка-
либрами, внешние точки ступеней которых должны находиться на
заданной кривой.
Окончательная обработка профильных поверхностей кулачков
После термической обработки, очистки, обдувки на пескоструй-
ном аппарате кулачки подвергаются окончательной механической
обработке. Сначала шлифуются торцы, отверстие, являющиеся базо-
выми элементами для последующей обработки, затем осуществляется
профильное шлифование рабочей части кулачков.
В условиях серийного производства шлифование рабочей части
кулачка выполняется сразу по всему профилю по способу копиро-
вания. Операция производится на специальном или универсальном
круглошлифовальном станке с применением копирного приспособ-
ления. С помощью этого приспособления обрабатываемой детали
сообщается одновременно вращение и необходимые перемещения в
направлении, перпендикулярном к оси ее вращения. В результате
сложения этих движений шлифовальным кругом обрабатывается
начисто профильная поверхность кулачка. Копирный кулачок при
этом находится в непрерывном соприкосновении с копирным роли-
ком или пальцем.
Копирные кулачки изготовляются по образцовому («эталон-
ному») кулачку, рабочий профиль которого выполнен с наибольшей
точностью, примерно соответствующей точности изготовления про-
фильных калибров. Окончательная обработка образцового кулачка
осуществляется путем прецизионного шлифования и последующей
доводки профильной поверхности по элементам.
Профиль рабочего копирного кулачка шлифуют, используя в ка-
честве копира образцовый кулачок. При этом существенным является
соответствие диаметра ролика, находящегося в контакте с образцо-
вым кулачком, диаметру шлифовального круга. При шлифовании
кулачков средней точности возможно расхождение между диамет-
рами ролика и шлифовального круга, которое связано со значи-
тельным износом круга в условиях серийного производства
кулачков.
Расхождение в величинах диаметров шлифовального круга и
ролика обусловлено также другими факторами, например, разностью
в' размерах копирного и обрабатываемых кулачков.
160
которая для указанных слу-
Фиг. 176. Шлифование кулачка
с вогнуто-выпуклым профилем.
Шлифовальные круги для окончательной обработки кулачков
с выпуклым профилем по возможности выбираются достаточно боль-
шого диаметра, благодаря чему достигается удовлетворительная
чистота поверхности. На чистоту поверхности детали большое влия-
ние оказывает зернистость круга,
чаев должна находиться в пределах
60—100.
Если профиль кулачка состоит
не только из выпуклых элементов,
но и из вогнутых, то радиус шли-
фовального круга гк должен быть
меньше радиуса вогнутого элемента с
наибольшей кривизной гег (фиг. 176).
Шлифование стальных кулачков
средних размеров со сложным про-
филем осуществляется примерно со
следующими скоростями вращения
детали: при предварительном шли-
фовании — до 20 об/мин и при окон-
чательном — до 8 об/мин.
Чистовая обработка кулачков шлифованием производится также
на токарных и фрезерных станках по принципу копирования. Для
этого на указанных станках устанавливается шлифовальная головка
с кругом, получающим вращение от индивидуального электродви-
гателя. В процессе обработки кулачок вращается и получает пере-
мещение от копира по ранее рассмотренным схемам.
Фиг. 177. Шлифование профиля кулачка, очерченного выпуклыми
дугами окружностей, сопряженными прямыми линиями.
При отсутствии специальных копирных приспособлений в усло-
виях индивидуального производства шлифование профиля кулачка
выполняется по отдельным участкам.
Операцию профильного шлифования производят на п
фовальном станке с помощью делительной головки
последовательных элементов профиля коорди
осуществляя надлежащую установку де
11 ВедмидскиЯ 2
ШЛ
Если профиль кулачка очерчен выпуклыми дугами окружностей,
которые сопряжены прямыми отрезками, то операция шлифования
профиля может быть в значительной степени упрощена.
В качестве примера рассматривается шлифование кулачка, про-
филь которого изображен на фиг. 177.
Процесс шлифования этого, кулачка осуществляется за две опе-
рации.
Первая операция (фиг. 177, а)—шлифование на круглошлифо-
вальном станке с установкой детали на оправке, причем в процессе
обработки ссушествляется качание детали на угол (360—2а°). Для
этого оправку устанавливают в центрах без поводкового приспособ-
ления. Перпендикулярно оси оправки ввернута рукоятка, которую
перемещают до неподвижных упоров, ограничивающих требуемый
угол.
Вторая операция (фиг. 177, б)—шлифование на универсально-за-
точном станке, с установкой детали на эксцентричной оправке, осу-
ществляется торцом круга. Эксцентриситет оправки равен величинее,
т. е. расстоянию между центрами криволинейных (дуговых) участков.
При повороте оправки на угол ± а относительно оси ОВУ проис-
ходит шлифование по дуговой части радиуса г и двум прямолиней-
ным элементам профиля.
Угол а определяется из треугольников OABt и по следую-
щей формуле:
6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ
КОЛЕС И РЕЕК
Основные положения
Зубчатые передачи являются основными элементами целого ряда
универсальных и специальных измерительных приборов и разде-
ляются на отсчетные и приводные. Особенности зубчатых отсчетных
передач, применяемых в приборах, в отличие от передач приводных,
используемых главным образом в машинах, обусловлены требова-
нием высокой точности изготовления их элементов, обеспечивающей
надлежащее постоянство передаточного числа. При этом передавае-
мые усилия в зубчатых передачах приборов в большинстве случаев
незначительны.
По конструктивно-технологическим признакам зубчатые пере-
дачи разделяются на: I) цилиндрические прямозубые; 2) цилиндри-
ческие винтовые; 3) реечные; 4) конические и 5) червячные. В соот-
ветствии с указанным делением возникают, технологические задачи
изготовления зубчатых колес — цилиндрических прямозубых, вин-
товых, конических колес, червячных колес, а также червяков
и зубчатых реек.
В приборах необходимо соблюдать требования компактности
конструкций их, незначительности передаваемых усилий, а также
162
в большинстве случаев осуществления высоких передаточных отно-
шений. В связи с этим для приборов применяются следующие
зубчатые зацепления с малыми и средними модулями:
1) от 0,08 до 0,30 мм — в рычажно-зубчатых измерительных
приборах малых размеров, например, в индикаторах часового типа,
рычажных микрометрах;
2) свыше 0,30 до 1,00 мм — в рычажно-зубчатых приборах
средних размеров и в оптико-механических измерительных приборах;
3) свыше 1,0 до 2,5 мм —в измерительных приборах средних
и больших размеров, для отсчетных передач при несколько повы-
шенных нагрузках.
В конструкциях универсальных измерительных приборов срав-
нительно редко применякпся зубчатые зацепления с модулями свыше
2,5 мм. Исключением в этом отношении являются специальные
измерительные приборы.
В приборостроении наибольшее распространение получили зуб-
чатые передачи с эвольвентным зацеплением. К основным техноло-
гическим и эксплуатационным преимуществам указанного зацепле-
ния относятся:
1) возможность нарезания зубчатых колес методом обката с
применением более простого зуборезного инструмента в сравнении
с инструментом, который используется для циклоидального профиля
зуба;
2) большие допуски на отклонение расстояний между осями
зубчатых колес, благодаря чему облегчается сборка.
Материалом для изготовления зубчатых колес служат: конструк-
ционная или инструментальная сталь, латунь и бронза; зубчатые
рейки и червяки изготовляются почти исключительно из стали.
Для мелкомодульных цилиндрических и конических прямо-
зубых колес, работающих с небольшими окружными скоростями
(до 3 м/сек), обычно применяется конструкционная сталь марок 35
и 40; при весьма небольшом модуле (до 0,30 мм) часто используется
для колес инструментальная высокоуглеродистая сталь марок У10А
и У12А.
Для передач с повышенными окружными скоростями применяются
конструкционные углеродистые стали марок 45 и 50 или легирован-
ные стали марок: 12ХНЗА, 37XH3A, 38ХМВА, ЗОХГСМ и ЗОХГСА.
Сталь марок 45 и 50 предназначается как для закаливаемых, так и
для незакаливаемых зубчатых колес; сталь марки 12ХНЗА — для
закаливаемых колес.
При большом передаточном отношении малое зубчатое колесо,
называемое также трибом (z = 6 —г—14), обычно изготовляется из
стали, а большое, находящееся с первым в зацеплении, —из латуни
или бронзы. Применение латуни (главным образом марок ЛС 59-1
и ЛС 64-2) обусловливается ее хорошей механической обрабатывае-
мостью, а также лучшими в сравнении со сталью антикоррозион-
ными свойствами.
Бронза применяется для изготовления винтовых и червячных
колес, работа которых в паре со стальными зубчатыми колесами
*
163
или червяками характеризуется большим относительным скольже-
нием рабочих поверхностей. Для зубчатых колес применяются
бронзы следующих марок: Бр. ОЦС 5-5-5, Бр. ОФ 10-1, Бр. АЖ 9-4
и Бр. АМц 9-2. Более износоустойчивыми в работе являются колеса,
изготовленные из бронзы первых двух марок.
Контрольные («эталонные») зубчатые колеса, применяемые для
зубоизмерительных приборов, изготовляются из инструментальной
легированной стали марок ХГ или X, мало деформирующейся при
термической обработке.
Технологический процесс изготовления зубчатых колес состоит
из следующих трех основных этапов:
1) предварительной обработки заготовок;
2) окончательной или чистовой обработки заготовок;
3) обработки зубьев, включающей зуборезные и отделочные опе-
рации.
Технологические операции, составляющие первый и второй этапы,
во многом сходны с операциями изготовления валиков, осей, втулок
и дисков. Заготовки цилиндрических зубчатых колес наиболее
часто имеют форму дисков или коротких ступенчатых втулок. За-
готовки мелкомодульных зубчатых колес с небольшим числом зубьев
имеют вид ступенчатого валика.
Наиболее важными операциями технологического процесса изго-
товления зубчатых колес являются нарезание зубьев и чистовая
отделка их рабочих поверхностей.
Согласно рекомендуемому стандарту допусков на зубчатые заце-
пления (ГОСТ 1643-46), механически обработанные цилиндрические
зубчатые колеса диаметром от 40 до 2000 мм с модулем от 1 до 20
разделяются по точности, в соответствии с технологическими при-
знаками, следующим образом:
1-й класс (особо точные) — нарезание зубьев способом обката
на прецизионных станках и окончательная обработка путем шевин-
гования, шлифования и притирки. Класс чистоты поверхности 9-й.
2-й класс (точные) — нарезание зубьев способом обката на точ-
ных станках и окончательная обработка закаленных колес шлифо-
ванием и притиркой Класс чистоты поверхности 7-й.
3-й класс (средней точности) — нарезание зубьев способом обката
или же способом деления инструментом, профилированным в соот-
ветствии с действительным числом зубьев колеса. Зубья не шли-
фуются, при надобности отделываются или прирабатываются в паре.
Класс чистоты поверхности 5-й.
4-й класс (пониженной точности) — нарезание зубьев любым
способом без применения специальных отделочных операций. Класс
чистоты поверхности 3-й.
Аналогичным образом классифицируются, согласно рекомен-
дуемому стандарту (ГОСТ 1758-42), механически обработанные кони-
1 Для незакаленных зубчатых колес указанные виды отделки, а также
шевингование, только рекомендуются.
164
ческие зубчатые колеса с делительным диаметром от 40 до 1200 мм
и модулем от 1 до 20.
Указанные стандарты не распространяются на особо точные —
отсчетные делительные зубчатые колеса, мелкомодульные зубчатые
колеса, т. е. колеса с модулем меньше единицы.
Точность обработки таких колес регламентируется отраслевыми
нормалями. Например, существует нормаль на мелкомодульные
цилиндрические зубчатые колеса МАП 206МТ (т = 0,15-4- 1).
Для общей характеристики точности изготовления цилиндриче-
ских мелкомодульных зубчатых колес ниже приводятся данные
о допускаемых наибольших погрешностях по отдельным элементам,
составленные на основании работ НИБВ МСС* 1 (табл. 17).
Таблица 17
Погрешности точных м с. i комоду л ьных зубчатых колес
Интервалы модулей
№
по пор.
Наименование допусков на эле мейла
Обозначении
От 0,0В
до 0,30
Свыше 0,3
до 1,0
Отклонения в мк
2
3
4
Предельное отклонение основ-
ного шага............. .
Допуск на профиль..........I
Радиальное биение..........|
Допуск на толщину зуба . 1
±
8/
Л’о
55
3-7
2-5
11-28
8-20
3—10
2—7
13-40
10 30
Меньшие значения относятся к цилиндрическим колесам малых
модулей, нарезаемым на весьма точных станках способом обката и
подвергаемых последующей чистовой отделке зубьев, большие —
к колесам, нарезаемым на точных станках способом обката без по-
следующей отделки зубьев.
Точность обработки элементов зацепления зубчатых колес зави-
сит в основном от точности станка и режущего инструмента 2. Угло-
вая погрешность деления при нарезании мелкомодульных цилиндри-
ческих колес профильными дисковыми фрезами с помощью точного
делительного устройства составляет 1—2' и в отдельных случаях
снижается до 20—-30". Угловая погрешность зубьев колес, нарезан-
ных способом обката, составляет в обычных условиях около 20—50".
Методы изготовления цилиндрических зуб-
чатых колес приборов в зависимости от их размеров,
материала и вида заготовок можно характеризовать следующим
образом:
1) холодная штамповка заготовки в виде диска диаметром до
1 НИБВ МСС, Средства и методы проверок цилиндрических эвольвентных
прямозубых колес малых модулей, 1948.
2 Н. А. Калашников, Исследование зубчатых передач, Машгиз,
1941; Б. А. Тайн, Неточности при зубофрезеровании методом обкатки и
система контроля зубчатых колес, диссертация, Станкин, 1943.
165
70 мм из тонкого листового материала (обычно из латуни) толщи-
ной до 3—4 мм, последующая чистовая обработка, нарезание и
отделка зубьев;
2) вытачивание из прутка на токарном, револьверном станках
(при диаметре примерно до 60 мм) или автомате (при диаметре до
30 мм) — в случаях, если заготовка зубчатого колеса имеет повышен-
ную толщину; последующая механическая обработка заключается
в чистовом обтачивании диска, нарезании и отделке зубьев;
3) штамповка или отливка заготовки с последующей механиче-
ской обработкой наружной поверхности вращения, торцов, отвер-
стия, а затем нарезание и отделка зубьев.
Весьма существенно также влияние величины модуля на техно-
логию изготовления зубчатых колес и реек. В зависимости от вели-
чины модуля технология производства зубчатых колес делится па
технологию мелко-, средне- и крупномодульных колес. В производ-
стве измерительных приборов наибольшее место занимает технология
мелкомодульных колес и значительно меньшее — среднемодульных
колес.
Технология обработки мелкомодульных зубчатых колее
Зубчатые цилиндрические мелкомодульные колеса, применяе-
мые в приборах, изготовляются двух основных видов:
1) зубчатые колеса, имеющие форму плоских дисков;
2) зубчатые колеса-валики с малым числом зубьев, называемые
также трибамн.
Технологический процесс изготовления
зубчатых мелкомодульных колес (т — 0,08-М,00),
имеющих форму плоских дисков, составляют сле-
дующие операции:
1) штамповка заготовки из листового металла;
2) чистовая токарная обработка заготовки;
3) нарезание зубьев;
4) обработка центрального отверстия;
5) окончательная отделка.
Листовой металл предварительно разрезается на полосы (ленты)
или же получается в виде готовых лент, из которых штампуются
заготовки-диски. При штамповании дисков часто образуются также
и окна.
Чистовая токарная обработка заключается в
подрезании торцов дисков и в некоторых случаях (при наличии
центрального отверстия) в обтачивании 10—15 дисков, насаженных
на оправку, по наружному диаметру.
Нарезание зубьев выполняется на зубофрезерных стан-
ках малых моделей, работающих по методу обкатки — червячной
модульной фрезой или по методу деления — дисковой модульной
фрезой; в этих случаях применяются станки следующих типов:
5 АЗО А, 5617, С-53, С-40. Для осуществления процесса нарезания
зубьев на оправке устанавливается несколько деталей. Метод уста-
166
ловки деталей на оправке и конструкция последней зависят от диа-
метра центрального отверстия. Если диаметр этого отверстия срав-
нительно велик, то применяется цилиндрическая оправка (фиг. 178, а);
обрабатываемые детали после насадки прижимаются гайкой 2 к
буртику 1.
При небольшом диаметре центрального отверстия и наличии
окон в деталях используется конструкция приспособления, пред-
ставляющего собой раз-
резную оправку (фиг.
178, б), дающую воз-
можность осуществлять
установку деталей по
окнам между спицами.
Закрепление деталей,
насаженных на оправ-
ку, выполняется с по-
мощью гайки 1.
В тех случаях, ког-
да центральное отвер-
стие мало и окна в за-
готовке отсутствуют,
применяется следующее
приспособление (фиг.
178, в).
Детали 1 надевают-
ся на стержень, слу-
жащий для центриро-
вания, и поджимаются
упорами 2 и 3 с торце-
выми рифлениями.
Количество деталей,
насаживаемых на ка-
Фиг. 178. Крепление мелкомодульных зубчатых
колес при нарезании зубьев.
ждую из рассмотрен-
ных выше оправок, зависит от размеров и жесткости последней,
и также от режимов фрезерования.
Для нарезания зубьев с эвольвентным профилем применяются
станки, работающие по методу обкатки.
Обработка центрального отверстия состоит
в чистовом развертывании или растачивании его на настольно-
токарном станке. При этом деталь базируется по окружности рас-
положения выступов. Сравнительно высокая точность в отношении
концентричности расположения наружной и делительной окруж-
ностей, а также окружности центрального отверстия достигается
в том случае, если фреза одновременно обрабатывает впадину между
зубьями и торцы зубьев на периферии. Благодаря этому при после-
дующем закреплении мелкомодульного зубчатого колеса в цанго-
вом зажимном патроне и в результате чистовой обработки отверстие
имеет место лучшая концентричность его по отношению к делитель-
ной окружности.
167
1 5
Фиг. 179. Окончательная отделка
зубьев мелкомодульных зубчатых
колес.
Хорошие результаты в отношении точности зубчатых колес,
насаживаемых на оси и валики, получаются в том случае, если наре-
зание зубьев производится после насадки колеса на ось, причем
в процессе нарезания зубьев в качестве установочной базы исполь-
зуются элементы оси. Однако при этом в процессе получения зубьев
колеса снижается производительность труда, так как обработка
осуществляется в индивидуальном порядке.
Окончательная отделка зубьев мелкомодуль-
ных зубчатых колес часто выполняется с помощью специальной фрезы
(арондира), имеющей весьма мелкие зубья 1 (фиг. 179) с профилем,
соответствующим профилю впадин обрабатываемого зубчатого ко-
леса. Фреза по внешней окружности делится на две части: зубчатую
и гладкую. Гладкая часть или, что вернее, часть, не имеющая зубьев,
при изготовлении фрезы не зака-
ливается; она имеет широкий
шлиц 2, узкий шлиц 3 и отвер-
стие 4. Конец части, не имеющей
зубьев, отгибается в сторону при
помощи винта 5 на величину,
соответствующую шагу располо-
жения зубьев колеса. Процесс от-
делки зубьев выполняется на спе-
циальных станках. Каждая впа-
дина отделывается за один обо-
рот фрезы. К концу оборота фрезы
выступающая часть ее, входя в
соседнюю впадину и действуя
как однониточный червяк, поворачивает зубчатое колесо на вели-
чину, соответствующую шагу. При последующем вращении фрезы
происходит отделка этой впадины и т. д.
Изготовление зубчатых секторов или сег-
ментов осуществляется различными способами. Если сектор
непосредственно насаживается отверстием на валик, то заготовку
для сектора можно получить путем вырубки из листового материала.
Нарезание зубьев выполняется на каждом секторе отдельно или
сразу на нескольких секторах, собранных в блок, по способу деления
или по способу обката. Во втором случае в процессе нарезания зубьев
червячная фреза некоторую часть основного (технологического)
времени работает вхолостую.
Если зубчатый сектор или, правильнее, зубчатый сегмент соеди-
нен с валиком посредством промежуточной детали — рычага, то
заготовку для нескольких сегментов можно получить в виде кольца.
При небольшой толщине детали кольцо образуется путем вырубки
с помощью штампа. При повышенной толщине и твердом материале
заготовка получается путем точения.
Конструкция зубчатого сегмента рычажно-чувствительного ми-
крометра является характерной в этих случаях. От точности изгото-
вления сегмента и установки его на рычаге в значительной мере
зависит точность работы механизма микрометра. Принципиальная
168
схема технологического процесса изготовления сегментов (ма-
териал— сталь марки У12А) следующая: вытачивание кольца,
нарезание зубьев и разрезание кольца на отдельные сегменты.
После отрезания нескольких колец торцевые плоскости их под-
вергаются плоскому шлифованию. Далее производится растачива-
ние колец и насадка их на цилиндрическую оправку для последую-
щего шлифования наружной цилиндрической поверхности. Исполь-
зуя эту же оправку, производят нарезание зубьев (т = 0,15)
с помощью червячно-модульной фрезы. Затем зубчатые кольца разре-
заются на фрезерном станке на отдельные сегменты и в каждом
из них сверлятся с помощью кондуктора отверстия для прикрепле-
ния к рычагу. Окончательными операциями до установки сегмента
на рычаге являются термообработка и оксидирование детали.
Технологический процесс изготовления
мелкомодульных зубчатых коле с-в а л и к о в с не-
большим числом зубьев (трибов) составляют следующие операции:
1) вытачивание заготовки из прутка на токарном автомате или
на револьверном станке;
2) окончательная токарная обработка заготовки;
3) нарезание зубьев;
4) полирование зубьев и окончательная отделка.
Исходным материалом для зубчатых колес диаметром до 6 мм
обычно служат прутки стали-серебрянки марок У10А и У12А,
а для зубчатых колес диаметром выше 6 мм — холоднотянутые-
прутки.
Процесс предварительной токарной обра-
ботки состоит в образовании цапф, уступов, буртиков и закан-
чивается отрезанием заготовки.
Окончательная токарная обработка заклю-
чается в чистовом обтачивании элементов заготовки и полировании
цапф и осуществляется на револьверном или токарном станке на-
стольного типа.
Нарезание зубьев мелкомодульных три-
бо в с малым' числом зубьев (до 14—15) выполняется почти исклю-
чительно на зубофрезерных станках, работающих по методу деле-
ния: на автомате типа С-40, полуавтомате типа С-53 и др. В случае
нарезания по методу обкатки зубчатых колес с малым числом зубьев
происходит подрезание их, вызывающее недопустимое уменьшение
длительности зацепления. При нарезании этих колес дисковой мо-
дульной фрезой указанное явление не наблюдается. Однако для
зубчатых колес с одинаковым модулем, но с разным числом зубьев,
требуются соответственно числу зубьев отдельные фрезы. Приме-
няемые в условиях индивидуального и мелкосерийного производ-
ства стандартные и нормализованные наборы модульных фрез не
обеспечивают в таких случаях высокой точности в обработке эле-
ментов зубчатого зацепления.
Дело в том, что профиль модульной фрезы соответствует колесу
с наименьшим числом зубьев для данного интервала, и при нареза-
нии зубчатого колеса с другим числом зубьев искажается их:
169
профиль, в результате чего возникают дополнительные погреш-
ности в работе зубчатой пары 12].
Точные мелкомодульные зубчатые колеса нарезаются в два-три
прохода последовательно черновым, чистовым и отделбчным (не
всегда) зуборезными инструментами или одним инструментом за два-
три прохода. Первый способ считают целесообразным в условиях
крупносерийного и массового производства, а второй — в условиях
мелкосерийного производства.
Установка и закрепление трибов в зависи-
мости от их формы и размеров осуществляются различными спосо-
бами (фиг. 180):
а) триб с наружными центрами сопрягается со стороны перед-
ней бабки с обратным центром, имеющим на торце рифления, и
Фиг. 180. Крепление трибов
при нарезании зубьев.
со стороны задней — с обратным
центром без рифлений;
б) при малом диаметре од-
ной из цапф триба центр передней
Фиг. 181. Полирование-притирка
зубьев триба.
бабки станка своим торцом упирается в торец второй ступени' обра-
батываемой детали. Цапфа малого диаметра пропущена в отверстие
центра, и для удаления детали после окончания обработки выталки-
вающий штифт перемещается вправо под действием пружины;
в) триб с центральным отверстием устанавливается на двух
центрах, из которых передний имеет вид четырехгранной пирамиды,
благодаря чему и обеспечивается поворот детали;
г) закрепление цапфы триба в шпинделе передней бабки выпол-
няется с помощью цангового зажима, с противоположной стороны
триб поддерживается обратным центром.
П олировка-притирка зубьев трибов выполняется
на специальном приспособлении с помощью вращающегося притира
(фиг. 181).
Обрабатываемая деталь 1 устанавливается цапфами на опоры и
может свободно вращаться. Притиром является диск 2 из мягкого
металлического сплава или из твердого дерева (обычно бука). На
лилиндрической поверхности притира имеется винтовая резьба, соот-
ветствующая профилю впадин между зубьями полируемых зубчатых
170
колес. Столик с трибом расположен по отношению к плоскости
диска под углом подъема резьбы. Диск-притир вращается со ско-
ростью около 15—20 м/мин и приводит во вращение притираемую
деталь. Одновременно столик вместе с деталью совершает возвратно-
поступательные движения. В качестве полируемого состава приме-
няется паста ГОИ или полирующая известь.
Припуск, удаляемый при полировке-притирке зубьев трибов,
составляет 5—15 мк.
Полирование торцов цапф трибов и осей выполняют
в зависимости от типа производства следующими способами:
1) полировальным бруском, вращая деталь с помощью головки
с цанговым зажимом (малопроизводительный, трудоемкий способ);
2) на специальном полировальном станке, предназначенном для
этой цели, предварительно устанавливая в блокировочном диске
несколько деталей;
3) на специальных полуавтоматах для полирования торцов цапф,
на которых обеспечивается сошлифовка конусов, закругление и
полирование торцов.
Примеры технологии обработки мелкомодульных зубчатых колес
В качестве примера приводится схема технологического процесса
изготовления зубчатого колеса индикатора часового типа (фиг. 182).
Колесо имеет зубья с эвольвентным профилем с углом зацепления
20°; т — 0,199; z = 100; t = 0,625 мм\ Do = 19,9 мм. В качестве
материала детали применяется листовая латунь марки ЛС 64-2.
Указанный процесс соответствует условиям крупносерийного произ-
водства (табл. 18).
Таблица 18
Схема технологического процесса изготовления мелкомодульных зубчатых
колес D0 = 19.9 мм, т-= 0,193 (Начальный этап)
I № по пор. Наименование и содержание операций Оборудование
1 Разрезание листового металла на полосы шириной 25 мм Пресс-ножницы
2 Правка полосы Плита 450X600 мм
3 Вырубание заготовки по наруж- ному контуру н окон Эксцентриковый пресс
4 Сверление центрального отвер- стия Настольно-токарный станок типа С-1 А или сверлильный станок типа С-3
5 Правка заготовки Плюа 300X100 мм
6 Подрезание торцов с обеих сто- рон и развертывание отвер- стия до диаметра 2,5А Настольно-токарный станок типа С-1А
7 Обтачивание по наружному диа- метру ('0,55 мм) с установкой на оправку 10 деталей То же
8 Уд ление заусенцев и зачистка 1
9 Покрытие лаком 1
171
Дальнейшая обработка колеса производится совместно с т р и-
б о м DH= 3,58 мм\ т = 0,199 и z = 16 (фиг. 183), изготовляемым
из инструментальной стали У12А (табл. 19).
Фиг. 182. Мелкомодульное зубчатое
колесо индикатора часового типа.
Фиг. 183. Триб индикатора часового
типа.
Таблица
Схема технологического процесса изготовления мелкомодульных трибо»
= 3,58 мм, т = 0,199 и z — 16
(Заготовка: сталь-серебрянка марки У12А диаметром 4 мм)
№
ЛО пор.
Наименование и содержание операций
Оборудование
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Отрезание прутков по длине
500—600 мм
Предварительная токарная обра-
ботка — вытачивание из прутка
с образованием цилиндрических
уступов, цапф и отрезание за-
готовки
Окончательная токарная обра-
ботка — обтачивание уступа по i
шестеренку Do— 19,9 мм с под-
резанием буртика, средней ци-
линдрической части DH
= 3,58 мм, обтачивание цапи
и конической части, образова-
ние сферических торцов и при-
тупление фасок
Полирование цапф
Нарезание зубьев на трибке
Полирование зубьев
Пресс ножницы; механическая но-
жовка
Одношпиндельный токарный авто-
мат 112М или револьверный
станок малой модели С-193А I
Револьверный станок малой мо-
дели С-193А или иастольно-то-
карный станок С-1 А
Напрессовка и кернение диска
зубчатого колеса
Нарезание зубьев на зубчатом
колесе z='100
Обкатывание зубьев на колесе
DQ = 19,9 мм, z = 100
Окончательная промывка в анти-
коррозионной жидкости
Полировальный станок типа С-8 .
или приспособление
Зубофрезерный станок-автомат I
С-40
Трибополировальный станок С 5 1
или специальное приспособле- |
ние для полирования зубьев ;
Специальное приспособление
Зубофрезериый станок, работаю- !
щий червячной фрезой (типа |
530)
Специальное приспособление
Промывочная ванна
172
Изготовление зубчатых колес, путем штамповки, волочения
и литья под давлением
В условиях крупносерийного производства зубчатых колес не-
сколько пониженной точности могут применяться методы образо-
вания зубьев без снятия стружки.
Холодная штамповка с помощью комбинированных
штампов целесообразна при изготовлении тонких шестерен преиму-
щественно из листовой латуни при относительно большом модуле
т > 0,5 мм, а также при отсутствии высоких точностных требова-
ний. Применение указанного способа связано с изготовлением
сложных штампов и высокими требованиями к исходному материалу
заготовки в отношении его обрабатываемости штамповкой.
Волочение применяется в основном при изготовлении
трибов. Заготовки в виде стальных или латунных прутков (прово-
локи) протягиваются через отверстия волочильной доски (волоки),
имеющие надлежащий зубча-
тый профиль, или через спе-
циальное приспособление с
вальцующими роликами. Про-
тянутый профильный пруток
Фиг. 184. Триб, полученный из про-
фильного прутка путем отрезания и по-
следующей токарной обработки цапф.
разрезается на отдельные заго-
товки деталей и производится
обтачивание концов их для об-
разования цапф (фиг. 184).
Литье под давление щ— один из целесообразных спо-
собов получения зубчатых колес в условиях массового и крупно-
серийного производства при невысоких требованиях в отношении
их точности и прочности. Преимущество способа — возможность
получения зубчатых колес сложной формы. В качестве исходного
материала применяется цинковый сплав, из которого можно отли-
вать колеса с готовыми зубьями, начиная с модуля 0,5 и
выше.
Изготовление мелкомодульных зубчатых реек
Предварительная обработка зубчатых реек в зависимости от их
формы—цилиндрической или призматической — осуществляется на
токарном или фрезерном станке, а чистовая обработка поверх-
ностей — на круглошлифовальном или плоскошлифовальном
станке.
Весьма существенной операцией является нарезание
зубьев реек. Эта операция выполняется двумя способами:
, 1) на плоскошлифовальном станке или
2) на прецизионном токарно-винторезном станке.
Второй способ дает более точное расположение зубьев по шагу
в сравнении с первым способом, несмотря на наличие теоретической
погрешности. Нарезание зубьев по этому способу осуществляется
с помощью приспособления барабанного типа (фиг. 185) с двумя
173
дисками. В дисках имеются отверстия, расположенные по окруж-
стержни и зажимаются с по-
ности. В эти отверстия вставляются
мощью винтов. Таким обра-
зом, при вращении барабана
и подаче профильного резца
зубья .образуются одновре-
менно на всех рейках.
В качестве примера в
табл. 20 рассматривается
схема технологического про-
цесса изготовления мелко-
модульной зубчатой рейки
Фиг. 185. Нарезание зубьев мелкомодуль- индикатора часового типа
ных зубчатых реек. (фиг. 186). Эта зубчатая
рейка конструктивно соста-
вляет одно целое с измерительным стержнем. Обработка данной
детали, а также находящегося с ней в зацеплении триба должна
выполняться особенно
тщательно, так как,
согласно исследованиям
д-ра техн, наук проф.
Н. А. Калашникова,
погрешности зубчатой
рейки и находящегося
с ней в зацеплении
триба в сравнении с
погрешностями прочих
элементов механизма
индикатора оказывают
наибольшее влияние на
Фиг. 186. Мелкомодульная зубчатая рейка (изме-
рительный стержень) индикатора часового типа.
величину его суммарной погрешности.
Изготовление зубчатых колес из прутков
Зубчатые колеса диаметром примерно от 20 до 60 мм в условиях
серийного производства при повышенной толщине диска, наличии
кольцевых выточек и т. д.
(фиг. 187) изготовляются из
пруткового материала по схе-
ме, приведенной в табл. 21.
Нарезание зубьев путем
фрезерования или долбления
обеспечивает точность обра-
ботки зубчатых колес по
2-му классу. Последующим
шевингованием точность ко-
лес повышается примерно до
Фиг. 187. Типы цилиндрических зубчатых
колес, изготовляемых из прутков.
1-го класса. Если зубчатые колеса подвергаются термической обра-
ботке, то для уменьшения ошибок, возникших при указанной
обработке, применяется шлифование зубьев.
174
Таблица 20"
Схема технологического процесса изготовления мелкомодульной зубчатой
рейки индикатора часового типа (т = 0,199)
№ по пор. Наименование н содержание операций Оборудование
1 Отрезание заготовки диаметром Отрезной станок или приводная
2 5 мм и длиной 98 мм; исход- ный материал: пруток — сталь- се|.ебрянка У12А Револьверная обработка — подре- ножовка Револьверный станок малой мо-
3 зание торцов, сверление и на- резание резьбы в отверстиях Предварительное шлифование дели С 193А Круглошлифовальный станок
4 стержня по наружной цилиндри- ческой поверхности Шлифование лысок Плоскошлифовальный станок
5 Сверление двух отверстий диа- Наетольно-сверлильиый станок
6 метром 1,9 мм Окончательное шлифование типа С-3 Круглошлифовальиый станок
7 стержня по наружной цилиндри- ческой понерхности Шлифование лыски под зубья Круглошлифовальный станок
8 рейки Нарезание зубьев рейки Токарный прецизионный станок
9 Полирование зубьев рейки пастой ГОИ —4 мк и специальное приспособление
Таблица 21
Схема технологического процесса изготовления зубчатых кблсе
диаметром 20—СО мм из прутка *
№ ПО ПОР. Наименование и содержание операций Оборудование
1 Токарно-револьверная обра- ботка — подрезание торца, свер- ление отверсшя, обтачивание наружной поверхности, раста- чивание выемок, развертывание отверстия и отрезание Револьверный прутковый станок типа 1336 или типа 136 (диа- метр прутка до 63 мм)
2 Протягивание или долбление шпо- ночной канавки Протяжной станок с усилием про- тягивания до 5 т или долбеж- ный станок
3 Чистовая токарная обработка — обтачивание и подрезание тор- цов с установкой детали на Малый токарный станок или полуавтомат С-178
4 Нарезание зубьев путем фрезеро- вания или долбления Зубофрезерный полуавтомат типа 5617 или зубодолбежный станок 5А12
5 Бреющее фрезерование (шевин- гование) зубьев (начиная с диа- метра 30 мм и выше) Шевинговальный станок типа 571
6 Термическая обработка Нагревательная печь или уста- новка т. в. ч.
7 Шлифование отверстия Внутришлифовальный станок типа С-117 или 3240
8 Шлифование зубьев Зубошлифовальный станок типа 5&32
9 Шлифование торцов колеса Круглошлифовальный станок ма- лой модели
175
В результате шлифования зубьев точность изготовления колес
укладывается в нормы точности для 2-го класса (однократное шлифо-
вание) и 1-го класса (двукратное шлифование).
Если зубчатые колеса не подвергаются термической обработке,
то операция № 8 часто опускается, в особенности, если выполняется
операция № 5. При незакаленном материале колес шлифование
отверстия заменяется калиброванием его..
Технология изготовления цилиндрических зубчатых колес
средних размеров
Для изготовления зубчатых колес средних размеров применяются
штампованные или литые заготовки.
Технологический процесс обработки зубчатых колес состоит в
.данном случае из трех основных этапов:
I) предварительной обработки заготовок;
‘2) чистовой обработки поверхностей заготовок;
3) обработки зубьев — нарезания и отделки их.
Предварительная черновая и чистовая об-
работка заготовок колес в условиях серийного про-
изводства выполняется по одному из следующих двух способов:
1) первый этап —• на револьверном станке с двух установок де-
тали в патроне получается чистое отверстие и получистые внешние
поверхности, подвергаемые чистовой обработке во втором этапе на
токарном станке;
2) первый этап — на тркарном станке обрабатываются внешние
поверхности и на сверлильном и протяжном станках — отверстие;
затем во втором этапе выполняется чистовая обработка внешних
поверхностей.
Нарезание зубьев колес выполняется на зубофре-
зерных или зубодолбежных станках в две-три операции: черновое,
промежуточное и отделочное нарезание. Для нарезания зубьев ци-
линдрических колес чаще всего применяются зубофрезерные станки.
Зубодолбежные станки используются для нарезания менее ответ-
ственных колес наружного зацепления и преимущественно для
нарезания колес внутреннего зацепления и колес блочной конструк-
ции. Зубчатые колеса с небольшим числом зубьев нарезаются диско-
выми модульными фрезами по методу деления. Этим же методом поль-
зуются при изготовлении зубчатых колес со значительным числом
зубьев в условиях мелкосерийного и индивидуального производства.
Зубоотделочные операции являются завершаю-
щими в технологическом процессе и разделяются для колес средних
и отчасти малых размеров на следующие основные виды: 1) шлифова-
ние; 2) притирку; 3) приработку; 4) обкатку); 5) бреющее фрезеро-
вание (шевингование). Выбор отделочной операции зависит от це-
лого ряда факторов.
Шлифование зубьев применяется в тех случаях,
когда стальные зубчатые колеса подвергаются термической обра-
ботке. Операция шлифования зубьев выполняется вслед за шлифо-
176
ванием отверстия и торцов зубчатого колеса, т. е. базовых поверх-
ностей.
Шлифование зубьев эвольвентного профиля выполняется на спе-
циальных зубошлифовальных станках, которые делятся на следую-
щие три группы:
1) станки, работающие по методу обката абразивным червяком,
предложенному лауреатом Сталинской премии М. С. Василь-
чуком;
2) станки, работающие по методу обката дисковыми шлифоваль-
ными кругами;
3) станки, работающие по методу копирования, т. е. профили-
рованным шлифовальным кругом.
Наиболее высокой производительностью характеризуются станки
типа 5832, работающие абразивным червяком. Их производитель-
ность в 5—8 раз выше, чем производительность зубошлифовальных
станков с единичным делением.
Осуществление процесса шлифования зубчатых колес на станке
с абразивным червяком достигается при помощи двух синхронно
работающих электродвигателей переменного тока. Шпиндель чер-
вяка непосредственно встроен в ротор первого двигателя. Второй
электродвигатель, приводящий в движение шлифуемое зубчатое
колесо, связан с последним минимальным числом кинематических
звеньев.
Для шлифования зубьев колесо устанавливается на оправке
в центрах подвижных салазок. Движение подачи осуществляется
путем перемещения салазок в одном направлении (вверх). При об-
ратном ускоренном ходе салазок абразивный червяк автоматически
отводится от обрабатываемого колеса и затем снойа подводится
с подачей на глубину снимаемого за один проход слоя металла.
На прецизионном зубошлифовальном станке типа 5832 выпол-
няется обработка закаленных цилиндрических зубчатых колес диа-
метром от 20 до 120 мм с модулем в пределах 0,2—2 мм как с пря-
мыми, так и со спиральными зубьями (наибольший угол наклона
зубьев 45°). Число зубьев обрабатываемого колеса должно быть
в пределах от 20 до 360. Зубчатые колеса с модулем 0,2—0,8 мм
шлифуют из гладких цилиндрических заготовок, т. е. без предва-
рительного прорезания впадин. Точность обработки зубчатых колес
на указанном станке характеризуется примерно 1-м классом.
Шлифование рабочих поверхностей зубьев по способу обката
дисковыми шлифовальными кругами разделяется на два основных
вида:
а) при помощи одного круга с прямолинейным профилем, соот-
ветствующим профилю зуба рейки;
б) при помощи двух тарельчатых шлифовальных кругов.
В первом случае шпинделю круга сообщается, кроме враща-
тельного, также и возвратно-поступательное движение вдоль зуба
колеса. Обрабатываемое колесо осуществляет движение качения
по воображаемой зубчатой рейке сначала по одной стороне профиля
зуба, а затем по другой.
12 Всдмидский 2 177
Во втором случае две стороны зубьев в соседних впадинах шли-
фуются двумя тарельчатыми кругами. Обкаточное и возвратно-
поступательное движения (вдоль зуба) совершает обрабатываемая
деталь.
Шлифование зубьев по методу копирования производится абра-
зивным кругом, заправленным в соответствии с профилем выемки
между зубьями колеса. Этот способ производителен, однако менее
точен в сравнении с ранее рассмотренными.
Притирке подвергаются термически обработанные зубчатые
колеса, в частности контрольные, для повышения чистоты .поверх-
ности зубьев и точности зацепления. Процесс притирки зубчатых
колес выполняется на зубопритирочных станках с применением
притиров, изготовленных в виде зубчатых колес по 1-му классу
точности и выше. В качестве абразива используется паста ГОИ.
Приработка зубчатых колес выполняется двумя
способами:
а) после полной сборки узла или прибора
б) попарно собранных колес — на специальном станке.
Обкатка зубчатого колеса выполняется совместно с «эталонным»
зубчатым колесом.
Следует отметить, что приработка и обкатка в основном способ-
ствуют повышению чистоты рабочих поверхностей зубьев; при этом
величины погрешностей профиля и элементов зацепления мало
снижаются.
Шевингование (бреющее фрезерование) при-
меняется в качестве зубоотделочной операции при изготовлении
незакаленных зубчатых колес.
Из существующих способов шевингования шевер-рейкой и круг-
лым дисковым шевером преимущественное распространение полу-
чил последний способ.
Дисковый шевер и обрабатываемое зубчатое колесо представляют
собой кинематическую пару, в которой шевер является ведущим,
а обрабатываемое колесо ведомым звеном. В процессе обработки
осуществляется реверсивное вращение шевера и колеса, поступа-
тельно-возвратное перемещение стола с деталью и радиальное пере-
мещение шеверной головки (подача). Перемена направления враще-
ния шевера и обрабатываемой детали необходима для равномерного
снятия припуска с обеих сторон зубьев.
Цикл шевингования зубчатого колеса в зависимости от размеров
колеса и точности его предыдущей обработки происходит в течение
0,1—2 мин.
Точность чистовой обработки зависит от следующих основных
факторов:
1) точности обработки зубьев на предыдущей операции;
2) точности изготовления шевера;
3) состояния станка;
4) величины припуска на обработку.
При благоприятных условиях в результате шевингования зуб-
чатого колеса отклонение профиля зуба может составлять не более
178
4—10 мк (модуль до 5 мм), а отклонение по шагу -— не более 7—
12 мк. После шевингования также сокращаются величины радиаль-
ного биения и накопленной погрешности окружного шага.
Шевингование мелкомодульных зубчатых колес выполняется на
зубошевинговальном станке типа ЗШ-1. Этот станок относится к
группе горизонтальных станков, на которых оси шевера и обраба-
тываемого колеса находятся в горизонтальной плоскости.
На зубошевинговальном станке типа ЗШ-1 выполняется отде-
лочная обработка незакаленных цилиндрических зубчатых колес
диаметром от 6 до 120 мм с модулем в пределах 0,4—1,5 мм как
с прямыми, так и со спиральными зубьями (наибольший угол
наклона зубьев 45°). Наибольшая длина зуба колеса 35 мм.
Размеры диаметра шевера — в пределах 62—90 мм, диаметр
посадочного отверстия шевера 31,743 мм, ширина шевера 16 мм,
скорость вращения его 200—300—500 об/мин. Расстояние между
осями шевера и обрабатываемой детали находится в пределах от 45
до ПО мм, наибольшая длина хода стола 45 мм. Число одинарных
ходов стола в минуту 6, 9, 15; число ходов стола в рабочем цикле
4, 6, 8. Длительность рабочего цикла — в пределах 0,27—1,33 мин.
В конце каждого рабочего хода стола происходит автоматическая
подача шевера в направлении к обрабатываемому колесу. Эта по-
дача выполняется с помощью специального кулачка. Путем действия
этого же кулачка происходит разобщение зубьев колеса и шевера,
необходимое для свободного снятия обработанной детали и уста-
новки следующей. Продольная возвратно-поступательная подача
стола вместе с обрабатываемой деталью осуществляется с помощью
кривошипно-шатунного механизма с бесступенчатым регулирова-
нием длины хода стола. Окружная скорость шевера при обработке
зубчатых колес из стали марок 35, 45 и 40Х составляет 130 м!мин.
Технология изготовления конических зубчатых колес
Технологические процессы изготовления конических зубчатых
колес, применяемых в приборостроении, зависят от их формы,
размеров, точности и характера производства.
Заготовки конических зубчатых колес с наиболь-
шим диаметром до 60 мм в условиях серийного производства полу-
чаются путем вытачивания из прутка на револьверном или токарном
станке. Заготовки конических колес диаметром свыше 60 мм полу-
чаются в результате токарной обработки штампованных заготовок.
Порядок операций в технологии обработки конических колес
аналогичен порядку обработки цилиндрических колес.
Существенные различия возникают при окончательной токарной
обработке и нарезании зубьев.
В процессе окончательной токарной обработки выполняется об-
тачивание конуса выступов зубьев и дополнительного конуса. Для
выполнения указанных операций деталь насаживается на оправку
или закрепляется в патроне (для получения также выточки на
торце).
*
179
Нарезание зубьев конических колес про-
изводится на специальных зубострогальных станках методом
обката.
Этот способ обеспечивает при использовании точных зубо-
строгальных резцов изготовление конических зубчатых колес
по 2-му классу точности, а при тщательной наладке станка
и особо точных резцах — изготовление колес по 1-му классу
(ГОСТ 1758-42).
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства
нарезание зубьев конических колес выполняется также на универ-
сально-фрезерных станках с применением делительной головки.
Такой способ характеризуется большими погрешностями и допу-
скается только при изготовлении конических колес 3-го и 4-го клас-
сов.
Процесс обработки зубьев конических колес на зубострогальных
станках состоит из двух операций:
а) чернового строгания зубьев;
б) чистового строгания зубьев.
Черновое строгание зубьев в условиях крупносерийного произ-
водства выполняется на отдельных станках при помощи черновых
резцов. По толщине зуба оставляется припуск порядка 0,1—0,3 мм.
При последующем чистовом строгании зубьев чистовые резцы про-
филируют рабочие поверхности зубьев; при этом нижняя поверх-
ность (впадины) не обрабатывается.
Если обе операции нарезания зубьев выполняются на одном
станке, что характерно для мелкосерийного производства, то необ-
ходимо после чернового строгания зубьев на всех заготовках партии
переналадить станок для последующего чистового строгания зубьев.
Не рекомендуется одними и теми же резцами производить черновое
и чистовое строгание зубьев за одну установку детали, так как это
приводит к снижению точности обработки и чистоты поверхности
зубьев.
Окончательная обработка рабочей поверхности
зубьев заключается в приработке изготовленного колеса с «эталоном»
или сопряженным коническим колесом на специальном обкаточном
станке или непосредственно после сборки прибора или узла. Суще-
ственное значение имеет комплектование зубчатых пар из деталей,
обработанных при неизменных технологических условиях, в осо-
бенности операций зубострогания.
В результате приработки-притирки чистота рабочей поверх-
ности зубьев конических колес достигает 7—8-го классов.
Изготовление червяков и червячных колес
Технология изготовления червяков в зна-
чительной степени сходна с технологией изготовления точных вин-
тов (см. ниже, стр. 182). После предварительной механической обра-
ботки заготовки производится нарезание червяка, осуществляемое
часто на токарно-винторезном станке с помощью резцов [4].
180
После термической обработки производится отделка червяка
путем шлифования и доводки-полировки. Применение только одной
зачистки резьбы является недостаточным, так как в результате тер-
мической обработки возникают некоторые деформации резьбы чер-
вяка. Наиболее целесообразным способом устранения погрешностей
червяка является шлифование с последующей доводкой.
Технологические процессы изготовления
червячных колес в окончательном этапе содержат ряд
специфических операций [4].
Червячные колеса в большинстве случаев получаются из литых
бронзовых заготовок. Механическая обработка в начальном этапе
в зависимости от формы и размеров детали, а также в зависимости
от количества деталей в партии производится на токарном или ре-
вольверном станке. Характерными завершающими операциями этого
этапа являются точение наружной поверхности с поперечным вогну-
тым профилем, очерченным радиусом, и снятие боковых скосов.
Нарезание зубьев червячных колес выпол-
няется по одному из нижеследующих способов:
1) способом радиальной подачи с использованием в качестве
режущего инструмента червячной фрезы;
2) способом тангенциальной подачи с использованием в качестве
режущего инструмента конической червячной фрезы или резца;
3) комбинированным способом, представляющим собой сочета-
ние двух предыдущих, причем первый используется для предваритель-
ного чернового нарезания зубьев, второй — для последующей
чистовой обработки их.
Основным преимуществом первого способа является высокая
производительность, получающаяся за счет относительно небольшой
величины общей подачи режущего инструмента, равной высоте
зуба. Недостатком способа является искажение профиля зубьев
колеса вследствие подрезания их боковых поверхностей.
Основными преимуществами второго способа в сравнении с пер-
вым являются: более высокая точность червячных колес вследствие
сохранения неизменности расстояния между осями фрезы и колеса,
значительно меньшие погрешности профиля зубьев и лучшая чистота
их рабочих поверхностей.
Комбинированный способ нарезания червячных колес дает воз-
можность использования основных преимуществ рассмотренных выше
способов.
Окончательная отделка рабочей поверхности зубьев червячных
колес в ряде случаев выполняется с помощью червячной фрезы
с мелкими зубьями, расположенными на боковых сторонах нитки.
Точность профиля зубьев червячного колеса проверяют по
краске, пользуясь контрольным червяком. Колесо и контрольный
червяк с нанесенным тонким слоем краски устанавливаются в при-
способлении, а затем червячное колесо поворачивается с помощью
червяка на один оборот. Оставшиеся пятна краски на зубьях червяч-
ного колеса характеризуют- качество зацепления; пятна должны
быть достаточной величины.
181
1. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОВ И ГАЕК
Основные положения
Винты и гайки, применяемые в измерительных приборах, по
конструктивно-технологическим признакам разделяются на три ос-
новные группы: 1) крепежные, 2) микрометрические и 3) ходовые
(винты и гайки движения).
Основной конструктивный элемент винта или гайки — резьба —
выполняется с различными профилем и точностью его элементов
в зависимости от функционального назначения винтовой пары.
Крепежные винты и гайки измерительных приборов изготовля-
ются главным образом с метрической основной и мелкими резьбами
преимущественно по 1-му и 2-му классам точности. В качестве мате-
риала для изготовления винтов и гаек используется прутковый
металл круглого, четырех- или шестигранного сечения: конструк-
ционная сталь марок 35—45, автоматная сталь, а также латунь.
Л4икрометрические винты и гайки применяются в различных
измерительных приборах — микрометрах, инструментальных микро-
скопах, измерительных машинах и совместно с лимбами служат
для выполнения отсчетов и точной установки измерительных элемен-
тов и узлов. К отсчетным винтам предъявляются высокие требова-
ния в отношении точности шага резьбы и износоустойчивости мате-
риала. В качестве материала для изготовления микрометрических
винтов используется главным образом инструментальная сталь
марки У12А или У10А.
Ходовые винты или винты движения с трапецеидальной резьбой
применяются в приборах средних и больших размеров при повышен-
ных усилиях и когда от винтовой пары требуются минимальные
потери на трение. Материалом для изготовления ходовых винтов
служит в обычных случаях конструкционная сталь марки 45, и в
более ответственных случаях (для особо точных перемещений) —
инструментальная сталь марки У12А.
Технология изготовления ходовых винтов изложена в книге
проф. Б. С. Балакшина «Технология станкостроения», Машгиз,
1949 [5].
Для технологии приборостроения представляет интерес ряд
вопросов, освещенных в главе X этой книги «Изготовление ходовых
винтов» (стр. 424—442), например: 1) требования, предъявляемые
к ходовым винтам, 2) технологический маршрут изготовления ходо-
вых винтов повышенной точности, которые применяются в точных
станках, а также в приборах.
Изготовление винтов на автоматах
Изготовление крепежных винтов в основном осуществляется на
станках-автоматах следующими способами: на токарных автоматах
путем снятия стружки и на специальных автоматах без снятия
стружки. Во втором случае винты получаются путем холодной вы-
садки, образования головки и последующего накатывания резьбы
на стержне винта.
182
В зависимости от конструкции и размеров токарного автомата,
а также конструкции и размеров винта применяются разные способы
получения винтов:
1) путем изготовления из профильного пруткового материала
винтов с четырех- и шестигранной головкой;
2) путем вытачивания из круглого материала винтов с круглой
шлицованной головкой.
В качестве первого примера представляет интерес рассмотрение
технологии изготовления установочного винта М10Х42 с квадрат-
ной головкой 1 (фиг. 188).
Фиг. 188. Изготовление винта
с квадратной головкой на
токарном автомате.
Сначала (фиг. 188, а) квадратный чистотянутый пруток подается
до упора специальным механизмом и автоматически зажимается
в патроне. Затем упор отводится и его место занимает люнетная
державка с тангенциальным резцом. Резец производит обтачивание
прутка за один проход до наружного диаметра резьбы (фиг. 188, б).
Следующим переходом является фасонное точение головки винта,
выполняемое с поперечного супорта круглым фасонным резцом
(фиг. 188, в). После отхода этого супорта вступает в работу круглая
плашка, находящаяся в специальном патроне для нарезания резьбы
(фиг. 188, г). Конечным переходом является отрезание готового
винта и одновременное точение конуса на торце прутка для следую-
щего винта (фиг. 188, д). Этот переход осуществляется фасонным
резцом с поперечного супорта автомата.
В качестве второго примера рассматривается процесс изготовле-
ния винта диаметром 1,4x3 мм с круглой шлицованной головкой
(фиг. 189). Обработка винта осуществляется на одношпиндельном
автомате малой модели с помощью трех резцов и двух специальных
приспособлений (фиг. 189, а—ж):
1) передним резцом 1 вытачивается уступ диаметром 1,4 мм\
1 Л. С. Павлушков, Одношпиндельные токарные автоматы, Маш-
гиз, 1944.
183
2) задним резном 2 закругляется торен стержня;
3) средним резцом 3 отрезается обработанная деталь;
4) одношпиндельным резьбовым приспособлением, установлен-
ным на автомате с левой стороны, производится нарезание резьбы
(до отрезания детали);
5) шлицевание головки винта выполняется после отрезания
детали с помощью специального приспособления.
а)
Фиг. 189. Изготовление винта
с круглой шлицованной головкой на
фасонно-отрезном токарном автомате.
Наименование переходов н приемов:
1 — открыть патрон; 2 — отнести назад переднюю
бабку; 3 — закрыть патрон; 4 — отвести отрез-
ной резец в начальное положение; 5 — подвести
передний резец в рабочее положение; 6 — про-
точить до диаметра 1,4 7 — пауза; 8— от-
вести передний резец; 9 — переместить переднюю
бабку для образования головки; 10 — подвести
отрезной резец к поверхности детали; 11 — наре-
зать резьбу; 12— отрезать деталь; 13 — повер-
нуть захват; 14 — подать захват вперед:
15 — отвести захват с деталью; 16 — повернуть
захват; 17 — шлицевать головку винта; 18 — вы-
толкнуть винт.
Нарезание резьбы на токарном автомате (фиг. 189, д) с помощью
резьбового приспособления осуществляется по способу опережения.
По этому способу обрабатываемая деталь вращается в процессе
обработки в одном направлении с неизменной скоростью, в то время
как резьбовому инструменту сообщается направленное в ту же
сторону более быстрое вращение с одновременным поступательным
движением по оси. Величина опережения принимается из расчета,
чтобы скорость резания при нарезании резьбы составляла:
ДЛЯ стали Vnapea = (0,20-^0,35) Vo6m',
для латуни vHape3 — (0,35 -^0,50) vo6m->
где vO6m — скорость резания при обтачивании.
184
Нарезание резьбы на токарных автоматах весьма часто по вре-
мени перекрывается выполнением других переходов, например,
подрезанием детали. Диаметр перешейка d (фиг. 189, д—-переход.
11-й), связывающего обрабатываемую деталь с прутком, должен
быть d 0,75 dj, где dx — внутренний диаметр резьбы. В против-
ном случае возможно отламывание винта еще до окончания нареза-
ния резьбы.
Шлицевание головок винтов выполняется на автомате следующим
образом.
Перед отрезанием детали на внешний коней ее надвигается
втулочка захватного приспособления (фиг. 189, е, ж), которое уста-
новлено на конце двуплечего рычага, управляемого кулачками.
После отрезания винта от прутка рычаг вместе с находящимся во
Фиг. 190. Пооперационные-
формы заготовки винта, из-
готовляемого путем холодной
высадки и накатывания.
. При этом в качестве удер-
втулочке его винтом поворачивается, подводя при этом головку
винта к шлицевой фрезе, установленной на шпинделе приспособле-
ния. Затем, подав деталь к фрезе после прорезания в ней канавки,,
рычаг отходит назад и встречает штифт,
выталкивающий деталь из втулочки,
а затем к моменту отрезания следую-
щей детали снова возвращается в исход-
ное положение.
В ряде случаев головки стальных
винтов подвергаются термической обра-
ботке (закалке и отпуску) для преду-
преждения деформации шлицев.
С целью повышения чистоты торцов
винтов применяется притирка-поли-
ровка торцов головок винтов на вра-
щающемся ЧугуННОМ ПрИТИрОЧНОМ ДИСК1
живающего приспособления используется круглый стальной диск
с отверстиями, в которые на специальном приспособлении встав-/
ляются стержни винтов. Полировка торцов головок винтов выпол-
няется с помощью твердого абразивного микропорошка и пасты-
ГОИ.
Для изготовления винтов сравнительно небольших размеров-
способом без снятия стружки в качестве заготовки применяется
проволока из мягкой стали (содержание углерода не выше 0,5%).
Диаметр проволоки выбирается равный примерно среднему диа-
метру резьбы. Отрезание заготовки, предварительная и окончатель-
ная высадка головки винта производятся в холодном состоянии на
высадочном автомате. Затем осуществляется шлицевание головки
и накатывание резьбы винта. Формы обрабатываемой заготовки по-
отдельным операциям от первичной заготовки до готового винта
показаны на фиг. 190 (1 — 5).
Следует отметить, что при переводе изготовления деталей со спо-
соба обработки путем снятия стружки на способ холодной высадки
требуется осуществление некоторых конструктивных изменений
деталей. Например, в конструкциях винтов исключается кольцевая
канавка между головкой и резьбовой частью стержня.
185
В результате высадки в заготовках винтов появляется наклеп
и возникают напряжения, которые обычно устраняются путем
отжига.
Для уменьшения напряжений в высаженных заготовках, а также
для предупреждения брака деталей существенное значение имеет
смазка проволоки или прутков в процессе обработки. При холодной
высадке и редуцировании обрабатываемый материал смазывается
осерненным маслом, т. е. маслом с добавкой мелкого порошка серы:
для углеродистых сталей — до 10% и для легированных — до 20%.
'Смазка значительно облегчает процесс высадки и условия работы
высадочного и редуцирующего инструмента, предупреждая заеда-
ния в матрицах и пуансонах.
В условиях крупносерийного и массового производства приме-
няются наиболее производительные автоматы для изготовления
крепежных винтов, на которых выполняется весь процесс изготовле-
ния их. Процесс получения винтов на таком автомате осуществляется
в следующем порядке:
1) подача материала под нож;
2) отрезание заготовки;
3) первое редуцирование;
4) второе редуцирование и образование головки;
5) образование граней на головке (обрезным штампом);
6) торцевание хвостовой части;
7) накатывание резьбы винта.
Перемещение обрабатываемых заготовок деталей с одной рабочей
позиции на другую выполняется автоматически с помощью специаль-
ных механизмов и устройств.
Изготовление винтов из проволоки или прутков путем редуци-
рования, холодной высадки и накатывания резьбы характеризуется
высоким коэфициентом использования материала (до 0,88—0,93)
в сравнении со способом изготовления винтов путем снятия стружки.
Накатывание резьбы на винтах осуществляется также и в тех
случаях, когда гладкие заготовки винтов выполняются на токарных
автоматах [3].
Методы изготовления гаек
В условиях крупносерийного и массового производства приме-
няются следующие способы получения заготовок гаек:
1) точение на токарных автоматах и специальных станках из
гладкотянутых прутков надлежащего профиля, чаще всего — ше-
стигранного;
2) холодная высадка на специальных высадочных автоматах из
круглого пруткового металла;
3) вырубка (просечка) на станках или прессах из полосового или
листового металла.
Первые два способа применяются в приборостроении наиболее
широко, так как при осуществлении их достаточно точно выдержи-
вается перпендикулярность торца гайки к оси отверстия. Из этих
186
двух способов большую точность гаек обеспечивает первый способ.
Если калиброванные прутки подвергаются предварительному под-
резанию, то благодаря этому уменьшается смещение сверла и
эксцентричность отверстая относительно внешнего контура. Весьма
существенной является также тщательная выверка цанг с таким
расчетом, чтобы биение их отсутствовало или в крайнем случае
было минимальным (не выше 0,01—0,02 мм).
Второй способ получения заготовок гаек базируется на примене-
нии специальных гайковысадочных автоматов, производительность
которых более высокая, чем токарных автоматов и станков. Формы
обрабатываемой заготовки по отдельным операциям (переходам)
до окончательной заготовки с гладким отверстием показаны на
фиг. 191 (1 — 5).
Третий способ получения заготовок гаек является наименее точ-
ным. Кроме того, при осуществлении его требуется дополнительная
операция — снятие заусенцев на торце.
В производстве точных приборов этот спо-
соб изготовления гаек не применяется.
Нарезание резьбы в отверстиях гаек
производится следующими способами:
1) гаечпым метчиком с прямой хвосто-
вой частью на полуавтоматах вертикаль-
ного типа или на сверлильных станках;
2) гаечным метчиком с отогнутой хво-
стовой частью на специальных гайкона-
резных автоматах.
Первый способ применяется в усло-
виях серийного производства для нареза-
ния в заготовках гаек резьбы диаметром менее 6 мм, а также
для нарезания резьбы заготовок гаек, полученных на гайковыруб-
ных (просечных) автоматах или прессах.
Второй способ применяется главным образом в условиях.крупно-
серийного и массового производства.
При нарезании гаек метчиком с прямой специально удлиненной
хвостовой частью операция выполняется при вращении его только
в одну сторону. Когда хвостовая часть метчика заполнится нарезан-
ными гайками, метчик вынимают из патрона, гайки с него удаляют,
а затем его вновь устанавливают в патрон, и процесс нарезания про-
должается в последующих заготовках гаек. Для повышения произ-
водительности труда процесс нарезания резьбы в гайках по указан-
ному принципу осуществляется на четырех- или шестишпиндельном
полуавтомате.
Нарезание гаек изогнутым (кривым) метчиком в условиях крупно-
серийного или массового производства выполняется на гайконарез-
ных двухшпиндельных автоматах типа 508В (диаметр нарезаемой
резьбы d0 = 5-5—12 мм) или типа 508Г (диаметр нарезаемой резьбы
d0 = 12-5-22 мм). Кривой метчик 1 находится в специальном патроне
автомата (фиг. 192), корпус которого состоит из двух половин.
Для наладки автомата метчик вместе с направляющей втулкой
187
Фиг. 191. Пооперационные
формы заготовки гайки, по-
лучаемой путем холодной
высадки.
закладывается в одну половину патрона, после чего вторая половина
скрепляется с первой.
От перемещения метчик удерживается гайками, находящимися
на его хвосте. Предварительно обработанные заготовки гаек загру-
жаются в бункер станка-автомата и с помощью специального пол-
зуна, перемещаемого от копира, подаются к метчику. После нареза-
ния резьбы гайки передвигаются по хвостовой части метчика и затем
при непрерывном вращении патрона удаляются с метчика.
Так как в обоих способах весь процесс нарезания гайки выпол-
няется одним метчиком, то длина заборной части его обычно превы-
шает высоту гайки. Полная длина резьбовой части метчика с отогну-
той хвостовой частью принимается равной (2-~3)do. Полная длина
резьбовой части машинного метчика с прямой хвостовой частью
при малых диаметрах резьбы
доходит до 5do.
Операция нарезания резьбы
в гайках на автоматах сопро-
вождается «разбивкой» отвер-
стия, характеризуемой увели-
чением среднего диаметра резь-
бы в гайке относительно сред-
него диаметра резьбы в калиб-
рующей части метчика иногда
на величину до 0,05—0,07 мм.
Весьма существенное значе-
ние для работы автомата имеет
между гайками на метчике, так
автомата и стойкость метчика.
Фиг. 192. Патрон для нарезания гаек
кривым метчиком.
величина оптимального расстояния
как от нее зависит использование
Чем меньше расстояние между гайками, тем больше отдача автомата.
Однако при весьма малых расстояниях затрудняется смывание
стружки охлаждающей жидкостью. Для гаек с резьбой диаметром
до 8 мм интервал между гайками принимается равным полной вы-
соте гайки, а при диаметрах свыше 8 мм — 0,7Н.
Точность резьбы гаек, получаемая при помощи метчиков на
гайконарезных автоматах, зависит от точности и качества изгото-
вления метчиков, качества наладки станка, точности заготовок,
а также ряда других технологических факторов. При нормальных
производственных условиях с помощью автоматов в гайках наре-
зается резьба 2-го и 3-го классов точности. Получение резьбы 1-го
класса также возможно на автоматах, однако при условии повыше-
ния точности заготовок гаек, повышения точности изготовления
метчиков и весьма тщательной наладки станка.
Изготовление ходовых винтов и корректирующих линеек
Технологический процесс изготовления
ходовых винтов осуществляется в следующем порядке:
1) отрезание заготовки от прутка;
2) центрование с двух торцов;
3) черновая токарная обработка (с двух установок);
188
4) термическое улучшение структуры материала;
5) чистовая токарная обработка, включая обработку центровых
отверстий, подрезание торцов и т. д.;
6) фрезерование шпоночных канавок;
7) шлифование резьбовой части и шеек винта;
8) предварительное нарезание резьбы;
9) термическое (искусственное) старение;
10) отделка центровых отверстий;
11) окончательное нарезание резьбы;
12) доводка (отделка) резьбы.
В соответствии с приведенной схемой технологического процесса
представляет интерес рассмотрение некоторых специфических опе-
раций изготовления точных ходовых винтов.
Операции токарной обработки и шлифования длинных ходовых
винтов выполняются с применением люнетов для предупреждения
прогиба детали в процессе обработки.
Термическое улучшение структуры материала винта произво-
дится (t до 500°) для предупреждения последующих деформаций
детали после нарезания и отделки резьбы. Кроме того, в результате
этой операции улучшается механическая обрабатываемость винта,
что существенно, в особенности при нарезании резьбы. Искусствен-
ное старение выполняется в масляной ванне или в электрическом
шкафу при температуре до 200—220° в течение 20—35 час.
Окончательное нарезание резьбы осуществляется на точном
токарно-винторезном станке с корректирующей линейкой [3]. Эта
операция выполняется за три перехода:
а) нарезание резьбы по внутреннему диаметру (прорезание
канавки);
б) нарезание резьбы по одной стороне профиля резьбы;
в) нарезание резьбы по другой стороне профиля.
Точность шага резьбы, нарезаемой на токарном станке повышен-
ной точности, характеризуется данными табл. 22.
Способы повышения чистоты поверхности при нарезании точной
резьбы приводятся в табл. 23.
Доводка (притирка) резьбы производится при помощи притира—
чугунной разрезной гайки длиной до 150 мм. Доводка резьбы вы-
полняется на токарном станке с предварительно снятым супортом.
В гайку-притир ввернут перпендикулярно оси гайки рычаг, который
в процессе доводки резьбы винта скользит по направляющим
станка.
В крайних положениях притира рычаг нажимает на наконечники
электрического переключателя, в результате чего изменяется на-
правление вращения доводимого ходового винта и гайка-притир
перемещается в обратном направлении. Доводка ходовых винтов
осуществляется с применением соответствующего абразивного
микропорошка и масла.
Технологический процесс изготовления
корректирующей линейки выполняется в
соответствии со следующими основными положениями.
189
Таблица 22'
Точность шага резьбы, нарезаемой на токарных станках повышенной
точности (прецизионных) с высотой центров до 250 мм
(по ГОСТ 1969-43)
№ по пор. Наименование точностной характеристики Группа станков Допустимая накопленная по- грешность в мм на длине
50 мм 150 мм 300 мм
1 Точность шага резьбы, нарезанной на станке от произвольного участка ходового винта С корректирую- щим механиз- мом 0,003 0,004 0,005
Без корректиру- ющего меха- низма 0,010 0,015 0,020
По требованию заказчика 0,005 0,010 0,015
2 Точность шага ходово- го винта н переда* точной цепи от шпин- деля к ходовому вин- ту станка Без корректиру- ющего меха- низма 0,008 0,011 0,015
Без корректиру- ющего меха- низма по тре- бованию заказ- чика 0,005 0,008 0,012
После предварительной механической обработки заготовки из
конструкционной полосовой стали производится обработка рабочего
профиля ее, т. е. поверхности, по которой должен скользить конец
рычага или штифт, связанный с гайкой ходового винта. Контроль
прямолинейности рабочей грани линейки выполняется «на краску»
по контрольной линейке.
Затем линейка устанавливается в собранном приборе так, чтобы
в крайних положениях гайки ходового винта были одинаковые
(нулевые) показания по нониусу отсчетного устройства. На подвиж-
ный стол параллельно направляющим устанавливается точная мас-
штабная линейка, а на неподвижной части прибора над этой линей-
кой — визирный микроскоп.
Корректирующая линейка фиксируется контрольными штиф-
тами.
Если затем осуществить перемещение стола через определенные
интервалы, например 10—20 мм, начиная с начального положения
его, то, пользуясь точной штриховой линейкой, микроскопом и нони-
усом отсчетного барабана, можно выявить отклонения резьбы ходо-
вого винта по шаГу в отдельных точках. На основании этих данных:
строится приведенный к линейке график ошибок шага резьбы Й L
190
Таблица 2.Т
Способы повышения чистоты поверхности при нарезании точной резьбы
№ по пор- Сущность способов X Характеристика способов и режимы
1 Назначение оптимального мате- риала деталей по обрабаты- ваемости резьбонареэанием Более чистая поверхность резьбы получается на деталях из сталей марок 40, 50, У10, У12 и менее чистая — из хромистых сталей
2 Надлежащая твердость и струк- тура материала, достигаемая специальной термической об- работкой Твердость для сталей марок ХГ и X /?5=90-j-95; структура—мелкозер- нистый перлит. Достигается закал- кой с последующим высокотемпера- турным отпуском
3 Тщательная установка и на- стройка станка в работе Равномерная нагрузка на опоры ста- нины, устранение ненормальных зазоров в сопряжениях
4 Тщательная заточка и доводка режущих граней инструмента с соблюдением оптимальных углов Окончательная заточка мелкозерни- стым шлифовальным кругом зерни- стостью 180—280 и доводка
5 Обеспечение надлежащей точ- ности установки резьбонарез- ного инструмента Установка с помощью накладного микроскопа и приспособлений
6 Выбор оптимальных режимов окончательного нарезания резьбы Повышенная (или пониженная) ско- рость резания на зачистных прохо- дах и глубина резания 0.012—0,025 мм
7 Применение оптимальных сма- зочно-охлаждающих жидко- стей Льняное вареное масло или смесь льняного вареного масла (30%) со скипидаром или керосином (70%), а также минеральное осерненное масло
8 Устранение вибраций системы станок — режущий инстру- мент — деталь Повышение жесткости системы; вы- вод из резонансного режима работы
Соответственно данным графика производится вручную обработка
корректирующей линейки по профилю, для чего она снимается с кон-
трольных штифтов. Так как отклонения резьбы ходового винта по
шагу могут иметь разные знаки (+ или —), то результаты измере-
ний необходимо привести к одному знаку, поскольку ширина линейкй
в процессе обработки профиля ее может только уменьшаться.
191
После обработки рабочего профиля по заданной кривой линейка
вновь устанавливается на свое место и описанным выше порядком
определяются отклонения шага винта, которые теперь должны быть
уже значительно меньше.
Для получения достаточно хороших результатов требуются две-
три пригоночные обработки корректирующей линейки по профилю.
Принцип окончательной обработки круговых корректирующих
устройств (колец), применяемых в угловых отсчетных и делитель-
ных приборах и машинах, сходен с принципом окончательной об-
работки линейных корректирующих устройств. Контрольной шка-
лой в данном случае является точный лимб с угловыми делениями.
8. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУЖИН И СТРЕЛОК
Основные положения
Пружины, применяемые в приборах, по конструктивно-техноло-
гическим признакам можно разделить на следующие основные
группы:
1) винтовые пружины, сжимаемые или растягиваемые в про-
цессе работы, например, в измерительных приборах для автомати-
ческого контроля, оптико-механических и других приборах;
2) спиральные силовые пружины, являющиеся, аккумуляторами
энергии, например, в часовых механизмах;
3) мелкие спиральные пружины, называемые волосками, пред-
назначенные для создания сравнительно небольшого противодей-
ствующего момента и уничтожения («выборки») зазоров в одном
направлении механизма прибора, например, в механизме индика-
тора часового типа;
4) тонкие витые (спиральные) ленты измерительных приборов
весьма высокой чувствительности, например, ленты пружинных
микромеров;
5) гибкие и тонкие ленты (гибкие связи), ленточные прямые или
изогнутые пружины, работающие на изгиб и применяемые при не-
больших перемещениях измерительных стержней и аналогичных
деталей;
6) плоские дисковые пружины — пластинки и мембраны с
вырезами и без вырезов;
7) сложные пространственные пружины — сильфоны и труб-
чатые манометрические пружины, применяемые в приборах, работа
которых основана на пневматическом принципе действия.
Технология изготовления винтовых пружин
Винтовые пружины, применяемые в приборах, изготовляются
главным образом из пружинной стальной проволоки трех классов:
нормальной прочности —Н, повышенной —Пи высокой —В. Про-
волока имеет обычно круглое сечение диаметром от 0,02 до 8 мм
(ГОСТ 5047-49).
192
Винтовые пружины получаются путем навивки проволоки в хо-
лодном состоянии, а затем подвергаются дальнейшей обработке,
характер которой в основном обусловливается конструкцией пру-
жины.
Винтовые пружины разделяются на:
1) пружины, подвергаемые сжатию;
2) пружины, подвергаемые растяжению.
В зависимости от конструкции и принципа работы изготовление
винтовых пружин осуществляется по следующим технологическим
схемам.
Первая схема —винтовые пружины, работающие на сжатие:
1) навивка пружин;
2) шлифование опорных витков;
3) термическая обработка — отпуск;
4) обжатие пружин;
5) контроль и испытание.
Вторая схема —винтовые пружины, работающие на растяжение:
1) навивка пружин;
2) разделка концов;
3) термическая обработка—отпуск;
I) контроль и испытание.
В зависимости от типа производства и ряда других факторов
навивка винтовых пружин осуществляется:
1) на токарном станке с помощью оправки путем специальной
наладки станка — в условиях мелкосерийного производства;
2) на специальных автоматах для навивки пружин (обычно без
оправки) —в условиях крупносерийного и массового производ-
ства.
Навивка пружин па токарном станке с по-
мощью оправки может выполняться: с плотным прилеганием смеж-
ных витков друг к другу (при изготовлении пружины, работающей
на растяжение) или с промежутками между витками (при изготовле-
нии пружины, работающей на сжатие). Опорные, т. е. торцевые
витки пружины, работающей на сжатие, должны плотно прилегать
к смежным виткам, что может быть достигнуто или в процессе на-
вивки, или осуществлением дополнительной операции — гибки
(осадки) крайних витков.
Наладка токарного станка для навивки винтовых пружин заклю-
чается в следующем (фиг. 193).
Через отверстие шпинделя 1 передней бабки пропускается вал 2
со сквозной шпоночной канавкой. Патрон 3 с. неподвижно закреплен-
ной внутренней шпонкой насаживается на шпиндель 1. Задняя
бабка станка снимается.
На станке устанавливается специальное приспособление
(фиг. 194), которое поддерживает в процессе работы оправку и слу-
жит для приема и направления пружинной проволоки. Копирный
винт 4, имеющий соответствующий шаг резьбы (см. фиг. 193), вклю-
чается в работу с помощью специального устройства, палец которого
входит во впадину между витками резьбы винта.
13 Ведындский 2 193
Если требуется произвести навивку заготовок пружин так, чтобы
некоторые витки были прижаты друг к другу (фиг. 195, а), то при-
меняется ходовой копирный винт с впаянными вставками
(фиг. 195, б). Благодаря вставке копирный палец выходит из впа-
дины между витками копирного винта, и в пружине соответствен-
но этому участку получается
плотное прилегание витков друг
к другу.
Навивка пружин, работаю-
щих на растяжение, т. е. с
плотно прижатыми друг к другу
Фиг. 193. Схема наладки токарного станка
для навивки винтовых пружин.
на всей длине витками, выполняется на токарном станке без при-
менения копирного винта (см. фиг. 194). По мере навивки прово-
локи на оправку вал под действием некоторого усилия переме-
Фиг. 194. Приспособление для
приема пружинной проволоки.
щается в осевом направлении.
Диаметр оправки назначается
несколько меньше внутреннего
диаметра пружины, так как после
Фиг. 195. Копирный винт с впаян-
ными вставками для образования
опорных прижатых витков пружины:
а — форма пружины; б — копирный пинт.
снятия с оправки пружина в связи с упругими деформациями
увеличивается по диаметру.
При групповой навивке пружин полученная заготовка разре-
зается на отдельные пружины.
194
Навивка пружин на с п е ц и а л ь н ы х а в то ма-
тах характеризуется весьма малой Затратой времени в сравнении
С затратой времени на эту операцию при выполнении ее на токарном
станке [7'1. Так, например, если на токарном станке навивают в
среднем от 3 до 8 пружин в минуту, то на автомате при навивке
пружин из проволоки диаметром от 0,5 до 6 мм изготовляется от 50
до 150 и выше пружин в минуту. На автомате процесс навивки
выполняется следующим образом: принудительная подача прово-
локи, навивка пружины с обеспечением требуемого шага (без оп-
равки), прекращение подачи проволоки и отрезание навитой пружины.
Шлифование витков винтовых пружин, расположен-
ных на торцах, в зависимости от типа производства выполняют:
1) на шлифовальном или заточном станке простой конструкции,
чаще всего торцом абразивного крута с применением специальной
державки или магазинного приспо-
собления — в условиях мелкосерий-
ного производства;
2) на специальном шлифоваль-
ном станке, помещая пружины в
гнездах качающегося приспособле-
ния, которое перемещается между
двумя шлифовальными кругами,
установленными на расстоянии, за-
висящем от длины пружины—в усло-
виях крупносерийного и массового
производства.
В обоих случаях применяются
шлифовальные круги зернистостью
24—36 и твердостью СТЗ.
Разделка концов выполняется у винтовых пружин, работающих
на растяжение. Операция необходима для образования на каждом
из концов пружины полукольца или кольца (фиг. 196), с помощью
которых пружина сопрягается с надлежащими деталями прибора.
Указанная операция выполняется на прессе или вручную с помощью
приспособления, отвертки или разводного клина. Разделка одного
конца пружины состоит из двух переходов: 1) предварительной
«отводки» (изгиба) кольца или полукольца в сторону; 2) постановки
кольца в центр, т. е. отгибки его к оси пружины.
Термическая обработка пружин из холоднотяну-
той проволоки, навитых в холодном состоянии, заключается в от-
пуске их при температуре 240—360°. Благодаря этой операции зна-
чительно повышаются упругие свойства материала пружины. Сле-
дует отметить, что одновременно происходит также деформация
пружины: диаметр пружины несколько уменьшается, а длина ее
увеличивается.
Отпуск пружин выполняется в электропечах или в соляных
ваннах. Пружины из проволоки диаметром от 0,5 до 5,0 мм отпу-
скаются в соляной ванне (40% СаС1 и 60% NaCl) при температурё
300—360° и длительности выдержки 5—8 мин.
Фиг. 196. Форма концов пружин,
работающих иа растяжение:
а — в виде полукольца; б — в виде
кольца.
195
Обжатие производится с целью повышения прочности пружин,
работающих в условиях повышенных расчетных напряжений. При
разгрузке обжатой пружины в материале возникают остаточные
напряжения знака, противоположного знаку основных напряжений.
Обжатие винтовых пружин осуществляется двумя способами: 1) пу-
тем длительной выдержки в сжатом состоянии или 2) путем много-
кратных (от 3 до 10) кратковременных обжатий. Операция обжатия
пружин выполняется с помощью пресса или про-
стого приспособления, устройство которого ясно
из фиг. 197.
Контроль и испытание винтовых пружин за-
ключаются в контроле формы и размеров их, а
также в статических и динамических испытаниях.
С помощью калибров проверяются размеры
внутреннего и наружного диаметров, а также
размер длины пружины в свободном состоянии;
линейкой контролируется прямолинейность обра-
зующей, угольником —перпендикулярность обра-
зующей к торцам.
Статические испытания пружин выполняются
с помощью весов или пресса для определения
Фиг. 197. Обжатие
пружины с по-
мощью приспособ-
ления.
характеристик пружины. Динамические испытания производятся
путем многократного приложения переменной нагрузки для выяв-
ления усталостной прочности пружин. Это испытание имеет сущест-
венное значение для пружин приборов автоматического контроля.
Технология изготовления спиральных пружин малых размеров
(волосков)
В качестве материала для изготовления волосков используется
сталь; однако для обеспечения анти коррозионности также приме-
няются фосфористая бронза, инвар, элинвар (сплав никеля, стали,
хрома и других металлов). Волоски, изготовленные из элинвара,
находясь в различных температурных условиях, обладают почти
неизменяющейся упругостью.
Для получения требуемых размеров сечения и хорошей поли-
рованной поверхности проволока, идущая на изготовление волос-
ков, подвергается многократному волочению через алмазные волоки
(до 20—30 проходов). Разность между диаметрами двух смежных
глазков при этом не должна превышать 0,05 мм, а между послед-
ним и предпоследним —0,025 мм.
Проволока после волочения прокатывается между двумя поли-
рованными валками, которым сообщается принудительное вращение.
Полученная лента разрезается на отдельные заготовки требуемой
длины, а затем выполняется операция навивки волосков.
Для осуществления этой операции применяется специальное
приспособление (фиг. 198). Приспособление состоит из диска с вы-
точкой 1, столика 2, валика 3, шкива 4 и втулки 5. Одновременно
навиваются в зависимости от толщины ленты, числа витков и диа-
196
метра волоска от трех до пяти и больше волосков с таким расчетом,
чтобы навитые на валик волоски полностью заполнили выточку
диска I. В кольцевой стенке диска прорезаны пазы а, ширина кото-
рых соответствует толщине ленты. Число пазов равно числу одно-
временно навиваемых волосков. Направление пазов должно быть
близким к касательным наибольшей окружности выточки диска.
Диск устанавливается в выточку столика 2, одновременно цен-
трируясь по валику 3. На торце валика имеется отверстие и радиаль-
ные пазы б, число которых равно числу пазов в диске. Валик 3
может вращаться во втулке 5 с помощью
насаженного на противоположный его ко-
нец шкива 4.
Операция завивки волосков выпол-
няется в следующем порядке
В пазы диска и валика вставляются
предварительно нарезанные ленточные за-
готовки. Затем валику 3 сообщается вра-
щение, в результате которого ленты за-
виваются в спирали, заполняя про-
странство между валиком и буртиком
диска.
После навивки диск с волосками сни-
мается с валика и на его место устана-
вливается другой диск. Операция на-
вивки повторяется в описанном выше
порядке. Таким образом, для завивки
партии волосков требуется несколько
дисков.
Волоски, завитые в холодном состоя-
нии, подвергаются последующей терми-
Фиг. 198. Приспособление
для навивки волосков.
ческой обработке. Для этого партия дисков с завитыми волос-
ками помещается в электрическую печь малой модели, в кото-
рой волоски нагреваются до необходимой температуры. Темпера-
тура нагрева зависит от материала волосков. В результате термиче-
ской обработки фиксируется форма волосков. После охлаждения
волоски вынимаются из дисков и подвергаются контролю в следую-
щем порядке: определение размеров, числа витков и крутящего
момента, создаваемого волоском.
Изготовление тонких витых лент
В некоторых конструкциях точных и весьма чувствительных
измерительных приборов, например, пружинных микромерах,
экстензометрах и других, в качестве чувствительного элемента при-
меняются весьма тонкие (толщиной порядка 5—10 мк) ленты из
бериллиевой или фосфористой бронзы, скрученные до появления
остаточной деформации. К средней части скрученной ленты при-
креплена указывающая стрелка. При растяжении скрученной ленты
под воздействием перемещения наконечника измерительного прибора
степень закрутки ленты изменяется и стрелка поворачивается.
197
Способ изготовления весьма тонких витых лент для измеритель-
ных приборов разработан инж. Б. А. Скалозубовым *, Данный
способ характеризуется тем, что лента закручивается в пределах
упругих деформаций и это конечное положение фиксируется терми-
ческой обработкой. По этому способу витая лента получается весьма
чувствительной, и угол поворота стрелки, соединенной с лентой,
достигает более 360°.
Для изготовления витых лент, кроме бронзы, используются
также стали различных марок.
Б качестве примера рассматривается технология изготовления
тонкой витой ленты из фосфористой бронзы Бр. ОФ 6,5-0,4,
Листовая бронза толщиной 1,5 мм разрезается на ленты длиной
220 мм и шириной 90—140 мм. Затем осуществляется последователь-
ная прокатка лент с постепенным уменьшением толщины: сначала
с толщины 1,5 до 0,8 мм', вслед за этим с 0,8 до 0,4 мм и далее до 0,2;
0,1; 0,06; 0,04; 0,022; 0,011 и 0,005 мм.
Начиная с толщины 0,2 мм, полосы прокатываются по 15—20
шТук пачками в обоймах из толстого листового материала. Обоймы
применяются для предупреждения разрывов тонкого листового
материала. После каждого перехода материал подвергается отжигу
в печи при температуре 560—580° в течение 1 часа. Отжиг осуще-
ствляется в железных баках с целью защитить материал от окисле-
ния. Окончательно прокатанные листы разрезаются на отдельные
ленты длиной около 100 мм и шириной 0,15—0,50 мм.
Б качестве исходного материала для получения лент может
быть взята также проволока из оловянофосфористой бронзы. Диа-
метр проволоки выбирается в зависимости от требуемой толщины
ленты; например, для изготовления лент толщиной 11—12 мк диа-
метр проволоки должен быть 40 мк.
Для осуществления процесса завивки тонких лент применяется
специальное приспособление в виде скобы (фиг. 199, а), в котором
закрепляют сразу четыре-пять лент. Один конец каждой ленты при-
крепляется штифтом 1 к стойке, другой — к подвижной колодке 2,
создающей натяжение ленты. На среднюю часть ленты помещается
легкая алюминиевая скобочка 3, с помощью которой и производится
закручивание ленты. Число оборотов зависит от ширины и длины
ленты. Лента длиной около 90 мм и шириной около 0,3 мм закручи-
вается примерно на 7—8 оборотов; лента с шириной 0,15 мм —
др 15 оборотов. Штифт 4 препятствует раскручиванию завитой
ленты.
Скобы с лентами помещают в электропечь при температуре 80 —
100°, а затем осуществляют постепенный нагрев витых лент до 270—
290°. Далее производится медленное снижение температуры в печи
до 100—80°. Общее время выдержки лент в печи 60—70 мин.
1 Б. А. Скалозубов, Новый способ изготовления спиральных лент
для измерительных приборов, МСС—НИБВ, Сборник «Новое в технике измере-
ниях, вып. 10, 1946.
198
Вторым вариантом конструкции приспособления для завивки
и термической обработки тонких витых (спиральных) лент является
приспособление с электронагревом 1 (фиг. 199, б).
Приспособление состоит из следующих основных деталей: кор-
пуса-скобы 1, двух концевых зажимов цилиндрической формы 2,
двух стопорных винтов 3, двух зажимных винтов 4, стойки 5, состоя-
б)
а — приспособление для завивки тонких лент.
б приспособление для завивки и термиче-
ской обработки тонких лент.
щей из двух металлических частей и промежуточной вставки-элек-
троизолятора, зажима 6 и зажимного винта 7.
Тонкая лента сперва закрепляется в средней части неподвижным
зажимом 6 и по концам — вращающимися зажимами 2. Затем путем
вращения головок концевых зажимов осуществляется завивка
1 Сборник «Новое в технике измерения», МСС - НИБВ, вып. 9. 1945,
статья Е. Р. Дворецкого
199
ленты. Закрепление’ концевых зажимов в необходимых положениях
производится стопорными винтами 3.
Термическая обработка ленты выполняется в завитом и натяну-
том состоянии путем нагрева электрическим током напряжением.
3—10 в до температуры 260—290° с последующим охлаждением
ленты на воздухе.
Так как тонкая витая лента имеет небольшие размеры и обла-
дает очень малым крутящим моментом, то вес укрепляемой на ней
стрелки должен быть весьма малым. Легкие и в то же время упругие
стрелки получаются из тонкого стекла (волосков) диаметром 0,03—
0,05 мм. Основание стрелки, чтобы создать некоторую жесткость,
склеивают из двух стеклянных волосков.
Изготовление мембран
Мембраны изготовляются из листового материала путем вырубки
заготовок их с помощью штампа. Обычно заготовка представляет
собой круглый тонкий диск.
Основными материалами для изготовления гофрированных мем-
бран являются: углеродистая и нержавеющая стали, бериллиевая
и фосфористая бронзы, нейзильбер (никелевая латунь) и элинвар Г
Наиболее распространенными из указанных материалов являются
бериллиевая бронза, фосфористая бронза и нейзильбер, которые
дают возможность обеспечить требуемые свойства мембран.
Листовой металл обычно подвергается холодной прокатке, за
счет которой достигается требуемая толщина, а также однородность
механических свойств. Затем осуществляется вырубка дисков с по-
мощью штампа. Для гофрированной мембраны диаметр диска (заго-
товки) рассчитывается из условия равенства его площади поверх-
ности гофрированной мембраны.
Образование гофрировки на плоском диске производилось преж-
де выдавливанием на токарном станке или на прессе. Современным
методом получения гофрировки является гидравлическая штам-
повка мембран. Выдавливание гофр по этому способу производится
при помощи масла на прессах, обеспечивающих давление порядка
1500—2000 ат. Этот способ впервые был предложен и освоен в
1932 г. Н. К. Матвеевым.
Гидравлический способ гофрировки мембран является доста-
точно производительным. Мембраны, изготовленные таким обра-
зом, по своим качествам значительно превосходят мембраны, изго-
товленные на прессе или на токарном станке.
Мембранные коробки (блоки) изготовляются из отдельных мем-
бран путем соединения их пайкой, сваркой или запрессовкой. Ко-
робки подвергаются испытанию на герметичность.
1 В. И. Феодогьев, Упругие элеметы точного приборостроения,
Оборонгиз. 1949.
200
И з гото влс и и с с ил ьфоио в
Основными материалами для изготовления сильфонов являются?
латунь, фосфористая бронза и нержавеющая сталь.
Наиболее часто для изготовления сильфонов применяется ла-
тунь марки Л80 (полутомпак), содержащая 78—81 % меди и 19—
22% цинка. Эта латунь хорошо обрабатывается глубокой вытяж-
кой. Кроме того, для изготовления сильфонов используется алюми-
ниевая латунь ЛА77-2, содержащая 76—79% меди, 1,75—2,5% алю-
миния, остальное цинк. Латунь марки ЛА77-2 обладает лучшей
обрабатываемостью и коррозионной стойкостью, чем латунь
маржи Л80.
Для изготовления сильфонов с повышенной коррозионной стой-
костью применяется также монель-металл и нержавеющая сталь.
В более редких случаях .используются биметаллы, например, из
слоя основного металла и слоя серебра, т. е. коррозионноустойчи-
вого металла.
Изготовление сильфонов осуществляется двумя основными спо-
собами: механическим и гидравлическим. Заготовкой для силь-
фона в обоих случаях служит тонкостенная цилиндрическая гильза
(трубка). Гильза при гидравлическом способе изготовления силь-
фона должна иметь с одного конца донышко. При механическом
способе изготовления сильфона гильза открыта с обеих сторон.
Гильзы изготовляются из листового материала на прессе путем
глубокой вытяжки. Применяя специальные штампы, процесс вы-
тяжки гильз осуществляют за пять-семь операций. Процесс изгото-
вления гильз включает также операции отжига и травления с после-
дующей промывкой. После операции окончательной вытяжки
производится обрезка торца гильзы на специальном станке.
Гильза надевается на оправку, имеющую в рабочей зоне коль-
цевые канавки. Затем оправка вместе с гильзой приводится во вра-
щение от электродвигателя. Обрезка гильзы осуществляется с по-
мощью закаленного стального ролика, который насажен па ось
поворотного рычага, приводимого в действие вручную.
При механическом способе изготовления си л ь-
фонов гильза-заготовка должна иметь диаметр
— 2гв 4- 1,5 (/„-/>),
где /„ —внутренний радиус сильфона;
гн — наружный радиус сильфона.
Гофры на гильзе выдавливаются под действием вращающихся
роликов в несколько операций. Первой операцией является деление
и нанесение небольших кольцевых углублений на поверхности
заготовок (фиг. 200, а). Операция осуществляется на особом станке,
который имеет два специальных валика 1 с роликами. Ролик 2,
проходящий внутрь трубки, имеет длину, равную двум шагам.
Наружный ролик 3 представляет собой закругленный по профилю
диск, толщина которого равна прймерно половине шага внутреннего
ролика.
201
Гильза закреплена одним концом на свободно вращающейся
«правке 4, бабка которой связана с реечным механизмом 5 для обес-
печения постоянства шага гофрировки. Последующие операции
выполняются для получения гофр полного профиля (фиг. 200, б).
Фиг. 200. Изготовление сильфонов механическим способом.
Деталь центрируется двумя свободно вращающимися валиками 6.
Число операций при механическом способе образования гофр нахо-
дится в пределах от 7 до 10. Соответственно каждой операции про-
филируются выдавливающие ролики. Для улучшения процесса
Давление
6)
Осевое сжатие
производится
при постоянном
давлении
6}
•Фиг. 201. Изготовление сильфо-
нов гидравлическим способом.
(справа), а дно ее упирается
выдавливания заготовка подвергается промежуточному отжигу
после соответствующей механической
операции. Торцы готового сильфона
подвергаются обрезке.
При гидравлическом спо-
собе изготовления силь-
фонов заготовка должна иметь
диаметр, несколько меньший вну-
треннего диаметра сильфона (при-
мерно на величину 0,3—0,5 мм).
Процесс вытягивания гофр вы-
полняется на специальном станке
в разъемной матрице с подвижными
кольцами (плитками с кольцевыми
вырезами). Гильза (заготовка), по-
лученная путем глубокой вытяжки
и имеющая на одном конце донышко,
вставляется в набор разъемных ко-
лец (фиг. 201, а). Кольца распола-
гаются на одинаковом расстоянии
друг от друга. Открытый конец
гильзы плотно зажимается в цангу
в плунжер (слева). Затем внутрь
гильзы через отверстие в цанге подается масло под давлением
20—60 ат. Б связи с этим гильза в промежутках между кольцами
несколько выпучивается.
Когда, таким образом, положение будущих гофр полностью на-
метится (фиг. 201, б), отводится гребенка (фиксатор), которая удер-
живала кольца на определенных расстояниях друг от друга, и при
помощи плунжера производится сжатие заготовки в осевом напра-
202
влении. Давление масла внутри гильзы поддерживается постоянным
Сжатие осуществляется до полного совмещения поверхностей колец
и полного образования на детали гофрированной поверхности
(фиг. 201, в).
Таким образом, получение гофрированной поверхности при ги-
дравлическом способе осуществляется в одну операцию, благодаря
чему сокращается трудоемкость изготовления сильфона в сравне-
нии с трудоемкостью его изготовления механическим способом.
При большой разности наружного и внутреннего диаметров силь-
•фона гофрированная поверхность выдавливается в две операции
с промежуточным отжигом заготовки.
При изготовлении сильфонов весьма существенную роль играю!
наряду с основными также и вспомогательные операции. Строгое
соблюдение технологии •— необходимое условие надлежащего каче-
ства сильфонов, в особенности при гидравлическом способе изгото-
вления их.
Процесс изготовления латунных сильфонов обычно выполняется
в следующем порядке:
I) контроль толщины стенок гильз (абсолютной величины и
равномерности);
2) подрезание торцов гильз с одного конца, соблюдая необходи-
мую длину заготовки;
3) отжиг заготовок при температуре 500—550° в течение 2—3 час.
-с последующей очисткой;
4) гофрирование заготовки гидравлическим способом с после-
дующей промывкой в растворителе (бензине);
5) подрезание торца;
6) калибрование сильфона, заключающееся в том, что длина
детали доводится до требуемой с соблюдением равномерности рас-
положения гофр по заданному шагу;
7) термическая обработка (старение) при температуре 100—120°
в течение 5—7 час.;
8)'определение жесткости сильфона.
Преимущества гидравлического способа изготовления сильфо-
нов в сравнении с механическим заключаются в следующем:
1) более высокая производительность труда;
2) самоконтроль качества изготовляемых деталей, так как опе-
рация гофрирования одновременно является гидравлическим испы-
танием сильфона;
3) более равномерное получение механических свойств материала
яри отсутствии механических поверхностных повреждений от про-
фильных роликов.
Гидравлический способ при изготовлении сильфонов больших
размеров уступает место механическому. Причиной является то,
что при одних и тех же размерах гофра величина вытяжки материала
при механическом способе меньше, чем при гидравлическом. Ука-
занное обстоятельство весьма существенно для больших гофров
Кроме того, сильфоны больших размеров изготовляются мелкими
сериями.
203
Для повышения чувствительности сильфоны подвергаются осе-
вому сжатию, при котором несколько уменьшается радиус закругле-
ния профиля гофр.
Старение сильфонов необходимо для стабилизации материала,
и, таким образом, сохранения постоянства характеристики сильфо-
нов в процессе эксплуатации их.
Жесткость сильфонов определяется на специальном приборе
путем приложения усилий и измерения величин получаемых при
этом деформаций.
Изготовление прямых и изогнутых листовых пружин
Прямые и изогнутые листовые пружины изготовляются из пру-
жинной стальной ленты. Хорошей упругостью обладает лента,
изготовленная из сталей марок У7А, У8Л, У9А, У ЮЛ и У12А,
а также из стали марки 65Г.
Стальная лента в соответствии с требуемыми размерами разре-
зается на отдельные заготовки. Концы заготовок подвергаются
зачистке. На одном из концов пружины сверлятся отверстия (одно
или два) диаметром не более 0,3—0,5 ширины ленты, которые необ-
ходимы для закрепления ее.
Отверстия в листовых пружинах могут быть получены также
путем пробивки на прессе в штампе или на специальном приспособ-
лении. Если предусматривается только одно крепежное отверстие
в ленточной пружине, то с помощью приспособления загибается конец
ее или выдавливается выступ, сопрягаемый с отверстием детали,
на которой закрепляется пружина. Таким способом предупреждается
поворачивание пружины в процессе работы прибора.
Изогнутые листовые и ленточные пружины изготовляются с по-
мощью специальных гибочных приспособлений и оправок. Затем
производится термическая обработка и зачистка пружин.
Изготовление стрелок и указателей
Стрелки и указатели (индексы) измерительных приборов изго-
товляются путем штамповки-вырубки из листовой стали или латуни
толщиной 0,15-—0,40 мм.
Значительные затруднения возникают при штамповке-вырубке
узких стрелок, так как пуансон имеет весьма небольшую толшину
при сравнительно большом периметре внешнего контура его попе-
речного сечения. Для устранения указанного затруднения приме-
няется принцип «обратной штамповки», при котором пуансоном
вырубается отход между двумя смежными стрелками. Детали при
этом остаются в ленте и отрезаются при дальнейшем ее перемещении.
Благодаря, этому в значительной степени может быть увеличена
прочность пуансона, однако возрастают отходы материала.
Для изготовления стрелок по указанному способу применяется
комбинированный штамп последовательного действия, дающий воз-
можность осуществить получение детали в несколько переходов
204
(фиг. 202, а). Сперва выполняется пробивка отверстия а, а затем
вырубка промежутка между двумя смежными стрелками б. Стрелки
отделяются от узких полосок материала с помощью ножей, устано-
вленных на этом же штампе или отдельно. Простым способом
является отрезка стрелок от ленточек с помощью ножниц.
Выполнение указанных выше переходов (а и б) осуществляется
на специальном прессе одновременно за один рабочий ход ползуна.
Пресс оборудуется специальным устройством для точной автомати-
ческой подачи ленты.
Вырубленные стрелки подвергаются чеканке (калиброванию),
которая производится или в первом комбинированном штампе
или в отдельном чеканочном штампе (фиг. 202, б).
а)
Фнг. 202.
а — схема раскроя при штамповке-вырубке стрелок; б— обжатне-калибрование
стрелки с помощью специального штампа.
С помощью чеканочного штампа выполняется также, и отрезка
стрелок. Матрица 1 для чеканки (обжимки) стрелок представляет
собой закаленный параллелепипед с гнездом на верхней плоскости,
соответствующим форме стрелки. В это гнездо при подаче ленты
понадает стрелка и прижимается сверху к матрице пуансоном 2
с гладкой шлифованной нижней поверхностью. При воздействии
пуансона стрелка калибруется и одновременно отделяется от про-
дольных ленточек. Пуансон 2 имеет цилиндрическое отверстие,
в которое входит снизу проходящий сквозь отверстие матрицы I
круглый закаленный стержень (пуансон) 3. С помощью этого пуан-
сона вытягивается шейка в стрелке; его перемещение осуществляется
через систему рычагов от кулачка, насаженного на вал пресса.
Стрелки, полученные путем вырубки из светлой стальной ленты
(сталь марки 45), в дальнейшем подвергаются оксидированию (воро-
нению).
В ряде конструкций измерительных приборов, например, в ин-
дикаторах часового типа и рычажно-чувствительных микрометрах
применяются стрелки с футерами (втулками). При такой конструк-
ции стрелка более надежно насаживается на ось. Предварительной
операцией в указанном случае является соединение стрелки с
футером. Эта операция заключается в насадке стрелки на уступ
футера и расчеканке футера для закрепления стрелки.
205
Указатели (индексы) измерительных приборов получаются путем
вырубки из листовой стали или латуни толщиной 0,15—0,40 мм.
Процесс штамповки указателей проще, чем стрелок, так как соот-
ношение размеров контура указателей с технологической стороны
более благоприятно. Вслед за вырубкой или одновременно с ней
осуществляется операция гибки указателя. Указатели малых раз-
меров изготовляются с помощью механизированных приспособле-
ний.
9. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЛАТИНОК
Основные сведения и характеристика обработки платинок
Платинки и плиты1 с точно расположенными отверстиями при -
меняются в конструкциях приборов и измерительных средств в
следующих случаях:
1) в качестве базовых деталей — оснований для сборки вра-
щающихся деталей механизмов универсальных измерительных при-
боров, главным образом малогабаритных (например, индикаторов
часового типа);
2) в качестве основных сборочных деталей измерительных при-
боров, приспособлений для контроля размеров и базовых деталей
для комплексных калибров.
Материалом для изготовления платинок в первом случае служит
обычно латунь марок Л62 и Л68 и во втором случае (для плит) —
конструкционная сталь марок 35 и 40.
По внешнему очертанию платинки представляют собой круглые
диски или пластины (плитки) с прямоугольным и более сложным кон-
туром.
Технологический процесс изготовления платинок или плит раз-
деляется на следующие основные этапы:
1) получение заготовок платинок путем разрезания листового
или полосового металла и штамповки-вырубки на прессе;
2) правку заготовок и зачистку на штампе по контуру;
3) обработку широких плоскостей и узких граней или поверх-
ностей (по контуру);
4) обработку отверстий.
Обработка широких плоскостей платинок
осуществляется путем точения, фрезерования, строгания, протяги-
вания и шлифования. Число, порядок операций, а также режим
обработки плоскостей назначаются в зависимости от требуемой
чистоты поверхностей, допусков на толщину и допустимого откло-
нения от параллельности плоскостей. В случаях необходимости
окончательную обработку платинок по контуру осуществляют чи-
стовым фрезерованием, точением или шлифованием, предварительно
1 Под платинной в отличие от плиты понимают плитку с отверстиями, т. е
плоскую листовую деталь, имеющую незначительную толщину и небольшие
габаритные размеры.
206
собрав несколько платинок в блок. Латунные платинки со слож-
ным контуром обрабатывают также по контуру на зачистных
штампах, снимая припуск 0,1—0,3 мм.
Наиболее ответственной частью технологического процесса из-
готовления платинок является получение точных отверстии на
строго заданных расстояниях друг от друга.
Методы образования и обработки точно расположенных
отверстий
Образование и последующая обработка точно расположенных
отверстий в платинках и плитах выполняются следующими основ-
ными методами:
1) обработкой отверстий на сверлильном станке по кондуктору;
2) пробиванием отверстий штампом;
3) сверлением отверстий на горизонтально-сверлильном станке
с помощью измерительных плиток;
4) обработкой отверстий с помощью контрольно-установочной:
плиты и измерительных плиток;
5) обработкой отверстий на токарном станке с помощью кон-
трольно-установочной плитки;
6) обработкой на токарном станке с помощью калиброванных
втулок и дисков;
7) на разметочно-сверлильных станках и на обычных сверлильных
станках с помощью координатных приспособлений.
Обработка отверстий в платинках по кон-
дуктору на сверлильном станке в значительной мере зависит
от конструкции и точности изготовления Кондуктора.
Составляющими суммарной погрешности в расположении отвер-
стий в платинке (детали) являются погрешности в расположении
отверстий в платинке кондуктора, погрешности формы и размеров-
втулок, а также возможное наличие эксцентриситета между осями
отверстия и наружной цилиндрической поверхности втулки. Зазор
между кондукторной втулкой и сверлом также влияет на точность
положения отверстий в платинке. При сверлении в кондукторах
расстояние между осями отверстий в платинках можно выдержать
для средних условий в пределах + (0,01—0,02) мм. Для повышения
точности диаметра и геометрической формы отверстий в платинках
их подвергают последующему развертыванию.
Погрешность расстояний между осями отверстий в платинке
можно значительно снизить за счет:
1) подбора сверл по кондукторным втулкам;
2) подбора сменных кондукторных втулок по гнездам;
3) применения вместо кондукторной плиты (платинки) со втул-
ками закаленной образцовой платинки с отверстиями (при обработке
платинок-деталей малых размеров);
4) осуществления надлежащего охлаждения, предупреждаю-
щего значительное повышение температуры обрабатываемой де-
тали.
207
Весьма существенной при обработке отверстий в деталях, закре-
пленных в кондукторах, является установка кондуктора так, чтобы
была обеспечена перпендикулярность плоскости кондукторной
плиты к оси шпинделя станка. В этом отношении конструкции кон-
дукторов с верхней откидной или съемной плитой являются несовер-
шенными .
Значительно лучшие результаты достигаются при конструкциях
кондукторов, где плита жестко связана с корпусом
или составляет
Фиг. 203. Кондуктор для сверления отвер-
стий в платинках индикаторов.
с последним одно целое.
Примером такой конструк-
ции в приборостроении
может служить кондук-
тор Для сверления
отверстий в платин-
ках индикаторов часо-
вого типа с ценой деле-
ния 0,01 мм (фиг. 203).
Отверстия в плати нке
имеют небольшой диаметр
(основная часть примерно
1 мм) и должны быть
расположены на расстоя-
ниях в пределах сравни-
тельно жесткого допуска
(+0,01 мм).
Кондуктор для полу-
чения отверстий в пла-
тинках состоит из сталь-
ного корпуса 1, кольца 2,
откидного прихвата 3,
оси 4, прижимной шай-
бы 5, фасонной гайки 6,
винта 7, откидного бол-
та 8, кондукторных вту-
лок 9 и винтов 10. Де-
тал ь у ста 1 ia вл и вается в
приспособлении по нижней плоскости плитки корпуса и прижи-
мается шайбой 5. Шайба 5 имеет сферическую поверхность, сопря-
гающуюся со сферической поверхностью прихвата 3, благодаря
чему обеспечивается равномерное прижатие детали. Для возможно-
сти самоустановки шайба 5 соединяется с прихватом 3 нежестко
благодаря тому, что между винтом 7 и отверстием прихвата имеются
зазоры как в радиальном, так и в осевом направлениях. Закрепле-
ние установленной платинки выполняется с помощью откидного
болта 8, вращающегося на оси 11, и фасонной (барашковой) гайки 6.
Пробивание отверстий в платинках штам-
пом является наиболее производительным методом, но его приме-
нение ограничивается сравнительно невысокой точностью и опреде-
ленными требованиями к качеству металла.
208
Металл должен обладать хорошей обрабатываемостью при хо-
лодной штамповке. Штамповка отверстий в платинке также выпол-
няется при вырубке самой детали по контуру. Для штамповки отвер-
стий в платинках с одного удара применяется сложный штамп,
число пуансонов которого соответствует числу отверстии в пла-
тинке. Отверстия малого диаметра пробиваются со значительными
затруднениями, и при перегрузке иногда имеет место поломка пуан-
сонов. Точность расположения отверстий при их пробивании в зна-
чительной степени зависит от точности штампа и обрабатываемости
материала. Обрабатываемое! ь материала оказывает существенное
влияние также на чистоту по-
верхности отверстий.
Для повышения точности
размеров и чистоты поверхности
отверстий применяется после-
де дов
Фиг. 204. Схема чистовой обработки отверстий
в платинке с помощью специального долбяка.
дующее их калибрование с помощью зачистного (калибрующего)
штампа. В некоторых случаях калиброванию с помощью зачистного
штампа подвергают предварительно просверленные в платинках
отверстия. При этом в отверстиях платинок малых размеров сни-
мается припуск порядка 0,03—0,05 мм. Калибрование отверстий
производится также без снятия стружки, т. е. путем заглаживания
и уплотнения поверхностного слоя материала в отверстиях.
Отверстия в платинках получают, кроме рассмотренных спосо-
бов, путем предварительного накернивания сразу всех отверстий
специальным штампом и последующего сверления. Применение
этого способа обусловлено сверлением отверстий малых диаметров
перовыми сверлами, которые имеют гораздо худшее направление
в кондукторных втулках, чем спиральные сверла.
Чистовая обработка отверстий в платин-
к а х, помимо других методов, может осуществляться по методу
обкатки с применением специального долбежного инструмента.
Преимуществом метода является то, что отверстия могут иметь
разные диаметры и различное расположение.
В качестве примера рассматривается процесс чистовой обработки
четырех отверстий в детали типа платинки (фиг. 204). Специальный
режущий инструмент представляет собой державку, в которой
находятся долбежные резцы, по форме напоминающие пуансоны.
14 Ведмидский 2 209
Плита
блок конце-
вых мер "
I
Фиг. 205. Сверление отверстий
в плите на горизонтально-свер-
лильном станке.
Расположение резцов в державке строго соответствует размерам
по чертежу. Размеры диаметров резцов меньше соответствующих
диаметров отверстий в детали (на величину припуска плюс некото-
рый зазор).
Для осуществления процесса чистовой обработки отверстий
резцы-пуансоны сначала вводятся в просверленные отверстия де-
тали (фиг. 204, а). Затем при возвратно-поступательном ходе
головки супорт смещается в сторону от оси ее на некоторую
величину е, в результате чего происходит врезание всех резцов
(фиг. 204, 6). Б дальнейшем осуществляется одновременная обра-
ботка всех отверстий при повороте (движение подачи) державки
и детали на один оборот. Резцовая головка (державка) в это
время совершает рабочие ходы, подоб-
ные ходам зуборезного долбяка.
Сверление отверстий в
плитах на горизонтально-
сверлильном станке с по-
мощью измерительных плиток осу-
ществляется в следующем порядке
(фиг. 205).
Плита устанавливается на приспо-
соблении в виде угольника, прикреп-
ленного к столу станка, после чего
сверлится первое отверстие. Затем на
конце шпинделя станка устанавливается
головка с индикатором или минимет-
ром, измерительный шпиндель которой
находится в контакте с блоком концевых мер £1( установленным
на столе станка. Для перехода к обработке следующего отверстия
в данном случае блок концевых мер с размером заменяется блоком
с размером £2 =• Lt — I, где I — заданное расстояние между осями
отверстий.
Затем шпиндельную головку станка опускают до тех пор, пока
стрелка индикатора или миниметра не займет на шкале своего преж-
него положения. Измерительная головка снимается со шпинделя
и производится обработка второго отверстия.
Здесь рассмотрен способ точного перемещения шпинделя или
стола ставка в вертикальном направлении. Очевидно, аналогичное
перемещение стола можно осуществить в горизонтальном направлении.
Обработка отверстий в плитах с помощью
вспомогательной контрольно -у становоч-
н о й плиты выполняется на вертикально-сверлильном станке
(фиг. 206).
Сверление отверстий выполняется с припуском под чистовую
обработку. Чистовая обработка отверстий производится на свер-
лильном станке с неподвижным столом с помощью подкладной
контрольно-установочной плиты 1 с направляющими втулками 2.
После чистовой обработки первого отверстия в него вставляется
калибр-пробка 3, а в отверстие шпинделя станка — калибровая
210
оправка 4, хвост которой входит в отверстие направляющей втулки 2.
Точная фиксация расстояния между осями отверстий производится,
с помощью блока плоско-параллельных концевых мер, помещаемого
между калибром-пробкой 3 и калибровой оправкой 4. Размер блока
концевых мер определяется по
формуле
/ / dp
1КМ 1 п п »
Фиг. 206. Обработка отверстий в плите
с помощью вспомогательной контрольно-
установочной плиты.
где I — заданное расстояние
между осями отвер-
стий;
dK — диаметр калибра-
пробки;
d0 — диаметр калибровой
оправки.
После закрепления обраба-
тываемой детали вынимаются
калибровая оправка и калибр-
пробка, удаляется блок плиток, устанавливается режущий ин-
струмент 5, которым осуществляется чистовая обработка отвер-
стия.
Рассмотренный способ применяется главным образом при обра-
ботке отверстий диаметром свыше 12 мм в условиях мелкосерийного
изготовления плит. Точность способа обусловлена точностью станка,
концевых мер, оправок, калибров и режущего инструмента. Б сбыч-
ных условиях минимальная погрешность
в размерах расстояний между осями от-
верстий может быть достигнута порядка
0,010—0,015 мм.
Обработка отверстий в
платинках и плитах на то-
карном станке с помощью
калиброванной установоч-
ной плитки выполняется в следую-
щем порядке.
Платинка в виде диска (фиг. 207) поме-
щается в выточку специальной обоймы-
кольца 3 с наружной резьбой и закреп-
ляется с помощью кольца-крышки 5 с
внутренней резьбой. Аналогичным спо-
собом в противоположной кольцевой
выточке кольца 3 помещена специаль-
Фиг. 207. Обработка отвер-
стий в платинке с помощью
калиброванной плитки.
ная калибровочная платинка 2, имеющая точно расположенные
в заданном порядке отверстия одинакового диаметра. Кольцо-
крышка 4 одновременно является основанием для базирования при-
способления на планшайбе токарного станка. В процессе обработки-
калиброванная исходная платинка 2 поочередно сопрягается своими
отверстиями с точно отшлифованным и доведенным пальцем 1,
2Ц
геометрическая ось которого должна Строго совпадать с геометри-
ческой осью шпинделя станка.
После насадки на палец и закрепления приспособления на план-
шайбе с помощью прихватов выполняется обработка одного из от-
верстий в платинке. Для обработки следующего отверстия в детали
приспособление переставляют, сопрягая надлежащее отверстие в
установочной плитке 2 с пальцем 1.
Таким образом могут быть обработаны все отверстия в платинке,
причем разных диаметров. Точность в расположении отверстий
получается более высокой, чем при обработке по кондуктору. Способ
применяется в условиях серийного производства.
Обработка отверстий с помощью калибро-
ванных втулок (фиг. 208) применяется в основном для про-
стых плит в условиях индивидуального и отчасти мелкосерийного
производства.
Фиг. 209. Схема установки ка-
либрованных дисков для обра-
ботки трех отверстий.
Б плите по предварительной разметке сверлят отверстия и наре-
зают в них резьбу. Затем с помощью винтов укрепляют калиброван-
ные втулки, имеющие тщательно обработанную наружную цилиндри-
ческую поверхность. При фиксации втулок строго соблюдают
заданные размеры, например, на фиг. 208 (размеры а, Ь, с и d),
пользуясь прецизионными измерительными инструментами и набо-
ром плоско-параллельных концевых мер.
После окончательного закрепления втулок плиту устанавливают
на планшайбе токарного станка, осуществляя с каждой установки
обработку одного отверстия в плите. Для точной, установки приме-
няется индикатор или миниметр на стойке, измерительный стержень
которого приводится в контакт с наружной поверхностью калиб-
рованной втулки. После надлежащего центрирования втулка
снимается и отверстие обрабатывается до требуемого диаметра.
Погрешность в расположении отверстий при тщательной выверке,
центрировании и обработке составляет 0,01—0,02 мм.
Обработка отверстий с установкой детали
по калиброванным дискам применяется в ограничен-
ных случаях — в основном для платинок небольших размеров с
двумя или тремя отверстиями (фиг. 209).
212
В случае трех отверстий А, В и С с расстоянием между центрами
их а, b и с определяются сначала радиусы дисков г1г г2 и г3 из
системы уравнений
r1-|-r2=a; Aj -f- гз = b; r2-^-r3 = c.
По вычисленным размерам диаметров 2г1(2г2 и 2г3 изготовляются
три диска с отверстием в центре каждого диска для закрепляющего
винта. Толщина дисков должна быть различной для возможности
центрирования их с платинкой на планшайбе станка при помощи
индикатора.
Установка и закрепление дисков на платинке винтами или дру-
гим способом выполняются с соблюдением условия их плотного
соприкасания друг с другом цилиндрическими поверхностями. Для
обработки отверстий платинка с закрепленными дисками устанавли-
вается на токарном станке
Процесс центрирования и обработки начинается с того отвер-
стия, положение которого определяется наиболее толстым диском,
и заканчивается отверстием, положение которого определяется
наиболее тонким диском.
Точность расположения отверстий в платинке зависит от точности
изготовления дисков, точности центрирования и точности самого
процесса обработки отверстий.
Координатный метод обработки, отверстий
Б ряде рассмотренных выше методов обработки отверстий
в платинках положение Центров их определялось расстояниями
от центров соседних отверстий, а также расстояниями от элементов
внешнего контура платинки.
- При координатном методе обработки отверстий в платинках,
а также в ряде других деталей положение центра каждого из отвер-
стий характеризуется соответствующими ему числовыми значениями
координат.
Сверление и чистовая обработка отверстий по координатному
методу выполняются на координатно-расточных станках или на
прецизионных токарных и сверлильных станках с применением
специальных приспособлений, например, координатных столов.
Б первом случае удобная координатная разметка деталей осуще-
ствляется не только по плоскости, а обработка отверстий не только
в платинках, но и в пространстве, т. е. разметка и обработка точно
расположенных отверстий выполняются в стенках корпусных де-
талей.
Во втором случае координатный метод в основном применяется
для получения отверстий в платинках, плитах и деталях сравни-
тельно небольшой толщины с параллельным расположением осей
отверстий.
Работа координатно-расточного станка базирует-
ся на точных измерениях и перемещениях стола и шпиндельной
2'3
головки, выполняемых, в зависимости от его конструкции, сле-
дующими способами 121];
1) при помощи ходовых винтов, штриховых линеек и нониусов;
2) при псмоши сменных установочных штихмасов, концевых
мер и I ндикаторсв;
3) при помощи постоянных весьма точных масштабных линеек
и оптических устройств.
Измерение перемещений при помощи ходовых винтов, штриховых
масштабных линеек и нониусов проще, но менее точно, чем при других
способах. В процессе работы ходовые винты подвергаются некото-
рому скручиванию и износу. Кроме того, погрешности изготовления
ходового винта влияют в значительной степени на точность работы
Фиг. 210. Схема расположения
осей координат координатно-
расточного станка.
координатно-расточного станка, в осо-
бенности погрешности по шагу резьбы.
Для обработки отверстий деталь
тщательно устанавливается и выве-
ряется на столе координатно-расточ-
ного станка. Необходимое положение
центра каждого из отверстий детали
на геометрической оси шпинделя дости-
гается перемещением головки шпин-
деля (фиг. 210) в направлении ОХ и
перемещением стола с деталью в напра-
влении ОУ. Согласно этому принципу
работает станок типа СКР-4 порталь-
ной конструкции, который имеет стол
с размерами рабочей поверхности
650 X 400 мм.
Продольное перемещение стола станка осуществляет-
ся при помощи точного ходового винта с корректирующим устрой-
ством и лимбом, который имеет величину отсчета 0,001 леи. Для
.настройки станка и точной установки деталей применяются вспо-
могательные приспособления: микроскопы, визирные угольники,
центровочные приспособления с индикаторами. Контроль установки
детали, и стола производится при помощи специального микроскопа
с хвостом, устанавливаемым в коническое отверстие шпинделя
станка; микроскоп снабжен крестообразной сеткой, обеспечивающей
точное визирование.
Точное перемещение основного стола возможно также с установ-
кой при помощи набора концевых мер и индикатора.
Для кругового перемещения обрабатываемой детали имеется
универсальный поворотный стол с червячной парой. Цена деления
барабана червяка 10” и величина отсчета по нониусу 1".
В зависимости от конструкции обрабатываемой детали, станка
и ряда других факторов сверление и чистовая обработка точно рас-
полагаемых в платинках отверстий осуществляется двумя способами:
по системе прямоугольных и полярных координат.
Точная обработка отгерстий в платинках и корпусах является
более удобной на станках для координатной обработки-следующих
214
типов: 2430, 2440, 2450. Эти станки представляют собой одноколон-
ную конструкцию, благодаря которой облегчается их эксплуатация.
Кроме того, в сравнении с портальными станками, они обладают
также другими конструктивными особенностями.
Координатно-расточной станок типа 2430 имеет прямоугольный
стол с размерами рабочей поверхности 450 X 280 мм. Наибольшее
перемещение стола в продольном направлении 400 мм и в попереч-
ном 250 мм. Шпиндельная головка имеет возможность вертикаль-
ного перемещения. Наибольшее расстояние от торца шпинделя до
стола 470 мм, наименьшее 145 мм. Отсчет координат производится
по лимбам и счетному механизму с предварительным набором, кото-
рый может производиться во время растачивания отверстия. Авто-
матическая остановка станка осуществляется с помощью индуктив-
ного датчика.
Координатно-расточной станок типа 2440 снабжен прямоуголь-
ным столом с размерами рабочей поверхности 900 X 400 мм. Наи-
большие перемещения стола: продольное 700 мм, поперечное
400 мм.
Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола регули-
руется в пределах от 100 до 550 мм. Станок снабжен точными шка-
лами и оптической системой для отсчета перемещений и установки
стола по координатам. На станке, допускается растачивать отвер-
стия в деталях диаметром до 200 мм.
Координатно-расточной станок типа 2450 имеет прямоугольный
стол с размерами рабочей поверхности 1100 X 600 мм. Наибольшие
перемещения стола: продольное 1000 мм, поперечное 600 мм. Расстоя-
ние от торца шпинделя до поверхности стола находится в пределах
от 250 до 750 мм. Станок снабжен оптическими измерительными
устройствами. Наибольший диаметр растачивания 250 мм.
Обработка отверстий по способу прямо-
угольных координат обычно выполняется с установкой
детали на основном столе станка. Начало и оси координат часто
располагаются по внешнему контуру прямоугольника деталей или
вне контура деталей (фиг. 211) с тем, чтобы значения координат цен-
тров отверстий были положительными. Благодаря этому облегча-
ются расчеты, установка, перемещения и уменьшается вероятность
ошибок. Все это весьма существенно при обработке платинок малых
размеров со значительным числом отверстий.
В приводимом примере (фиг. 211) положение четырех отверстий
в платинке, имеющей форму диска, определяется соответствующими
координатами: ххуи хгуг, xsys и х4уг.
Обработка отверстий по способу полярных
координат (фиг. 212) выполняется на координатно-расточном
станке путем установки детали на вспомогательном поворотном
столе или на специальном координатно-расточном станке с круг-
лым столом.
Взаимное расположение отверстий определяется в этом случае
утлом поворота .0 и продольным перемещением стола на величину
радиуса (фиг. 212).
215
Способ полярных координат удобен при расположении отвер-
стий по дугам окружностей. В рассматриваемом примере, переме-
стив основной стол от исходного положения на величину R, в даль-
нейшем необходимо поворачивать круглый стол соответственно на
углы 6j, 62 и 68 от исходного базового радиального направления.
Фиг. 211. Обработка отвер-
стий по способу прямоуголь-
ных координат.
Фиг. 212.
отверстий
полярных
Обработка
по способу
координат.
Фиг. 213. Планшайба с угольником для
обработки отверстий по методу прямо-
угольных координат.
Точность линейных размеров — расстояний между осями отвер-
стий, полученных на станках, характеризуется погрешностями,
лежащими в пределах до 0,01—0,02 мм и в отдельных случаях до
0,005 мм.
Точность угловых размеров в зависимости от конструкции и
размеров станка, а также поворотного стола 5 — 30".
Операция обработки
точных отверстий на
координатно-расточных станках
выполняется в следующем по-
рядке:
1) при диаметре до 12 мм—
сверление и двукратное развер-
тывание (черновое и чистовое);
2) при диаметре свыше 12 мм
до 50 мм — сверление, растачи-
вание и развертывание или
чистовое растачивание.
Для предупреждения значи-
тельного износа координатного
станка в ряде случаев предва-
рительную обработку отверстий
диаметром свыше 25 мм выпол-
няют на обычных металлорежу-
щих станках.
Наряду с рассмотренными методами получения и чистовой от-
делки отверстий осуществляется также координатное шли-
фование отверстий в закаленных деталях. Для этой цели
применяются специальные координатно-шлифовальные станки.
216
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства
• точные отверстия в платинках получают координатным способом
на прецизионных токарных и сверлильных станках обычных типов.
При обработке отверстий платинки на токарном станке в каче-
стве приспособления применяется планшайба с укреплен-
ным на ней угольником (фиг. 213).
Оси координат представляются внутренними гранями уголь-
ника, а размеры координат в результате установки детали фикси-
руются при помощи плоско-параллельных концевых мер. Положе-
ние граней угольника относительно оси вращения шпинделя
выверяется при установке угольника
и постоянные координаты х и у д
гравируются на планшайбе.
Плоскости платинки должны быть
предварительно обработаны, а между
базовыми гранями A0t и 0tB должен
быть выдержан угол 90°.
Б приведенном примере положение
центров трех отверстий платинки 1, 2
и 3 определяется от базовых граней
соответствующими размерами (фиг. 213);
постоянные координаты приспособле-
ния х — 55 мм и у — 60 мм. Для свер-
ления отверстия 1 с координатами
xi = 50, у{ — 40 между гранью детали
A Oj и угольником устанавливается кон-
цевая мера или блок мер; Xi = х — 50 —
=5 мм, а между гранью OtB и угольни-
ком У\=у—40=20 мм. Соответственно
Фиг. 214. Схема получения от-
верстий при помощи коорди-
наТно-разметочного стола.
при сверлении отверстия 2 с координатами xi 20 мм и yi = 60 мм
таким же образом между сторонами угольника и гранями детали
устанавливают блоки кснцегых мер:
х2 = х — х' = 55 — 20 = 35 мм;
У2 = У — Уч = 60 —- 60 =. 0,
т. е. в этом случае грань ОХВ детали должна непосредственно
соприкасаться с внутренней стороной угольника.
Аналогичным путем выполняется установка и закрепление
платинки для сверления отверстия 3.
Точность рассмотренного способа характеризуется погрешностью
в расположении отверстий до 0,01—0,02 мм.
Таким же способом производится сверление отверстий в деталях
на точных сверлильных станках; в этих случаях угольник устана-
вливается на столе станка.
Координатный стол является более совершенным
приспособлением для разметки и обработки отверстий (фиг. 214).
Закрепленная на столе деталь может благодаря наличию двух каре-
ток перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях
217
относительно основания супорта. Перемещение кареток выполняется
при помощи винтов А, а точная установка их производится по бло-
кам концевых мер х и у, которые помещаются между упорами В
и специальными упорными штифтами С на торцах кареток.
После обработки отверстия 1 (исходного) сверлится отверстие 2.
Очевидно, для этого одну каретку необходимо переместить в напра-
влении OY на величину 65-cos 30° = 56,292 мм, а другую каретку —
в направлении ОХ на величину 65-sin 30° — 32,500 мм. Это
достигается путем добавления к блоку концевых мер х, блока кон-
цевых мер, равного 32,500 мм, и удаления из блока у блока плиток
размером 56,292 мм.-
Для сверления отверстия 3 необходимо к блоку х добавить блок
измерительных плиток размером 60 мм, а блок у оставить того же
размера, что и при обработке отверстия 2.
Наряду с рассмотренной конструкцией координатного стола
применяются также координатные столы с точными масштабными
линейками и отсчетными микроскопами, обеспечивающими более
точную разметку и обработку отверстий.
Сверление наклонных отверстий
При сверлении на координатно-расточных станках отверстий,
оси которых расположены под углом к основной оси круглой детали
или друг к другу, могут быть два основных случая:
1) отверстия расположены на цилиндрической поверхности
детали (фиг. 215, а)
Фиг. 215. Схемы установки деталей для сверления наклонных отверстий:
а — с цилиндрической поверхности; б — с торца детали.
2) отверстия расположены на торце детали (фиг. 215, б).
Обрабатываемые детали в ' обоих случаях устанавливаются на
универсальном поворотном столе. Для этого предварительно кон-
трольная. опрайка с шаровым наконечником, установленная в
218
конусе стола, совмещается центром шарика с осевой линией шпин-
деля ZZ при помощи специального установочного уровня с центро-
выми отверстиями. Рабочее перемещение стола х рассчитывается
по следующим формулам.
Первый случай (фиг. 215, а):
х = L sin а Ц- cos а — a sin а — (L — a) sin а -(- ~ cos а,
где L — расстояние от центра шарика оправки до плоскости стола
в мм (обычно маркировано на оправке);
D — наружный диаметр детали в мм;
а — расстояние от торца детали до центра отверстия на цилин-
дрической поверхности в мм;
а — угол наклона оси отверстия по отношению к оси детали.
Второй случай (фиг. 215, б)
x — — L)sina-j- ~ cos а,
где I — толщина кольца или плиток, .которые подкладываются
под деталь с целью предохранения стола от повреждения
сверлом, в мм;
b — толщина обрабатываемой детали в мм;
d — диаметр окружности расположения центров отверстий в мм.
Координатное шлифование отверстий
Координатное шлифование отверстий, в том числе в закаленных
стальных платинках, выполняется на специальных координатно-
шлифовальных станках. Для этой же цели применяются коорди-
натно-расточные станки, оснащенные специальными шлифоваль-
ными головками.
Специальная шлифовальная головка состоит из двух узлов:
верхнего, вращающегося концентрично со шпинделем станка, и
нижнего, который, кроме вращения шлифовального шпинделя,
имеет еще два дополнительных двйжения — радиальную подачу
и планетарное вращение. Шлифовальная головка приводится в
действие с помощью сжатого воздуха, поступающего в турбинку.
При обработке отверстий диаметром от 12 до 2 мм число оборотов
шпинделя в минуту доходит до 40 000.
Отклонения размеров в расположении осей отверстий характе-
ризуются в наиболее благоприятных случаях величинами порядка
до 0,005—0,008 мм. Чистота поверхности отверстий соответствует
8—9-му классам.
Отверстия малых диаметров от 2 до 5 мм преимущественно дово-
дят с помощью указанной головки, применяя в качестве инструмента
оправки-притиры, шаржированные абразивными микропорошками
(алмазными, электрокорундовымн). С помощью конических шлифо-
вальных головок или конических притиров осуществляется числовая
обработка конических отверстий.
219
Координатное шлифование также является операцией конечной
обработки отверстий в закаленных платинках кондукторов. Этот
способ имеет преимущества по производительности и точности по
сравнению с другими способами, в особенности когда размеры
платинок невелики.
10. ОБРАБОТКА КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ II ДЕТАЛЕЙ
СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
Основные положения
В приборостроении детали сложной конфигурации, главным об-
разом корпусные и коробчатые детали, по конструктивно-техноло-
гическим признакам разделяются на станины, основания, бабки,
коробки, каретки, стойки, тубусы и кронштейны.
Указанные детали изготовляются различных форм и размеров,
что обусловливается конструкцией, размерами и требуемой точ-
ностью прибора, а также рядом факторов технологического харак-
тера.
В зависимости от конструктивных характеристик и типа произ-
водства изготовление корпусных деталей и деталей сложной кон-
фигурации осуществляется следующими основными способами 1#.
1) корпусные детали несложной формы и небольших габаритных
размеров (весом до 1,5 кг) в условиях индивидуального и мелкосерий-
ного производства получаются путем механической обработки (точе-
ния, фрезерования, сверления и т. д.) из профильного прокатан-
ного материала (сталь, латунь);
2) тонкостенные корпусные детали сложной формы малых и
средних размеров (весом до 10 кг) из цветных металлов—алюминие-
вого и цинкового сплавов, в условиях крупносерийного и массового
производства изготовляются путем литья под давлением с последую-
щей сравнительно небольшой по объему механической обработкой
сопрягаемых поверхностей и отверстий малых диаметров;
3) корпусные детали простой и сложной формы средних и боль-
ших размеров (до 2500—3000 мм) в условиях индивидуального,
мелко- и крупносерийного производства изготовляются из чугун-
ного литья с последующей механической обработкой;
4) корпусные детали сравнительно несложной формы в условиях
серийного производства (отчасти и индивидуального) изготовляются
из листовой стали путем отрезания и штамповки элементов заготовки
с последующей сваркой и механической обработкой (штампо-сварная
конструкция корпуса).
В большинстве случаев станины, корпусы, коробки и другие
аналогичные детали измерительных приборов средних и больших
размеров изготовляются из серого чугуна, обладающего величиной
коэфициентатемпературного линейного расширения, весьма близкой
к величине коэфициента температурного линейного расширения
1 А. М. Be дни деки й, Технология производства измерительных при-
боров, ч. 1, А\ашгиз, 1950, глава «Методывыполнения заготовок», стр. 116.
220
Стали. Вместе с наличием хорсшиХ литейных качеств чугуна указан-
ное обстоятельство является весьма существенным в измеритель-
ной технике.
Для изготовления наиболее ответственных и наряду с этим слож-
ных деталей измерительных приборов применяется серый чугун
1-го класса, который должен иметь следующую техническую харак-
теристику. Химический состав: 2,8—3,2% Собщ; 1,5—1,8% Si; 0,6—
1,0% Мп; Р < 0,3%; S < 0,12%; 0,1—0,3% Сг; 0,05—0,10% Ni. Пре-
дел прочности при изгибе бруска диаметром 30 мм > 40 кг/мм2;
стрела прогиба при расстоянии между опорами образца 600 мм
должна быть f = 8-4-10 мм; твердость Нв — 170-4-220.
Отверстия в литых заготовках корпусных деталей при диаметре
их менее 40 мм (в условиях индивидуального производства заго-
товок) и менее 30 мм (в условиях серийного производства) обычно
в отливке не предусматриваются, а образуются в дальнейшем путем
сверления; отверстия больших диаметров, чем указанные, полу-
чаются, как правило, в процессе отливки заготовок.
После черновой механической обработки чугунные отливки под-
вергаются старению — естественному или искусственному. Есте-
ственное5 старение заключается в длительной вылежке заготовок
в течение 6—24 мес. Искусственное старение корпусных чугунных
заготовок деталей осуществляется путем нагрева их в течение 5—
6 час. до температуры 550°, выдержки при этой температуре в тече-
ние 4—10 час. и медленного охлаждения заготовок деталей вместе
с печью до 100—150°.
В приборостроении часто применяются сложные корпусные де-
тали с плоскими стенками и отверстиями в них. В результате окон-
чательной механической обработки указанных деталей должно быть
обеспечено выполнение технических условий, которые в общем
виде характеризуется следующим образом:
1) надлежащая форма, взаимное положение и точность бази-
рующих и других поверхностей, т. е. плоскостность, взаимная
параллельность или перпендикулярность;
2) точность размеров и геометрической формы отверстий;
3) соосность отверстий, расположенных в двух или нескольких
сгенках;
4) параллельность или перпендикулярность осей отверстий
между собой и по отношению к базирующим поверхностям;
5) точность расстояний между осями отверстий и от базирующих
поверхностей (плоскостей);
6) перпендикулярность торцевых поверхностей к осям отверстий.
Обработка корпусных деталей приборов наиболее часто выпол-
няется в следующем порядке:
1) предварительная обработка поверхностей;
2) обработка основных отверстий, часто разделяемая на предва-
рительную и окончательную;
3) обработка крепежных и вспомогательных (второстепенных)
отверстий;
4) ртделочная обработка поверхностей.
221
Основные технологические схемы обработки станин
и корпусных деталей
Технологический процесс обработки ста-
нин приборов средних и 'больших размеров выполняют, руковод-
ствуясь следующей общей схемой:
1) разметка;
2) строгание или фрезерование опорных поверхностей (или
ножек);
3) предварительное строгание или фрезерование направляющих
рабочих поверхностей;
4) старение;
5) фрезерование или строгание боковых и торцевых поверхно-
стей;
6) окончательное строгание направляющих;
7) сверление, растачивание и развертывание главных отвер-
стий;
8) сверление, развертывание или нарезание резьбы в остальных
отверстиях;
9) шпатлевка и окраска нерабочих поверхностей;
10) шлифование и шабрение направляющих и ответственных
плоскостей.
Наиболее важными поверхностями станины являются направ-
ляющие, которые подвергаются шлифованию и шабрению.
Проверка плоскостности направляющих выполняется с помощью
проверочной линейки на краску. Проверка прямолинейности и
параллельности направляющих производится различными спосо-
бами, например, при помощи линейки и индикатора, уровня, зри-
тельной трубы и коллиматора, а также при помощи автоколлиматора
(направляющие станин большой длины).
Руководствуясь общей схемой обработки станин и рабочим чер-
тежом детали, проектируют технологический процесс станины кон-
кретного прибора, расчлененный на отдельные операции. В качестве
примера ниже приводится порядок обработки станины одного из
измерительных приборов.
Технологический процесс изготовления
станины прибора для комплексной провер-
ки зубчатых колес (фиг. 216) состоит из следующих
операций:
1) очистки и сбрубки литья;
2) фрезерования верхней плоскости А (торцевой фрезой D —
= 250 мм);
3) фрезерования нижней плоскости В;
4) фрезерования боковых плоскостей С;
5) фрезерования торцевых поверхностей D;
6) разметки направляющих Е;
7) фрезерования направляющих (хвостовой фрезой),
8) фрезерования выемки;
9) сверления и нарезания отверстий;
222
10) слесарной обработки нерабочих поверхностей под окраску;
11) обработки поверхностей на пескоструйном аппарате;
12) шпатлевки нерабочих поверхностей;
13) сушки при температуре 150° (1—3 часа);
14) окраски кристаллическим лаком необработанных наружных
поверхностей и суриком внутренних поверхностей;
15) шлифования нижней и верхней плоскостей;
16) шлифования направляющих;
17) промывки в эмульсии, сушки и смазки станины для защиты
ее от коррозии.
Технологический процесс изготовления
корпусных деталей типа коробок, бабок и т. п. выпол-
Фиг. 216. Станина прибора для комплексной проверки зубчатых колес.
няют, руководствуясь в условиях серийного производства следую-
щей обшей схемой:
1) разметка заготовки;
2) предварительная обработка плоскости сопряжения с осно-
ванием или станиной прибора;
3) предварительная обработка боковых и верхней плоскостей
(обычно мест сопряжения с другими деталями и торцов бобы-
шек);
4) предварительная обработка торцевых поверхностей;
5) чистовая обработка плоскости сопряжения с основанием или
станиной прибора;
6) чистовая обработка боковых, верхней и торцевых поверх-
ностей;
7) отделочная обработка поверхности сопряжения с основанием
или станиной прибора путем шлифования или шабрения;
8) сверление, растачивание и отделка начисто главных отвер-
стий;
223
Фиг. 217. Поперечная каретка эвольвентомера:
а —• г — операционные эскизы; е — вид с торца.
'7/////////^
б)
9) сверление, зенковйнйе И йарезйнйе резьбы в крепежных
отверстиях;
10) шпатлевка и окраска нерабочих поверхностей.
Обработка поверхностей заготовки выполняется: предвари-
тельно — на фрезерном станке и окончательно — на шлифовальном
станке. Детали точных
приборов, от которых
требуется стабильность
формы и размеров, пос-
ле предварительной ме-
ханической обработки
обязательно подверга-
ются старению.
Плоскости корпус-
ных деталей, оснований
небольших размеров,
кронштейнов и кареток
в условиях индиви-
дуального и мелкосе-
рийного производства
обрабатываются также
на поперечно-строгаль-
ных станках.
В качестве примера
приводится техноло-
гический про-
цесс обработки
поперечной ка-
ретки эвольвен-
томера. Этот про-
цесс расчленяется на
следующие операции
(фиг. 217, е):
1) строгание верх-
ней плоскости Л, усту-
пов В, боковых пло-
скостей С и канавок D
(фиг. 217, а);
2) строгание пло-
скостей К, L и /И, со-
прягаемых с направляю-
щими станины прибора
(фиг. 217, е);
3) фрезерование торцов верхних бобышек бх, б2 и ба
(фиг. 217, а, б) и вертикальных плоскостей уступов;
4) строгание торцов бобышек б4 и б5, расположенных на вер-
тикальной стенке (фиг. 217, а);
5) старение;
6) очистка на пескоструйном аппарате;
224
г)
7) шлифование узкой боковой грани J (фиг. 217, в);
8) шлифование торцов бобышек, расположенных на вертикаль-
ной стенке;
9) шлифование верхней плоскости А, уступов В и боковых
плоскостей С (фиг. 217, г);
10) шлифование граней Е и F, смежных с сопрягаемыми пло-
скостями (фиг. 217, е);
11) шлифование плоскостей К, L и М, сопрягаемых с направляю-
щими станины прибора;
12) сверление, зенкование отверстий и нарезание резьбы;
13) слесарная обработка — снятие фасок, зачистка и т.п.;
14) шпатлевка и окраска поверхностей, не подвергавшихся
механической обработке.
Технологические операции 1, 2 и 4 в условиях мелкосерийного
производства выполняют на поперечно-строгальном станке, опе-
рации 7—11—на плоскошлифовальном станке с горизонтальным
шпинделем, устанавливая в этих случаях обрабатываемые детали
на магнитном столе.
Обработка поверхностей деталей сложной конфигурации
Обработка плоскостей станин, оснований, корпусных и анало-
гичных деталей сложна?. конфигурации в начальной стадии произ-
водится следующими основными ме-
тодами;
1) фрезерованием с помощью ци-
линдрических, торцевых и фасонных
фрез на универсальных и специаль-
ных фрезерных станках;
2) строганием с помощью нор-
мальных и специальных резцов на
продольно- и поперечно-строгальных фиг. 218. Схемы одновременного
станках. фрезерования нескольких плоско-
Фрезерование является стей детали,
основным методом черновой и чи-
стовой обработки указанных выше деталей в условиях серийного
и массового производства приборов малых и средних размеров.
Содержание и порядок выполнения операций фрезерования об-
условливаются в основном типом производства, конструкцией и тре-
буемой точностью детали.
С целью увеличения производительности часто осуществляется
одновременная (за один проход стола) обработка нескольких плоско-
стей детали набором фрез, укрепленных на одной оправке (фиг. 218).
Другим способом увеличения производительности и повышения
точности обработки является применение двух-, трехсторонних,
или угловых фрез, обеспечивающих обработку нескольких пло-
скостей детали за один проход. При этом существенное значение
имеет надлежащая базировка детали.
Так, например, при обработке верхней плоскости А и плоскостей
паза в виде ласточкина хвоста В в детали оптико-механического
15 Ведмидский 2
225
прибора (фиг. 219) возникает необходимость соблюдения размера Ь
от опорной установочной базовой плоскости С в пределах жесткого
допуска 5Й = 8Л —или. при учете рассеивания размеров по
закону нормального распределения, в пределах допуска
В данном случае рассматривается обработка детали с двух устано-
вок на настроенных станках по способу автоматического получения
размеров: 1) плоскости А—на горизонтально-фрезерном станке
цилиндрической фрезой и 2) плоскостей паза В—на вертикально-
фрезерном станке с помощью хвостовой профильной фрезы.
Более рациональным вариантом является обработка с одной
установки детали верхней плоскости и паза с помощью специаль-
ного комбинированного режущего инструмента, представляющего
собой фрезу 1 (фиг. 220) и диск 2 со вставными резцами 3.
Фиг. 219. Обработка па-
за в виде ласточкина
хвоста и верхней пло-
скости с двух установок
детали.
Фиг. 220. Обработка паза и
плоскости с одной установки
специальным режущим инстру-
ментом.
Снижение трудоемкости обработки корпусных деталей приборов
в условиях крупносерийного производства достигается за счет при-
менения многошпиндельных фрезерных станков и последовательной
установки одновременно обрабатываемых деталей на столе станка
в различных положениях. В этих случаях для обработки плоскостей
обычно применяются торцевые фрезы. Следует отметить, что при
обработке торцевой фрезой достигается более высокая степень точ-
ности и лучшая чистота поверхности (7—8-й классы по ГОСТ 2789-51),
в сравнении с обработкой цилиндрической фрезой (6-й класс чистоты).
В условиях серийного производства экономичная обработка по-
верхностей корпусных деталей с перпендикулярными друг к другу
плоскостями может быть достигнута применением поворотных
приспособлений для многопозиционного фрезерования.
Строгание поверхностей корпусных дета-
лей приборов применяется главным сбразом в условиях
индивидуального и мелкосерийного производства, а также в целом
ряде специальных случаев. Например, направляющие станин, каре-
226
ток и аналогичных деталей, т. е. деталей, поверхности которых
имеют большую длину и относительно малую' ширину, обраба-
тываются более точно путем строгания. Большим преимуществом
строгания является его универсальность и простота применяемого
режушего инструмента в сравнении с фрезерование^.
Однако строгание, как правило, требует высококвалифицирован-
ной рабочей силы и характеризуется несколько меньшей произво-
дительностью труда в сравнении с фрезероганием.
Производительность труда рабочего при строгании может быть
значительно повышена за счет последователь ной установки на про-
дольно-стрсгальнсм станке нескольких корпусных детален,
В условиях индивидуального и отчасти мелкосерийною изгото-
вления приборов небольших и средних размеров (наибольший раз-
мер до 600—800 мм) предварительная обработка плоскостей выпол-
няется на поперечно-строгальных станках.
Для повышения точности обработки основных (сопряженных)
плоскостей корпусных деталей на фрезерных и строгальных станках
целесообразно сократить число установок корпусной детали до
минимума. Если позволяет конструкция детали, то обработка ее
поверхностей осуществляется за одну установку на одной позиции
или за одну установку на нескольких позициях. Во втором варианте
себестоимость обработки детали несколько повышается, так как
для обеспечения надлежащей точности необходимо изготовить спе-
циальное приспособление к станку. Повышение точности обработки
даталей обеспечивается также путем повышения точности каждой
установки; однако при этом значительно возрастает вспомогательное
время.
Технологический процесс обработки сложных корпусных дета-
лей приборов проектируется в таком порядке, при котором вначале
обрабатывают основные базовые плсские поверхности, а затем,
пользуясь ими для установки, обрабатывают остальные поверх-
ности детали.
Повышения производительности труда на операциях строгания
достигают в основном путем сокращения технологического (основ-
ного) и вспомогательного времени — за счет рационального изме-
нения режимов резания, увеличения числа одновременно работаю-
щих резцов, увеличения числа деталей, одновременно обрабатывае-
мых на станке, и сокращения времени на их установку и Еыверку.
В силу конструктивных особенностей продольно-строгальных
станков скорость резания при строгании обычно не превышает
70 м/мин и при ее повышении возникают значительные затруднения.
Более эффективными способами повышения производительности
труда при строгании является внедрение многорезцовой обработки
ги увеличение числа одновременно обрабатываемых деталей. В этом
отношении показательным является метод работы знатного стаха-
новца Московского завода шлифовальных станков строгальщика
Ф. М. Якубова [32].
Якубов обращает внимание в первую очередь на создание
такой схемы обработки, при которой удавалось бы использовать
*
227
в работе одновременно наибольшее число резцов. Эти условий
создаются,- если плошадь стола продольно-строгального станка пол-
ностью используется как в поперечном, так и в продольном напра-
влениях. Работая на большем продольно-строгальном станке с че-
тырьмя супортами, ф. М. Якубов устанавливает детали средних раз-
меров в большинстве случаев в два ряда.
Существенное значение имеет установка заготовок на плоскость
стола, которая для различных литых заготовок выполняется с по-
мощью клиньев и рейсмаса. Закрепление деталей осуществляется
так, чтобы прихваты располагались над опорами. Несоблюдение
этого условия ведет к значительной деформации детали и понижению,
таким образом, точности обработки.
Строгание относительно широких плоскостей осуществляется
одновременно двумя резцами, закрепленными в супортах так, чтобы
Фиг. 222. Строгание широкой плоскости
одновременно четырьмя резцами.
Фиг. 221. Строгание широкой пло-
скости одновременно двумя резцами.
первый резец обрабатывал одну половину плоскости, а второй ре-
зец— другую половину (фиг. 221).
Для снятия за один поперечный ход значительных припусков
применяются супорты с двухрезцовыми резцедержателями (фиг. 222).
Строгание широких плоскостей с большими припусками четырьмя
резцами по методу Ф. М. Якубова заключается в следующем.
В правом супорте устанавливается правый резец 1, которым по
середине плоскости прострагивается канавка на глубину всего
припуска, оставленного на строгание. Затем этот супорт переме-
щается вправо в исходное положение, и в левое гнездо его резце-
держателя устанавливают резец 2 с таким расчетом, чтобы он снимал
только часть общего припуска. Далее, в левое гнездо резцедержателя
левого супорта устанавливается резец 3, также с расчетом, чтобы
он снимал только часть общего припуска. Супорт устанавливается
таким образом, чтобы резец был расположен против ранее про-
строганной канавки. Затем начинается строгание детали двумя
левыми резцами 2 и 3 и продолжается до тех пор, пока правый резец 1
правого супорта не начнет снимать стружку. Тогда устанавливается
резец 4 в правое гнездо левого супорта. Вершина его лезвия распо-
228
лагается точно в плоскости дна канавки для предупреждения, таким
образом, смешения двух половин плоскости, обработанных рез-
цами 2 и 4. Станок пускается для одновременной обработки верхней
плоскости четырьмя резцами. Операция строгания обеих частей
плоскости заканчивается двумя резцами 1 м 4 одновременно.
Чистовая обработка поверхностей станин, основа-
ний корпусных и аналогичных деталей приборов производится путем
фрезерования, строгания или шлифования. Для чистовой обработки
деталей фрезерованием и строганием часто применяются в механи-
,ческсм цехе отдельные станки, эксплуатационная точность которых
выше точности станков таких же типо-размеров, но работающих на
операциях предварительной черновой обработки.
Фрезерование применяется при изготовлении корпусных деталей
малых и средних размеров как операция чистовой обр^отки их
поверхностей. Наибольшее применение получило тонкое фрезеро-
вание, осуществляемое обычно при небольших припусках с высо-
кими скоростями резания. В качестве режушего инструмента обычно
используется торцевая фреза с одним-тремя вставными ножами с пла-
стинками из твердого сплава. Фрезерование используется для чисто-
вой обработки корпусных деталей, полученных путем литья из
чугуна или из алюминиевых сплавов. Во втором случае скорость
тонкого фрезерования доходит до 3000—4000 м/мин.
Строгание применяется главным образом при обработке корпус-
ных деталей приборов в условиях индивидуального и серийного
производства. Существенным фактором при выборе в качестве опе-
рации чистовой обработки поверхностей станины фрезерования или
строгания является величина и форма поверхности. Так, например,
при значительном отношении длины поверхности к ширине, наличии
узких канавок на всем протяжении предпочитают как предваритель-
ную черновую, так и чистовую обработку поверхности производить
путем строгания. Операции чистовой обработки станин и корпусов
приборов путем строгания выполняются главным образом при
помощи широкого чистового резца, благодаря чему достигается
значительное повышение производительности труда.
Характерными способами чистовой обработки деталей, приме-
няемыми, например, стахановцем Ф. М. Якубовым, являются:
увеличение числа одновременно работающих резцов; постоянное
использование фасонных широких резцов, позволяющих устра-
нить весьма длительные чистовые проходы на малых подачах,
которые имеют место при обработке обычными проходными и
подрезными резцами; повышение режима резания и, наконец,
значительное сокращение припусков на чистовую обработку.
Чистовая обработка узких боковых направляющих плоскостей
детали (фиг. 223) более целесообразна, когда осуществляется по
второй (б), а не по первой (а) схеме. По первой схеме после строгания
плоскости 1 осуществляется строгание плоскостей 2 и 3 с помощью
левого и правого подрезных резцов при малой подаче их. При этом
приходится точно выверять положение супорта, на что затрачи-
вается значительное вспомогательное время.
229
По второй схеме, осуществленной стахановцем Ф. М. Якубовым,
обработка боковых плоскостей ведется с помощью широких резцов
с двумя пластинками из твердого сплава на каждом резце
(фиг. 223, б). Для этого после строгания верхней плоскости 1 к ней
прикладывается угольник 2 и по его наружной короткой грани уста-
навливаются режущие лезвия резцов. Затем с двух-трех проходов
обрабатываются начисто боковые вертикальные плоскости 3 и 4.
Время на обработку
сокращается в 8 —
10 раз в сравнении
с первым вариантом.
Строгание, узких
канавок (фиг. 224)
часто производится
с помощью прорез-
ных канавочных рез-
цов. Если резец осна-
щен пластинкой твер-
дого сплава,то вслед-
Фиг. 223. Строгание узких направляющих пло-
скостей:
а — малопроизводительный способ чистовой обработки; б — высь"
копр оизводитс левый способ.
ствие малой поверх-
ности спая ее со
стержнем резца пла-
стинка во время ра-
боты может отде-
литься от стержня.
Более целесообразным является строгание канавок с помощью
специального резца с расширяющейся от лезвия к стержню резца тре-
угольной пластинкой из твердого сплава. Таким образом Ф. М. Якубов
Фиг. 224. Строгание узких канавок
с помощью прорезного резца.
Фиг. 225. Строгание на-
клонной плоскости паза
в виде ласточкина хвоста.
производит также строгание направляющих плоскостей де-
талей, имеющих форму ласточкина хвоста (фиг. 225). Весьма суще-
ственным при этом является тщательная заточка и доводка режущих
граней резца с проверкой прямолинейности режущего лезвия с по-
мощью лекальной линейки.
Шлифование применяется при изготовлении корпусных дета-
лей как чистовая, а в ряде случаев — как отделочная операция
230
обработки поверхностей. Под шлифование оставляют обычно неболь-
шие припуски (до-0,1—0,3 лш)-
В сравнении с другими способами шлифование дает возможность
более эффективной обработки чугунных деталей с повышенной
твердостью (Н£= 180 -г- 220), а также обработки стальных закален-
ных направляющих приборов.
Однако при выборе и назначении операции шлифования суще-
ственное значение имеют последующие эксплуатационные условия
работы сопрягаемых поверхностей чугунных деталей приборов.
Если в процессе работы осуществляется частое относительное пере-
мещение деталей, то засевшие в поверхностях чугунных- деталей
после шлифования абразивные частицы вызывают повышенный
износ. Если же сопряжение неподвижно, то, очевидно, указанное
обстоятельство несущественно и шлифование вполне допустимо.
После шлифования для удаления частиц абразива необходима
тщательная промывка деталей.
Отделочная обработка поверхностей станин, осно-
ваний, корпусных и других деталей приборов наряду со шлифова-
нием выполняется путем шабрения и притирки (доводки).
Шабрение производится для повышения точности сопрягаю-
щихся рабочих поверхностей сложных деталей приборов, а также
с декоративной целью для внешних поверхностей деталей (обычно
граничащих с рабочими).
Основными преимуществами шабрения применительно к наи-
более ответственным поверхностям станин и корпусных деталей
приборов являются:
1) сравнительная простота получения точных поверхностей или
их сочетаний, а также взаимного расположения, причем без спе-
циального оборудования;
2) возможность отделки поверхностей деталей сложной конфи-
гурации, конструкция которых не позволяет применить в трудно-
доступных местах другие способы, например, шлифование;
3) исключение попадания абразивных частиц в поры поверхно-
стей чугунных деталей, что характерно для шлифования.
Шабрение поверхностей осуществляется как машинно-ручным
способом, так и вручную шабером при помощи проверочных плит
и линеек. Плоскостность контролируется на краску, т. е. методом
пятен. Процесс шабрения состоит из черновой, чистовой и отделоч-
ной. операций. При отделочном шабрении поверхностен деталей
приборов достигается наиболее высокая степень чистоты отделки
поверхности.
В результате шабрения наиболее ответственных поверхностей
деталей приборов число пятен на квадрат размером 25 X 25 мм
должно быть 25—30, обычной точности — 20—25 и несколько пони-
женной — 12—20 пятен.
Для обеспечения надлежащей чистоты шабреных поверхностей
деталей после механической обработки оставляются припуски, вели-
чины которых зависят от размеров плоскостей и характеризуются
данными табл. 24.
231
Таблица 24
Припуски под шабрение плоскостей в л«л«
Ширина плоское'.и В в мм Длина плоскости L
До 600 мм Свыше 500 до 1000 мм Свыше 1000 до 2000 лыг
До 120 0,08-0,10 0,12-0,15 0,18—0,20
Свыше 120 до 2'0 0,10-0,12 (>,15—0.18 0 20-0,22
„ 250 . 500 . . 0,12-0,15 0,18-0,20 0,22-0,25
Обработка основных и вспомогательных отверстий
Точная обработка отверстий и правильное их координирование
относительно друг друга, а также относительно базовых поверхно-
стей являются существенной частью технологического процесса
корпусных деталей. Ранее рассмотрены приемы получения точно
расположенных отверстии в платин-
ках и в плоскостных деталях. Дета-
ли сложной конфигурации короб-
чатой формы характеризуются
наличием ряда групп одноосных
отеврстий и их сочетаний в различ-
ных стенках деталей (фиг. 226).
В зависимости от формы, разме-
ров и требуемой точности корпус-,
пых деталей обработка основных
отверстий в них производится:
1) на токарном или револьверном
Фиг. 226. Формы отверстий кор- станке,
пусных деталей. 2) на сверлильном или радиаль-
но-сверлильном станке;
3) на расточном или координатно-расточном станке;
4) на внутришлифовальном станке.
На токарном и револьверном станках, а
также в некоторых случаях на внутришлифовальном станке обраба-
тываемую деталь закрепляют в патроне или в специальном приспо-
соблении типа координатного столика или других типов, и в про-
цессе обработки деталь вращается. Таким образом, можно обработать
отверстия в корпусных деталях сравнительно небольших размеров
и веса, причем предпочтительно имеющих форму тела вращения
и достаточно уравновешенных.
Для обработки отверстий по второму и третьему методам кор-
пусная деталь устанавливается на столе станка непосредственно
или в приспособлении. В процессе обработки вращается режущий
инструмент — сверло, зенкер или оправка с резцами. Таким спосо-
бом обрабатываются отверстия в корпусных деталях приборов сред-
них и больших размеров.
232
Большая точность в расположении взаимосвязанных отверстий
достигается путем обработки корпусной детали координатным спо-
собом. Обработка основных отверстий в корпусных деталях на
сверлильном станке с помощью кондуктора характеризуется мень-
шей точностью в сравнении с координатным способом.
Точность взаимного расположения осей отверстий корпусных
деталей средних размеров в первом случае характеризуется откло-
нениями от номинальных размеров расстояний между осями отвер-
стий порядка 0,010—0,025 мм и во втором — 0,020—0,040 мм.
Корпусные детали средних и больших раз-
меров в отношении точного расположения отверстий требуют
применения специальных приемов обработки. Если основные отвер-
стия в детали имеют диаметр свыше 60—80 мм, то их обработка
выполняется на горизонтально-расточных станках. Обработка со-
осных отверстий в противоположных стенках детали производится
с одной или с двух сторон. Последний способ применяется при зна-
чительном расстоянии между стенками корпусной детали.
Процесс обработки отверстий в корпусной де-
тали разделяется на отдельные операции или переходы. Характер
и число переходов зависят в основном от материала детали, разме-
ров отверстия, требуемой точности и чистоты поверхности.
В корпусных деталях приборов отверстия обрабатываются по
1-му, 2-му и 3-му классам точности, а в некоторых случаях—выше
l-ro класса.
Для получения отверстий диаметром до
40—50 мм в сплошном материале с точностью диаметра по 3-му
классу применяется сверление, рассверливание, зенкерование и
развертывание. Вместо зенкерования и развертывания осущест-
вляется также растачивание.
Для обеспечения более высокой точности — по 2-му и 1-му клас-
сам — выполняется последующее развертывание (второе и, если
необходимо, третье развертывание), тонкое растачивание или шли-
фование.
Для обработки отверстий диаметром свыше 40—50 мм, имею-
щихся в чугунных литых заготовках, применяется сначала черно-
вое, а затем чистовое растачивание (3-й класс). Для обеспечения
точности диаметра отверстия по 2-му и Ему классам необходимы
растачивание с помсшыо резцового блока, тонкое растачивание или
шлифование. Операционные припуски на обработку отверстий чу-
гунных корпусных деталей приводятся в табл. 25.
Обработку торцов бобышек в зависимости от размеров
деталей выполняют следующими основными способами:
1) путем подрезания торцов широким резцом, используя про-
дольную подачу,—на револьверных станках при небольших диаме-
трах торцов бобышек;
2) путем подрезания резцом, закрепленным в расточной оп-
равке, — на расточных станках;
3) путем подрезания специальными инструментами — торце-
выми пластинками и зенковками.
233
Таблица 25
Операционные припуски на обработку отверстий чугунных
корпусных деталей
№ по пор. Наименование операционных припусков Интервалы диаметров в мм
10-18 18—33 30—50
1 Припуски под растачивание от-
верстий после сверления 1,2—1.5 1,5-1,8 1,8-2,0
2 Припуски пои черновое зенкеро- ван^е после сверления . . . 1,2—1,5 1,5-1,8 1,8-2,9
3 Припуски под чистовое зенкеро- вание или растачкв ние резцо- вым блоком 0,7-0,8 0,8-1,0 1.0—1,2
4 Припуски под черновое развер- тывание или под отделочное растачивание резцовым бло- ком 0,10—0,15 0,15—0,20 0,20—0,25
5 Припуски под чистовое развер- тывание 0,05-0.06 0,03—0,07 0,07-0,08
6 Припуски под тонкое (алмазное) растачивание ... ..... 0,10—0,15 0,15—0,20 0,20-0.25
7 Припуски под шлифование от- верстий 0.20-0.25 0,25-0,30 0,30-0,35
При обработке торцов бобышек на свер-
лильных станках торцевые пластины и зенковки часто
получают направление в ранее обработанных отверстиях за счет
специального хвоста (фиг. 227).
Фиг. 228. Точное растачивание от-
верстий в корпусных деталях с
помощью оправки и блока плоско-
параллельных концевых мер.
Фиг. 227. Обработка торцов
бобышек.
Наряду с получением надлежащей соссности отверстий весьма
важно, чтобы в результате обработки обеспечивались требуемые
расстояния и параллельность между осями отверстий. С этой целью
расточные станки снабжаются масштабными линейками и оптиче-
скими отсчетными устройствами. Применяется также метод преци-
зионного растачивания отверстия в корпусных деталях с непосред-
ственной установкой шпинделя в последующем новом положении
с помощью оправки и блока плоско-параллельных концевых мер
(фиг. 228).
234
Большая точность Достигается прй обработке главных отверстий
в корпусных деталях в условиях мелкосерийного производства
на координатно-расточных станках. Для обработки отверстий пер-
пендикулярных, а также расположенных под различными углами
по отношению друг к другу, осуществляется растачивание их
с нескольких позиций. Деталь закрепляется для этой цели на
планшайбе универсального поворотного стола.
В крупносерийном и массовом производстве для обработки от-
верстий в корпусных' деталях применяются многошпиндельные
•агрегатные станки, обеспечивающие обработку всех отверстий
с обычной точностью в одну установку и на одной позиции детали.
В основные отверстия корпусных деталей приборов в ряде слу-
чаев устанавливаются втулки, подвергаемые последующему развер-
тыванию, тонкому (алмазному) растачиванию или при достаточно
большом диаметре (свыше 30—40 мм) шабрению по контрольным
оправкам на краску.
Сверление и последующая обработка в т о-
•р остепени ых и крепежных отверстий осуще-
ствляется на сверлильных станках с.помощью кондукторов.
•" Для этой цели часто применяются различного типа накладные
кондукторы, форма и размеры которых зависят от конфигурации и
размеров детали, а также от расположения отверстий.
Зенкование и нарезание резьбы в отверстиях деталей выпол-
няются при снятых накладных кондукторах или после удаления
сменных втулок из гнезд корпусного кондуктора.
Завершающими операциями обработки корпусных чугунных де-
талей приборов являются шпатлевка и окраска нерабочих поверх-
ностей эмалевой краской или Покрытие лаком. Корпусные' детали
оптико-механических измерительных приборов часто покрываются
кристалл-лаком или зачищаются с последующей полировкой и на-
ложением, в случае необходимости, металлопокрытия.
11. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
Разрезание стекла на заготовки
Линзы, призмы и штриховые пластинки изготовляются из опти-
ческого стекла (см. ГОСТ 3514-47, а также А. М. Ведмидский,
Технология производства измерительных приборов, ч. I, Машгиз,
1950, стр. ПО). Оптическое стекло поставляется с заводов-постав-
щиков в виде моллированных заготовок, пластин или в виде прессо-
ванных заготовок оптических деталей.
Молнированное оптическое стекло представляет собой квадрат-
ные или прямоугольные плитки длиной до 200 мм. Толщина плиток
малых размеров составляет 10—20 мм, а больших 25—60 мм. Сущ-
ность процесса моллирования оптического стекла заключается в
следующем.
Неправильной формы, но определенного веса куски стекла разо-
греваются до размягчения. Размягченному стеклу при помощи
235
железных лопаток придается надлежащая форма; затем оно допрес-
совывается в металлической форме. Далее заготовки подвергаются
отжигу, шлифованию, полированию двух граней и просмотру на
отсутствие свилей и других пороков.
Пластины листового оптического стекла имеют обычно толщину
до 6—8 мм.
Разрезание оптического стекла на заго-
товки для оптических деталей осуществляется на специальных
стеклорезных станках.
В качестве режущего инструмента обычно применяется метал-
лический диск 1 толщиной 0,8—1,2 мм и диаметром 250—400 мм.
Диск шаржируется (набивается) алмазным порошком с разме-
рами зерен 0,15—0,25 мм или другим абразивным материалом.
Скорость резания стекла с помощью диска 6—18 м!сек и подача
10—65 мм/мин (при обработке алмазным порошком).
Стекло, подлежащее разрезанию, закрепляется в тисках, которые
подаются с помощью груза (эластичный спсссб резания).
При резании стекла в качестве охлаждающих жидкостей приме-
няют керосин, содовую воду р эмульсию.
Резание стекла с помощью порошка корунда или карбида крем-
ния чаще выполняют путем погружения рабочего диска станка в
корыто с абразивом, а также подачи абразива на диск сверху. Про-
изводительность труда на операции разрезания оптического стекла
с помощью абразивных порошков ниже, чем с помощью алмаз-
ных порошков.
Разрезание пластинчатого стекла осуще-
ствляют алмазом, закрепленным в державке, проводя риски по поли-
рованной поверхности пластины в соответствии с предварительной
разметкой. Разламывание надрезанных пластин при толщине их
до 4 мм производят вручную или пользуясь ребром стола. При
толщине пластин свыше 4 мм наносят легкие удары молоточком по
противоположной плоскости стекла вдоль линий надреза, благо-
даря чему облегчается отделение заготовок. Пластины оптического
стекла разрезаются также на квадратные заготовки роликом из твер-
дого сплава или из закаленной стали.
При разрезании оптического стекла должны быть оставлены
надлежащие припуски под дальнейшую обработку заготовок.
Прессованные заготовки оптических деталей
Получение заготовок посредством разрезания применяется в
основном при изготовлении мелких линз диаметром до 15—20 мм,
плоско-параллельных стекол диаметром до 30 мм, а также линз
и призм других размеров в условиях мелкосерийного производства.
Стекло для линз и призм в условиях крупносерийного производ-
ства изготовляется на заводах оптического стекла и поставляется
оптико-механическим заводам обычно в виде прессованных заготовок
(прессовок).
I Из мягкого декапированного железа или цинка.
236
Прессовки для линз изготовляются с припуском По диаметру
только для центрирования. Припуск по толшине стекла зависит от
диаметра линзы: при диаметре до 50 мм— припуск до 1,5 мм, при
большем диаметре — до 3 мм.
Стрелка сферы прессовки несколько отличается от стрелки сферы
готовой линзы: у выпуклых поверхностей стрелка меньше, а у во-
гнутых, наоборот, болгше; соответственно с этим отличается и ра-
диус сферы прессовки от радиуса сферы окончательно обработанного
стекла.
Сущность изготовления прессованных заготовок состоит в сле-
дующем.
Куски оптического стекла, полученные после разбивания горшка,
разогреваются в моллировочной печи и штампуются на прессе в
пластины определенной толщины. Затем пластины шлифуются,
Полируются и просматриваются на отсутствие пороков. Далее пла-
стины разрезаются на куски требуемых размеров и формы, которые
нагреваются вторично, прессуются в металлических формах и затем
отжигаются. На заготовке выпрессовывается обозначение сорта
стекла, номер варки и радиусы кривизны.
Применение сферических прессовок при изготовлении линз дает
экономию стекла до 50% по сравнению с кусковым стеклом и до
30% со стеклом в виде круглых плоских прессовок.
Аналогичным образом получаются прессовки для оптических
призм. Форма прессованной заготовки призмы обычно соответствует
форме окончательно обработанной детали с учетом следующих при-
пусков на механическую обработку призмы: для оснований 0,7—
1,0 мм, для катетных граней 1,5—2,0 мм и для гипотенузной грани
2—4 мм.
Фрезерование стекла
Фрезерованием называется процесс обработки стекла посредством
шаржированных алмазным порошком фрез. Обычно фреза изгото-
вляется из мягкого металла, например из красной меди, и на рабо-
чих поверхностях ее зачеканиваются частицы алмазного порошка
(размерная характеристика 20—100 мк).
В зависимости от формы оптической детали и метода обработки
ее применяются:
а) цилиндрические фрезы для обработки плоскостей и цилиндри-
ческих поверхностей;
б) сферические фрезы вогнутые и выпуклые для обдирки
сферических поверхностей линз;
в) фасонные фрезы для обработки оптических деталей с фасон-
ным профилем.
С помощью цилиндрических фрез осуществляется фрезерование
плоскостей призм, кругление заготовок линз и углов призм.
Допуски на линейные размеры при фрезеровании стекла можно
выдержать до +0,05 мм.
При помощи сферических фрез выполняется предварительная
обработка сферы линзы с точностью соблюдения размера радиуса
237
в пределах’ + 0,1 мм. Для фрезерования линза наклеивается с по-
мощью смолы на корпус приспособления. В процессе обработки
фрезе сообщается вращение со скоростью 1000—1500 об/мин, а кор-
пусу 100—150 об/мин. Охлаждающая жидкость подается через
отверстие, расположенное по оси шпинделя станка и фрезы.
В результате фрезерования сферических поверхностей линз на
шлифование оставляется припуск 0,2- 0,5 мм.
Сверление стекла
Отверстия в стекле диаметром До 15 мм сверлятся сверлом, ар-
мированным твердым сплавом марки ВКЗа, или трехгранным свер-
лом из высокоуглеродистой инструментальной стали марки У13А,
закаленной на высокую твердость (Rс = 63-4-68).
Отверстия больших диаметров сверлятся в стекле с помощью
трубчатых сверл. Для изготовления такого сверла пользуются труб-
кой из мягкой стали или латуни. Торец трубки подрезается перпен-
дикулярно оси ее и шаржируется алмазным порошком или другим
абразивом. В сверле иногда делается выемка для подачи внутрь
абразивного материала в процессе работы.
Путем высверливания трубчатым алмазным сверлом получаются
также заготовки для линз из пластинчатого стекла, чем устраняется
предварительная резка стекла, а также ряд других технологических
операций (общипывание, кругление).
Сверление отверстий малых диаметров осуществляется с помощью
сверла с алмазным наконечником.
Чтобы предупредить выколки у торца отверстия, сверление сле-
дует производить при небольшом усилии и с двух сторон или с одной
стороны, но с обратной стороны стекла необходимо при этом под-
клеить добавочную пластинку.
В качестве охлаждающих жидкостей при сверлении стекла при-
меняется эмульсия или скипидар.
Технологический процесс обработки линз
Предварительные операции. Технологический
провесе обработки линз зависит от характера производства. В на-
чальной стадии существенное влияние оказывает метод получения
заготовок. Число технологических операций и трудоемкость меха-
нической обработки линз значительно возрастают при изготовлении
их из пластинчатого стекла. В этом варианте имеют место следующие
предварительные операции.
В результате разрезания пластинчатого стекла получаются ква-
дратные заготовки. Следующей операцией является общипывание,
имеющее целью придать квадратным заготовкам приблизительно
круглую форму. Для этого на заготовках алмазом или карандашом
предварительно (с помешью циркуля) проводят окружности, а затем
обламывают углы с пемешъю плсскогубцев. Общипыванию обычно
подвергаются заготовки диаметром свыше 20 мм.
238
Для выполнения операции кругления заготовки стекол склей*
ваются предварительно в столбики при • помощи мастики (70%
канифоли и 30% воска): высота столбика до 150 мм.
В зависимости от характера производства, точности и оборудова-
ния операция кругления может осуществляться разными способами.
Метод кругления заготовок линз на круглошлифовальном станке
заключается в следующем. На столбик заготовок приклеивают
с обоих концов металлические диски с центровыми отверстиями,
с помощью которых столбик устанавливается на центрах станка.
Обработка производится шлифовальным кругом (материал — кар-
бид кремния).
Менее совершенными методами кругления являются:
1) кругление вручную — на чугунной планшайбе при помощи
порошка карбида кремния; вращение столбика осуществляется
вручную;
2) кругление вручную с доской — в тазе станка над планшайбой
укрепляется деревянная доска, на боковой стороне которой при-
креплена металлическая пластина толщиной 3—5 мм\
3) кругление на обдирочном шлифовальном станке. Для этого
столбик заготовок приклеивается к планшайбе. Операция кругле-
ния осуществляется (с применением порошка окиси алюминия,
карбида кремния или речного песка) шлифовальником из листовой
мягкой стали толщиной 0,5—1 мм, согнутой в виде.скобы.
Таким образом, предварительная обработка линз, а также дру-
гих оптических деталей может осуществляться с, помощью шлифо-
вальных кругов, абразивных порошков, помещаемых на поверх-
ность шлифовальника, и с помощью фрез, шаржируемых главным
образом алмазной крошкой. Наиболее целесообразными с точки зре-
ния производительности процесса являются методы обработки с по-
мощью шлифовальных кругов. Для обработки оптического стекла
обычно применяются круги из окиси алюминия или карбида крем-
ния на керамической связке.
Обдирка и шлифование линз. Процесс шлифова-
ния оптических деталей разделяется на несколько операций:
1) обдирку или черновое шлифование;
2) второе (среднее) шлифование;
3) чистовое (окончательное) шлифование.
Расчленение процесса шлифования вызывается в основном необ-
ходимостью получить надлежащее качество оптических деталей
и высокую производительность технологического процесса.
Шлифование оптических деталей представляет собой одну из
основных операций в технологии их обработки. Согласно исследо-
ваниям советских ученых (акад. И. В. Гребенщиков и др.), процесс
шлифования стекла происходит следующим образом.
На поверхности стекла вследствие взаимодействия его с водой
или другой средой образуется тончайшая пленка кремнекислоты
За счет химического разложения поверхностного слоя стекла. Роль
этой пленки, как доказывают теоретические и экспериментальные
исследования, весьма значительна. Абразивные зерна, перемещаясь
239
по стеклу, под действием давления от металлического шлифовальника
оставляют на поверхности стекла небольшие трещинки, направлен-
ные вглубь детали. Бода, проникая в эти трещинки и взаимодей-
ствуя химически со свежеобразованной поверхностью, образует
пленки, расклинивающие трещинки и, таким образом, ведущие
к образованию выколок, т. е. частиц, отделяющихся от основной
массы материала детали. В связи с этим обработанная путем шлифо-
вания поверхность детали из стекла получает характерный матовый
вид. Наибольшая производительность операции шлифования опти-
ческих деталей достигается, когда абразивные зерна покрывают
почти всю поверхность шлифовальника.
Сорта стекол, содержащие большое количество кварцевого песка,
имеющего в своем составе кремний, т. е. более твердые сорта (кроны),
шлифуются медленнее, чем более мягкие сорта (флинты).
Обдирка линз или предварительное (чер-
новое) шлифование выполняется на обдирочно-шлифо-
вальных станках для оптики типа Ш-350 или ШР-500 с помощью
шлифовальника, укрепленного на шпинделе станка (фиг. 229).
При этом обрабатываемая Деталь удерживается на вращающемся
шлкфэвальнике вручную и с некоторым нажимом подается от цен-
тра к периферии.
Шлифовальники больших диаметров (100—400 мм) изготовля-
ются из чугуна, а малых (до 50 мм) — из мягкой стали или латуни
(табл. 26).
Таблица 26
Выбор металлов для изготовления инструментов и приспособлений,
необходимых при обработке оптических деталей
М по пор. Наименование инструментов и приспособлений Диаметр инструментов в мм Рекомендуемые металлы
Наименование Марка
1 Шлифовальники для обдирки и предвари- тельного (черново- го/ шлифования До 50 Качественная кон- струкционная уг- леродистая сгаль 10,15
Свыше 50 Серый ч\тун СЧ 21-10
2 Шлифовальники для мелкого шлифова- ния и притирочные инструменты До 50 Латуиь Л 62
Свыше 50 Латунь кремнистая Серый чугун ЛК80-3 СЧ 21-40
3 Наклеечные приспо- собления и полиро- вальные инструмен- ты До 250 Серый чугун Цинковый сплав СЧ 21-40 ЦА-4, ЦМ4С
Свыше 250 Алюминиевый сплав АЛ2, АЛ9
240
Обдирка выпуклых линз, близких к полусфере или полусфери-
ческих, предварительно производится на планшайбах с канавками
(фиг. 230). Радиус сечения канавки на 1—2 мм больше радиуса
кривизны стекла и высота канавок Нк ~ 0,7 RK.
В качестве абразивного материала при обдирке линз приме-
няется карбид кремния или корунд зернистостью 80—100. Большая
производительность труда достигается при обдирке стекла кар-
бидом кремния. При обдирке линз малых размеров зернистость
абразива снижается до 150—180.
Второе (среднее) шлифование линз выпол-
няется после обдирки на специальных шлифовальниках с примене-
нием более мелкого абразива. Проверка обрабатываемых поверх-
ностей производится в притирку к контрольному грибу или чашке.
Фиг. 229. Шлифовальник (план-
шайба) для обработки оптических
деталей.
Фиг. 230. Шлифовальник с кольцевыми
канавками для обработки выпуклых
линз.
Допуск на толщину линзы выдерживается при шлифовании второй
поверхности.
Линзы небольших размеров с радиусами кривизны до 6 мм об-
дирают и шлифуют с предварительной наклейкой на деревянные
ручки.
Допуски на толщину линзы при втором шлифовании зависят
от допусков на толщину окончательно обработанных линз. На
окончательное шлифование и полирование каждой поверхности
оставляется припуск около 0,07 мм.
Припуски на диаметр линзы обычно находятся в пределах 0,5—
2,0 мм и должны обеспечить компенсацию небольших выколок при
операции центрирования линзы.
Блокировка линз. Блокировка оптических линз имеет
существенное значение, в особенности при их дальнейшей обработке—
шлифовании и полировании.
Различают методы жесткой и эластичной блокировки.
Жесткий способ блокировки линз заключается в том, что обра-
батываемые оптические детали наклеиваются непосредственно на
металлический корпус приспособления (чашку или гриб), имеющий
в зависимости от конфигурации линз плоские срезы (фиг. 231) или
лунки, соответствующие радиусу сферы стекла (фиг. 232).
Эластичный способ блокировки стекол основан на применении
наклеенной смолы, твердость которой выбирается в зависимости
от размеров и формы стекол.
Весьма существенное значение имеет правильное определение
радиуса корпуса приспособления (7?к). Величина этого радиуса
16 Бедмилский 2 241
зависит от целого ряда факторов. В частности, при первой блоки-
ровке плоских заготовок двояковыпуклых линз (фиг. 231) радиус
корпуса определяется по фор-
муле
где d —диаметр заготовки в мм,
= — Ti—t,
где /?} —радиус первой обра-
ботанной поверхности
линзы В ММ‘,
Tt —толщина линзы после
обработки первой по-
Фиг. 231. Схема блокировки линз на
приспособлении с плоскими срезами.
верхности в мм;
8—-толщина слоя смолы в мм (^0,2 мм}.
При жестком способе блокировки плоские срезы на корпусе
применяются для наклейки плоской стороны плоско-выпуклых линз.
Двояковыпуклые линзы базируются по лункам корпуса.
Для обработки первой стороны линзы толщина слоя наклеечной
смолы должна быть не более 0,2 мм. После обработки первой сто-
роны и переблокировки линз для обработки второй стороны линзы
Фиг. 232. Схема блокировки линз на
приспособлении со сферическими лунками
(гнездами).
Шлифовальная
чашка .
Фиг. 233. Схема установки
вогнуто-выпуклой линзы.
устанавливают на прокладках из пропитанной смолой ткани (8=-
= 0,2 мм).
При обработке выпуклой стороны вогнуто-выпуклой линзы
установка линз на корпусе приспособления производится обычно
с базировкой по фаскам (фиг. 233); при этом на корпус предварительно
натягивается газовая ткань.
Для обработки вогнутых поверхностей линз предварительная
установка их осуществляется в корпусе, непосредственно на внут-
ренней поверхности чашки, или с применением прокладных шайб
(фиг. 234).
Для контроля толщины линз в процессе обработки второй сто-
роны их на корпус наклеиваются контрольные линзы, толщина
242
которых равна заданной (одна в центре и, в случае необходи-
мости, три на периферии).
Подготовительная операция наклейки линз на корпус при жест-
ком методе блокировки состоит из следующих элементов:
1) нагрева корпуса до точки плавления смолы;
2) намазывания смолы в местах наклейки линз;
3) накладывания и прижатия линз;
4) остывания корпуса приспособления вместе с линзами.
Эластичный способ блокировки линз диаметром выше 8 мм
состоит в следующем.
На линзы предварительно наклеиваются сургучные лепешки.
Затем свободные поверхности линз очищаются и линзы плотно
Фиг. 234. Установка линзы
с помощью прокладной шайбы.
Фиг. 235. Блокировка
линз небольших раз-
меров.
притираются к сферической поверхности специальной формы. На-
гретый до температуры~100° корпус приспособления накладывается
на линзы и, когда лепешки приклеятся, корпус охлаждается путем
погружения в бак с водой. Вынув из воды блок с линзами, осторожно
отделяют его от притирочной формы.
При блокировке линз весьма важно соблюдение надлежащих
зазоров между смежными линзами.
Выпуклые линзы небольшого размера (диаметром до 8 мм)
блокируются путем заливки их расплавленным сургучом в прити-
рочной чашке (фиг. 235). После заливки линз сверху погружается
подогретый наклеенный гриб.
При эластичном способе блокировки линз весьма существенное
значение имеет твердость смолы. Твердость наклеенной смолы должна
быть такова, чтобы линзы при шлифовании и особенно при полиро-
вании не смещались.
Расположение линз на блоке осуществляется кольцевыми зонами
относительно его геометрической оси.
Расчет блока включает выбор способа размещения линз, опре-
деление числа зон, количества линз в каждой из них и общего
количества линз на блоке. В результате расчета устанавливаются
и основные размеры блока.
243
Применяются следующие способы расчета блоков: 1) тригоно-
метрический, 2) графический и 3) способ номограмм [12].
Тригонометрический способ расчета блока за-
ключается в следующем.
Предварительно определяется угол раствора блока 6 (фиг. 236)
по формуле
ь 1 н
COS 6=1-ту
или по формуле
п О
sm6 = ^.
Затем находится угол раствора линзы а (фиг. 237) по формуле
d
sma=—.
Фиг. 236. Схема определе-
ния угла раствора блока.
Фиг. 237. Схема определения
угла раствора линзы.
Число зон на блоке и наивыгоднейшее размещение линз опре-
деляют пользуясь формулой
т + £ + 0,5,
где т —целая часть неправильной дроби, выражающая собой
число зон;
£ —правильная дробь, характеризующая количество линз
в центральной зоне (пх от 1 до 5).
Затем определяют углы зон (фиг. 237), пользуясь формулами
= + a=8i +2 (/и — 1)а~2(^ [- /п— 1)а.
Для нахождения числа линз в каждой зоне необходимо предва-
рительно вычислить угол <?т по формуле
sin а
81П'Дт = —J—.
Sin 6m
Определив угол <pm, можно найти число линз в каждой зоне по
формуле
180°
пт = — TQ,
Ъп
„ 180°
где т)—правильная дробь, полученная при делении —з—
т т
244
Общее число линз на блоке определяется по формуле
I — т
i 1
Размеры блока уточняют, находя фактическое значение угла
раствора блока по формуле
— 8i + (2/н — 1) “•
Диаметр и стрелка блока окончательно определяются по форму-
лам
D -= 9.R sin 6 и Н = 7? (1 — cos'd.
способ расчета блока связан с его вы-
построениями.
Фиг. 238. Схема графического
способа расчета блока.
в каждой зоне необходимо
Графический
черчиванием и дополнительными графическими
Сущность дополнительных графи-
ческих построений состоит в следую-
щем.
Из центра О проводится цирку-
лем дуга окружности радиуса Р
(фиг. 238), равного радиусу поверх-
ности линзы.
Затем проводят ось блока ОР
и перпендикулярно ей хорду MN,
равную диаметру блока. Для раз-
деления блока на зоны от точки N
откладывают по дуге последователь-
но отрезки N—I, I—II, II —III
и т. д. Каждый из отрезков равен
диаметру линзы плюс зазор между
смежными линзами.
Для нахождения количества линз
еще специальное построение. Например, если требуется найти число
линз в зоне I—II, то предварительно делят дугу I—II пополам.
Из полученной точки S опускают перпендикуляр ST на ось РО.
Из точки Т проводят окружность радиусом ST. На этой окружности
откладывают от точки S последовательно отрезки S—1, 1—2,
2—3 и т. д., равные минимальному шагу расположения линз на кор-
пусе. Очевидно, что число целых отрезков будет равно числу линз
в данной зоне.
.Окончательное шлифование линз. Окончатель-
ное (чистовое) шлифование линз имеет своей целью подготовить
поверхность стекла к полированию.
Шлифование поверхностей линз может осуществляться двумя
основными способами: на станках вручную или на шлифовально-
полировальных автоматах типов ШП-50, ШП-100, ШП-200 и ШП-350.
Для шлифования линз на станках вручную необходимо иметь
комплект шлифовочных форм — чашек или грибов со сферами со-
ответствующих радиусов. При шлифовании линз последовательно
применяются три-четыре шлифовочные формы: первые — из мягкой
245
стали или чугунные, последние —латунные или бронзовые (см.
табл. 26).
В качестве абразива при шлифовании оптических деталей исполь-
зуют корундовые микропорошки М7—М28 (15—240'). Величина зерна
абразива постепенно снижается по мере перехода к окончательной
шлифовочной форме. Абразив наносится на рабочую поверхность
формы с помощью кисти, смоченной водой. При вращении чашки
или гриба производится вручную дополнительное движение—по-
качивание корпуса с деталями.
Весьма существенным является надлежащее поддержание чи-
стоты в помещении, где производится шлифование оптики. Абразив
должен тщательно удаляться с корпуса при переходе к последующему
шлифованию.
Контроль обрабатываемых сферических поверхностей линз осу-
ществляется с помощью пробного стекла или сферометра.
Шлифование линз на автоматах характеризуется выполнением
как основного вращения, так и дополнительных движений автоматик
чески.
Для шлифования оптических деталей на автоматах выпуклые
корпусы в отличие от машинно-ручного шлифования часто навинчи-
вают на шпиндель станка, а шлифовальную чашку помещают сверху.
Эффективность осуществления процесса шлифования в значитель-
ной мере зависит от числа шпинделей, кинематики и настройки
шлифовального автомата. При этом срабатывание шлифовальника
должно происходить, по возможности, равномерно по всей его
рабочей поверхности.
Величина удельного давления характеризуется весом блока,
величиной опорной поверхности линз и может регулироваться
Дополнительным грузом.
По лирование. Полирование оптических деталей является
завершающей операцией обработки оптических поверхностей в со-
ответствии с требуемой точностью размеров и чистоты поверхностей.
Полирование оптических деталей производится на сукне, фетре,
войлоке, бумаге и полировальной смоле. На сукне и войлоке поли-
руются детали, от которых не требуется большой точности поверх-
ностей. Наиболее точные оптические детали полируются на смоле.
Как известно, существует несколько воззрений на процесс поли-
рования. Наиболее соответствующая действительным условиям про-
цесса является теория полирования, разработанная Государствен-
ным оптическим институтом (акад. И. В. Гребенщиков). Здесь
главная роль отводится химическим и физико-химическим явле-
ниям, происходящим на поверхности полируемой детали.
Стекло по отношению к воде является чрезвычайно нестойким
материалом. Оно покрывается тончайшими слоями защитных пле-
нок, которые по мере возникновения снимаются полировальником и
полирующим порошком. При движении полировальника зерна по-
лирующего порошка (для стекла —-зерна крокуса) срывают эту
защитную пленку с выступов, обнажая свежую поверхность. Об-
нажившиеся места вновь вступают в химическое взаимодействие.
246
Сдирание защитной пленки и образование ее беспрерывно чередуются
в процессе йодирования и приводят к уничтожению всех выступаю-
щих элементов и получению весьма гладкой полированной поверх-
ности .
Полировальники (фиг. 239) изготовляются путем нанесения на
металлические планшайбы а, грибы б или чашки в полировального
слоя из сукна или полировальной смолы толщиной 1,5—4 мм.
Полировальная смола изготовляется из смеси хвойного древес-
ного пека с канифолью (табл. 27). Состав колеблется от 18 до 550
частей пека на 100 частей канифоли. Полировальная смола должна
быть различной мягкости (от 2 до 10 единиц) в зависимости от сорта
полируемого стекла, размеров деталей и режима обработки. Мяг-
кость смолы характеризуется проникновением (пенетрацией) иглы
под действием нагрузки 200 г в течение 1 мин., отмечаемым по_ шкале
специального прибора — пенетрометра.
Таблица 27
Классификация наклеенных, и полировальных смол [26]
1нп смолы Марка смолы Темпера- тура воз- духа в цехе в °C Составные части по весу н °/0
Канифоль Пчелиный воск Пек Нейтраль- ный напол- нитель
Наклеечная смо- НН 35-30 33,5 0,25 11,5 Осталь-
ла ню 30—25 34 1 15 ное
Н9 25-20 24 1 25
Н8 20-15 19 1 30 »
Полировальная П10.5 40—35 84 1 Осталь- —
смола ШО 35-30 70 1 ное п —.
П9,5 30 25 60 1 V —
П9 25-23 50 1 ff —
118,5 23-20 38 1 •I —
П8 20—15 15 1 V —
Производительность и качество полирования стекол в большой
степени зависят от кинематики полировального станка.
Арестные ошибки на оптической поверхности удается устранить
только при оптимальном положении и размере штрихов. Под штри-
хами в данном случае понимается проекция кривой, описываемой
пальцем поводка на поверхности полировальника.
При полировании на автоматическом станке (фиг. 240) поводок
станка, а следовательно, и центр верхней части его описывает дугу АВ
около центра О. Длина дуги АВ определяет длину штрихов, а ее
положение характеризует положение штрихов. Радиус качания
поводка от эксцентрика считают удлиненным, если дуга АВ пересе-
кает линию центров за точкой О (примерно в точке CJ и укорочен-
ным, если пересечение происходит до точки О (примерно в точке С2).
247
Эффективность процесса полирования стекла зависит также от
постоянства температуры в помещении, твердости и адсорбирующей
способности полировальной смолы, твердости наклеечной смолы,
удельного давления на полируемой поверхности стекла, количества
влаги на полировальнике и качества полирующего порошка (кро-
куса).
Большое влияние на полирующую способность крокуса1 оказы-
вает температура его прокаливания; оптимальная температура про-
каливания крокуса связана также с сортом обрабатываемого стекла
и лежит в пределах 700—850°.
Наклеенная смола,
аналогично полирую-
щей, состоит из двух
ej
Фиг. 239. Полировальники:
а—плоский (планшайба); б—вы-
пуклый (Гриб): в—вогнутый
(чашка).
Фиг. 240. Схема работы автоматического шлифо-
вально-полировального станка.
основных компонентов: хвойного древесного пека (вара) и канифоли
(см. табл. 27). Кроме того, для придания смоле темного оттенка
в качестве красителя добавляется сажа и в качестве наполнителя —
гипс. Мягкость наклеечной смолы характеризуется данными испы-
тания •— игольчатым пенетрометром и температурой плавления,
обычно находящейся в пределах 110—150°.
Наклеенная смола должна достаточно жестко удерживать опти-
ческие детали в процессе обработки и легко отставать при разблоки-
ровке.
Классы чистоты поверхностей оптических деталей, а также
указания по контролю (Чистоты поверхностей приведены в
табл. 28.
1 Крокус — весьма мелкий порошок красного цвета (окись железа), приме-
няемый главным образом для полирования оптического стекла.
243
Таблица
Классы чистоты поверхностей оптических деталей [26]
Классы Размеры и количество допускаемых дефектов Общая площадь дефек- тов в любой части но- верхности на ограни- ченном участке
Точки Царапины ।
Диаметр в мм Количество Ширина в мм Общая длина в мм Диаметр ограничен- ного участка в мм Площадь дефектов в мм1
PI-0 Размеры и количество дефектов устанавливаются чертежом — —
PI-10 До 0,004 9 на все поверх- ности До 0,002 1/2 диаметра детали — —
Р1-20 . 0,01 То же „ 0,004
PI-40 „ 0,015 » „ 0,008
PI1 „ 0,06 5 на 1 см2 „ 0,004 5.им на 1 см2 1 0,004
PI11 „ 0,06 То же „ 0,006 То же 2 0,02
„ 0,1 3 на 1 C4f2
PIV „ 0,06 „ 0,1 „ 0,3 5 на 1 с.и2 3 „ 1 ,, 1 „ 1 „ » 0,01 5 0.1
PV „ 0,06 . 0,1 „ 0,3 ,, 0,6 5 на 1 ел/2 3.1. 1.1. 0,5 „ 1 „ „ 0,03 » 10 0,4
PVI „ 0,06 „ 0,1 . 0,3 „ 0,6 . 1.0 5 на 1 с.м2 3.1. 1.1» 0,5 „ 1 „ 0,2 „ 1 „ » 0,05 25 3,0
PVII „ 0,6 . 2,0 Не нормируется 0,1 на 1 CJ/2 ,, 0,2 50 10,0
Примечания: 1. Размеры дефектов, закрываемых оправой, не нормируются, если
они не влияют на прочность или герметичность крепления деталей в оправах. Краевые вы-
колки размером свыше 0,5 мм должны быть заматованы.
2. Прошлифованные пузыри и выколки приравниваются к точкам, причем эти дефекты
диаметром свыше 0,5 мм должны быть заматованы.
За диаметр дефектов овальной формы принимают среднее значение между их наиболь-
шими и наименьшими размерами.
3. Царапины шириной меньше 0,004 и точки диаметром до 0,015 мм для классов чи-
стоты IV—VII не нормируются.
4. Допускаемое по классам чистоты II—VII количество точек и допускаемую общую
длину царапин на всю поверхность детали подсчитывают в соответствии с табл. 28, исходя
из площади поверхности детали в квадратных сантиметрах. Если при подсчете получаются
дробные величины, то их увеличивают до ближайших целых чисел.
5. Детали I—1! классов чистоты просматривают сначала в косом пучке, а затем в про-
ходящем рассеянном свете, детали III—VII классов чистоты просматривают только в про-
ходящем рассеянном свете.
Под наблюдением в косом пучке понимаются такие условия, при которых дефекты
поверхности рассматривают на фоне черного экрана и в зрачок глаза контролера понадают
только те лучи от пометенного сбоку источника света, которые рассеиваются дефектами
поверхности детали. Источник света — лампа 75—1С0 вт при контроле по I классу чистоты
и 40—60 вт при контроле по остальным классам.
Под наблюдением в проходящем свете понимаются условия, при которых дефекты по-
верхности рассматривают на светлом, равномерно освещенном фоне. Источник света —
лампа 40—60 вт, защищенная матовым стеклом, иа фоне которого ведется просмоф. Рас-
стояние от контролируемой детали до матового стекла около 150 мм. Расстояние от нити
лампы до матового стекла 100 мм.
6. При контроле деталей по I—II класса*м чистоты дефекты поверхностей обнаружн-.
вают в косом пучке. Оценку размеров обнаруженных дефектов и подсчет их проводят
в проходящем рассеяном свете. Просмотр ведут в случае I класса чистоты через лупу
с рабочим увеличением, но не менее 6Х> а в случае II класса — через лупу 4Х*
При контроле по HI—VII классам дефекты поверхностей обнаруживают и оценивают
в проходящем рассеянном свете. В случае III класса просмотр ведут через лупу 4%, а в случае
IV-V1I классов — невооруженным глазом._____________________________________________
249
Центрирование линз. Центрирование является за-
вершающей механической операцией обработки линзы, выполняе-
мой обычно после полирования ее оптических поверхностей. Посред-
ством центрирования цилиндрическая поверхность линзы обрабаты-
вается до окончательного размера по диаметру, причем так, чтобы
-оптическая ось линзы совпадала с геометрической осью цилиндра
(фиг. 241).
Для этого линза предварительно с помощью смолы приклеи-
вается к специальному латунному патрону.
В большинстве случаев для выпуклых линз центрировочный
патрон представляет собой латунную трубку, имеющую скошенный
торец, расположенный в плоскости, строго перпендикулярной к оси
шпинделя станка (фиг.. 242).
Фиг. 241. Схема, характеризующая не-
совпадение геометрической и оптиче-
ской осей линзы.
Фиг. 242. Установка лин-
зы для центрирования
на станке с помощью
патрона (трубки).
Приклейка линзы к патрону производится так, чтобы изображе-
ние светящейся точки (лампочки, помещенной сбоку), даваемое
передней поверхностью линзы, при вращении патрона было непо-
движным. Перемещение приклеенной линзы осуществляют вручную,
подогревая ее пламенем спиртовки или газовой горелки.
При центрировании линз высокой точности необходима зритель-
ная труба с перекрестием штрихов, точка пересечения которых совме-
щается с изображением светящейся точки.
Когда центрирование закончено, дают возможность наклеенной
•смоле затвердеть для того, чтобы достаточно надежно фиксировать
положение линзы на патроне. Затем приступают к обработке ци-
линдрической поверхности линзы, которая может быть осуществлена
•следующими способами:
1) путем шлифования абразивным кругом или
2) путем фрезерования алмазной фрезой.
В первом случае небольшая подача осуществляется в радиальном
или аксиальном направлении; в качестве охладителя применяется
вода, имеющая температуру рабочего помещения.
Во втором случае при неподвижном стекле алмазная фреза
предварительно врезается в него на полную величину припуска,
который затем снимается при вращении стекла за полный
«оборот.
Допуски на диаметр линз, характеризуемые посадками Х3 или X,
.должны быть выдержаны при указанной обработке линз.
250
Технологический процесс обработки призм
Обдирка и шлифование призм. Прессованные
заготовки призм или распиленные на заготовки призматической
формы куски оптического стекла укладываются на планшайбе так,
чтобы площадь, занимаемая ими, составляла квадрат размером не
более 150 X 150 мм (фиг. 243) или круг диаметром около 200 мм.
Промежутки между призмами (2—4 мм) после предварительного
нагрева призм до 60—70° заливаются наклеенной смолой.
Обдирка заготовок призм производится при скорости вращения
планшайбы (О = 300 мм) около 500—600 об/мин и последующее
среднее шлифование при п = 300 .-400 об/мин.
После расклейки и промывки для дальнейшей обработки призмы
склеивают торцами в столбики высотой до 150 мм.
Эта операция осуществляется с помощью приспособления в виде
параллелепипеда с прямоугольной выемкой, а в качестве склеиваю-
щего вещества применяется мастика из
канифоли с воском.
Путем шлифования сначала обраба-
тываются катетиые грани столбиков, а
Фиг. 244. Схема получения крыше-
видной призмы из заготовки более
простой формы.
Фиг. 243. Схема бло-
кировки призм для
обработки торцевых
плоскостей.
затем гипотенузная. При этом осуществляется контроль размеров
и относительного расположения граней призм.
Операция шифования завершается снятием фасок, расклеиванием
и промывкой призм. В заключение призмы подвергаются полному
контролю.
При изготовлении крышевидных призм заготовки их получаются
упрощенной формы (фиг. 244) в виде прессовок или путем разрезки
стекла на отдельные заготовки. На фигуре поперечный контур за-
готовки показан пунктирной линией, а детали сплошной. Обработка
оснований призм является, как и в предыдущем случае, первичной
обработкой поверхностей призмы. Затем призмы склеиваются в стол-
бики, и обдиркой и последующим шлифованием придается сечение
KLMN0P. Для шлифования граней РО, KL и MN столбики при-
клеиваются к стеклянным пластинкам соответственно гранями LM,
ON и 1\Р. Для обработки граней FU и UJ заготовки после расклейки
столбиков наклеиваются на специальные шайбы с канавками угло-
вого профиля, соответствующего элементам профиля призмы. Для
шлифования граней Z7? и TS призмы наклеиваются противополож-
ными гранями на стеклянную плоско-параллельную пластинку.
251
Шлифование призм на плоек о-ш л и ф о в а л ь-
ном станке. Ранее рассмотренный способ шлифования призм
на планшайбах характеризуется сравнительно невысокой произво-
дительностью.
Значительно более высокопроизводительным является’ способ
шлифования оптических призм и пластинок на плоско-шлифовальном
станке с магнитной плитой и специальными приспособлениями.
В частности, представляет некоторый интерес метод шлифования
плоских поверхностей оптических деталей на станках с круглым
столом.
Подвергаемые шлифованию оптические детали предварительно
приклеиваются к поверхности приспособления —держателя. В ка-
честве клеящего состава применяется мастика, состоящая из кани-
фоли и воска, шеллака или парафина. Толщина прослойки между
обрабатываемой деталью и приспо-
соблением, образуемая клеящим ве-
ществом, для первых двух клея-
щих веществ приблизительно соста-
вляет 0,05—0,08 мм, а для пара-
фина 0,005—0,008 мм.
Фиг. 246. Шлифование
торцов призм на плоско-
шлифовальном станке.
Фиг. 245. Шлифование гипотенуз-
ных плоскостей призм на плоско-
шлифовальном станке.
Обработка призм на шлифовальном станке осуществляется
в следующем порядке:
1) шлифование гипотенузных плоскостей с помощью приспосо-
бления, состоящего из набора V-образных брусков, соединенных
между собой стяжками; одновременно шлифуются 48 призм (фиг. 245);
2) шлифование торцов призм; в этом случае детали наклеиваются
на индивидуальные держатели, а последние устанавливаются на
промежуточном магнитном кольце (фиг. 246).
3) шлифование фасок на вершинах призм;
4 и 5) шлифование катетных плоскостей, т. е. образующих угол 90°;
для этого специальные держатели устанавливаются на соответствую-
щие плоскости параллельно плоскостям призм;
6) шлифование фасок с боковых сторон призм.
В качестве режущего инструмента применяется шлифовальный
круг из карбида кремния. Зернистость шлифовального круга для
предварительного (чернового) шлифования — 80 и для чисто-
вого — 220.
Скорость шлифовального круга около 16 м/сек. Подача шлифо-
вального круга на глубину зависит от величины шлифуемой поверх-
ности и находится в пределах 0,4—0,7 мм/мин для чернового шли-
252
фования. Чистовое шлифование производится сочень малой ручной
подачей на глубину.
Методы блокировки призм. Блокировка призм для
окончательного шлифования и полирования производится двумя
способами: гипсовкой и наклейкой на планшайбы с канавками.
Для осуществления блокировки по первому методу призмы
сначала плотно притирают к планшайбе, оставляя промежутки
между ними 2—3 мм (фиг. 247). Затем на планшайбу 1 устанавли-
вается кольцо 2, на которое ставится барабан 3, и внутреннее про-
странство с призмами заливается раствором гипса в воде. Когда
гипс затвердеет, сверху вставляется диск 4, который привинчивается
к барабану 3 винтами.
Блок снимается с планшайбы, переворачивается и кольцо 2
снимается с барабана. Гипс из промежутков между призмами уда-
Фиг. 247. Блокировка призм
путем заливки гипсом с
водой.
Фиг. 248. Блокировка
призм путем наклейки их
на планшайбу с канавками.
ляется на глубину до 2 мм и промежутки замазываются расплавлен-
ным парафином для предохранения в процессе шлифования связы-
вающей массы блока от воды.
При обработке второй и третьей граней призм ранее отшлифован-
ные и отполированные поверхности покрываются тонким слоем
шеллака, а затем еще слоем воска для защиты их от действия воды
и предупреждения повреждений.
Метод блокировки призм гипсовкой, обладая рядом преимуществ,
имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что при
затвердевании гипса возникают внутренние напряжения, несколько
изменяющие положение призм.
Второй метод блокировки призм состоит в наклейке их с помощью
смолы на планшайбы с канавками (фиг. 248). Профиль канавок при
этом должен соответствовать профилю призм.
Сущность процесса блокировки по этому способу заключается
в том, что необрабатываемые боковые грани призм покрываются
слоем наклеечной смолы, а грани, предназначенные к обработке,
притираются предварительно к гладкой планшайбе. Сверху на них
накладывается нагрета^ до температуры около 100° планшайба
с канавками.
Недостаток этого метода блокировки в сравнении с гипсовкой
состоит в том, что для каждой формы и размеров призм требуются
планшайбы • с канавками соответствующего профиля и размеров
поперечного сечения.
253
Окончательное шлифование и полирова-
ние призм. Окончательное шлифование
призм может производиться двумя основными методами — на
станках вручную или на автоматах. Характерным отличием от обра-
ботки большинства линз здесь является обработка плоской поверх-
ности стекла. В связи с этим кинематика относительного движения
блока по шлифовальнику должна содействовать получению воз-
можно лучшей плоскостности.
Так как обрабатываемые детали обычно имеют дополнительное
перемещение относительно шлифовальника, то его следует устано-
вить с расчетом возможно более равномерного срабатывания по-
следнего. Для этого в процессе обработки
блоку сообщают некоторый выход (перебег)
за пределы рабочей плоскости шлифоваль-
ника (фиг. 249). В результате сошлифовыва-
ние центральной части блока возрастает про-
порционально расстоянию его от оси шли-
фовальника. Оптимальный выход блока зави-
сит от соотношения между радиусом шлифо-
О
вальника 7? и радиусом блока г. При -у- = 1
оптимальное значение выхода < ~ ; при
R 4 ..г r п
— = -ё соответственно < и при -—2
г 3 3 1 г
выход блока за границу рабочей плоскости шлифовальника не
должен иметь места
Полирование призм производится на сукне или смоле.
Качество и производительность при полировании плоскостей призм
и стеклянных пластинок неразрывно связаны с кинематикой станка
и методом обработки. Существенное влияние па эффективность
процесса полирования плоскостей оказывает также полировочная
смола.
Допуски на точность плоскостей призм характеризуются следую-
щими величинами (в полосах, или в кольцах);
1) для отражающих граней ответственных призм —0,1—0,25;
2) для преломляющих граней обычных призм—1;
3) для отражающих граней призм —0,5.
Фиг. 249. Схема, харак-
теризующая перебег бло-
ка за пределы рабочей
плоскости шлифоваль-
ника.
Серебрение и алюминирование зеркал и призм
Для получения равномерного отражения от поверхности стек-
лянной детали на эту поверхность наносят тонкий слой металла —
серебра или алюминия [27].
Серебряные зеркала обладают более высоким коэфициентом от-
ражения, чем алюминиевые; однако они обладают меньшей химиче-
ской устойчивостью. В условиях эксплуатации прибора коэфициент
отражения тонкого серебряного слоя снижается, т. е. посеребрен-
ная поверхность с течением времени тускнеет.
254
Перед серебрением поверхность детали должна быть тщательно1
промыта и обезжирена. Промывание производится в концентриро-
ванной азотной кислоте с последующим промыванием водей, протир-
кой раствором 20 %-ной щелочи и новым ополаскиванием водой.
Деталь подвергается обработке в течение нескольких секунд свежим
0,1%-ным раствором двухлористого олова и вновь промывается.
Серебрение производится в смеси растворов ще-
лочной аммиачно-комплексной соли серебра (две части) и раствора
инвертированного сахара концентрации 0,75% (одна часть). Раствор
щелочной аммиачной соли серебра готовится непосредственно пе-
ред серебрением из одного объема раствора азотнокислого серебра
(концентрация 1,5%), к которому при энергичном перемешивании
добавляют аммиак до растворения осадка; к полученной смеси до-
бавляют один объем 1,5%-ного раствора едкого кали (КОН). Рас-
твор сахара приготовляют следующим образом: 7,5-а рафинада рас-
творяют в500 мл дистиллированной воды, прибавляют 1 мл 10%-ного
раствора серной кислоты, кипятят в течение 10 мин. и затем раствор-
разбавляют водой до 1 л.
Сущность процесса серебрения заключается в том, что в кюветке,
где помещены детали в смеси указанных растворов, сахар восста-
навливает аммиачно-серебряную соль, выделяя металлическое се-
ребро, которое закрепляется на чистой поверхности стекла.Опера-
цию серебрения обычно повторяют три-четыре раза. Для упрочнения,
серебряного слоя на него наносят электролитически слой меди..
После меднения детали промывают, сушат и затем дважды покрывают
медный слой бакелитовым лаком.
Полупрозрачные зеркала получают аналогичным методом. При
этом величина коэфициента отражения определяется толщиной се-
ребряного слоя, которая регулируется длительностью процесса1
серебрения.
Если необходимо удалить нанесенный слой серебра, то его рас-
творяют в концентрированной азотной кислоте затем детали под-
вергаются промывке и вновь серебрению.
Рассмотренный способ серебрения оптических деталей относится
к группе методов получения тонкого металлического слоя на стекле
путем химического восстановления металлу из раствора.
Кроме описанной, применяются также другие рецептуры хими-
ческого метода серебрения поверхностей оптических деталей.
Тонкий металлический слой па поверхности стекла можно полу-
чить испарением или катодным распылением металла в вакууме.
Преимущества указанных методов заключаются в их универсаль-
ности и лучшем качестве нанесенного на стекле слоя металла в смысле
его чистоты.
Путем испарения металла в вакууме осу-
ществляется процесс алюминирования оп-
тических деталей. Для этого промытые и высушенные
детали помещаются под стеклянный колпак.
Затем под колпаком создается вакуум; при этом детали целесо-
образно несколько прогреть. В вакуумном пространстве пропуска-
255
нием электрического тока быстро испаряют металлический алюми-
ний, который предварительно подвешивается в виде кусочков
проволоки .на вольфрамовом нагревательном элементе.
Пары алюминия при этом конденсируются на поверхности детали
в виде очень чистого зеркального слоя. Длительность процесса алю-
минирования зависит от скорости, с которой ведется испарение алю-
миния и заданной толщины металлического слоя. Толщина слоя
металла может варьироваться в широких пределах, от тончайших
•слоев молекулярной толщины до непрозрачного слоя, дающего почти
«полное отражение задающего света.
Склеивание оптических деталей
Склеивание оптических деталей обычно осуществляется пихто-
вым бальзамом (сибирский бальзам). Бальзам получается в резуль-
тате обработки пихтовой смолы, заключающейся в растворении смолы
в эфире, промывке водой, сушке и уваривании. В зависимости
•от особенностей склеиваемых деталей и условий эксплуатации при-
бора пользуются бальзамами различной вязкости (различной степени
уварки) твердыми, средними и мягкими [27].
Оптические детали склеиваются горячим или холодным способом.
Линзы склеиваются обычно горячим способом. Светофильтры и
детали, имеющие посеребренные поверхности, склеиваются только
холодным способом.
Метод горячего склеивания линз заключается
в следующем: тщательно промытые линзы предварительно нагревают
до 100—150°. На поверхность отрицательной линзы наносят каплю
нагретого до 100—150° бальзама и немедленно накладывают сверху
положительную линзу. Верхнюю линзу прижимают с помощью
пробки и круговыми движениями добиваются равномерного распре-
деления бальзама по всей поверхности склейки, удаляя при этом
•пузырьки воздуха и избыток бальзама. Склейка должна быть меха-
нически прочной в температурных интервалах от + 50° до —60°.
Заделка клееного блока линз в оправу не должна вызывать децентри-
ровки линз при нагревании до температуры 50°. Наиболее тепло-
стойкой оказывается склейка тонким слоем бальзама.
Кроме пихтового бальзама, для склеивания оптики пользуются
искусственно синтезированным органическим препаратом — баль-
замином. Склеивание бальзамином дает ряд преимуществ: высокую
механическую прочность, нерастворимость в бензине, высокую те-
плостойкость. Недостаток бальзамина — большое изменение объема
при твердении и связанная с этим деформация внешних поверхно-
стей склеенных линз.
Бальзамином пользуются также в случае приклеивания стеклян-
ной детали к металлической.
В случае необходимости расклеивание дателей, склеенных баль-
замом, производят по одному из следующих двух способов:
а) осторожным прогреванием деталей до 70—80° на спиртовой
лампе с помощью металлической пластины, на которую помещается
•склеенный блок;
256
б) растворением склеивающего слоя в бензоле, толуиле, хлоро-
форме, четыреххлористом углероде, скипидаре, спирте.
При расклеивании оптики для отделения деталей пользуются
деревянными палочками.
Метод холодного склеивания оптических дета-
лей отличается от склеивания горячим методом тем, что детали
либо совсем не подогревают, либо подогревают незначительно.
Бальзам предварительно разводят ксилолом до консистенции гу-
стой патоки. Затем несколько капель разведенного бальзама поме-
щают на склеиваемую поверхность детали, накладывают и прижимают
вторую деталь, наблюдая за правильной фиксацией деталей. Сушка
оптических деталей, склеенных холодным методом, длится 4—10 дней.
Изготовление пробных стекол
Пробные стекла служат для контроля кривизны сферической
поверхности линзы или для контроля плоских поверхностей опти-
ческих деталей интерференционным методом.
По назначению пробные стекла разделяются на:
а) основные —для проверки поверхностей контрольных пробных
стекол; их измерительные поверхности являются образцами устано-
вленной точности сферических (в частности, плоских) поверхностей
•определенных радиусов кривизны;
б) контрольные —для проверки поверхностей рабочих пробных
стекол; их измерительные поверхности являются копиями устано-
вленной точности поверхностей основных пробных стекол;
в) рабочие —для проверки поверхностей оптических деталей;
их измерительные поверхности являются копиями установленной
точности поверхностей контрольных пробных стекол.
По определяемой отклонениями от номинальных значений точ-
ности радиусов измерительных поверхнвегей стекла изготовляются
трех классов: А, Б и В (ГОСТ 2786-44). Наиболее точными являются
стекла класса А и наименее точными —стекла класса В.
Основные пробные стекла всех радиусов кривизны измерительных
поверхностей изготовляются парами, состоящими из выпуклого (+)
и вогнутого (—) стекол.
Форма и размеры этих стекол в зависимости от радиусов кривизны
измерительных поверхностей должны соответствовать ГОСТ 2786-44.
Контрольные стекла изготовляются с кривизной, соответствую-
щей кривизне проверяемых поверхностей, т. е. выпуклыми при
выпуклых и вогнутыми при вогнутых поверхностях оптических
деталей.
Рабочие стекла изготовляются с кривизной, обратной кривизне
проверяемых поверхностей, т. е. вогнутыми при выпуклых и вы-
пуклыми при вогнутых поверхностях оптических деталей.
Форма и размеры контрольных и рабочих стекол должны соответ-
ствовать ГОСТ 2786-44.
Пробные стекла изготовляются из хорошо отожженного стекла
«Пирекс».
17 Ведмилский 2 -257
Наиболее существенными технологическими операциями про-
цесса изготовления пробных стекол является окончательное шлифо-
вание и полирование измерительных поверхностей. В результате
выполнения этих операций должна быть достигнута требуемая
по ГОСТ 2786-44 точность поверхностей.
Измерение радиусов кривизны измерительных поверхностей
в зависимости от их величин производится следующими способами.
Первый способ измерения пробных стекол применяется при малых
радиусах кривизны от 2 до 37,5 мм и характеризуется определением
диаметра, т. е. удвоенного радиуса, с помощью микрометра с мини-
метром (рычажно-чувствительногомикрометра). Для этого положи-
тельное пробное стекло изготовляется по форме несколько больше
Фиг. 250. Схема обра-
ботки сферических проб-
ных стекол.
полусферы, и, таким образом, имеется воз-
можность измерять его диаметр.
Второй способ—измерение пробных сте-
кол на кольцевом сферометре—применяется
для стекол с радиусами кривизны свыше
37,5 до 750 мм.
Третий способ — автоколлимация из
центра кривизны — применяется для сте-
кол с радиусами кривизны свыше 750 до
20 000 мм.
Плоские оптические поверхности изме-
ряют пользуясь методом трех плоскостей.
Отклонения от плоскостности в зависи-
мости от класса точности стекол, допуска-
ются не свыше: А — 0,05 полосы; Б —0,07
и В —0,1 полосы.
При наложении друг на друга сферических пробных стекол об-
щее отклонение в полосах допускается при радиусе кривизны до
37,5 мм не более 0,2 полосы (независимо от класса точности); при
радиусе свыше 37,5 до 5000 мм не более 0,1 и при радиусе свыше
5000 до 20 000 мм не более 0,05 полосы.
При изготовлении сферических пробных стекол, пользуясь
контролем в процессе обработки по первому и второму методам,
радиус кривизны доводят до заданного размера путем подшлифо-
вывания одного из парных стекол на другом (фиг. 250). Стекла должны
быть предварительно наклеены на планшайбы. Для увеличения ра-
диуса кривизны планшайба с вогнутым стеклом закрепляется на
шпинделе станка и приводится во вращение, а выпуклое стекло
удерживается в руках; для уменьшения радиуса кривизны поступают
наоборот (фиг. 250).
Полировка пробных стекол осуществляется на полировальниках,
покрытых смолой. В процессе полирования в качестве полирующего
порошка применяется крокус. В результате предварительного поли-
рования стекол отклонения поверхности допускаются не свыше
трех—пяти полос.
Для устранения ошибок поверхностей стекол применяют два
способа — подрезку смолы полировальника и изменение штрихов,
258
т. е. характера и величины перемещения стекла относительно поли-
ровальника.
Если на полировальнике с помощью ножа сделать ряд концентри-
ческих канавок глубиной около 0,3 мм, причем в середине более
частых (фиг. 251), то средняя часть полировальника будет полиро-
вать медленнее и в результате получится выпуклость. Если распо-
ложение кольцевых канавок на полировальнике сделать более ча-
стым у периферии, -то получится вогнутость. Способом подрезки
смолы можно получить поверхности точностью 0,1 полосы и выше.
Фиг. 251. Схема располо-
жения концентрических ка-
навок на рабочей поверх-
ности полировальника.
Фиг. 252. Схема траектории
движения стекла относитель-
но полировальника.
Для снижения выпуклости стекла по второму способу в процессе
полирования смещают ось стекла относительно оси шлифовальника
и удлиняют штрихи, т. е. траекторию движения стекла относи-
тельно полировальника (фиг. 252). Для снижения вогнутости, наобо-
рот, штрихи укорачивают, и ось стекла смешлегся ближе к оси поли-
ровальника.
Изготовление плоских стеклянных пластин
В качестве материала для изготовления плоских стеклянных
пластин применяется хорошо отожженное стекло «Пирекс».
Предварительно обработанные заготовки стеклянных пластин
для окончательного шлифования и полирования собираются в блок.
Для этого на одной из плоских поверхностей каждого стекла нано-
сится тонкий слой полировальной смолы (не свыше 0,5 мм) и поверх
его слой мягкого сургуча.
Затем стекла чистыми поверхностями притираются к шлифоваль-
нику, т. е. плоскости стекол, на которых расположена смола и сур-
гуч, находятся вверху. Предварительно нагретый блок-планшайба
сверху накладывается на стекла, которые, таким образом, приклеи-
ваются к планшайбе (фиг. 253). Обработка стекол ведется на шлифо-
вально-полировальном автомате. Таким же способом обрабаты-
вается и вторая плоскость стекол.
Окончательное полирование плоских стеклянных пластин для
интерференционных измерений производят на станке вручную,
* 259
не допуская отклонений oi плоскостности рабочих поверхностей
пластин выше следующих величин: для нижних пластин диаме-
тром 60 мм 1-го класса—0,03 мк и для нижних и верхних пластин
2-го класса—0,1 мк.
Значительные трудности возникают при окончательной обработке
плоских контрольных стеклянных пластин и пластин больших
размеров —диаметром порядка 80—150 мм.
Такие стекла изготовляются по методу трех-плоскостей, который
заключается в том, что одновременно передаются на полирование
три стекла. Получив надлежащую интерференционную картину
в результате предварительной обработки рабочих плоскостей стекол,
далее при контроле комбинируют их по-
парно. Таким образом можно выявить
относительную погрешность поверхностей
в каждой паре (с учетом знака).
Собственные погрешности плоскостно-
сти каждого стекла можно определить,
решив следующую систему трех уравне-
ний с тремя неизвестными:
Х! у — а-, хz— Ь’, уг — с,
ЛЯННЫХ
Фиг. 253. Схема установки
на планшайбе плоских стек-
пластин.
где х; у, 2 — фактические погрешности плоскостности каждого из
трех стекол, и
а, Ь, с — относительные погрешности в каждой паре, выра-
женные в полосах.
В результате решения трех уравнений находим:
а + b—с а-г-с — b b + с — а
Л = —-g— ——, у д' 1 % 9
Если, например, с — +2, т. е. имеет место выпуклость, харак-
теризуемая двумя интерференционными полосами, b = —1, т. е. во-
гнутость, характеризуемая одной полосой, и, наконец, аналогично,
с ——0,5, то в результате подстановки указанных значений в фор-
мулы получаем?
х = -4-0,75; у = 4-1,25; z = — 1,75.
Отсюда делаем вывод, что поверхность первого стекла выпукла
в пределах до 0,75 полосы, второго —выпукла до 1,25 полосы и
третьего —вогнута до 1,75 полосы. Приняв первое стекло (с наи-
меньшей погрешностью) за пробное, можно более точно отполиро-
вать второе и третье стекла. Далее можно отполировать первое,
стекло под второе с расчетом исключения погрешности на первом;
затем второе и третье по первому стеклу.
Если теперь снова произвести контроль стекол попарно, то тем
же методом можно определить погрешности плоскостей, которые
по абсолютным значениям при удовлетворительном ходе процесса
полирования должны быть значительно меньше прежних.
Процесс полирования стекол ведется до тех пор, пока погрешности
плоскости каждого стекла не получатся в пределах, допускаемых
по техническим условиям.
260
Изготовление плоско-параллельных стеклянных пластинок
Плоско-параллельные стеклянные пластинки для поверки ми-
крометров изготовляются из стекла «Пирекс». Допускается также
применение оптического стекла, имеющего химический состав с со-
держанием компонентов ВаО и РЬО в количестве меньше 3% и по-
казатель преломления пр = 1,516.
Технология обработки стеклянных плоско-параллельных пла-
стинок для проверки микрометров в некоторой степени отличается
от технологии обработки плоских стеклянных пластин, так как
одновременно с соблюдением надлежащей плоскостности (допусти-
мая погрешность +0,1 мк) требуется соблюдение параллельности
рабочих поверхностей в пределах допуска 0,5 мк (ГОСТ 1121-41).
Заготовки стеклянных плоско-параллельных пластинок подвер-
гаются вначале механической обработке путем фрезерования и
шлифования с оставлением при-
пуска на толщину для окончатель-
ного шлифования и полирования
пластинок.
Первая плоскость пластинок об-
рабатывается обычным способом —
Фиг. 254. Полирование плоско-
параллельных стеклянных вла-
сти но к.
Фнг. 255. Установка на планшайбе
плоско-параллельной стеклянной
пластины больших размеров.
с наклейкой на планшайбу с помощью сургуча, который для преду-
преждения деформации пластинок после отклейки должен быть
достаточно мягким. Далее плоско-параллельные пластинки шли-
фуются и полируются посаженными на оптический контакт (фиг. 254).
После посадки на контакт места соприкосновения пластинок для
защиты от попадания воды следует замазать раствором шеллака
в спирте. Контактная стеклянная пластинка должна быть плоско-
параллельной. Контроль толщины в процессе обработки производится
для всего блока обрабатываемых пластинок (совместно с контакт-
ной). Обнаруженная непа рал дельность устраняется при дальнейшей
обработке с помощью груза, укрепленного на контактной пластине
сверху, в том месте, где блок имеет наибольшую толщину.
Параллельность плоскостей пластинок проверяется с помощью
специального интерферометра.
Плоско-параллельные пластины значительных размеров (диа-
метром 80—100 мм), включая и контактные пластины, окончательно
обрабатываются несколько иным методом. Пластина, подлежащая
обработке, укладывается на планшайбе с применением в качестве
прокладки шелкового полотна (фиг. 255).
261
По периферии пластина прикрепляется к планшайбе с помощью
воска и в таком положении полируется на станке.
Параллельность плоскостей пластины контролируют аналогич-
•ным способом, не снимая ее с планшайбы.
Методы изготовления сеток
Оптические окулярные сетки, шкалы и марки обычно наносятся
на стеклянных пластинках. Так как стеклянная пластинка, на ко-
торой осуществляется нанесение сетки, располагается в фокальной
плоскости, то стекло для этих целен должно удовлетворять опреде-
ленным требованиям. Стекло для сеток не должно иметь свилей и
пузырей и должно быть химически устойчивым. Перед нанесе-
нием сетки поверхность стеклянной пластинки тщательно поли-
руется.
В зависимости от типа, назначения и требуемой точности сеток
штрихи, цифры и знаки могут быть нанесены следующими спосо-
бами:
1) гравированием алмазом;
2) гравированием с последующим травлением;
3) фотографированием;
4) фототравлением.
Гравирование алмазом. Гравирование сеток алма-
зом производится на гравировальных станках с пантографом и де-
лительных машинах. На делительной машине можно получить
очень тонкие штрихи сетки.
Цифры и знаки наносят на сетку с помощью гравировального
станка с пантографом, пользуясь при этом трафаретами (шабло-
нами). Ведущий палец пантографа, управляющий перемещением
алмаза по стеклу, перемещается в процессе гравирования по выре-
зам шаблонов. Контуры знаков уменьшаются в несколько раз с по-
мощью пантографа и на поверхности стекла алмаз гравирует знаки
нужных размеров.
Весьма существенное значение имеет надлежащий выбор и уста-
новка алмазного резца. Конические шлифованные алмазы, устано-
вленные в оправках, могут применяться для нанесения штрихов
значительной ширины, видимых невооруженным глазом.
Для нанесения тонких линий на стекле (1—4 мк) алмаз должен
иметь весьма острый режущий профиль; для этой цели применяются
осколки алмазов, закрепленные в оправках. Перед гравированием
необходимо определить оптимальный наклон оправки алмаза по
отношению к гравируемой поверхности. С этой целью, установив
оправку под некоторым углом в каком-либо начальном положении,
получают алмазом кривую на стекле. Исследуя ширину кривой ли-
нии с помощью микроскопа или лупы в различных местах и на основе
этих данных корректируя направление и величину наклона оправки
с алмазом, добиваются наиболее оптимального штриха на пластинке.
Для получения весьма тонких линий равномерной толщины пробу
алмаза на стекле приходится осуществлять несколько раз.
262
Ширина штрихов зависит также от усилия резания, которое в про-
цессе наладки операции гравирования алмазом может быть отрегу-
лировано с помощью дополнительного груза или противовеса.
Гравирование с последующим травлением.
Для гравирования сетки с последующим травлением стеклянная
пластинка после полирования подвергается тщательной промывке
в бензине, спирте или эфире. Затем на пластинку наносится слой
пчелиного специально уваренного воска, устойчивого против дей-
ствия плавиковой кислоты. По этому защитному слою выгравиро-
вывается стальной иглой или резцом необходимая сетка или
шкала.
Вслед за этим поверхность пластинки в месте сетки смачивается
травящим составом, или пластинка целиком погружается на не-
сколько секунд в травящий состав. Основной составляющей травя-
щего состава для стекла и кварца является фтористый водород.
Водный раствор фтористого водорода называется плавиковой ки-
слотой. Травление сеток на стекле можно производить также на
специальной установке в парах фтористого водорода (HF). Процесс
травления сеток на стекле с тонкими штрихами длится 3—5 сек.,
а для сеток с толстыми штрихами может доходить до 30 сек.
Следует иметь в виду, что пары плавиковой кис-
лоты крайне ядовиты. Поэтому процесс травления
сеток необходимо производить с применением вытяжных устройств
и строгим соблюдением надлежащих.правил.
Вслед за окончанием травления пластинка немедленно подвер-
гается промывке в воде, чтобы остановить действие кислоты. После
этого защитный слой воска смывается растворителем —бензином.
В протравленные штрихи и знаки вносится «запуск»—краска,
приготовленная на олифе или жидком стекле. Один из рецептов
состава краски следующий: эмалевые белила —5 частей, магнезия
{или окись титана) —2 части, сиккатив —2 части, грушевая эс-
сенция — 0,1 части. Очень тонкие штрихи заполняются типограф-
ской краской.
Для успешного осуществления приведенного метода получения
сеток и шкал необходимо применять для пластинок оптическое стекло,
хорошо поддающееся травлению. Этим качествам наряду с отсут-
ствием свилей и пузырей наиболее удовлетворяют баритовые кроны
<БК9 и БК10).
Для баритовых кронов применяется травящая смесь, содержащая
•130 cms плавиковой кислоты (HF) и 130 cms серной кислоты.
Основным недостатком метода получения сеток на стекле грави-
рованием с последующим травлением является наличие значитель-
ного числа технологических операций.
Фотографир о-в ание сеток. Методом фотографирова-
йия изготовляются оптические сетки разнообразных типов. При
этом можно применять твердые сорта стекла, лучше поддающиеся
полировке (боросиликатный крон).
Сущность способа изготовления сеток путем фотографирования
заключается в следующем.
263
Сетка в увеличенном масштабе вычерчивается с большой точ-
ностью на листе чертежной бумаги, с которого в необходимом мас-
штабе фотографируется негатив сетки. Пользуясь негативом, на
заготовленных пластинках, предварительно покрытых светочув-
ствительной эмульсией, печатают сетки контактным способом.
Эмульсия должна обладать хорошей прозрачностью и мелко-
зернистой структурой. Второе требование является основным для
обеспечения высококачественного изготовления тонких сеток.
Фотографированные сетки для предохранения коллоидной
пленки от механических повреждений и воздействия воздуха за-
крываются покровным стеклом с применением в качестве клеящего
вещества сибирского бальзама.
Основные преимущества метода изготовления сеток фотографи-
рованием заключаются в его высокой производительности, получе-
нии с негатива одинаковых копий, возможности изготовления сеток
с прозрачными штрихами и знаками на черном фоне, а также воз-
можности получения цветных стекол.
Метод фот о трав ления сеток. Сущность метода
фототравления сеток состоит в том, что путем фотографирования и
последующей химико-термической обработки на поверхности стекла
протравливаются штрихи и знаки. Углубления штрихов и зна-
ков заполняются продуктами распада веществ, применяемых при
химической обработке стекла. Сечки, полученные методом фото-
травления, характеризуются высокой прочностью.
Чистка оптических деталей
Поверхности оптических деталей перед сборкой подвергаются
тщательной очистке для удаления мельчайших металлических ча-
стиц, волосков, частиц смазки, жирных следов от пальцев и т. д.
Особенно опасно в эксплуатации прибора загрязнение частицами
жира. Капелька жира, попавшая на поверхность стекла и удален-
ная с поверхности чистой ватой, не оставляет видимых следов за-
грязнения. Однако через некоторое время под влиянием влаги воз-
духа на поверхности стекла возникает капельный жировой налет.
Отсутствие жировых налетов на оптических деталях прибора
в эксплуатации обеспечивается путем полного удаления жировых
частиц с оптических поверхностей перед сборкой.
Жировой налет смывается жидкостями, растворяющими жиры:
бензином, спиртом, эфиром, четыреххлористым углеродом, бензо-
лом и т. п. Операция чистки оптики является неотъемлемой в тех-
нологии производства приборов; она заключается в многократном
протирании поверхностей оптических деталей ватными тампонами,
смоченными смесью петролейного эфира1 (80—90°/е) и спирта (10—
2О(|,'о). При этом применяется гигроскопическая специально обезжи-
ренная вата.
Чистку зеркал с наружным серебрением выполняют ватными
тампонами, смоченными в серном эфире. При чистке необходимо
1 Фракция легкого бензина, кипяшая в интервале температур 35—70°.
264
тщательно предохранять очищаемые поверхности от пыли. Раство-
рители не должны содержать взвешенных частиц, которые при
чистке детали могут поцарапать полированную оптическую поверх-
ность. В процессе чистки оптические детали следует держать и пере-
носить пинцетом или специальными держателями с пробковыми
наклейками.
Линзы, зажатые в оправы, удобно чистить при вращении их
на шпинделе станка, для чего оправа с линзой предварительно
устанавливается в специальной державке-патроне. Тампон наверты-
вается на деревянную палочку, смачивается в растворителе и при-
жимается к поверхности вращающейся детали. Движение тампону
сообщают от центра к периферии. Операция повторяется много-
кратно и каждый раз с новым тампоном. Оставшиеся на поверх-
ности мелкие ворсинки удаляют, обдувая поверхность воздухом
при помоши резинового баллона, или снимают чистой мягкой
кисточкой.
Просветление оптических деталей
Количество света, прошедшее через оптический прибор, опре-
деляется числом отражающих поверхностей и составом стекла,
из которого изготовлена оптика прибора. Существенное значение
имеет величина коэфициента отражения поверхности оптической
детали, т. е. отношение отраженного светового потока к падающему
(pR Р).
Коэфициент отражения на границе воздух—стекло для случая
нормального падения светового пучка выражается формулой
о -
* +
где ng— показатель преломления света. Для одной поверхности
раздела R колеблется в пределах 4,5—7%. Так как в приборе
имеется значительное число отражающих поверхностей, то в резуль-
тате потери света на отражение достигают значительной величины.
Кроме того, отражающие поверхности вызывают образование побоч-
ных изображений и ореолов, ведущих к понижению контрастности
изображения.
Сущность процесса снижения коэфициента отражения поверх-
ности оптической детали или просветления оптики заключается
в следующем.
На поверхность стекла наносится тонкая пленка с показателем
преломления nf, меньшим, чем показатель преломления самого
стекла ng. Пусть = }/ ng и толщина пленки такова, что она об-
разует по сравнению с воздухом оптическую разность около 1-4
длины волны. Тогда вследствие интерференции света, отраженного
от верхней и нижней поверхности пленки, отражение ослабнет и
практически может быть почти устранено при правильном подборе
пленки.
265
В качестве такой пленки может служить слой кремнезема, имею-
щий nD — 1,46. Образование кремнеземной пленки толщиной Х/4
достигается путем обработки стекла 0,5%-ным раствором уксусной
кислоты.
Просветление оптических деталей практически выполняется по
следующей схеме: обработка щелочным раствором (2% NaOH),
обработка 0,5%-ным раствором уксусной кислоты по определенному
для каждого сорта стекла режиму, промывание деталей и их сушка.
Для получения пленки требуемой толщины в зависимости от сорта
оптического стекла требуется различная длительность обработки
{от нескольких минут до нескольких дней). Существенное значение
-имеет также температура раствора.
Кремнеземный слой может быть нанесен на поверхность оптиче-
ской детали путем обработки ее раствором кремнеэтилового эфира
в спирте. Для этого каплю такого раствора заставляют быстро и
равномерно растечься по поверхности быстровращающейся детали
<(п = 5000-нЮ ООО об/мин). Спирт при этом испаряется, а кремне-
этиловый эфир вступает во взаимодействие с влагой воздуха, в ре-
зультате чего на поверхности стекла остается пленка кремнезема.
Эффект снижения коэфициента отражения тем выше, чем меньше
показатель преломления пленки и чем выше показатель преломле-
ния стекла. Пленки с меньшим, чем у кремнезема, показателем
преломления могут быть получены путем конденсации на поверх-
ности стекла паров некоторых фторидов, обладающих низким пока-
зателем преломления.
Для этого в вакууме на маленькой вольфрамовой спиральке,
накаленной до 2000°, испаряют кристаллик фторида магния или
кальция. Пары фторида конденсируются на поверхности холодной
детали, помещенной в вакуумном пространстве, и образуют на ней
тонкую пленку.
Пленки солей, полученные испарением, механически непрочны
и легко стираются. Чистить их можно лишь акуратными движениями
мягкой кисточки; протирать их нельзя. Поэтому внешние поверх-
ности оптики приборов фторидами не просветляются. Кроме того,
просветление оптики фторидами осуществляется на сборке, непо-
•средственно после чистки деталей.
Соединение оптических деталей с механическими
Крепление круглой оптики. Для соединения
•круглых оптических деталей с металлическими оправами применя-
лотся следующие основные методы 122);
1) крепление завальцовыванием (задавливанием);
2) крепление зажимными кольцами;
3) крепление электролитическим способом.
Крепление оптики завальцовыванием или
задавливанием (именуется также закатыванием) заклю-
чается в том, что края тонкой стенки металлической оправы заги-
баются так, чтобы они плотно охватывали линзу по всей окруж-
266
ности. Загибка торца оправы осуществляется на токарном станке
с. помощью специальных инструментов.
Для этого цилиндрическая наружная поверхность латунной
оправы предварительно обтачивается (с небольшой конусностью)
до получения толщины стенки у торца 0,2—0,4 мм. Одновременно
с задавливанием линзы осуществляется процесс ее центрирования
относительно геометрической оси оправы. При закатывании заги-
баемый край оправы должен прижиматься к фаске равномерно
и с оптимальной плотностью, обеспечивающей отсутствие деформа-
ции линзы.
Крепление задавливанием применяется для круглых оптиче-
ских деталей диаметром до 60 мм. При больших диаметрах этот
способ не обеспечивает достаточно удовлетворительного соединения
деталей.
Крепление зажимными кольцами применяется
для круглых оптических деталей диаметром свыше 60 мм. В ответ-
ственных точных оптических приборах крепление круглой оптики
кольцами применяется и при диаметрах 10—60 мм. Крепление коль-
цами является необходимым также в случаях частой разборки и
юстировки прибора в процессе его эксплуатации.
Зажимное кольцо может иметь внутреннюю или наружную
резьбу. Более просты в изготовлении кольца с наружной резьбой.
Весьма существенным при изготовлении зажимного кольца является
получение торца, прижимающего линзу, перпендикулярным к оси
резьбы на кольце. В противном случае нельзя обеспечить равно-
мерное распределение давления кольца на оптическую деталь.
Вследствие этого могут возникнуть деформации линзы, в особен-
ности тонкой линзы большого диаметра.
В случаях снижения температуры воздуха при рассмотренном
выше способе крепления в линзах возникают дополнительные на-
пряжения, обусловленные значительной разностью коэфициентов
температурного линейного расширения металла и стекла.
Крепление электролитическим методом
применяется для фронтальных линз микрообъективов большого
увеличения.
Для этого оправа с предварительно установленной в ней линзой
помещается в электролитическую ванну, причем, чтобы медь осаж-
далась только вокруг линзы, оправу заранее покрывают парафином,
оставляя свободным от него только гнездо линзы.
Для получения надлежащего закрепления оптической детали
необходимо отложить надлежащий слой меди (0,1—0,2 мм).
Состав ванны: 200 г CuSO4, 40 см3 H2SO4 на 1 л дистиллирован-
ной воды.
Напряжение тока 4—5 в; плотность тока 3—4 а!дм2.
Крепление призм. Крепление оптических призм к ме-
таллическим деталям и узлам приборов производится различными
методами и в том числе шпонками, накладками, планками, угольни-
ками, установочными винтами, пружинами, а также путем при-
клеивания призмы к металлической крепежной детали [12].
267
Крепление призмы шпонкой осуществляется в специальной
оправе. Для возможности юстировки между оправой и призмой
предусматривается зазор 0,5—1,0 мм, используемый для установки
станиолевых прокладок. Юстировка призмы выполняется устано-
вочными винтами. Оправы крепятся к корпусу или к трубке прибора
сопряжением на резьбе или зажимным кольцом. Шпонка прижи-
мается винтом.
Крепление накладкой на платинке приме-
няется часто для простых и сложных призм высотой свыше 25 мм,
имеющих параллельные нерабочие грани. После установки призмы
на платинку и последующей юстировки планка прижимается к
призме гайкой (или винтом), сопряженной с нарезанной частью ко-
лонки, которая другим концом соединена с платинкой.
Крепление угольниками и планками при-
меняется при установке призм в оправе или на платинке. Для устой-
чивости призмы в оправе между угольником и призмой ставятся
прокладки.
Крепление листовой пружиной применяется для упрощения
конструкции и технологии крепления призмы. При этом методе
обеспечивается эластичное соединение оправы с призмой и значи-
тельно снижаются при температурных изменениях дополнительные
напряжения.
12. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ ПРИБОРОВ
Основные понятия и положения
Технология производства приборов разделяется на три основ-
,ные стадии: получение заготовок деталей, механическую обра-
ботку их, сборку и юстировку приборов. Таким образом, сборка
и юстировка являются завершающей стадией технологии производ-
ства приборов, от которой в значительной степени зависит их
качество.
Основные понятия и положения процессов сборки являются в
известной степени общими как для сборки приборов, так и для
сборки машин. Эти понятия и положения разработаны советскими
учеными-специалистами и новаторами производства [7]. Здесь при-
водятся некоторые из этих положений применительно к производ-
ству приборов.
Каждый измерительный прибор состоит из узлов и отдельных;
деталей.
Деталью, как известно, называется часть изделия, выполнен-
ная из материала, представляющего собой одно целое. Таким
образом, деталь является первичным звеном сборки.
Узлом называется часть изделия, представляющая собой сое-
динение (совокупность) некоторого количества деталей, независимо
от вида соединений и методов их выполнения.
Узел, входящий непосредственно в изделие, называют груп-
пой; узел, входящий непосредственно в группу — подгруп-
268
пой первого пор я д к а; узел, входящий непосредственно
в подгруппу первого порядка, — подгруппой второго
порядка и т. д. Подгруппы первого и низших порядков также
называют подузлами [7].
Каждая подгруппа любого порядка может состоять или из от-
дельных деталей, или из подгрупп низших порядков и деталей.
Подгруппа последнего порядка для данного прибора (изделия)
состоит из отдельных деталей.
В процессе сборки измерительных приборов, состоящих из зна-
чительного количества деталей, производится соединение и коор-
динирование, соответственно техническим условиям, сначала дета-
лей в подгруппы, затем подгрупп в группы и, наконец, групп в
прибор.
Приборы и инструменты простой конструкции, состоящие из
небольшого количества деталей (до 10—12), собираются непосред-
ственно из деталей без предварительной сборки их в подгруппы и
группы.
Различают конструктивные и сборочные элементы (узлы) при-
боров. Конструктивные элементы определяются функ-
циональным назначением их в приборе.
Сборочные элементы прибора представляют собой
узлы и подузлы, собираемые отдельно (параллельно) и независимо
друг от друга. Сборочные и конструктивные элементы прибора
по составу входящих в них деталей могут существенно отличаться
.друг от друга. В ряде случаев, однако, имеет место совпадение кон-
структивных и сборочных групп и подгрупп; тогда они называются
конструктивно-сборочными элементами прибора.
Для установления целесообразного порядка сборки и комплек-
тования сложных приборов, состоящих из значительного числа
деталей, рекомендуется составлять схемы сборочных эле-
ментов, значительно упрощающие проектирование и выполнение
технологического процесса сборки (пример — фиг. 256).
Индексация сборочных элементов прибора на схеме осуще-
ствляется в соответствии с номерами деталей на чертежах: детали
обозначаются своими номерами; узлы — буквами «сб» и номером
•базовой детали (например, сб-5); подгруппы — дополнительным
цифровым индексом, указывающим ее порядок (например, 1 сб-7).
Базовой деталью называется основная деталь, с кото-
рой начинается сборка прибора, группы (узла) или подгруппы
(подузла). Аналогично базовой подгруппой называют
подгруппу, с которой начинается сборка подгруппы высшего по-
рядка или группы.
Технологический процесс сборки прибора
разделяется на ряд отдельных операций, выполняемых в надлежа-
щей последовательности: соединение сопрягаемых деталей по их
-основным и вспомогательным базам, контроль точности взаимного
положения и, в случаях необходимости, надлежащая пригонка,
регулировка и юстировка, и, наконец, окончательная фиксация
собранных элементов прибора.
269
Схема сборочных элементов миниметра
50 Трубка 1
Широко ш колъный
миниметр
Фиг. 256.
Ведмидский 2
Характер и трудоемкость сборочных операций обусловлены кон-
структивно-технологическими факторами и в первую очередь —
типами и точностью соединений. В приборостроении соединения раз-
деляются на следующие основные типы: неподвижные неразборные»
неподвижные разборные и подвижные разборные.
Неподвижные неразборные соединения осу-
ществляют путем сварки или пайки элементов (деталей), запрес-
совкой, расклепыванием, кернением, развальцовыванием, заформов-
кой, соединением с помощью замазки, путем склеивания различ-
ными клеящими веществами и в том числе карбинольным клеем
(металлические детали) или сибирским пихтовым бальзамом (опти-
ческие детали).
Неподвижные разборные соединения осу-
ществляют методами, обеспечивающими неизменное взаимное поло-
жение сопрягаемых деталей или узлов, и одновременно предусма-
тривают возможность их последующей разборки при ремонте или
периодическом осмотре прибора. К таким соединениям относятся
винтовые соединения, цилиндрические соединения с небольшим
натягом, конические соединения, соединения с помощью штифтов.
Подвижные соединения в приборостроении (в ос-
новном подвижные разборные соединения) выполняются путем со-
пряжения деталей по плоским, цилиндрическим, коническим и вин-
товым поверхностям. Качество исполнения указанных соединений
в значительной степени влияет на эксплуатационную точность при-
боров.
В зависимости от типа производства, требуемой точности и ряда
технико-экономических факторов в приборостроении применяются
следующие основные виды сборки:
1) по принципу индивидуальной пригонки деталей;
2) по принципу полной взаимозаменяемости;
3) по принципу ограниченной взаимозаменяемости деталей.
Сборка по принципу индивидуальной при-
гонки выполняется путем пригонки сопрягаемых деталей за счет
дополнительной обработки на станке одной из парных деталей или
взаимной слесарной обработки и доводки деталей. Дополнительная
обработка состоит, например, из обработки круглых механических
деталей (колец и труб) на токарном станке при сопряжении их
с линзами, или пришабривания каретки прибора по направляющим
его станины, или взаимной притирки (доводки) подвижной трубы
оптического прибора в отверстии его корпуса.
Сборка по принципу полной взаимозаме-
няемости осуществляется путем соединения любых из произ-
вольного количества деталей без пригонки, без подбора и других
каких-либо дополнительных пригоночных работ. Таким способом
в условиях серийного производства точных приборов собираются
узлы второстепенного порядка, не оказывающие влияния на точ-
ность работы основных узлов и прибора в целом, а также узлы,
размеры которых не являются элементами в ответственных размер-
ных цепях.
270 .
Сборка по принципу ограниченной взаимо-
заменяемости характерна для серийного производства точ-
ных приборов и осуществляется путем:
1) дополнительной обработки в процессе выполнения сборки
одной из деталей, входящих в данное соединение (размерную цепь),,
называемой компенсатором;
2) применения конструктивного (регулируемого) компенсатора^
перемещаемого или регулируемого без дополнительной обработки
в процессе сборки:
3) осуществления подбора парных деталей (охватывающей и
охватываемой).
Соединение охватывающих и охватываемых деталей путем под-
бора, именуемое выборочной (селекционной) сбор-
кой выполняется способами:
1) непосредственного подбора деталей между собой;
2) предварительной сортировки деталей на группы;
3) комбинированным способом.
Принципиальная сущность и теоретическое обоснование каждого*
из указанных способов рассматриваются в ряде работ и в дисциплине
«Допуски и технические измерения» (31 ].
Организация сборочных процессов
В зависимости от заданного размера выпуска приборов и типа
производства сборочные процессы в приборостроении характери-
зуются следующими особенностями.
В индивидуальном производстве сборка при-
боров выполняется обычно высококвалифицированными рабочими,
например, сборка точных оптико-механических приборов и при-
боров для автоматического контроля размеров деталей.
В серийном производстве осуществляется некото-
рая диференциация сборочного процесса. Например, при сборке
универсальных и специальных измерительных приборов средней
точноета, конструкция которых позволяет производить предвари-
тельную сборку узлов и подузлов независимо Друг от друга.
В поточно-массовом производстве диферен-
циация технологического процесса сборки достигает большой
степени. Особо диференцированно выполняется сборка измеритель-
ных приборов и инструментов, главным образом универсальных
типов, например, штангенциркулей, микрометров и индикаторов
часового типа.
На приборостроительных и инструментальных заводах приме-
няются две основные организационные формы сборки: стационар-
ная и подвижная.
Стационарная сборка выполняется на одном сбороч-
ном рабочем месте, к которому подаются все необходимые детали
или предварительно собранные узлы и подузлы. Стационарная
сборка является распространенным видом сборки измерительных
средств, изготовляемых в условиях индивидуального и серийного
производства. Неизменное положение основных узлов и деталей
271
собираемого прибора на стенде или верстаке в ряде случаев обусло-
вливается его значительными габаритными размерами и требова-
нием обеспечения высокой точности изготовления, наличием узлов
с уровнями или применением контрольных приборов с уровнями.
В таких случаях не допускается даже малейшее перемещение соби-
раемых приборов.
Подвижная сборка выполняется при перемещении со-
бираемого объекта — прибора или инструмента — от одного сбо-
рочного поста (места) к другому; на каждом из таких постов рабо-
чим-сборщиком выполняется одна повторяющаяся операция. Необ-
ходимые детали и узлы подаются к соответствующим постам участка
сборки. Эта форма сборки применяется в условиях поточно-массо-
вого производства ручных приборов и инструментов и приборов,
имеющих небольшие габаритные размеры и вес, например, микро-
метров, штангенциркулей, индикаторов и миниметров.
При осуществлении стационарной сборки
приборов по принципу концентрации опе-
раций, например, точных приборов в условиях мелкосерийного
и индивидуального производства, часто весь сборочный процесс вы-
полняется одним слесарем-сборшиком или бригадой слесарей-сбор-
щиков.
Длительность такой сборки может быть определена по формуле
tc6. Nc
* <).сб- ft 9
тде T,j. со—длительность сборки серии в часах или минутах;
4; — трудоемкость процесса сборки прибора в человеко-
часах или человекоминутах;
В — количество рабочих в бригаде;
Nc -—размер серии.
При разработке и осуществлении серийного технологического
процесса сборки средне- и крупногабаритных и вместе с этим трудо-
емких приборов существенное значение имеет установление числа
одновременно собираемых однотипных приборов, которое име-
нуется фронтом работ.
Фронт работ может быть определен по формуле
,, сб » J
1'р - N
1 м
где Fp — фронт работ на сборочном участке;
td.ce— длительность сборки одного прибора в часах;
Тм — месячный фонд рабочего времени сборочного участка
в часах;
NM— месячная производственная программа.
Весь процесс стационарной сборки прибо-
ров по принципу расчленения операций, напри-
мер, трудоемких приборов со значительным количеством деталей,
разграниченных на отдельные узлы, разделяется на сборку отдель-
ных узлов, выполняемую параллельно несколькими рабочими или
272
отдельными бригадами. Общая сборка прибора является заверша-
ющей стадией процесса сборки и выполняется особым высококвали-
фицированным сборщиком-юстировщиком или отдельной бригадой.
Длительность сборки в данном случае слагается из длительности
сборки наиболее трудоемкого узла прибора и длительности общей
сборки, т. е.
td. сб = ^д.узл “Ь Ф. об-
Длительность расчлененной стационарной сборки прибора
обычно меньше, чем концентрированной сборки. 'Однако для прак-
тического осуществления расчлененной стационарной сборки тре-
буется весьма тщательная организационно-техническая подготовка,
составление сборочных схем и графиков.
Поточная сборка
В приборостроении поточная сборка обычно выполняется по
принципу подвижной сборки, которая характеризуется одним из
следующих способов:
1) сборка со свободным движением собираемых объектов, пере-
мещаемых вручную по верстаку от одного рабочего места к другому
или посредством конвейера, который в данном случае играет роль
только транспортного устройства;
2) сборка с принудительным движением собираемых объектов,
перемещаемых посредством конвейера при строго рассчитанном темпе.
Темп зависит от заданного выпуска и определяется как част-
ное от деления определенного времени на программное задание, т. е.
„ 607- „
где г — расчетный темп в минутах;
Тм — месячный фонд рабочего времени сборочной поточной
линии в часах;
NK— месячная производственная программа.
Процесс сборки приборов поточным методом разделяется на
отдельные операции с таким расчетом, чтобы длительность каждой
сборочной операции была равна темпу сборки, или в крайнем слу-
чае была кратна темпу.
Общая длительность процесса поточной (подвижней) сборки
определяется по формуле
Тд. сб — п-г,
где п — число рабочих мест (постов) на сборочной линии.
Экономика сборки
Качественными характеристиками сборочного процесса явля-
ются его трудоемкость в человекоминутах или человеко-
часах (абсолютный показатель) и коэфициент трудоем-
кости (относительный показатель).
Трудоемкость сборки зависит главным образом от
конструкции и размеров приборов, их точностной характеристики,
18 Недмидский 2 273
типа производства, состояния технологической подготовки в меха-
нических цехах и степени механизации сборочных операций. Изу-
чение структуры процессов сборки и отдельных сборочных опера-
ций дает возможность разграничить их составляющие по времени
на две основные группы:
1) составляющие, связанные непосредственно со сборкой, т. е.
соединением деталей, регулированием взаимного положения, юсти-
ровкой и закреплением их;
2) составляющие, характеризующие различные пригонки, при-
тирки, доделки, повторные разборки и сборки.
На общую трудоемкость сборки приборов, а также удешевление
стоимости процесса сборки, оказывает большое влияние состояние
организации изготовления и контроля деталей, обеспечивающее
поступление на сборочный участок деталей, тщательно проверенных,
требующих минимальных по «бъему пригоночных работ или не
требующих их вовсе.
Коэфициент трудоемкости процесса сборки опре-
деляется как отношение суммарной трудоемкости сборки данного
прибора к суммарной трудоемкости изготовления (обработки) ком-
плекта деталей этого прибора
k
пГПр уг •
1 изг
Коэфициент трудоемкости kmp в значительной степени зависит
от объема пригоночных работ, повторных разборок и сборок отдель-
ных узлов и прибора в целом.
Требование высокой точности изготовления измерительных при-
боров и инструментов связано в ряде случаев со значительным
объемом пригоночных и доводочных работ, дополнительной обра-
боткой собранных деталей, последующей разборкой узлов, промыв-
кой деталей и окончательной сборкой. В связи с этим здесь имеют
место повышенные числовые значения коэфициентов kmp. Так,
например, в условиях массового поточного производства микро-
метров на одном из заводов
kmp = 0,40 ч-0,55.
При высоком коэфициенте трудоемкости сборки приборов
(kmp > 0,60) рекомендуют производить исследования сборочных
процессов методом разборок и повторных сборок.
Для этого после первичной сборки с фиксацией по отдельным
операциям и переходам затрат времени и всех дополнительных
работ объект производства (прибор) подвергается разборке. Затем
выполняется повторная сборка прибора, при которой также снова
фиксируется затрата времени по отдельным операциям и пере-
ходам..
Разность суммарных трудоемкостей первичной (£7\с.б) и по-
вторной (1Т2 св) сборок характеризует примерно суммарную избы-
274
точную трудоемкость, затрачиваемую по отдельным деталям и узлам
на дополнительные пригоночные работы при сборке, т. е.
^Тсб.приг ^^Т]сб — ЪТ2сб.
Анализ технологических процессов методом повторных сборок
дает возможность вскрыть недостатки и в значительной степени
усовершенствовать сборочный процесс, внося надлежащие коррек-
тивы в технологию сборки и достигая за счет этого резкого снижения
пригоночных работ.
Для подробного технико-экономического анализа сборочного
процесса могут найти соответствующее применение также методы
анализа и характеристики, предложенные д-ром техн, наук
Н. А. Бородачевым 123].
Принципы сборки точных приборов
Процессы сборки точных измерительных приборов и инстру-
ментов существенно отличаются от процессов сборки приборов
других типов и еще более отличаются от процессов сборки машин.
Сборка сложных измерительных приборов тесно связана с осуще-
ствлением ряда контрольных операций, выполняемых контролерами
ОТК, например, с проверкой положения ответственных деталей,
узлов. Завершающим этапом сборки является общая проверка —
испытание и аттестация приборов, при которой выявляются вели-
чины погрешностей и сопоставляются с допустимыми по ГССТ и
техническим условиям. В связи с этим в ряде случаев возникает
необходимость осуществления дополнительных технологических опе-
раций, цель которых заключается в повышении точности приборов.
Ряд принципиальных особенностей сборки обусловлен конструк-
тивными характеристиками приборов или, в более общей поста-
новке вопроса, конструктивными группами,на которые разделяются
приборы. Сложные измерительные приборы, применяемые в машино-
строении, по технологическим соображениям можно разделить на
следующие группы:
1) рычажно-механические приборы;
2) приборы для автоматического контроля, в которых имеются
электрические устройства (узлы);
3) пневматические измерительные приборы;
4) оптико-механические измерительные приборы.
Сборка рычажно-механических приборов
содержит притирочные, доводочные и юстировочные операции, осу-
ществляемые над отдельными деталями, узлами и прибором в целом.
Объем указанных операций зависит от размеров и точности прибора,
кинематической его схемы, обеспеченности сборки приспособле-
ниями. Для упрощения и ускорения процесса сборки и в особенности
выполнения юстировочных работ в ряде конструкций рычажно-
механических приборов предусматриваются подвижные так назы-
ваемые конструктивные компенсаторы (миниметры, рычажно-чув-
ствительные микрометры и т. д.), которые играют также весьма
существенную роль в эксплуатации и при ремонте приборов.
275
Сборка приборов автоматического кон-
троля характеризуется разделением на сборку предварительную
и окончательную. На предварительной сборке детали собираются
в отдельные группы —узлы, причем рычажно-механические узлы
собираются слесарями-сборщиками, а электроузлы—отдельно элек-
трослесарями. Узлы на сборку прибора поступают после предвари-
тельного регулирования и контроля. В процессе окончательной
сборки производится соединение рычажно-механических и электри-
ческих узлов с корпусом прибора и между собой, юстирование
механической части прибора, выполнение электромонтажных работ,
контроль изоляции, окончательная выверка и наладка прибора.
Окончательную сборку приборов автоматического и полуавто-
матического контроля выполняют рабочие более высокой квалифи-
кации, чем рабочие, выполняющие сборку простых рычажно-меха-
нических приборов. Следует также отметить, что приборы автомати-
ческого контроля по назначению и конструкции являются или
приборами стационарного типа, например, контрольно-сортировоч-
ные автоматы, или узлами, встроенными в металлообрабатывающие
станки, например, контрольно-измерительные устройства шлифо-
вальных станков.
Особого внимания и тщательности требует окончательная сборка
контрольно-измерительных устройств и агрегатов, входящих в авто-
матические поточные линии. В этих случаях сборка осуществляется
высококвалифицированными рабочими под непосредственным руко-
водством и контролем инженерно-технического персонала.
Сборка пневматических измерительных
приборов характеризуется рядом следующих требований
и особенностей:
1) необходимостью получения надлежащей воздушной плотности
ряда соединяемых между собой деталей — камер, резервуаров, тру-
бопроводов и арматуры, что достигается постановкой прокладок
в местах соединений, притиркой деталей и другими способами;
2) соединением металлических деталей со стеклянными (втулок
с трубками и т. п.);
3) регулированием системы камер и воздухопроводов с помощью
сопел, диафрагм, редукционных клапанов.
Сборка оптик о-м еханических измеритель-
ных приборов отличается от сборки рассмотренных выше
групп приборов следующими особенностями:
1) выполнением в значительном количестве соединений стеклян-
ных деталей с металлическими;
2) точным соблюдением заданной оптической схемы прибора,
что достигается изготовлением деталей с высокой точностью, надле-
жащей сборкой и тщательной юстировкой;
3) поддержанием надлежащей чистоты в сборочных помеще-
ниях, тщательной очисткой внутренних поверхностей приборов и
особо тщательной очисткой оптических деталей;
4) обеспечением плотного соединения наружных деталей для
предотвращения попадания пыли и влаги внутрь приборов.
276
Сборка оптико-механических измерительных приборов разде-
ляется на предварительную и окончательную, каждая из которых
выполняется на соответствующих участках, изолированных друг
от друга.
Оборудование сборочных цехов и участков
Оборудование сборочных цехов и участков зависит от ряда фак-
торов: типов и размеров собираемых приборов, характера произ-
водства, организационных форм сборки и структуры технологиче-
ского процесса.
Сборка наиболее точных измерительных приборов, в том числе
оптико-механических, в условиях серийного производства, как
уже указывалось, состоит из предварительной и окончательной
сборки.
Помещения для участков предварительной и окончательной
сборки должны быть сухими, чистыми и светлыми. В помещении
цеха устанавливается специальная вентиляция для удаления паров
жидкостей (бензина), применяемых при промывке деталей.
Серийная сборка узлов и приборов средних и небольших размеров
выполняется на верстаках, покрытых линолеумом. Длина верста-
ков в среднем на одного рабочего устанавливается примерно
1,5 пог. м.
Окончательная сборка измерительных приборов больших раз-
меров осуществляется на специально оборудованных стендах, на
которых в ряде случаев производится также юстировка и испытание
приборов. Сборочные площадки, места и верстаки должны быть
свободны от вибраций.
В помещениях, предназначенных для сборки точных измери-
тельных приборов, температура воздуха должна поддерживаться
около 20°. Допускается весьма небольшое отклонение температуры
воздуха порядка 0,5—1,0° и относительная влажность воздуха не
выше 50%. Указанные помещения оборудуются термостатическими
установками, обеспечивающими соблюдение надлежащих параме-
тров воздуха.
Простые измерительные средства можно собирать в обычных
чистых сборочных помещениях, допуская несколько большие от-
клонения температуры от нормальной порядка до 1—3°. Величина
отклонения устанавливается в зависимости от требуемой точности
измерительных средств.
Основным оборудованием сборочных участков и цехов являются
верстаки, прессы, токарно-монтажные станки, настольно-сверлильные
станки, транспортные устройства. В условиях поточного производ-
ства сборочный участок или цех оборудуется одним или несколькими
конвейерами. Лента конвейера (хлопчатобумажная или резиновая)
монтируется на длинном верстаке вдоль него или на отдельной
раме, к которой перпендикулярно примыкают верстаки рабочих-
сборщиков.
Верстак для сборки приборов оборудуется необходимыми спе-
циальными приспособлениями и снабжается инструментами в зави-
277
симости от выполняемой сборочной операции. Универсальным при-
способлением на верстаке являются тиски, часто устанавливаемые
для выполнения узловой сборки также в условиях индивидуального
и мелкосерийного производства. На верстаке устанавливается при
необходимости настольно-сверлильный станок для сверления отвер-
стия диаметром до 10 мм (в среднем один станок на 8—10 сборщи-
ков). Токарно-монтажные станки располагаются на предварительной
сборке вблизи верстаков, на расстоянии 1,0—1,5 м.
Детали передаются на сборку в зависимости от размеров и точ-
ности изготовления следующими способами:
1) крупные детали — путем перевозки непосредственно на те-
лежках и тельферами;
2) мелкие металлические детали — в многоместных специальных
ящиках, подставках и тому понобной таре;
3) оптические детали — в закрытых плотными крышками ко-
робках.
Подготовка деталей к сборке
Детали поступают на сборочный участок (смазанными антикорро-
зионной смазкой) непосредственно из механического цеха или из кла-
довой промежуточного хранения. Перед сборкой детали приборов
подвергаются тщательной промывке и протирке или высушиванию.
Путем промывки в растворителях поверхности детали освобож-
даются от посторонних частиц, мельчайшей стружки, масла и следов
охлаждающей жидкости.
Для промывки прецизионных ответствен-
ных деталей измерительных приборов применяется бензин
или спирт, являющиеся хорошими растворителями масел, лаков и
других веществ, частицы которых случайно попадают на поверх-
ности деталей в процессе их обработки и окраски. Однако необхо-
димо учитывать, что указанные растворители являются огне-
опасными.
Промывка должна производиться в отдельном помещении, обо-
рудованном в соответствии с правилами противопожарной безопас-
ности. Детали погружаются в металлическую ванну с бензином
или эмульсией и промываются с помощью волосяной щетки. Щеткой
тщательно прочищаются все поверхности детали, в особенности
внутренние поверхности.
Промывка точных деталей осуществляется последовательно в
двух-трех ваннах, после чего детали высушивают, а затем собирают
и смазывают (веретенным или костяным маслом).
Если в процессе сборки детали приборов подвергаются механи-
ческой обработке, например, рабочие поверхности деталей оконча-
тельно шлифуются или доводятся, то собранные приборы или их
узлы подвергаются разборке с последующей тщательной промыв-
кой деталей и сборкой приборов вновь.
В этих случаях при доводке чаще применяются мягкие абра-
зивы, так как применение легко шаржируемых твердых абразивов
может вызвать при эксплуатации усиленный износ поверхностей
278
деталей частицами, которые не были удалены с поверхности
в процессе окончательной промывки.
Для менее ответственных деталей приборов в качестве промывоч-
ных средств применяются:
1) эмульсия (10% эмульсола), подогретая до 70—80°;
2) водный раствор кальцинированной соды (3—5%), подогре-
тый до 60—80°.
Для промывки деталей из алюминия используется водный рас-
твор тринатрийфосфата (3%) и кальцинированной соды (3%).
С целью сокращения трудоемкости процесса промывки деталей
приборов следует рекомендовать механизированную промывку, в
особенности в условиях крупносерийного и массового производства.
Такая промывка в простейшем виде выполняется в ваннах с помощью
круглой медной щетки диаметром 80—150 мм (диаметр проволоки
0,1 мм), вращающейся на шпиндельной головке.
Корпусные Детали приборов, имеющие внутри
перегородки, отверстия малых диаметров,, узкие канавки, из кото-
рых трудно удалить мелкие стружки и другие посторонние частицы,
наряду с промывкой обдуваются также струей сжатого воздуха.
Внутренние поверхности промытых деталей в ряде случаев
покрываются тончайшим слоем смазки для предохранения от кор-
розии и с целью создания липкой внутренней поверхности, на кото-
рой оседают мелкие частицы, случайно попавшие внутрь.
Сборка деталей с неподвижными неразборпыми соединениями
Выполнение неподвижных соединений путём сварки
Неподвижные неразборные соединения, изготовляемые путем
сварки или пайки, получили широкое распространение в приборо-
строении. Указанными способами осуществляется получение дета-
лей из отдельных элементов или сборка деталей в соответствующие
подгруппы и группы. Сварка элементов крупных и средних деталей
осуществляется главным образом при получении заготовок или
после предварительной механической обработки отдельных эле-
ментов. Таким образом, после окончательной механической обра-
ботки на сборочный участок передаются готовые детали, сваренные
из отдельных элементов. Детали приборов малых размеров в про-
цессе производства чаще свариваются после окончательной меха-
нической обработки их на участках предварительной сборки. Такой
порядок характерен в производстве приборов невысокой точности,
когда не требуется тщательной отделки поверхностей.
В приборостроении применяется электрическая свар-
ка — стыковая, точечная и дуговая и, значи-
тельно реже, газовая сварка.
Стыковая и точечная сварка составляют одну группу так назы-
ваемой контактной сварки. Точечной сваркой выполняется соеди-
нение тонких листов внахлестку, листовых деталей, присоедине-
ние элементов к листовым деталям и т. д. Этим способом можно
279
Р
Фиг. 257. Схема точечной
сварки:
1 и 2 — свариваемые детали;
3 и 4 — электроды.
сваривать листовые детали из малоуглеродистой стали толщиной
до 6 и даже до 10 мм, а из цветных металлов (алюминий, медные
сплавы) —толщиной до 3 мм.
Точечная сварка характеризуется высокой произво-
дительностью. Однако штампо-сварные коробчатые конструкции,
полученные точечной сваркой, не обладают должной герметич-
ностью. Если требование герметичности является обязательным,
то при значительной толщине листов применяется дуговая электро-
сварка, а при незначительной толщине листов (до 1,5 мм) —пайка.
При точечной сварке имеет место повышенная концентрация
напряжений материала вблизи сварных точек, в связи с чем приме-
нение этого способа для соединения деталей весьма точных прибо-
ров ограничено. Точечная сварка выполняется на стационарных
сварочных машинах АТ-5, АТА-10, АТА-40,
АТП-50 и других типов.
Для осуществления точечной сварки
детали на весьма короткое время (0,02—
3,0 сек.) зажимаются между двумя мед-
ными электродами и через соединяемые
детали в данном месте («точке») пропу-
скается электрический ток (фиг. 257).
Наибольшему нагреву подвергается
«цилиндрический столбик» металла, по
своему сечению примерно соответствующий
торцу электрода. Для получения проч-
ного соединения точечной сваркой необ-
ходимо довести до температуры пластического состояния (или пла-
вления) только зону металла, непосредственно примыкающую к пло-
скости контакта деталей. При этом весьма существенно влияние
времени выдержки соединяемых деталей под током в рассматривае-
мой точке.
На наружных поверхностях деталей в результате сварки оста-
ются характерные круглые отпечатки торцов электродов. При
значительном перегреве металла глубина отпечатков велика и их
трудно устранить последующей зачисткой или шлифованием.
Для получения прочного соединения деталей при минимальных
отпечатках от электродов существенно соблюдать оптимальный
режим сварки: напряжение, силу тока и время выдержки.
Лучшие конструкции точечных сварочных машин снабжаются бы-
стродействующими выключателями с весьма точной регулировкой
времени действия сварочного тока. »'
Наиболее распространенными способами соединения листо-
вых элементов точечной сваркой в приборостроении являются
(фиг. 258): а-—сварка внахлестку, дающая значительную механиче-
скую прочность; б —сварка встык, характеризуемая меньшей механи-
ческой прочностью, но обладающая важной особенностью — сохра-
нением в месте соединения исходной толщины листа; в —сварка
деталей впритык, под углом друг к другу; при этом способе одна
из деталей закрепляется в специальный зажим, являющийся одно-
280
временно нижним электродом; г—сварка деталей выштампован-
ными выступами.
Для получения плотных швов внахлестку применяют сварку
с помощью роликов. В этом случае свариваемые листы (детали)
перемещаются между специальными электродами в виде роликов.
В результате между деталями возникает непрерывный сварной шов,
Фиг. 258. Способы соединения точечной сваркой листовых
элементов.
а на наружной поверхности остается непрерывный отпечаток от
ролика.
Узлы приборов, получаемые точечной сваркой, должны удовле-
творять определенным условиям —технологичности конструк-
ции в соответствии с требованиями сварки. Одним из основных тре-
бований является расположение точек и швов на открытых местах,
удобных для подвода электродов с двух сторон (фиг. 259).
^латунь
Фиг. 259. Способы соединения точечной сваркой деталей:
а — приварка торна (донышка) к листовой детали; б — приварка круглых
проводов к пластинке; в — приварка ленты; г — приварка скобки к основной
детали; д — приварка донышка.
Если конфигурация деталей не дает возможности подвести их
к электродам, расположенным друг против друга, то применяется
односторонняя точечная сварка. В таких случаях оба электрода
находятся с одной стороны. Свариваемые детали базируются на мас-
сивной медной подкладке, служащей также проводником тока.
Точность соединения сваркой обеспечивается за счет приспособ-
лений, в которых детали удерживаются во время сварки, или за
счет конфигурации деталей, т. е. снабжения их специальными кон-
структивно-технологическими элементами в виде выступов, отвер-
стий, центрирующих буртиков и т. п.
Дуговая сварка применяется главным о&разом для со-
единения листовых деталей и элементов, в особенности при повышен-
ной их толщине. В этих случаях используются сварочные аппараты
281
различных типов, например, сварочные аппараты переменного тока
типа СТЭ с трансформаторами СТЭ-22 (9 ква), СТЭ-23 (15,7 ква),
СТЭ-32 (23 ква) и др.
Форма сварочного шва зависит в основном от толщины соединяе-
мых листовых деталей и относительного расположения их. До
•сварки детали подвергают механической обработке и подготовке —
правке и обрезке кромок, скашиванию кромок, а также надлежащей
установке относительно друг друга, благодаря которой достигаются
требуемые конфигурация деталей и форма соединения (фиг. 260):
а —форма поперечного сечения при небольшой толщине дета-
лей (характерная при электрической и газовой сварке); б —форма
•стыкового соединения; в — форма нахлесточного соединения; г —
•соединение под прямым углом (втавр) без скоса кромок; д —соеди-
нение под прямым углом со скосом кромок.
При сварке встык между торцами листовых деталей оставляется
до сварки зазор, при котором обеспечивается лучший провар ме-
талла, находящегося у кромок.
Для сварки деталей из малоуглеродистых сталей обычно исполь-
зуют электроды марки Э42. Режимы сварки тонкостенных деталей
из малоуглеродистых и низколегированных сталей приводятся
в табл. 29.
Таблица 29
Режимы сварки тонкостенных деталей из малоуглеродистых
и низколегированных сталей
Толщина металла в ММ Стыковое соединение Нахлесточное соединение Соединение под прямым углом
Диаметр электрода в мм Сила тока в а Диаметр электрода в мм Сила тока в а Диаметр электрода в мм Сила тока в а
1,0 2,0 25—35 2,0 30-50 2,0 30—50
1.5 2,0 30-50 2,5 47—75 25 40—70
2,0 2,5 45—70 2,5—3,0 55—85 2,5-3,0 50—80
2.5 2,5—3,0 60-90 3,0 75-110 3,0 40-105
3,0 3,0 70-100 3,0-4,0 85—135 3,0-4,0 80—120
4,0 3,0-4.0 90—130 4,0 105—150 4,0 100-145
5,0 4,0 115—160 4,0-5,0 125-190 4,0 -5,0 150-180
6,0 4.0—5,0 145-200 5,0-6,0 155-200 4,0—5,0 160—225
Примечания: 1. При сварке вторым швом в случаях соединения
листов под прямым углом сила тока повышается на 10—15%.
2. При сварке деталей из металла различных толщин режим устанав-
ливается по нижнему пределу для большей толщины.
Некоторые трудности представляет дуговая сварка весьма тон-
ких листовых деталей толщиной 0,5—1,0 мм. В этом случае при-
меняется маломощный сварочный генератор, обеспечивающий устой-
чивое горение дуги при силе сварочного тока 20 —50 а.
282
Стыковой сваркой можно обеспечить надежное соединение
деталей или их элементов, выполненных из различных металлов
Фиг. 260. Подготовка (обра-
ботка) свариваемых элементов
деталей для дуговой сварки.
(фиг. 261). Благодаря примене-
нию электросварки в таких слу-
чаях достигается значительная
Фиг. 261. Подготовка сваривае-
мых элементов деталей для кон-
тактной сварки.
экономия легированных, более дорогих металлов, а также сокра-
щается трудоемкость последующей механической обработки.
Две свариваемые детали или составляющие элементы их зажи-
маются в губках зажимного устройства стыковой машины, затем
Железо
Нержавеющая сталь
Никель
Микром
Монель-метош
Латунь
Бронза
Медь
Алюминий
Магний
Молибден
Свинец
Олово
Кадмий
Цинк
Оцинкованное железо
Луженое железо
Кронистая сталь
□I
□I
□□Ев
□EEEL
□□□□□L
□□Запои
□□□□□□□L
OEQOQSBni
□anoEEsaiai
IIIEEEII---
seseeee!
asnnani
ЕЕВППИ_______
□□□□□□□□еппэ^
СЕЗЗЕЗЕЗНЕПЕЕППа
□дпавдпзииииапс1
о
о
<2^
• хорошая сварка
к Хорошая сварка,но хрупкий шов
в Плохая сварка
о Совершенно не сваривается
Фиг. 262. Свариваемость заготовок деталей из различных металлов.
283
подводятся друг к другу и соединяемые торцы их нагреваются до
температуры плавления. После нагрева детали прижимаются друг
к другу и происходит сварка. Хорошее качество сварки обеспечи-
вается при условии равенства площадей поперечного сечения дета-
лей вблизи места сварки, так как соединяемые поверхности обеих
деталей должны быть одновременно разогреты сварочным током
до требуемой температуры. Для высококачественной сварки важно
также точное центрирование деталей при закреплении их в губках.
Нарушение этого требования вызывает увеличение расхода металла
и последующую трудоемкую механическую обработку, связанную
со снятием значительных припусков.
Свариваемость заготовок деталей из различных металлов пока-
зана на фиг. 262.
Выполнение неподвижных соединений путем пайки
Неподвижные неразъемные соединения деталей, полученные спо-
собом пайки, обладают значительно меньшей механической проч-
ностью в сравнении с соединениями, полученными сваркой. В ряде
конструкций приборов, однако, применение пайки вполне допу-
стимо, так как по требованиям механической прочности паяные
конструкции вполне удовлетворительно выполняют свои функции.
При выполнении соединений деталей способом пайки темпера-
тура нагрева деталей обычно значительно меньше в сравнении
с температурой нагрева при сварке. Благодаря этому детали не
оплавляются, сохраняют почти неизменными свою форму и раз-
меры,меньше повреждаются и в ряде случаев сохраняется исход-
ная структура металла деталей.
Пайка представляет собой процесс соединения металлических
деталей посредством расплавленного присадочного металла, име-
нуемого припоем1. Так как температура плавления припоя
ниже температуры плавления металла соединяемых деталей, то
соединение происходит за счет взаимного растворения и диффузии
припоя и поверхностных частиц основного металла. Припой в рас-
плавленном виде должен хорошо растворять основной металл, сма-
чивать его и, легко растекаясь на поверхности, проникать в места
сопряжения деталей при минимальных зазорах.
Перед пайкой элементы деталей или детали должны быть соот-
ветственно координированы относительно друг друга (фиг. 263).
При необходимости детали закрепляют для предупреждения смеще-
ния их в процессе пайки с помощью приспособлений, шпилек, при-
хватов, связыванием проволокой, а также легкой завальцовкой или
склепкой. При пайке необходимо соблюдать требования техники
безопасности. Рабочие места оборудуют местной вентиляцией.
Состав и назначение припоев, применяемых в приборостроении,
приводятся в табл. 30—34.
1 А. М. В е дм и д с к и й, Технология производства измерительных при-
боров, ч. 1, Машгиз, 1950.
284
В табл. 30 содержатся данные о серебряных припоях и в табл. 31 —
данные о медноцинковых припоях. В точном приборостроении чаще
применяются серебряные припои. Данные о мягких оловянносвин-
цовых припоях содержатся в табл. 32 и данные о специальных при-
Фиг. 263. Различные типы неподвижных соединений деталей
пайкой:
а, в, ж — пайка без разгрузки и усиления места соединения (твердые при-
пои); б, г, д, э — усиление пайки за счет увеличения поверхности спая
(мягкие припои при небольшой прочности); е, и — разгрузка места соедине-
ния от механических усилий (мягкие припои).
ноях —в табл. 33. Для пайки деталей из алюминиевых и магниевых
сплавов применяются припои марок Авиа1, Авиа2, Авто1 и др.,
данные о которых содержатся в табл. 34.
Таблица 30
Состав и назначение серебряных припоев
(по ОСТ 2982)
Марка припоя Химический состав н °/0 Температура пла- вления в °C Примерное назначение
Ag Си Примеси Zn
Нормаль- ный состав Допуски Нормаль- I ный состав Допуски РЬ Всего
не более
ПСр12 ПСр25 ПСр45 12 25 45 ±0,3 ±0,3 ±0,5 36 40 30 ±1.0 ±1,0 ±0,5 0,5 ‘ 0,5 0,3 1,0 1.0 0,5 Осталь- ное » т> 785 765 720 Для пайки латуни с содержанием меди 58°/0 и более, меди и бронзы, для бо- лее тонких работ, когда требуется хорошая чистота места спая
ПСр65 65 ±0,5 20 ±0,5 0.3 0,5 г 740 Для пайки стальных лент
ПСр70 70 ±0,5 26 ±0,5 0,3 0,5 я 780 Для пайки проводов в случаях, когда места спая не должны резко уменьшать электро- проводность
285
Состав и назначение медноцинковых припоев
(по ГОСТ 1534-42)
Таблица 31
Марка припоя Химическим состав в °/0 Примерное назначение
Си Zn Примесец не более
Sb РЬ Sn Ге
ПМЦ-42 40—45 Осталь- ное 0,1 0,5 1,5 0,5 Латунь с содержанием меди не более 68°/0 и бронза
ПМЦ-47 45—49 То же 0,1 0,5 1.5 0,5 Латунь Л62
ПМЦ-52 49—53 0,1 0,5 1,5 0,5 Латуни Л68, Л'с0, брон- за, медь, сталь, ней- зильбер
Таблица 32
Состав и назначение оловяиносвинцовых припоев
(по ГОСТ 1499-42)
Марка припоя Химический состав в % Примерное назначение
Sn Sb Pb Примесей, ие более
Си В1 As
ПОС-40 39—40 1,5—2,0 Осталь- ное 0,1 0,1 0,05 Детали приборов при невысоких требова- ниях в отношении механической проч- ности, провода в приборах авомати- ческого контроля и т. п.
ПОС-ЗО 29—30 1,5-2,0 То же 0,15 0,1 0,05
ПОС-18 17—18 2,0-2,5 0,15 0,1 0,05 Детали приборов в ме- нее ответственных случаях в сравнении с предыдущими
ПОСС-4-6 3-4 5-6 » 0,15 0,1 0,05 Детали приборов при наличии дополни- тельных соединений, например, с помо- щью заклепок и т. п.
Предел прочности срезу при пайке мягкими припоями зависит
от толщины пленки припоя. Наибольшие значения Предела проч-
ности срезу получаются при толщине пленки порядка 0,08—0,15 мм.
С целью повышения прочности соединений мягкими припоями
286
сопрягаемые элементы деталей снабжают буртиками, выточками,
выступами и т. п. Прочность соединения достигается также увели-
чением поверхности спая деталей (фиг. 263, а и б, в и г). Соеди-
нения типов биг характеризуются большими поверхностями
сопряжения в сравнении с соединениями типов а и в. В ряде
случаев ввиду малой поверхности спая деталей исключено приме-
нение мягких припоев (фиг. 263, а, в и ж). Таким образом, конструк-
ции деталей, сопрягаемых между собой неподвижно способом пайки,
должны удовлетворять определенным технологическим требованиям..
Таблица 33
Состав и назначение специальных припоев
Наименование припоя Химический состав в с/0 Темпера- тура плавления в °C Примерное назначение
В1 Cd Sn РЬ Zn
Висмутовый припой 52 — 16 32 — 94 Пайка деталей ма- лых размеров
Кадмиевый припой — 84 — — 16 263 Пайка стальных де- талей
Таблица 34
Состав и назначение припоев для пайки деталей из легких сплавов
(по АСТ-АО)
Марка припоя Химический состав в % Темпера- тура пла- вления в WC Примерное назна- чение
Sn Zn Al Sn фосфо- рист. Cd
Авиа1 55 25 — — 20 200 Пайка деталей из алюминиевых сплавов
Авиа2 40 25 15 — 20 То же
Авто1 63 33 1 — — 325 1»
Snl 78 8 9 3 5 я
ПКЦ-40-60 — 60 — — 40 240 Пайка деталей из магниевых сплавов
Точность расположения деталей, соединенных между собой пай-
кой, зависит от ряда факторов, но главным образом от точности
механической обработки деталей и от конструкции и точности
приспособлений для пайки.
287
Пайка мягкими припоями сравнительно широко применяется
в электроприборостроении и в производстве приборов автоматиче-
ского контроля. Таким путем осуществляется соединение деталей и
проводников в соответствии с заданными электрическими схемами.
В наиболее ответственных случаях здесь, однако, применяется
пайка твердыми серебряными припоями.
Выполнение неподвижных соединений расклепыванием
и развальцовыванием
расклепыванием, раз-
а>а,
б)
Фиг. 264. Соединение деталей расклепыванием;
л — деталь на торце имеет полный конус; б— детальна
торце имеет выточку (усеченный конус).
Неподвижные неразборные соединения
вальцовыванием и загибкой элементов деталей применяются глав-
ным образом в условиях серийного производства приборов неболь-
ших размеров при относительно невысоких требованиях к точности
их изготовления. Особенностью указанных приборов является при-
менение конструкций базовых деталей из тонких листов и труб.
Технологической особенностью является получение базовых дета-
лей путем холодного
штампования —выруб-
ки, вытяжки, загибки.
В таких случаях тре-
буется весьма тщатель-
ная увязка конструк-
тивных и технологиче-
ских требований.
Сборка происходит
обычно без нагрева-
ния соединяемых дета-
лей за счет частичной пластической деформации в холодном состоя-
нии одной из них или за счет деформации крепежных деталей,
например, заклепок. При этом деформируется в некоторой степени
и другая деталь, входящая в данное соединение.
Широко известным в практике как приборостроения, так и
машиностроения является соединение листовых деталей с помощью
заклепок. К коробчатым деталям в ряде случаев приклепываются
-с помощью заклепок различные листовые детали обычно вспомога-
тельного характера.
Для возможно меньшего повреждения соединяемых деталей при
склепывании необходимо, чтобы:
1) модуль упругости материала соединяемых деталей был бы
возможно больший, а материала заклепок —-возможно меньший;
2) площадь опорной поверхности заклепываемого элемента была
•бы наибольшей; в частном случае для заклепки —опорная кольце-
вая поверхность;
3) усилия, необходимые для расклепывания, были бы возможно
меньшие.
Способом расклепывания в ряде случаев соединяются колонки
с платинками, стержни и штифты с листовыми деталями (фиг. 264).
Из технологических соображений диаметр расклепываемых деталей
288
при конструировании- прибора выбирают несколько больше, чем
требуется по расчету в соответствии с толщиной листовых деталей.
С целью уменьшения величины деформации основной части де-
тали диаметр ее расклепываемой части dx или d выбирается значи-
тельно меньше, чем основной. Уменьшение общей деформации де-
тали, а также усилия и времени расклепывания достигается также
за счет образования на торце небольшого конического углубления
(фиг. 264, а) или выточки —
углубления в виде усечен-
ного конуса (фиг. 264, б).
Еще меньшая дефор-
мация основной (средней)
части детали достигается
путем применения раз-
вальцовывания. Для этого
в деформируемой части
(уступе) детали сверлят и
Фиг. 265. Рифления на соединяемых поверх-
ностях для предупреждения относительного
смещения (проворачивания).
раззенковывают централь-
ное отверстие с диаметром, равным примерно половине диаметра
уступа. Операция развальцовывания осуществляется с помощью
специального вращающегося хвостового инструмента. При этом
возникают значительно меньшие усилия, чем при расклепывании,
благодаря чему основная часть детали деформируется в небольшой
степени. Материал вальцуемой детали должен обладать в таких
случаях весьма хорошей пластичностью.
Для увеличения прочности соединения в отношении предупре-
ждения проворачивания детали в отверстии упорная кольцевая
Фпг. 266. Виды кернения деталей для предупрежде-
ния проворачивания при незначительных усилиях.
поверхность ее снабжается рифлениями (фиг. 265) или, при незначи-
тельных усилиях, проворачивание предупреждается кернением сое-
диняемых деталей (фиг. 266). В последнем случае деформация соеди-
няемых деталей незначительна. Точность соединения зависит в ос-
новном от точности обработки отверстия и уступа, которая чаще
всего находится в пределах 3—5-го класса.
В ряде случаев листовая деталь соединяется с помощью высту-
пов прямоугольного сечения, входящих в соответствующие отвер-
стия другой листовой детали. Указанные отверстия получаются
путем пробивки при холодном штамповании. Операция образова-
ния неподвижного соединения заключается в частичном расклепыва-
нии выступов (фиг. 267), так как при полном расклепывании, в связи
с большими усилиями, она вызвала бы повреждение соединяемых
19 Ведиидский 2 289
деталей. С целью уменьшения усилия обжатия и обеспечения дефор-
мации выступа рабочий профиль инструмента проектируется так,
чтобы, например, образовать на выступе детали две поперечные
канавки у краев (фиг. 267, а), или сплошные поперечные рифления
(фиг. 267, б), или деформировать материал выступа по всему пери-
Фиг. 267. Неподвижные соединения деталей с частичным
расклепыванием соединительных элементов.
метру торпа (фиг. 267, в), или запрессовать выступ (фиг. 267, г)
или, наконец, образовать поперечную канавку в середине торца
(фиг. 267, д).
Получение неподвижных соединений заформовкой
и с помощью замазки
Неподвижные неразъемные соединения деталей, получаемые спо-
собом заформовки, характеризуются следующими конструктивно-
технологическими особенностями:
1) основная, корпусная или несущая деталь изготовляется из
пластмассы, керамики, стекла и т. п. материалов;
2) детали, меньшие по размерам, —в виде вставок, втулок,
штифтов, накладок —изготовляются из металла заранее, до опе-
раций заформовки и прессования;
3) в период осуществления операции прессования малые (вспо-
могательные) детали сохраняют почти неизменной свою форму, в
то время как основная деталь образуется из материала, находя-
щегося в пластическом состоянии.
Способ получения узлов и деталей заформовкой дает возмож-
ность удешевления стоимости изготовления их. Этот способ харак-
терен для получения узлов электрических приборов из пластмасс
в условиях серийного и массового производства. Заформовка при-
меняется также в тех случаях, когда механическая прочность мате-
риала основной детали недостаточна.
Усиление отдельных элементов или конструкций в целом дости-
гается заформовкой металлической арматуры в виде проволоки,
полосок и т. п. Малые металлические детали — в виде втулок,
штифтов — могут быть заранее точно обработаны, например, снаб-
жены мелкими резьбами, шлицевыми канавками и др. Точность
обработки мест сопряжений металлических деталей практически не
влияет на качество неподвижного сопряжения их с пластмассами.
Для повышения прочности соединения сопрягаемых поверхностей
металлические детали должны обладать значительной шерохова-
тостью или иметь рифления. Шаг в расположении рифлений для
290
металлических деталей небольших размеров обычно находится в
пределах 0,5—0,8 мм.
Существенное влияние на качество неподвижных соединений
деталей, полученных заформовкой, оказывает температурный фак-
тор, так как значения коэфициента температурного расширения
материалов соединяемых деталей неодинаковы. Так, например,
величины коэфициента температурного линейного расширения для
бакелита находятся в пределах (25-=-45)-10~6, в то время как
для металлов на медной основе—(16-к-19) • 10-6.
Ввиду колебания температуры окружающей среды и прибора
в соединениях деталей, изготовленных из разных материалов со
значительно расходящимися значениями коэфициента температур-
ного линейного расширения, может образоваться зазор или натяг.
В первом случае нарушается плотность соединения, во втором—возни-
кают значительные напряжения, приводящие к образованию трещин.
Весьма существенное значение имеет выбор металла деталей
при заформовке их в стеклянные детали, так как здесь обычно тре-
буется соблюдение особо тщательной герметичности.
Колебания температуры узла прибора в эксплуатации при дан-
ном типе соединения в ряде случаев значительны. Лучшими мате-
риалами, применяемыми при заформовке в стекло (коэфициент
температурного линейного расширения 9-10~6), считают платину
(8,9-10-6) и красный платинит (8,3-10~6). Металл должен обла-
дать также хорошей антикоррозионностью и смачиваемостью с раз-
мягченным путем нагрева стеклом.
Неподвижные соединения деталей, кроме рассмотренных выше,
осуществляются также с помощью вспомогательного пластического
материала —замазки. При этом способе между соединяемыми дета-
лями имеют место до сборки зазоры, достигающие иногда значитель-
ных величин. В связи с этим важно при сборке деталей обеспечить
точное координирование, в частном случае — центрирование дета-
лей круглого сечения в отверстиях и заполнение воздушного про-
межутка в сопряжении замазкой.
Применяемые при сборке приборов замазки разделяются на две
основные группы:
1) замазки плавкие, изменяющие в основном только свои физи-
ческие свойства. При нагревании эти замазки размягчаются, а при
охлаждении до нормальной температуры затвердевают. К таким
замазкам относятся: канифоль, всск-канифоль (сплав из равных
частей), шеллак, сургуч;
2) замазки неплавкие (химические), изменяющие свои свойства
вследствие протекания химических реакций. Эти замазки в процессе
применения не нагревают. К таким замазкам относятся: гипс, мра-
морный цемент, свинцовый глет.
С помощью гипса и мраморного цемента осуществляется, напри-
мер, сборка стеклянных ампул в оправах уровней. Здесь сначала в
оправку вводится ампула с небольшим слоем замазки, а затем замаз-
кой заполняется все остальное свободное пространство между ампу-
лой и оправой.
*
291
Соединение деталей склеиванием
Неподвижное соединение деталей приборов путем склеивания
применяется или как самостоятельное соединение, или в сочетании
с дополнительной фиксацией склеенных деталей при помощи винтов
и штифтов. Применение того или другого способа склеивания зави-
сит от материала соединяемых деталей, требуемых прочности и точ-
ности соединения и свойств клеящих веществ.
В качестве основных клеящих веществ в приборостроении при-
меняются
1) карбинольный клей для склеивания металлических деталей
с металлическими или деревянными;
2) сибирский (пихтовый) бальзам для склеивания деталей из
оптического стекла;
3) шеллак для склеивания деталей из электроизоляционных
материалов.
Прочность неподвижных соединений металлических деталей,
полученных путем склеивания, ниже, чем соединений, полученных
другими, ранее рассмотренными способами.
Большинство клеящих веществ изменяет свои физические свой-
ства в зависимости от температуры. При нагревании они размягча-
ются, а при остывании до нормальной температуры затвердевают,
осуществляя, таким образом, соединение деталей. В отдельных
случаях изменяются и химические свойства клея после склеивания
деталей в группу.
Пленка клея между соединяемыми поверхностями деталей в ре-
зультате сборки должна быть небольшой толщины. В противном
случае значительно понижается механическая прочность соедине-
ния. Чтобы получить повышенную прочность соединения склеива-
нием и обеспечить надежность работы склеенного узла в условиях
колебаний температуры, вибраций и т. д. в сопряжении деталей
осуществляют дополнительное усиление за счет выступов или пре-
дусматривают увеличенные поверхности склеивания. Точность сое-
динения деталей при склеивании повышается в результате выполне-
ния операции с помощью приспособления, в котором точно устана-
вливаются и взаимно относительно друг друга ориентируются
собираемые детали.
Склеивание деталей карбинольным клеем
применяется при сборке сравнительно несложных приборов и из-
мерительных средств с целью обеспечить неподвижность в сопря-
жении деталей.
Указанный метод в ряде случаев частично или полностью заме-
няет соединения деталей с помощью винтов и штифтов, а также
соединения с натягами. Таким путем несколько изменяется характер
соединения и уменьшается расход крепежных деталей —винтов
и штифтов.
1 Основные данные о клеящих веществах см. А. М. В е д м и д с к и ft,
Технология производства измерительных приборов, ч. 1, Машгиз, 1950, стр. 115;
более подробно см. специальную литературу по клеящим веществам.
292
Распространены следующие основные сборочные операции, со-
провождающиеся использованием карбинольного клея:
1) вклеивание шпилек и фиксирующих штифтов в отверстия
соединяемых деталей взамен развертывания отверстий и пригонки
штифтов;
2) склеивание деталей по сопрягаемым главным образом пло-
ским поверхностям с дополнительным вклеиванием винтов и без
постановки фиксирующих шпилек;
3) постановка втуЛок в отверстия корпусных деталей с малым
зазором (примерно 0,1 мм) путем предварительного покрытия сопря-
гаемых поверхностей карбинольным клеем, в результате чего до-
стигается неподвижность соединения.
В зависимости от конструкции деталей, технологии сборки узлов
и условий выполнения операции используется чистый карбиноль-
ный клей или клей-цемент. Первый применяется для плотного скле-
ивания деталей плоскими поверхностями и цилиндрическими по-
верхностями с зазорами не более 0,1 мм\ второй —для склеивания
деталей, если зазоры свыше 0,1 мм.
Затвердевший карбинольный клей представляет собой твер-
дую прозрачную массу желтого цвета, а клей-цемент —твердую
хрупкую непрозрачную массу.
Жидкий карбинольный клей приготовляется из карбинола —
бесцветной жидкости, которая при хранении постепенно густеет.
Чтобы сохранить клей в жидком состоянии, к нему добавляют ста-
билизатор.
Перед употреблением клея к нему добавляют катализатор —
перекись бензола (2 —3% по весу), способствующую быстрому
затвердеванию.
Клей-цемент получается из обычного карбинольного клея доба-
влением к нему наполнителя —окиси цинка (около 50% по весу
от веса клея).
Указанные материалы должны храниться в соответствии с уста-
новленными правилами, а тот или иной вид клея приготовляется
за 30—40 мин. До начала склейки из расчета использования при-
готовленного количества клея в течение не более 2,5 часа.
Технологический процесс сборки и соединения деталей с помощью
карбинольного клея осуществляется следующим образом.
Поверхности деталей, подлежащие склейке, предварительно очи-
щают и промывают с помощью растворителей —бензина, бензола,
спирта, ацетона, а затем высушивают. В процессе промывки должны
быть удалены с поверхности следы эмульсии, масла, краски, лака
и т. п. веществ.
Чистота поверхностей после механической обработки Деталей,
подлежащих склеиванию карбинольным клеем, должна соответство-
вать примерно 5—7-му классам по ГОСТ 2789-51; при более высокой
степени чистоты поверхности снижается прочность склейки.
Приготовленный надлежащим образом карбинольный клей рав-
номерно наносится чистой стеклянной палочкой или лопаточкой
на поверхностях деталей. Расход карбинольного клея при этом
293
составляет 0,03—0,10 г на I ом8 склеиваемой поверхности. Затем
детали соединяются друг с другом.
Плоские детали взаимно притирают, а затем, после проверки их
положения, плотно прижимают друг к другу. В случае необходи-
мости детали оставляют под нагрузкой или скрепляют при помощи
струбцин.
Процесс сушки карбинольной пленки выполняется при темпе-
ратуре 25—40° в течение 16—24 час. При этом происходит полиме-
ризация карбинола и, таким образом, осуществляется скрепление
Деталей.
В случае необходимости расклеивания детали подвергаются
нагреву до температуры 100—120° в течение 10—15 мин. При на-
греве клей размягчается и детали разъединяются. С поверхностей
деталей клей удаляют путем растворения его ацетоном или спиртом.
Механическая прочность карбинольной склейки зависит от ряда
факторов, основными из которых являются: материал склеиваемых
деталей, качество клея, чистота поверхности, степень ее обезжири-
вания и температурный режим сушки.
Временнсе сопротивление сдвигу склеенных карбинольным клеем
стальных деталей находится в пределах 200—300 кг/см2, стеклян-
ных — 60—80 кг!см?, изготовленных из текстолита—125—200кг/с№.
Лучшие результаты склейки получаются при более шерохова-
тых поверхностях деталей и несколько пониженной температуре
сушки (20—25°).
Склеенные карбинольным клеем детали в зависимости от их
функционального назначения подвергаются испытанию на сдвиг
или удар. Детали средних размеров должны выдерживать от 300
до 600 условных ударов (в данном случае условным ударом счи-
тается удар свободно падающего тела весом 0,4 кг с высоты 300 мм
по одной из склеенных деталей).
Сборка деталей с разборными соединениями
Технологические операции сборки
В процессе сборки приборов выполняются следующие основ-
ные технологические операции: разметка, опиловка, шабрение, при-
тирка, доводка, сверление, развертывание.
Вместе с собственно сборочными операциями перечисленные
выше операции должны содержаться в технологических картах
сборки с указанием необходимого для их выполнения оборудования,
приспособлений, инструментов и контрольных приборов.
В зависимости от типа производства и ряда других факторов
часть операций сборки выполняется вручную. Значительный объем
ручных технологических операций при сборке обычно имеет место
в индивидуальном производстве, несколько меньший —в серийном
и сравнительно небольшой —в массовом. Замена ручных сбороч-
ных технологических операций механизированными является важ-
нейшим мероприятием в деле рационализации процесса сборки,
в особенности в серийном или в массовом производстве приборов.
294
Опиловка в процессе сборки производится с целью испра-
вления формы, размеров и относительного расположения поверх-
ностей сопрягаемых деталей. Сопрягаемые поверхности при тщатель-
ной опиловке контролируют по краске, пользуясь линейкой или
проверочной плитой.
Из всех случаев обработки опиловкой наиболее сложной является
опиловка плоскостей, а также слегка вогнутых поверхностей дета-
лей приборов.
При опиловке плоскостей применяется так называемый «пло-
ский» напильник, который, однако, имеет небольшую выпуклость
рабочей поверхности («конус»).
Процесс опиловки еще недостаточно исследован. Опиловку пло-
скостей точных деталей можно осуществлять двумя основными спо-
собами :
1) опиловка плоскости детали с использованием всей рабочей
поверхности напильника: при этом величина хода напильника наи-
большая. По этому способу опиловке подвергается вся плоскость,
что обычно необходимо при черновой (предварительной) обработке;
2) опиловка отдельных мест плоскости детали (возвышений);
при этом используют рабочую поверхность напильника частично,
совершая напильником небольшие перемещения (ход). Такой спо-
соб характерен при осуществлении чистовой опиловки плоскости.
Плоскость, подвергаемая обработке, периодически контроли-
руется на краску с помощью точной проверочной плиты.
Путем опиловки обрабатываются также несопрягаемые наруж-
ные и внутренние поверхности, снимаются фаски и удаляются
заусенцы. Таким методом в условиях индивидуального производ-
ства отделываются поверхности ручек, рычагов, тяг и других дета-
лей приборов.
Окончательная отделка поверхностей деталей выполняется путем
зачистки с помощью абразивного полотна и, в случае необходимо-
сти, путем полировки. Л1еханизация выполнения указанных опера-
ций достигается за счет применения ленточно-шлифовальных и
полировальных станков.
Для механической обработки поверхностей крупных и средних
деталей применяются: 1) переносные электрические или пневмати-
ческие станки и приспособления с абразивным кругом; 2) пере-
движные станки с гибким валом и ручной головкой для закрепления
круглого напильника или абразивного инструмента. Станки с гиб-
ким валом более удобны для обработки поверхностей, расположен-
ных в труднодоступных местах.
Трудоемкость обработки деталей путем опиловки и зачистки
зависит от размеров обрабатываемых поверхностей, припусков на
обработку, твердости материала детали, формы поверхностей, удоб-
ства выполнения работы и требуемой точности обработки.
Шабрение является пригоночной и отделочной операцией
обработки деталей и при сборке приборов осуществляется для плот-
ного прилегания сопрягаемых поверхностей, а также для надлежа-
щей плавности перемещения подвижных деталей и узлов приборов-.
295
Процесс шабрения выполняется шабером, чистота поверхности
проверяется на краску с помощью проверочных плит, калибров,
контрольных приспособлений и по сопрягаемым деталям.
Основные детали измерительных приборов средних и больших
размеров, например, станины с направляющими в поперечном сече-
нии в виде ласточкина хвоста и перемещаемые по ним каретки про-
веряются в обработке с помощью спе-
циальных контрольных плит и линеек.
Фиг. 268. Схема кон-
троля и обработки путем
шабрения станины с на-
правляющими в виде ла-
сточкина хвоста:
а — контроль нижних поверх-
и остей ласточкина хвоста АВ и
Ер и первой наклонной плоско-
сти СВ; б— кон।роль второй
наклонной плоскости DE.
При помощи контрольной
Фиг. 269. Схема определения раз-
меров поперечного сечения ла-
сточкина хвоста.
Сначала выполняется предварительное
шабрение всех сопрягаемых поверхно-
стей с целью удаления гребешков
после механической обработки, а затем
окончательное шабрение (фиг. 268).
плиты с вырезом (фиг. 268, а), осуще-
ствляя периодическую проверку на краску, шабрят нижние поверх-
ности ласточкина хвоста станины АВ и EF, находящиеся в одной
горизонтальной плоскости; одновременно можно также шабрить
одну из направляющих наклонных плоскостей ласточкина хвоста,
например СВ.
Вторую наклонную плоскость ласточкина хвоста DE обра-
батывают, проверяя ее при помощи угловой линейки (фиг.
268, б).
В процессе обработки проверяют у станины ширину ласточкина
хвоста, пользуясь для этой цели соответствующим универсальным
средством измерения (микрометром или штангенциркулем) и калиб-
рованными роликами (фиг. 269). Размеры и определяются по
формулам
ai = t>i + 2Л1 ctga; = Мг — d (1 + ctg-^
Внешние плоскости каретки KL и ST шабрят одновременно,
пользуясь для контроля стандартной проверочной плитой (фиг. 270).
Затем при помощи специальной проверочной плиты контролируют
в процессе обработки (фиг. 270, а) наклонные поверхности вы-
реза LP и SQ (ласточкина хвоста). Ширина ласточкина хвоста про-
>296
вернется с помощью универсального средства измерения и роли-
ков (фиг. 270, б). Размеры аг и Ьг определяются по формулам
йа = Ьг 2Л2 cig а; = Af2 —d Q + ctg .
Трудоемкость чистовой обработки поверхностей деталей шабре-
нием сравнительно велика и зависит от следующих основных фак-
торов: конфигурации и величины обрабатываемой поверхности,
требуемой точности, припусков на обработку, твердости материала,
удобства работы и метода контроля обра-,
батываемой поверхности и размеров сопря-,
жени я 15]. I
С целью снижения трудоемкости обра- ‘
ботки путем шабрения осуществляется: I
1) применение специальных приспособ-1
лений, облегчающих и ускоряющих про-
цесс шабрения;
2) замена шабрения другими способами
обработки, главным образом шлифованием.
Значительным препятствием широкого
использования устройств и приспособлений
для механизации шабрения является недо-
статочная их универсальность.
Взамен пришабровки поверхностей сопря-
жения в ряде случаев производится притирка
их при помощи специальных инструментов
и устройств с использованием мягких абра-
зивов и пасты ГОИ. Притирка, однако, при-
меняется в основном при сборке деталей
небольших размеров, деталей закаленных,
чрезмерно близком расположении элементов
5)
Фнг. 270. Схемы обра-
ботки и контроля внут-
ренних элементов лас-
точкина хвоста кареткн:
а — контроль наклонной пло-
скости на краску; б — кон-
троль размера Л18 с ломицыс
роликов.
при неудобном или
сопрягаемых поверх-
ностей. Операция притирки осуществляется также для достижения
плотного герметического сопряжения деталей. Например, взаимной
притирке подвергаются ’клапаны и гнезда в вентилях пневматиче-
ских измерительных приборов и аналогичные парные детали.
Наряду со взаимной притиркой парных деталей выполняется
также доводка поверхностей деталей специальным инструментом.
Такой способ обработки деталей в процессе сборки приборов при-
меняется, когда требуется точное соблюдение размеров, точность
геометрической формы, хорошая плоскостность и тщательная плот-
ность сопрягаемых деталей.
Для повышения чистоты несопрягаемых поверхностей деталей
в процессе сборки или до сборки производится их отделка абразив-
ным полотном. Механизация процесса отделки деталей абразивным
полотном осуществляется за счет применения стационарных или
переносных инструментов и приспособлений.
Приспособление наиболее простой конструкции состоит из сле-
дующих основных частей: корпуса, двух роликов и приводного
механизма. На ролики натянуто абразивное полотно, образующее
297
бесконечную ленту. Один из роликов является ведущим, а другой
служит для натяжения полотна. Приспособления указанной кон-
струкции применяются, например, в производстве штангенинстру-
ментов и универсальных измерительных приборов небольших раз-
меров.
Полировка деталей приборов производится с
двоякой целью: во-первых, для повышения чистоты рабочей поверх-
ности детали, и во-вторых, для улучшения внешнего вида отдельных
поверхностей детали, т. е. с декоративной целью.
Во втором случае высокая геометрическая точность поверхности
не требуется,так как поверхность является внешней и не сопрягается
с поверхностью другой детали. Путем полировки окончательно
отделываются поверхности рукояток, маховичков и ряда других
деталей приборов. Операция полировки выполняется с помощью
мягких полировальников, войлочных кругов с нанесенной на их
рабочую поверхность полировальной пастой.
Технологические операции пригоночной обработки, в случае не-
обходимости применения их, должны быть сосредоточены на пред-
варительной сборке. Перед окончательной сборкой приборы под-
вергаются разборке (за исключением неразъемных соединений)
с последующей тщательной промывкой деталей. В процессе промывки
с поверхностей деталей должна быть удалена мелкая стружка, обра-
зовавшаяся, например, после шабрения или опиловки, частицы
абразивов и смазочные вещества.
Наибольшую опасность представляют в процессе эксплуатации
прибора частицы твердого абразива, внедренные в сопрягаемые
поверхности деталей подвижных соединений. Поэтому доводочные
и притирочные операции, если это возможно, лучше производить
и завершать до начала сборки прибора.
Обработка отверстий и постановка втулок
В процессе сборки приборов выполняется обработка отверстий
двух основных типов:
1) окончательная обработка главных отверстий с постановкой
втулок, например, в корпусных деталях;
2) сверление и последующая обработка второстепенных и кре-
пежных отверстий.
Если в главных отверстиях корпусной детали втулки конструк-
тивно не предусмотрены, то непосредственной окончательной обра-
ботке подвергаются отверстия детали путем развертывания или
шабрения по контрольной оправке часто в процессе сборки прибора.
Если в главных отверстиях корпусной детали предусмотрена
постановка втулок, то эти отверстия обычно обрабатываются до по-
ступления корпусной детали на сборку.
Операция запрессовки втулок в отверстия выполняется с по-
мощью пресса или специального приспособления с винтом. Поста-
новка втулок в отверстия путем применения специальной оправки
и молотка не рекомендуется, так как этот способ не обеспечивает
298
точного положения втулок и характеризуется смятием (поврежде-
нием) торцов втулок. Сопряжения втулок с корпусами приборов
средних размеров часто осуществляются с посадкой А/Пр,
а с корпусами приборов малых размеров — A/Пл. В приборах вы-
сокой точности используются также посадки Ау'ПрЬ и А1/Пр2ь
При дополнительном закреплении втулок применяются посадки
с меньшими натягами.
Запрессованная втулка в ряде случаев значительно деформи-
руется, несколько изменяя размеры диаметров и отклоняясь от
правильной геометрической формы, что обусловлено величиной
натяга и отклонениями от правильной геометрической формы от-
верстия корпусной детали прибора. Эти недостатки устраняются
в процессе сборки путем последующего чистового развертывания
Фиг. 271. Схема применения кон-
трольных оправок для проверки
параллельности осей отверстий
корпусной детали с запрессован-
ными втулками.
Фиг. 272. Контроль перпен-
дикулярности торца к оси
отверстия с помощью спе-
циального калибра-пробки
с буртиком (грибка).
отверстий сравнительно небольших диаметров, прецизионного рас-
тачивания или шабрением по контрольной оправке отверстий зна-
чительных диаметров (свыше 30—35 мм).
С помощью комбинированной развертки, состоящей из несколь-
ких ступеней, осуществляется одновременная обработка несколь-
ких (двух-трех) соосных отверстий, расположенных в наружных
стенках, перегородках и аналогичных элементах корпусной детали.
Контрольные оправки, применяемые в процессе шабрения от-
верстий, служат также для проверки взаимной параллельности
двух и более групп соосных отверстий или параллельности общей
оси их базовой плоскости (фиг. 271).
Повышение точности отверстий в запрессованных втулках (до
1-го класса "и выше), а также чистоты поверхности (свыше 9-го класса
по ГОСТ 2789-51) достигается путем притирки сопрягаемых с ними
деталей —осей и валиков или притирки отверстий специальными
притирами. Точные отверстия бронзовых и латунных втулок, за-
прессованных в корпусных деталях, отделывают начисто также
путем тонкого (алмазного) растачивания.
Торцы втулок и бобышек обрабатываются начисто путем приме-
нения притирки, шабрения и заменяющих их методов. При окон-
чательной обработке торцов бобышек корпусных деталей и втулок
299
применяются специальные калибры-пробки с буртиками —грибки,
дающие возможность контролировать перпендикулярность торца
к оси отверстия (фиг. 272).
Взаимное пересечение и перпендикулярность осей отверстий
втулок в корпусных деталях проверяют с помощью специальных
контрольных оправок и приспособлений.
В первом случае применяются две оправки со срезами (фиг. 273).
При установке оправок в отверстия величина зазора Д между
срезанными поверхностями по диаметральным плоскостям характери-
зует точность взаимного пересечения геометрических осей отверстий.
Во втором случае применяются две цилиндрические оправки:
одна — обычной формы, а другая —• специальной формы с перпен-
Фпг. 273. Схема контроля
взаимного пересечения осей
отверстий втулок, устано-
вленных в корпусной де-
тали.
Фиг. 274. Схема контроля
перпендикулярности осей
отверстий втулок, устано-
вленных в корпусной де-
тали.
дикулярной к оси ее гранью (фиг. 274). По величине зазора Д,
или Д2 судят об отклонениях от перпендикулярности геометрических
осей отверстий. В зависимости от направления ошибки зазор возни-
кает или справа, или слева.
Сверление и последующая обработка второстепенных и крепеж-
ных отверстий диаметром до 10 мм имеет место в основном в усло-
виях индивидуального и мелкосерийного производства приборов.
В случаях, когда две детали соединяются при помощи винтов,
одна из них должна иметь гладкие отверстия для винтов на проход,
а другая —отверстия с резьбой. Первая деталь поступает на сборку
с просверленными отверстиями, а вторая сверлится при сборке.
Разметка отверстий осуществляется по первой детали. После раз-
метки (на кер нива ни я) выполняется сверление отверстий и затем
нарезание резьбы в них. Диаметр сверла назначается руковод-
ствуясь номинальным диаметром резьбы и материалом детали. Для
вязких материалов диаметр сверла должен быть несколько больше,
чем для хрупких.
Отверстия под головки винтов раззенковываются; чаще эта опе-
рация выполняется до сборки прибора. Снятие небольших фасок
у отверстия производится с помощью зенковок после сверления
отверстий.
300
Для обеспечения надлежащей неподвижности соединяемых дета-
лей в процессе сборки сверлятся дополнительные отверстия, а затем
в них устанавливаются с некоторым натягом штифты. Таким путем
выполняется соединение с помощью цилиндрических штифтов, ко-
торое не подвергается частой разборке.
Если данное соединение деталей в приборе подвергается при
ремонтах разборке, то при его сборке в процессе производства
отверстия обрабатываются после сверления еще конической разверт-
кой. Таким образом выполняется соединение с помощью конических
штифтов.
Выполнение неподвижных разборных соединений
В приборостроении неподвижные разборные соединения дета-
лей применяются двух основных типов:
1) соединения деталей по плоскостям с помощью винтов, штиф-
тов, шпонок и аналогичных деталей;
2) соединения деталей по цилиндрическим и коническим поверх-
ностям за счет возникновения в результате сборки натяга между
основными деталями или с помощью штифтов, винтов и шпонок.
При установке в процессе сборки различного типа неподвижных
стоек, кронштейнов, направляющих линеек на плоских поверхностях
станин и корпусов приборов после выверки производится оконча-
тельное закрепление их винтами с одновремен-
ной фиксацией (минимально двумя) штиф-
тами (фиг. 275). В результате такого закрепления деталь лишается
всех шести степеней свободы, так как винты препятствуют отделению
установленной детали от основной сопрягаемой с ней, а штифты —
повороту, который мог бы произойти при воздействии некоторого
усилия. Хотя величина такого перемещения не может превышать
величины зазора между винтом и отверстием, однако для точных
приборов даже незначительное взаимное смещение сопряженных
неподвижных деталей должно быть совершенно исключено за счет
постановки штифтов или другим способом.
Штифтование винтового соединения деталей часто производится
двумя штифтами, расположенными возможно дальше друг от друга.
Фиксирования одним штифтом недостаточно, так как у детали
остается еще одна степень свободы и деталь может несколько повер-
нуться вокруг оси штифта.
Подвижность соединения деталей по плоскостям, необходимая
при перестановках, обеспечивается путем применения шпонок,
устанавливаемых в специальные канавки (фиг. 276).
Канавки в деталях и плоскости шпонок подвергаются тщатель-
ной механической обработке (шлифованию) с оставлением на поверх-
ностях последних небольших припусков на пригонку. Пригонка
шпонок в канавки осуществляется в процессе сборки прибора.
Шпоночное соединение в сочетании с закреплением винтами допу-
скает значительные нагрузки.
При неподвижном разборном соединении валика с различными
деталями, например, дисками, втулками, зубчатыми колесами,'
301
кулачками и эксцентриками могут применяться шпонки и штифты.
Шпонки обычно применяются .для соединения деталей средних и
больших размеров, а штифты —для деталей приборов малых раз-
меров при небольших усилиях. Шпонки пригоняют или устанавли-
вают без пригонки валика в шпоночные канавки, а затем на валик
насаживают необходимые детали.
В приборостроении часто неподвижность гладкого соединения
деталей типа втулок и дисков с валиком обеспечивается за счет
выполнения этого соединения с гарантированным натягом.
Неподвижные гладкие соеди-
нения с натягом осуществляются
путем [71:
1) применения пресса или спе-
циального приспособления для
запрессовки;
2) нагревания охватывающей
детали;
3) охлаждения охватываемой
детали;
сеч по ДВСП
Фиг. 275. Схема установки,
закрепления н фиксации на-
правляющей линейки.
Фиг. 276. Схема шпоночного
соединения деталей, сопря-
гаемых плоскостями.
4) применения комбинированного метода, т. е. нагревания охва-
тывающей детали и одновременно охлаждения охватываемой детали.
Соединение деталей усилием пресса осуще-
ствляется при необходимости постановки с натягом деталей типа
втулок, колец, пальцев и штифтов в отверстия, охватывающих глав-
ным образом корпусных деталей, или при напрессовке колец, дисков
и зубчатых колес на охватываемые детали (валики, оси).
Для предупреждения возникновения задиров на сопрягаемых
поверхностях деталей у торцов их —чаще при механической обра-
ботке и реже при слесарной —обязательно снимаются фаски.
Пресс с соответствующим усилием выбирается по усилию за-
прессовки с учетом коэфициента запаса, значение которого прини-
мается в пределах 1,5—1,8. Усилие запрессовки определяется рас-
четным путем 3, по методу, излагаемому в дисциплинах «Детали
1 Расчет прессовых соединений, т. е. определение прочности посадки и
напряжений в зависимости от величины натяга, а также определение усилия
запрессовки см. Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 2, Маш-
гиз, 1948, стр. 163.
,ЗС2
машин» и «Допуски и технические измерения», или эксперименталь-
ным путем.
В процессе запрессовки применяются специальные приспособле-
ния, при помощи которых достигается правильная установка,
а также устраняются недопустимые деформации и перекосы сопря-
гаемых деталей [7], [24].
Так, например, при запрессовке короткого валика В в диск D
(фиг. 277а), применяется точное по высоте подкладное кольцо,
благодаря которому обеспечивается соблюдение размера I.
Приспособление для напрессовки детали на длинный валик пред-
ставляет собой втулку 1 со ступенчатым отверстием (фиг. 2776),
в которое предварительно устанавливается валик В. Затем на валик
сверху напрессовывается кольцо К.
Фиг. 277а. Запрессовка Фиг. 2776. Напрес-
короткого валика в от- совка детали на
верстие диска. длинный валик.
При запрессовке осей в отверстия зубчатых колес, дисков и
аналогичных деталей должно быть обеспечено надлежащее центри-
рование и перпендикулярность к торцу охватывающей детали. При-
менение недопустимых методов запрессовки при сборке деталей
малых размеров является одной из причин брака. Приспособление,
показанное на фиг. 278, в значительной степени улучшает процесс
сборки и обеспечивает снижение времени на операцию запрессовки.
Приспособление состоит из центрирующей оправки 1, которая
одновременно является и выталкивателем, направляющей втулки 2,
круглой подкладки 3, пружины 4, круглого стола 5, ограничителя
перемещения центрирующей оправки 6, верхнего Центра 7. Верх-
ний центр 7 имеет возможность некоторого перемещения в корпусе
вдоль по оси. Пружина 8 стремится держать центр 7 в нижнем поло-
жении; перемещение центра в его корпусе ограничивается попереч-
ным штифтом 9.
Операция запрессовки оси в зубчатое колесо с помощью этого
приспособления выполняется следующим образом.
Зубчатое колесо К устанавливается на круглой подкладке 3
таким образом, чтобы центрирующая справка 1 вошла в отверстие
колеса. Далее ось О своими центровыми отверстиями устанавли-
вается на центр справки 1 и верхний центр 7 при некотором переме-
щении последнего в гнезде вверх. При движении поршня пресса вниз
303
центрированная ось О запрессовывается в отверстие зубчатого ко-
леса Д’. Центрирующая оправка 1 при этом, перемещаясь вниз,
сжимает винтовую пружину 4.
При движении поршня вверх сжатая пружина 4 перемещает
вверх оправку 1 и одновременно соединенные на прессе детали О
и К.
Значительные затруднения возникают при напрессовке тонких
с
дисков приборов на валики в связи
Фиг. 278. Приспособление для запрес-
совки оси в отверстие зубчатого колеса
с точным центрированием и выталки-
вающим устройством.
перекосом и деформацией
первых. Для устранения
этого недостатка приме-
няется специальное при-
способление (фиг. 279).
Приспособление состоит
Фиг. 279. Приспособ-
ление для напрессовки
тонких дисков на ва-
лики.
Фиг. 280. Схема напрес-
совки тонкого зубчатого
колеса на ось индика-
тора часового типа.
из корпуса /, устанавливаемого па столе пресса, направляющей
втулки 2, винтовой пружины 3 и упорного кольца 4.
Напрессовка диска D на валик В выполняется следующим обра-
зом.
Валик В вставляется в центральное отверстие корпуса при-
способления 1, а затем диск D укладывается в кольцевую выточку
направляющей втулки 2. При перемещении ползуна пресса вниз
диск напрессовывается на валик. При последующем подъеме пол-
зуна пружина 3 возвращает втулку 2 в исходное положение.
Напрессовка тонких дисков на оси весьма малых размеров,
например, зубчатых колес на оси индикаторов часового типа сопро-
вождается последующим кернением торца уступа оси (фиг. 280)
304
или зубчатого колеса в трех-четырех местах. Для осуществления
этой сборочной операции применяется специальное приспособление.
В условиях мелкосерийного производства неподвижные прес-
совые соединения деталей приборов малых и средних размеров вы-
Фиг. 281. Напрессовка диска на окон-
чательно обточенный валик, выпол-
няемая на револьверном станке.
полняются с помощью настоль-
ных приспособлений и прессов
ручного действия.
Фиг. 282. Фиксация рычага на
валике с помощью штифта.
В условиях крупносерийного и массового производства прессовые
соединения мелких деталей целесообразно производить на специаль-
ных автоматах и полуавтоматах с пневматическим или электриче-
ским приводом или на автоматизированных прессах.
В ряде случаев напрессовка деталей выполняется на металло-
режущих станках вслед за обработкой сопрягаемой поверхности
одной из деталей. Так, например, на обточенную окончательно
наружную поверхность
валика напрессован
диск 11 (фиг. 281),
который подан из ма-
газина, укрепленного
на одной из граней ре-
вольверной головки.
Диск 12, находящийся
в магазине, предназ-
начен для напрессовки
на следующий валик
и т. д. [7 ].
Фиг. 283. Фиксация на валике зубчатых колес
и колец с помощью штифтов.
При насадке небольших рычагов приборов на валиках по сколь-
зящей посадке или по посадке с небольшим натягом фиксация ры-
чага нередко осуществляется с помощью штифта / (фиг. 282). Для
этого рычаг предварительно укрепляется на валике винтом 2 через
отверстие с резьбой во втулке рычага, ось которого перпендику-
лярна оси отверстия штифта. Затем производится сверление и раз-
вертывание отверстия одновременно во втулке и валике и, нако-
нец, постановка штифта.
Аналогичным путем закрепляются на валиках кольца, втулки
и зубчатые колеса небольших размеров (фиг. 283).
Посадка путем нагревания охватывающей
детали применяется главным образом при относительно больших
20 Ведмидский 2
305
диаметрах и незначительной длине сопряжения, когда посадка
с помощью пресса затруднительна или невозможна. Температура
нагрева деталей в зависимости от требуемой величины натяга
колеблется в пределах 70—350°. Нагрев деталей осуществляется
в кипящей воде, подогретом масле, электрическим током и в камере
нагревательной печи. При нагреве должны быть сохранены (при
необходимости) свойства деталей, полученные в результате пре-
дыдущих технологических операций, в том числе чистота поверх-
ностей и твердость. В противном случае после сборки обычно
возникает необходимость введения дополнительных операций —
шлифования или зачистки внешних поверхностей.
При посадке на валики, оси и шпиндели колец шарикоподшип-
ников осуществляется предварительный нагрев последних в масля-
ной ванне до температуры 70—80°. Этот способ имеет значитель-
ные преимущества в сравнении с посадкой с помощью пресса или
затяжного приспособления. Благодаря отсутствию перемещения со-
прягаемых деталей под натягом не возникают повреждения и риски
на контактных поверхностях.
В приборостроении при сборке не должна допускаться посадка
колец и втулок с помощью молотка, так как при этом способе
наблюдаются недопустимые деформации собираемых деталей.
Посадка путем охлаждения охватываемой
детали применяется в основном для небольших тонкостенных
втулок и аналогичных деталей, сопрягаемых с отверстиями в стен-
ках корпусных деталей и станин приборов.
Для охлаждения деталей применяются следующие средства:
1) ванна с жидким воздухом; получаемая разность температур
около 200°;
2) ванна из твердой двуокиси углерода («сухой лед») и спирта;
получаемая разность температур порядка 100°.
3) термостат с твердой двуокисью углерода.
Наружные кольца шарикоподшипников, а также детали типа
втулок, устанавливают в отверстиях корпусных деталей, осуще-
ствив предварительное охлаждение первых в двуокиси углерода.
Посадка путем нагревания охватывающей и охлаждения охва-
тываемой детали (комбинированный метод) применяется в тех слу-
чаях, когда температурный перепад только от одного нагревания
охлаждения деталей недостаточен.
После нагревания и охлаждения деталей целесообразно пользо-
ваться приспособлениями, обеспечивающими быструю и точную
установку их при выполнении соединений.
Сборка деталей с натягами требует тщательного соблюдения
правил техники безопасности.
Еыюлнение винтоеых соединений
Винтовые соединения, применяемые в приборах, разделяются
на два основных типа:
1) подвижные винтовые соединения, являющиеся элементами
кинематических цепей прибора;
306
2) неподвижные (крепежные) винтовые соединения, обеспечи-
вающие самостоятельно или совместно с другими крепежными
элементами неподвижность основных деталей и узлов прибора.
Одной из основных деталей подвижного винтового соединения
является ходовой или микрометрический винт и другой основной
деталью —гайка. В процессе механической обработки обеспечи-
вается тщательная отделка резьбы ходового винта, а затем резьба
изготовленной гайки притирается к резьбе ходового винта. При
этом должно быть обеспечено точнее, без осевого мертвого хода
сопряжение гайки с винтом и одновременно легкость и плавность
хода резьбы гайки по резьбе винта. Соблюдению этого условия,
креме выполнения операции притирки, способствует также приме-
нение гаек ходовых винтов регулируемой конструкции (с компен-
саци ей).
Подвижные винтовые пары с короткой резьбой в узлах прибо-
ров иногда имеют нерегулируемую конструкцию как охватываемой
резьбовой детали (винта), так и охватывающей (гайки). Резьба на
таких деталях нарезается и шлифуется с некоторым припуском на
последующую доводку-притирку, которая выполняется в процессе
сборки с помощью пасты ГОИ. Практически припуск на притирку
резьбы парных деталей малых и средних размеров считается доста-
точным, если при завинчивании с усилием руки одна деталь, имею-
щая слегка коническую часть резьбы, туго входит в другую
примерно на 40—50% длины резьбы.
В процессе притирки резьбы подвижных резьбовых деталей
применяется паста ГОИ 4—10 мк. Окончательная притирка микро-
метрических пар выполняется пастой ГОИ 2—4 мк.
Неподвижные резьбовые соединения деталей при-
боров разделяются на:
1) резьбовые соединения основных и специальных деталей,
например, специальных гаек и колец со шпинделем прибора;
2) резьбовые соединения с помощью стандартизованных и нор-
мализованных винтов, шпилек, гаек, колец и аналогичных крепеж-
ных деталей.
Выполнение крепежных винтовых соединений в процессе сборки
осуществляется с помощью ключей различной конструкции, а также
ряда инструментов и приспособлений, предназначенных для этой цели.
Для выполнения в процессе сборки резьбовых соединений основ-
ных и специальных деталей применяются различные ключи (фиг. 284).
Завертывание крепежных винтов и гаек с шестигранной головкой
чаще всего производится торцевыми ключами, применение которых
дает большую производительность труда на сборке в сравнении
с производительностью при работе двусторонними гаечными клю-
чами. В зависимости от типа производства и конструктивно-техно-
логических особенностей собираемых приборов применяется торце-
вой ключ обычной конструкции, т. е. состоящий из стержня с вы-
емом на торце утолщенной головки для захвата гайки и поперечной
рукоятки, а также торцевые ключи следующих типов: коловорот-
ный, шарнирный, трёщеточный, фрикционный.
*
307
В случаях, когда требуется обеспечить определенный момент
затяжки винтов и гаек, применяются тарированные ключи1 или
ключи с динамометром [24].
Для выполнения резьбовых соединений труб с деталями в про-
цессе сборки пневматических измерительных приборов применяются
специальные ключи: рычажные, накидные и других типов.
Для винтовых соединений деталей приборов небольших разме-
ров применяются в основном винты следующих типов: с цилиндри-
ческой или с конической
шлицованной головкой, а
также с шестигранной вы-
емкой на торце.
Винты с цилиндриче-
ской головкой исполь-
зуются в случаях необ-
ходимости небольшого
смещения одной детали
относительно другой, на-
пример, в процессе регу-
лирования (юстировки)
узла. Фиксация детали
осуществляется после-
дующим штифтованием
и окончательной затяжкой
винтов с помощью от-
вертки .
Винты с конической
головкой применяются в
случаях необходимости
предупреждения смещения
одной детали относительно
другой только за счет винтового соединения, т. е. без последующей
установки фиксирующих штифтов.
Завинчивание винтов со шлицованными головками в зависимости
от типа производства выполняется при помощи стандартных ручных
отверток, механических отверток или переносных пневматических
и электрических инструментов для завертывания винтов. Последние
типы инструментов, применяемые в основном на сборке в условиях
серийного и массового производства приборов, дают значительное
сокращение времени выполнения винтовых соединений (в 5—8 раз)
в сравнении с ручной работой.
Механизированный инструмент применяется также для завинчи-
вания шестигранных гаек и винтов с шестигранной головкой.
Для удобства работы и уменьшения влияния веса инструмента
на утомляемость сборщика электрический или пневматический
сборочный инструмент подвешивается у сборочных стендов на при-
способлении с пружинами или пружинными блоками.
1 ГОСТ 3328-46 и ГОСТ 3329-46. Тарированные ключи и сменные головки
к ним.
308
Если сборка приборов осуществляется на верстаке, то механизи-
рованный инструмент для выполнения винтовых соединений также
монтируется на поворот-
ном устройстве (фиг.
285). Чтобы обеспечить
безопасность сборщика,
корпус электрического
сборочного инструмента
(гайковертов, сверлиль-
ных машинок и т. д.)
должен быть заземлен.
Завинчивание шпи-
лек в корпусные детали
средних и больших раз-
меров выполняется ин-
струментами и приспо-
соблениями, дающими
возможность захватить
шпильку за ее резьбо-
вую или гладкую часть.
Простейшими кон-
струкциями инструмен-
тов для завинчивания
Фиг. 285. Поворотное устройство для использо-
вания механизированного инструмента, на вер-
стаке; А — схема расположения шарнирных
элементов в плане (/, II и III).
шпилек являются:
б)
а)
шпилек:
Фиг. 286. Ключи для завинчивания
а — торцевой ключ: 1 — шестигранная гильза, 2 — упор-
ный винт; торцевой ключ с поперечной рукояткой:
1 — гильза, 2 — контр винт, 3 — штифт, 4 — пятка,
5 — рукоятка.
шпильки
упирается
1) инструменты в виде высокой гайки и винта, ввинченного
в гайку (фиг. 286,а);
2) торцевые ключи с внутренней резьбой в отверстии гильзы
(фиг. 286, б);
В первом случае при
завинчивании
торец винта
в торец шпильки. После
затяжки шпильки и ос-
лабления винта гайка
свинчивается с внешней
резьбовой части шпильки
от руки.
При завинчивании шпи-
лек в корпусные и анало-
гичные детали приборов
должно быть обеспечено
плотное сопряжение по
резьбе с основной деталью,
для того чтобы избежать
в дальнейшем при экс-
когда при разборке при-
плуатации вывинчивания их, а именно,
бора свинчиваются гайки.
После постановки шпилек осуществляется установка закрепляе-
мой на корпусе или на станине детали и постановка гаек. Вначале
309
гайки затягиваются неполностью для возможности выверки и ре-
гулировки положения детали. После выполнения указанной опера-
ции осуществляется окончательная равномерная затяжка гаек и,
в случае необходимости, производится сверление и развертывание
отверстий сразу в установленной и базовой деталях и постановка
в них фиксирующих штифтов.
Сборка типовых узлов приборов
Сборка подшипников
Подшипники, применяемые в конструкциях различных прибо-
ров, можно разделить на две основные группы:
1) подшипники скольжения;
2) подшипники качения —шариковые и роликовые.
По конструктивно-технологическим соображениям первую группу
следует разделить еще на две подгруппы:
а) подшипники (диски и втулки) из весьма твердых материалов,
так называемые «камни»;
б) подшипники металлические (втулки) —из латуни или бронзы.
Металлические подшипники скольжения изготовляются на за-
водах, выпускающих приборы, а камни (технические) и подшипники
качения—на специализированных предприятиях.
Каменные опоры применяются в измерительных приборах малых
размеров и в часах [29). Применение камней дает возможность по-
высить чувствительность и ряд других метрологических характе-
ристик измерительных приборов. Чаще всего в приборостроении
камни устанавливаются в отверстиях платинок и мостиков или
непосредственно, или с применением дополнительных деталей.
Непосредственное закатывание камня 1 в платинку 2 (фиг. 287)
применяется сравнительно давно и в последнее время заменяется
следующими более совершенными способами:
1) закреплением камня 1 в латунной оправе 2, плотно вставляе-
мой вместе с камнем в отверстие платинки 3 и закрепляемой в ней
двумя или тремя винтами (фиг. 288, а);
2) закреплением камня 1 в оправе 2, запрессовываемой в от-
верстие платинки 3 (фиг. 288, б) или закатываемой в нем.
310
Установка камней в платинках с применением оправ, т.. е. про-
межуточных колец или втулок, дает следующие технологические
и эксплуатационные преимущества:
1) возможность использования камней с менее чистой наружной
поверхностью, так как после запрессовки камня в оправку обтачи-
вают наружную поверхность последней, используя в качестве базы
центральное отверстие камня;
2) возможность регулирования расстояния между камнями при
сборке за счет осевого перемещения оправы;
3) в случае повреждения камня можно сравнительно легко, не
нарушая целости платинки или мостика, выпрессовывать оправу
вместе с камнем.
Более совершенной является посадка оправы с кам-
нем в платинку путем запрессовки (фиг. 288, б).
Благодаря отсутствию крепежных винтов технологический про-
цесс сборки значительно упрощается.
Процесс сборки обычно начинается с установки и закрепления
камней в оправах. Для этого оправа закрепляется на специальном
трехшпиндельном станке, на котором последовательно осущест-
вляются за одну операцию растачивание гнезда оправы, вставка
и закатывание камня и обтачивание наружной поверхности оправы.
Запрессовка оправ с камнями в платинку выполняется с помощью
настольного рычажного пресса. Для этого платинку предварительно
устанавливают на столике пресса, а оправу с камнем накладывают
сверху так, чтобы она упиралась в расточку плунжера; при дви-
жении плунжера вниз происходит запрессовка оправы вместе с
камнем.
Величина натяга определяется посадкой. При слишком большом
натяге и перекосе оправы наблюдается повреждение камней (тре-
щины, отколы). Для предупреждения этих недостатков необходимо
тщательно контролировать детали, передаваемые на сборку.
Сборка металлических подшипников сколь-
жения в основном определяется их конструкцией. Общими тре-
бованиями, предъявляемыми к подшипникам приборов, являются
легкость и плавность вращения, а также отсутствие осевого мерт-
вого хода. Для выполнения указанных требований необходимо
строго соблюдать при обработке допуски на размеры деталей под-
шипниковой пары, а в ряде более ответственных случаев при сборке
рекомендуется производить подбор деталей.
Сборка распространенных в приборах конструкций подшипников
скольжения заключается в следующем 113].
В примере конструкции, изображенной на фиг. 289, а, подшип-
ником для вращающейся оси 1 служит деталь 2; на конце оси нахо-
дится упорное кольцо 3.
Перед сборкой подбираются детали по отверстиям так, чтобы
ось 1 свободно входила в отверстие детали 2 и легко в нем вращалась
и чтобы упорное кольцо 3 надевалось на ось с некоторым натягом.
Для осуществления процесса сборки смазанную ось 1 вставляют
в отверстие детали 2 и насаживают упорное кольцо 3. В собранном
311
виде в кольце и оси сверлится отверстие под конический штифт.
При сверлении необходимо следить за тем, чтобы упорное кольцо 3
плотно прижималось к торцевой плоскости подшипника А, а бур-
тик оси — к плоскости В. Просверленное отверстие развертывается
а — фиксация установочного кольца коническим штифтом;
б—сборка подшипника с двумя резьбовыми упорными кольцами.
конической разверткой
и затем в него плотно
устанавливается кони-
ческий штифт.
Для улучшения ка-
чества соединения де-
тали подшипниковой па-
ры подвергаются при-
тирке при помощи пасты
ГОИ;' в таких случаях
при механической обра-
ботке оставляется при-
пуск на притирку.
Ниже рассматривается процесс сборки подшипника с цилиндри-
ческой цапфой и упорными кольцами, сопрягаемыми с осью на резьбе
(фиг. 289, б).
Перед сборкой подшипника подбирают детали так, чтобы вращаю-
щаяся ось / туго входила в отверстие подшипника, а кольца 3 плотно
Фиг. 290.'Схема устройства
и сборки подшипника сколь-
жения с конической цапфой.
Фиг. 291. Схема установки
и закрепления шарикопод-
шипника.
навинчивались на ось/. При помощи пасты ГОИ притирают детали 1
и 2 до получения легкого хода. Затем на токарном станке подре-
зается торец Л у подшипника 2 или у оси 1 так, чтобы кольцо 3,
завинченное до отказа, прижималось плотно к торцу А оси. При
этом подшипник 2 должен обеспечить отсутствие осевого мертвого
хода и легкое вращение оси.
Подшипники скольжения с конической цапфой (фиг. 290)
применяются для вертикально вращающихся осей особо точных
приборов.
842
Процесс сборки начинается с притирания или пришабривания
детали 1 к подшипнику 2 так, чтобы в результате пригонки был обес-
печен контакт торцевых поверхностей Л и конических С; контроль
осуществляется с помощью краски. После пригонки детали подвер-
гаются тщательной промывке, смазыванию.и сборке.
Сборка подшипника с конической цапфой заканчивается поста-
новкой гаек <3 так, чтобы отсутствовал зазор между торцом первой
гайки и плоскостью В и одновременно было обеспечено вращение
цапфы.
Сборка шарикоподшипников нормальной конструкции, при-
меняемых в приборах (фиг. 291), состоит в следующем.
Внутреннее кольцо шарикоподшипника 1 насаживается на ци-
линдрическую шейку валика <3. Для предупреждения осевого сме-
щения кольца 1 затем насаживается и штифтуется упорное кольцо 5.
Для закрепления колец шарикоподшипников средних размеров упор-
ные кольца обычно имеют резьбовое сопряжение с валиком или осью.
Наружное кольцо шарикоподшипника запрессовывается в корпус 2
и прижимается к буртику путем завинчивания крышки 4 до отказа.
При слишком больших натягах между кольцами и сопрягаемыми
деталями кольца подшипника могут сдавить шарики, в связи с чем
возникает тугой ход шарикоподшипника, недопустимый в точных
и чувствительных приборах.
Сборка зубчатых передач
Зубчатые передачи являются распространенными элементами
механизмов измерительных приборов, а также приборов других
назначений. В зависимости от взаимного расположения геометриче-
ских осей валиков и шпинделей, а также конструкции основных
деталей зубчатые пары разделяются на цилиндрические, конические
червячные и зубчато-реейные.
В составе сложной зубчатой передачи прибора может быть не-
сколько разнотипных зубчатых пар.
По функциональному назначению зубчатые передачи точных
приборов разделяются на приводные и отсчетные.
Приводная передача должна обеспечивать в основном легкое и
плавное перемещение отдельных узлов прибора при его настройке
или выполнении процесса измерения.
Отсчетная зубчатая передача связана с отсчетными шкалами,
стрелками и другими конструктивными элементами прибора и долж-
"на обеспечивать действие элементов кинематической цепи с возможно
большей точностью.
Зубчатые колеса отсчетных передач изготовляются, как пра-
вило, с более высокой точностью, чем колеса приводных передач.
Аналогично, сборка отсчетцых зубчатых передач выполняется наи-
более тщательно.
Сборка цилиндрических зубчатых пере-
дач осуществляется с соблюдением необходимой точности, харак-
теризуемой следующими основными допусками на сборку:
1)-предельной непараллельностью осей Дх;
313
2) предельным перекосом .осей Д#;
3) предельными отклонениями межцентрового расстояния: верх-
него Два и нижнего &на.
При насадке зубчатых колес на валики не должно наблюдаться
недопустимого биения их, смещения вдоль оси, поверхностных
повреждений—забоин, заусенцев и других дефектов.
В результате сборки должно быть обеспечено правильное зацеп-
ление зубьев колес; в точных (отсчетных) зубчатых передачах мерт-
вый ход не допускается.
В качестве примера рассматривается процесс сборки цилиндри-
ческих зубчатых колес 1 и 2 (фиг. 292), насаженных на валики 3
и 4. Цапфа первого валика 3 непосредственно сопрягается с корпу-
сом прибора 5, а второго 4 — с цилиндрической втулкой 6, прикре-
пленной к корпусу. Перемещением втулки при отпущенных цилин-
дрических винтах регулируется расстояние между осями валиков,
благодаря чему достигается надлежащая плотность зацепления.
Процесс сборки зубчатой передачи начинается с подбора деталей,
пригонки и притирки валиков. Затем осуществляется контроль
валиков при помощи индикатора или миниметра на биение. Зубча-
тые колеса подбирают по валикам с соблюдением оптимальной по-
садки. Далее путем перемещения подшипника б добиваются устране-
ния мертвого хода между зубчатыми колесами.
Для улучшения чистоты рабочей поверхности и качества работы
зацепления осуществляется приработка (притирка) зубьев или на
специальных притирочных станках и приспособлениях до сборки,
или в процессе сборки непосредственно в приборе. Для притирки
колес обычно применяются мягкие абразивы или паста ГОЙ; после
притирки узел разбирается и детали подвергаются тщательной
промывке.
Окончательная сборка зубчатой передачи заключается в штифто-
вании колес и сопровождается смазыванием рабочих поверхностей,
регулированием подшипников и контролем качества сборки.
Сборка конических зубчатых передач
должна осуществляться при строгом соблюдении точности, характе-
ризуемой предписанными допусками на отдельные элементы, в том
числе характерным для данного вида передач предельным отклоне-
нием межосевого угла Д<?.
Сборка конической передачи (фиг. 293), состоящей из зубчатых
колес 1 и 2 и валиков 3 и 4, выполняется в следующем порядке.
Валик 3 притирается к отверстию в корпусе 5 до получения над-
лежащей посадки, легкости хода и чистоты сопрягаемых поверх-
ностей. Зубчатое колесо 2 плотно насаживается и закрепляется
на валике 3 вспомогательным винтом 7 с целью исключения осевого
перемещения собранных деталей.
Аналогичным способом притирается валик 4 и насаживается
на него коническое зубчатое колесо /. Зубчатое колесо 1 должно
быть насажено на валик 4 так, чтобы было обеспечено также надле-
жащее зацепление зубьев с колесом 2. В случае невозможности обе-
спечения правильного зацепления зубьев таким путем регулируется
314
положение зубчатого колеса 2 за счет подрезания его нижнего торца
или осуществляется подбор колеса 2 из партии колес.
После предварительной сборки выполняется приработка зубьев
конической пары, в результате которой должен быть достигнут
легкий и плавный ход передачи. В дальнейшем детали подвергаются
промывке.
Окончательная сборка зубчатой конической передачи приве-
денной конструкции заключается в установке и проверке положения
всех деталей, совместном сверлении от-
верстий попарно —в зубчатом колесе 1
валике 4, а затем в зубчатом колесе 2
Фиг. 293. Схема установки кониче-
ских зубчатых колес.
Фиг. 292. Схема уста-
новки цилиндрических
зубчатых колес.
и валике 3, развертывании их на конус и установке в отверстия
фиксирующих штифтов.
Сборка червячных передач в большинстве случаев сопровождается
притиркой червяка и червячного колеса и контролем зацепления
на краску.
Сборка углов с направляющими для прямолинейного движения
Узлы измерительных приборов с направляющими для прямоли-
нейного движения можно разделить по конструктивно-технологиче-
ским признакам ра две основные группы:
1) направляющие круглого поперечного сечения, в том числе
телескопические трубные направляющие (подвижные сопряжения);
2) плоские и профильные направляющие, в том числе призма-
тические и с поперечным сечением в виде ласточкина хвоста.
В зависимости от характера трения различают направляющие
с трением скольжения, т. е. направляющие с непосредственным кон-
тактом основных деталей, и направляющие с трением качения —ша-
риковые и роликовые.
315
Сопрягаемые (направляющие) поверхности деталей обычно под-
вергаются механической обработке с возможно большей точностью
на всем протяжении в отношении прямолинейности и правильности
геометрической формы; при этом оставляется некоторый припуск
на окончательную пригонку, величина которого зависит от величины
поверхности, требуемой чистоты и ряда других факторов. В усло-
виях серийного производства перед взаимной пригонкой направляю-
щих и сборкой деталей часто выполняется подбор сопрягаемых
деталей по группам.
Сборка телескопических узлов (сопряже-
ний) производится следующим образом.
Пользуясь притирами соответствующих форм и размеров и дово-
дочной пастой доводят каждую из деталей (трубок) сопряжения
так, чтобы одна из них туго двигалась в другой. Затем производят
взаимную притирку одной трубки в другой до получения плавного
хода на всей длине, применяя в этом случае бол ее тонкую доводочную
пасту ГОИ 4—7 мк. В процессе притирки одной из трубок сообщается
возвратно-поступательное и вращательное движения относительно
другой по всей длине сопряжения. Существенно при этом предупре-
дить возникновение качки одной трубки в другой.
Если детали телескопического соединения не имеют устройства,
предупреждающего проворачивание, то процесс сборки закапчи-
вается промывкой деталей, смазыванием и окончательным взаимным
соединением их.
Если детали телескопического соединения снабжены соответ-
ствующими продольными шпонками и канавками, то после взаим-
ной притирки основных деталей осуществляется еще пригонка и
закрепление шпонок. В некоторых случаях при сборке телескопи-
ческих узлов приборов на одной из деталей (обычно внутренней)
устанавливается зубчатая рейка, играющая одновременно и роль
шпонки, а на другой (наружной трубке) —зубчатое колесо с осью,
зубья которого находятся в зацеплении с зубьями рейки.
Сборка узлов приборов с плоскими и про-
фильными направляющими, состоящими из отдель-
ных узких плоскостей, осуществляется после предварительной обра-
ботки их рабочих поверхностей. Характер обработки и последова-
тельность операций обусловливается конструктивной формой,
требуемой точностью, чистотой поверхности и материалом де-
тали.
Направляющие чугунных деталей окончательно отделываются
путем шабрения с проверкой на краску. Направляющие стальных
деталей (в основном цементованных и закаленных) обрабатываются
путем шлифования, получая чистоту поверхности по 7—9-му клас-
сам (ГОСТ 2789-51).
При высоких требованиях в отношении чистоты поверхности
(9—10-й класс) и плавности хода подвижных узлов в процессе
сборки осуществляется еще доводка направляющих притирами соот-
ветствующей формы с применением пасты ГОИ для предварительной
доводки —8—16 мк и окончательной —4—7 мк.
316
Механизация сборочных процессов
Путем механизации сборочных процессов достигается значитель-
ное снижение коэфициента трудоемкости сборки и повышение
производительности труда' рабочих-сборщиков. Особо актуальна
механизация сборки приборов и инструментов в условиях крупно-
серийного и массового производства. Значительный технико-эконо-
мический эффект достигается в результате перехода на поточную
сборку с одновременной механизацией сборочных работ.
Степень механизации сборочных процессов зависит от конструк-
ции прибора, технических требований и характера производства.
Сравнительно простые механические измерительные инструменты и
приборы, как, например: микрометры, штангенциркули, инди-
каторы, часовые механизмы средних размеров и манометры при
крупных масштабах производства собирают с помощью конвейеров,
применяя при этом сборочные приспособления и инструменты в
наибольшей степени. В условиях мелкосерийного производства
сложных измерительных приборов, в особенности высокой точности,
степень механизации их сборки несколько меньшая в сравнении
с рассмотренными выше случаями. Сложные приборы, изготовляе-
мые небольшими партиями, в процессе сборки требуют многократной
проверки, регулирования, юстировки и т. п. специфических работ,
которые в общей сложности несколько влияют на степень механиза-
ции сборки. Однако и в этих сравнительно сложных случаях многие
сборочные операции могут быть успешно механизированы. Суще-
ственное влияние на результаты механизации сборочных процессов
оказывает организационное построение сборочных цехов и участков.
Сборка много детальных приборов, состоящих из нескольких
узлов, разделяется на:
1) предварительную сборку, т. е. сборку из деталей, подузлов
и узлов;
2) окончательную или общую сборку приборов.
Такое организационное построение наиболее характерно для
крупносерийного и массового производства.
В комплекс элементов механизации сборки входят следующие
виды собственно сборочных, а также тесно связанных с ними дру-
гих работ:
1) слесарно-пригоночные работы: шабрение, доводка, зачистка,
полирование, притирка, обкатка;
2) соединение деталей по их основным и вспомогательным базам;
3) контроль и регулирование положения деталей и узлов;
4) закрепление собранных деталей и узлов в требуемых поло-
жениях;
5) очистка, промывка, антикоррозионная обработка, окраска,
лакировка и смазка;
6) механическое перемещение деталей и узлов от одного рабо-
чего места к другому.
^Механизация слесари о-п ригоночных работ
на сборке осуществляется за счет применения специальных станков
317
и приспособлений для шабрения, доводки, полирования, взаимной
притирки собранных деталей и обкатки собранных механизмов
и узлов. В ряде случаев внешние поверхности деталей отделываются
на сборке абразивным полотном. Механизация этой операции дости-
гается путем применения специальных приспособлений с бесконеч-
ной абразивной лентой, натянутой на два вращающихся ролика.
Механизированные приспособления для слесарно-пригоночных
работ на сборке обычно конструируются с приводом от индивидуаль-
ного электродвигателя.
Механизация соединения деталей наиболее
часто применяется для сборки парных деталей с натягами. Этот вид
сборочных работ чаще выполняется на участке предварительной
сборки или в механическом цехе.
Предварительная сборка деталей в условиях крупносерийного
и массового производства осуществляется при помощи специальных
сборочных автоматов, полуавтоматов и приспособлений. Главные
рабочие органы указанных машин и приспособлений имеют привод
от пневматических цилиндров, управляемых при полной механиза-
ции с помощью специальных электрических устройств и распреде-
лительных кулачковых валиков. Например, на указанном прин-
ципе основана конструкция автомата для напрессовки зубчатого
колеса небольших размеров на валик. Оси поступают на сборочную
позицию из бункера, а зубчатые колеса —из магазина. После осу-
ществления операции собранный комплект автоматически удаляется.
Для соединения между собой деталей более сложной формы,
в частности платинок с помощью колонок, применяются сборочные
полуавтоматы с круглым столом. На круглом поворотном столе
закреплен ряд приспособлений, на которых устанавливаются
детали. Процесс деформирования концов соединительных штифтов-
колонок выполняется на специальной рабочей позиции с помощью
пневматического пресса, являющегося одним из основных узлов
сборочного полуавтомата. Поворот круглого стола с приспособле-
ниями осуществляется от особого пневматического цилиндра. Отдель-
ное пневматическое устройство, приводимое в действие от третьего
цилиндра, производит механическое удаление собранного узла
путем действия специального сбрасывателя. Такие полуавтоматы
оборудуются специальной электроблокировкой рабочих и вспомо-
гательных органов.
В ряде случаев при крупносерийном производстве механизация
соединения деталей с натягами осуществляется на специально обо-
рудованных прессах и приспособлениях с пневматическим приво-
дом. Следует отметить, что применение сборочных прессов наряду
с повышением производительности труда на сборочных операциях
также улучшает и качество соединения деталей в сравнении с руч-
ными способами, в особенности когда при ручном способе сборки
применяется молоток, удары которого вызывают смятия на поверх-
ностях соединяемых деталей.
Контрольно-измерительные при способлени я,
приборы и инструменты необходимы в процессе сборки
318
для обеспечения надлежащих размеров сборочных элементов и точ-
ного взаимного положения деталей и узлов собираемых приборов.
Характер средств измерения, применяемых на сборке, зависит
от масштабов производства, конструкции и точности собираемых
объектов. ,
Так, например, в условиях мелкосерийного и индивидуального
производства контроль размеров, отклонений от правильных геоме-
трических форм и взаимного положения деталей друг относительно
друга осуществляется с помощью универсальных инструментов и
простых приспособлений. При крупносерийном и массовом произ-
водстве приборов в целях снижения трудоемкости контрольных
операций, выполняемых в процессе сборки, применяются специаль-
ные, иногда сложные приспособления [24], [30], [31].
Для соединения охватывающих и охватываемых деталей пред-
варительно осуществляется сортировка их по размерам на отдель-
ные группы. Указанная операция выполняется при сравнительно
простой форме и небольших размерах деталей на контрольно-сорти-
ровочных автоматах и полуавтоматах. Применение контрольных
автоматов наиболее .характерно для массового производства.
В крупносерийном производстве приборов и инструментов высо-
кой точности чаще применяется комбинированный способ контроля
сборки, обусловленный требованиями контроля не только разме-
ров, а также геометрической формы ответственных деталей и нали-
чием отделочных операций в процессе сборки. К таким требованиям,
например, относится контроль направляющих станин и кареток
в отношении прямолинейности и взаимной параллельности, кон-
троль на концентричность поверхностей деталей, имеющих форму
тел вращения.
Некоторая механизация и ускорение контроля деталей в отно-
шении правильности их геометрических форм достигается за счет
применения специальных приспособлений со встроенными в кор-
пусы их индикаторами или миниметрами. Такие приспособления
используются одновременно и для определения фактических разме-
ров деталей в нескольких местах (сечениях).
Блок, состоящий из деталей, имеющих форму тел вращения и
насаженных на валик, проверяется с помощью индикаторного при-
способления на биение, овальность и конусность. Для этого в каче-
стве баз используются центровые отверстия или цапфы валика.
Установка и снятие блока осуществляются вручную. Вращение
собранных деталей выполняется ручным или механическим спосо-
бом. Если в процессе контроля выявится недопустимое по величине
радиальное или торцевое биение, то блок передается в случае необ-
ходимости на дополнительную обработку. При торцевом биении
тонких деталей в форме дисков, насаженных на валик, осуществляют
также правку их, не снимая с контрольного приспособления с по-
мсшью специального рычажного устройства.
Механизация закрепления собранных дета-
лей и узлов приборов выполняется в основном за счет при-
менения переносных и подвесных пневматических и электрических
319
инструментов для завертывания винтов и гаек, сверления и раз-
вертывания отверстий под штифты.
Электрический ручной инструмент должен использоваться с со-
блюдением правил техники безопасности. Корпусы электросверли-
лок и электрогайковертов должны быть заземлены, токоведущие
части надежно закрыты для предупреждения от прикосновений рук
рабочего, подводящие провода должны быть защищены от механи-
ческих повреждений и для предупреждения от быстрого износа их.
Работа на сборке с ручным пневматическим инструментом безопас-
нее, чем с электрическим. Однако недостатками в работе с ним
являются значительные шум и вибрации, а также большой вес.
В ряде случаев для одновременного завертывания нескольких
винтов или гаек в процессе окончательной сборки применяются
специальные многошпиндельные устройства с несколькими патро-
нами небольших размеров для захвата сразу всех винтов или гаек.
Механизация очистки, промывки и анти-
коррозионной обработки деталей и узлов осуще-
ствляется при помощи пескоструйных аппаратов, механических
круглых щеток, механизированных ванн для промывки деталей
в растворителях и таким образом снятия жирных пленок, а также
антикоррозионной обработки. Эти операции обычно выполняются
до предварительной сборки в отдельных помещениях.
Однако если в процессе сборки детали прибора были подвергнуты
механической обработке (шлифованию, доводке) или прибор цели-
ком подвергался обкатке-притирке, то возникает необходимость
в разборке прибора с последующей тщательной промывкой деталей
и сборкой их вновь.
Окраска и лакировка деталей приборов обычно осуществляется
до сборки в отдельном помещении и реже в процессе сборки. Послед-
нее относится в основном к наружным поверхностям корпусных
деталей приборов. Механизация окраски выполняется при помощи
так называемых пистолетов-пульверизаторов, действующих сжа-
тым воздухом.
Необходимость в механизации смазки собираемых приборов
возникает при наличии в конструкции нескольких точек, подвер-
гающихся смазке. Следует отметить, что применение механических
приспособлений для смазки обусловливает снижение трудоемкости
операции в сравнении с ручным способом выполнения ее и ведет
также к значительной экономии смазочного масла.
Механическое перемещение деталей и
узлов от одного рабочего места к другому выполняется при
помощи конвейера.
Хлопчатобумажная или резиновая бесконечная лента конвейера
монтируется на длинном рабочем верстаке вдоль него или на отдель-
ной раме; ширина гибкой ленты при небольших размерах приборов —
в пределах 150 —400 мм. На торцах конвейера расположены бара-
баны, которые огибает лента. Один из барабанов —ведущий —
с приводом от электродвигателя через редуктор и коробку скоростей,
и второй —натяжной —с устройством для натяжения ленты.
320
Скорость движения ленты с помощью коробки скоростей можно
регулировать в некоторых пределах.
Рабочие места сборщиков располагаются или непосредственно
на общих длинных верстаках (фиг. 294, а) или на индивидуальных
верстаках (фиг. 294, б), установленных перпендикулярно напра-
влению движения ленты.
Каждое рабочее место на сборке оборудуется в зависимости от
выполняемой операции специальными приспособлениями и инстру-
ментами. Рабочие места сборщиков должны быть устроены так, чтобы
были исключены лишние движения рук сборщиков. Вокруг сбороч-
ного приспособления, занимающего на верстаке центральное место,
Фиг. 294. Схемы ленточных конвейеров для сборки
приборов;
а —-с общим продольный верстаком: б — с индивидуальными
верстаками.
Фиг. 295. Схема сбо-
рочного поворотного
стола.
Общая длина конвейера в метрах определяется по формуле:
l. = nl -ф (2-5-4),
где п —общее число рабочих мест;
I — длина каждого рабочего места;
— 2 ь4 —прибавка на длину приводного и натяжного устрой-
ства (Znp — Inpi 4" ^nps)‘
На предварительной сборке при небольшом числе сборочных
операций применяются также круглые вращающиеся столы (фиг. 295).
В этом случае процесс сборки заканчивается за время одного
оборота стола и, как правило, состоит из небольшого числа сбороч-
ных операций (до шести операций).
Инструменты и приспособления для сборки
В зависимости от назначения инструменты, применяемые для
сборки измерительных приборов, можно классифицировать следую-
щим образом:
1) универсальные слесарно-сборочные инструменты —молотки,
выколотки, оправки, ручные тиски, стандартные ключи и отвертки;
21 Ведмидский 2 321
2) специальные слесарно-сборочные инструменты—оправки,
ключи и отвертки;
3) стандартизованные или нормализованные режущие инстру-
менты—напильники, надфили, шаберы, сверла, развертки и зенковки;
4) специальные режущие инструменты—развертки, метчики
и прошивки.
Сборочные инструменты в зависимости от способа приведения
их в действие разделяются на ручные и механические. Последняя
группа подразделяется на электрические и пневматические инстру-
менты. Чаще применяются электрические сборочные инструменты,
обладающие значительно меньшим весом в сравнении с пневмати-
ческим, и в особенности высокочастотные электрические инструменты.
Фиг. 296. Ториевые ключи со штифтами.
Ключи и отвертки применяются для сборки винтовых
соединений деталей и узлов приборов. Универсальные и стандар-
тизованные гаечные ключи мало применимы в условиях крупносе-
рийного производства, так как при их использовании сравни-
тельно велика затрата времени на сборочные операции. Более целе-
сообразным следует считать применение специальных ключей,
в особенности механических ключей. Время на сборку приборов
в значительной мере сокращается при использовании торцевых
ключей. Торцевые ключи также широко используются в тех слу-
чаях, когда затруднен доступ к головке винта или к гайке. Рабочая
часть торцевого ключа представляет собой головку с гнездом,
форма которого соответствует форме головки винта или гайки
(шестигранная, цилиндрическая с прорезями и т. д.).
Для завинчивания круглых гаек, имеющих отверстия на торце,
применяются ключи со штифтами (фиг. 296). Отверстия для штиф-
тов в головке, в которые штифты обычно запрессовываются, сквозные.
Для более удобной замены износившихся или поврежденных штиф-
тов часто в конструкции ключа предусматривается вставка, сопря-
гаемая с головкой ключа.
322
Для завинчивания винтов с шлицованными головками в процессе
сборки приборов применяются специальные отвертки. Стандарт-
ные отвертки, проволочные и с деревянными щечками, менее целе-
сообразны в условиях крупносерийного или массового производства
и в особенности при конвейерной сборке.
С целью ускорения процесса сборки применяются коловоротные
отвертки, дающие возможность также обеспечивать повышенные
крутящие моменты. Повышение крутящего момента достигается
также путем применения отвертки с односторонним воротком, при-
варенным к стержню отвертки ниже ручки (фиг. 297, о), или путем
О)
Фиг. 297. Специальные от-
вертки с воротками:
а — отвертка с приваренным воротком;
<5 — отвертка с переставным воротком.
Фиг. 298. Отвертка
с центрирующей
муфтой.
применения отвертки с вращающейся рукояткой (головкой) и пере-
ставным воротком (фиг. 297, б).
Для завертывания винтов значительных размеров применяется
специальная отвертка с центрирующей муфтой (фиг. 298). Чтобы
предупредить выскальзывание лезвия 1 отвертки из прорези головки
винта в конструкции отвертки применена муфта 2, удерживаемая
разжимным кольцом 3. Внутри муфты 2 помещена спиральная
пружина 4, удерживающая муфту в нижнем положении.
Аналогичные конструкции рабочего узла осуществлены в меха-
нической отвертке (фиг. 299). Здесь верхняя часть стержня выпол-
нена в виде конического хвоста или шестигранника, которым она
вставляется в отверстие шпинделя силового узла (дрели).
В ряде случаев целесообразным является применение на сборке
отвертки с вращающимся витым стержнем (фиг. 300, а). Внутри полон
рукоятки этой отвертки находится стержень прямоугольного сече-
ния, одна часть которого закручена в левую сторону и предназна-
чена для завинчивания винтов, а другая —в правую —для отвин-
чивания винтов. В корпусе отвертки стержень проходит через очко.
323
Спиральная пружина стремится вытолкнуть стержень из полости
рукоятки. Если с некоторым усилием на рукоятку лезвие отвертки
прижать к головке винта, то стержень будет вращаться, одновре-
менно вращая в необходимом направлении и винт.
При завертывании винтов малых размеров неудобством является
необходимость удерживать винт рукой до тех пор, пока он не будет
ввинчен на два-три витка. В таких случаях целесообразно применять
отвертки с держателем для винта (фиг. 300, б). Операция завертыва-
ния винта этой отверткой заключается в
следующем.
Нажимая пальцем на угольник 1,
сборщик опускает вниз втулку, удержи-
ваемую пружиной 2, и вводит головку
винта в прорезь на торце втулки. При
Фиг. 300. Специальные
отвертки:
Фиг. 299. Конструкция рабочего узла
механической отвертки.
а — специальная отвертка с вращаю-
щимся витым стержнем; б — специаль-
ная отвертка с держателем для винта.
последующем освобождении угольника пружина подтягивает втулку
и таким образом зажимается головка винта.
Некоторые специальные конструкции слесарно-сборочных инстру-
ментов рассмотрены выше, при описании технологических операций
сборки приборов.
Режущие инструменты, применяемые для чистовой
обработки поверхностей деталей приборов в процессе сборки,
в ряде случаев отличаются по своей конструкции от режущих
инструментов, применяемых для обычной механической обработки.
В процессе сборки измерительных приборов применяются такие
специальные режущие инструменты, как, например, развертки
с гладким цилиндрическим направляющим хвостом, ступенчатые
развертки, комбинированные инструм&нты для обработки отвер-
стий — чистового нарезания резьбы и одновременно развертывания
гладкой части отверстия.
324
Фиг. 301. Конструкция приспособления
для сборки мелкомодульной зубчатой
передачи:
/--нижняя плат инка; 2—ползунок: <3 — ось;
4— верхняя платника.
Специальные режущие и слесарно-сборочные инструменты кон-
струируются в зависимости от конструкции и размеров собираемых
объектов. В целях сокращения времени подготовки производства
желательно применение стандартных инструментов в наибольшей
степени. Однако, с другой стороны, применение специальных, а
также мехаиизированых инструментов на сборке в значительной
мере способствует повышению производительности труда слесарей-
сборщиков.
Описания конструкций различных сборочных электрических и
пневматических инструментов содержатся в специальных справоч-
никах и руководствах, а также в каталогах заводов-изготовителей
124], [30].
В рациональном построении сборочного процесса и обеспечении
высокого качества сборки весьма существенную роль играют при-
способления. В зависи-
мости от назначения приспо-
собления, применяемые для
сборки измерительных прибо-
ров, можно классифицировать
следующим образом:
1) приспособления для уста-
новки и закрепления деталей и
узлов;
2) приспособления для при-
гоночной обработки деталей;
3) контрольно - измеритель-
ные приспособления;
4) комбинированные приспособления, одновременно выполняю-
щие функции перечисленных выше приспособлений.
По конструкции и характеру применения сборочные приспосо-
бления разделяются на универсальные и специальные.
Универсальные приспособления, в частности
тиски и струбцины, используются для ряда сборочных операций и
при этом для разных объектов производства.
Универсальные приспособления, наиболее часто применяются
для сборки измерительных приборов, изготовляемых в условиях
индивидуального или мелкосерийного производства.
В крупносерийном производстве и особенно в поточно-массовом
применяются преимущественно специальные сборочные
приспособления. Специальные приспособления констру-
ируются для выполнения определенной сборочной операции или
определенного этапа сборочного процесса. В результате применения
сборочного приспособления должна быть обеспечена быстрая и точ-
ная установка собираемых деталей.
Характерна и этом отношении конструкция специального при-
способления для сборки узла —мелкомодульной зубчатой пере-
дачи (фиг. 301).
Сущность' устройства и действия приведенного приспособле-
ния заключается в следующем.
325
В отверстии закрепленной в приспособлении нижней плагинки 1
вводятся поддерживаемые пружинными вилочками ползунков 2
оси 3 собираемой зубчатой передачи. После установки и закрепле-
ния верхней платинки 4 ползунки отводятся назад в направлениях,
указанных стрелками. В результате этого вилочки ползунков рас-
цепляются с осями.
Одним из преимуществ конического сопряжения является его
самоцентрируемость. Поэтому в приборостроении нередки случаи
Фиг. 302. Конструкция приспособления для точного соединения
микрометрического винта с барабаном микрометра.
применения конических сопряжений ответственных деталей. Однако
при такой конструкции несколько усложняется сборка измери-
тельных приборов, так как для точного соблюдения базорасстояния
одну из деталей конической пары приходится подвергать дополни-
тельной обработке.
Примером такого сопряжения может служить коническое сопря-
жение микрометрического винта с барабаном микрометра конструк-
ции завода «Красный инструментальщик» (КРИН)
326
В соответствии с техническими условиями нулевой штрих шкалы
стебля микрометра должен быть виден целиком. При этом расстоя-
ние от скошенного края барабана до штриха не должно быть более
0,1 мм. Без применения приспособления для осуществления этого
требования микрометрический винт, барабан и другие детали при-
ходится подбирать при сборке и выполнять многократное развер-
тывание конического отверстия в барабане, контролируя качество
сопряжения пробными сборками.
Применение специального приспособления для сопряжения
микрометрического винта с барабаном микрометра исключает необ-
ходимость многократного развертывания конического отверстия
в барабане. Принцип устройства и работы приспособления завода-
КРИН заключается в следующем (фиг. 302).
Приспособление состоит из основных деталей: корпуса 1, дер-
жавки 2, основной втулки 3, разрезной втулки 4, конической трубки 5.
упорного стержня 6, коленчатого рычага 7, ведущей гайки 8, контр-
гайки 9, упорного винта 10, вилки 11, рычага 12,-стержня с резьбой
и вилкой 13, гайки 14, крышки 15, ручки 16 и индикатора часового
типа 17.
Для настройки приспособления образцовый барабан микрометра
со вставленным в его отверстие микрометрическим винтом насажи-
вается на разжимную втулку и посредством регулировочного упор-
ного винта стрелка индикатора устанавливается в исходное (нуле-
вое) положение.
Затем на разжимную втулку насаживается барабан, подлежащий
пригонке. Развертывание конической части отверстия в барабане
производится до тех пор, пока при вставленном микрометрическом
винте стрелка индикатора не дойдет до исходного положения.
Контроль деталей и узлов в процессе сборки
Содержание и порядок контроля деталей и узлов приборов в про-
цессе сборки определяется технической характеристикой и конструк-
цией прибора, с одной стороны, и типом производства — с другой.
Ниже рассматривается ряд общих принципов по контролю
сборки.
Взаимное положение деталей проверяется с пог
мощью линеек, угольников и специальных калибров, в условиях
крупносерийного производства —применяются индикаторные кон-
трольные приспособления. Контроль сборки точных измерительных
приборов осуществляется с помощью оптических приборов, в частно-
сти автоколлимационных оптических приборов и приспособлений.
Соосность деталей, имеющих отверстия (типа втулок)
и запрессованных в корпусную деталь, проверяется с помощью
специальных оправок или, при наличии элементов с разными вну-
тренними диаметрами, с помощью ступенчатого калибра.
Проверка параллельности или перпендикулярности валиков
осуществляется с помощью универсальных и специальных измери-
тельных инструментов или калибров.
327
Величина зазоров в сопряжениях определяется или
в результате измерения фактических размеров сопрягающихся дета-
лей и вычисления предполагаемого зазора или путем измерения
зазора в собранном узле. В последнем случае величину зазора опре-
деляют с помощью индикатора, индикаторного приспособления или
другого точного прибора, перемещая с некоторым усилием одну из
деталей в пределах зазора в противоположных направлениях. В со-
пряжениях деталей по плоскостям или по цилиндрическим поверх-
ностям большого радиуса, при условии доступности их, величины
зазоров могут быть оценены с помощью наборов щупов.
Величины натягов в сопряжениях определяются или
•в результате измерения фактических размеров сопрягающихся
деталей до запрессовки и вычисления предполагаемого натяга, или
путем оценки косвенным путем при запрессовке.
В первом случае необходимо учитывать высоту поверхностных,
неровностей сопрягаемых поверхностей. Значительное влияние на
величину натяга и точность положения деталей оказывают также
величины и характер отклонения от правильной геометрической
формы вала и отверстия.
Во втором случае величина натяга оценивается косвенным путем—
по общему усилию или по давлению сжатого воздуха в цилиндре,,
наблюдаемому при запрессовке детали.
Конические сопряжения контролируются на краску
и путем измерения базорасстояния в собранной паре. При необхо-
димости в процессе сборки осуществляется притирка рабочих поверх-
ностей деталей, входящих в коническую пару.
Неподвижные винтовые соединения в слу-
чаях необходимости в процессе сборки осуществляются с помощью
предельных (тарированных) ключей или ключей с динамометром.
Благодаря этим ключам обеспечивается определенный равномерный
момент затяжки винтов или гаек и определяется числовая величина
момента затяжки.
Методы контроля средств измерения размеров в машиностроении
подробно изложены в инструкциях Комитета по делам мер и изме-
рительных приборов.-
Методы устранения различных отклонений, обнаруживаемых
в результате контроля деталей и узлов приборов в процессе сборки,
рассматриваются в руководствах и инструкциях по сборке и юсти-
ровке соответствующих приборов.
Регулировка и юстировка приборов
Юстировкой (выверкой) называется процесс при-
ведения меры или измерительного прибора в рабочее состояние,
обеспечивающее надлежащую их правильность и надежность дей-
ствия путем пригонки и регулирования их узлов, а также действий
(манипуляций) со специально предназначенными для этой цели
приспособлениями и инструментами.
В частном случае юстировка называется регулировкой,
если она сводится к одним только действиям со специальными приспо-
328
соблеииями, предназначенными для этой цели, или вспомогатель-
ными поверочными инструментами.
Штангенциркуль (фиг. 303) после предварительной сборки,
окончательной доводки измерительных поверхностей, разборки,,
промывки и окончательной сборки подвергается юстировке. Юсти-
ровка штангенциркуля в основном заключается в устранении обна-
руженных отклонений и в регулировке и установке его нониуса
в правильное положение относительно основной шкалы. Другими
словами, при сомкнутых измерительных губках штангенциркуля
нулевой штрих нониуса должен совпадать с нулевым штрихом
штанги, а при установке между измерительными губками плоско-
Фиг. 303. Штангенциркуль:
1 — штанга; 2 н 3 — губки штанги; 4 — рамка;
5 и 6 — губки рамки; 7 — нокнус; 8 — зажим
рамки; 9 — микрометрическая подача рамкн (виит.
гайка, движок и зажим).
параллельной концевой меры нулевой штрих нониуса должен совпа-
дать со штрихом, соответствующим номинальному размеру концевой
меры. Если отклонение превышает предельные величины по ГОСТ,
то положение нониуса на рамке штангенциркуля должно быть скор-
ректировано в соответствии с обнаруженными отклонениями.
Поверка1 штангенинструментов заключается в наружном
осмотре, поверке качества сборки, поверке рабочих элементов с из-
мерительными поверхностями, поверке точности показаний и офор-
млении результатов поверки.
При поверке качества сборки необходимо убедиться, что рамка
нониуса и приспособление для микрометрической подачи переме-
щаются плавно по штанге.
Поверку плоскостности измерительных поверхностей, служащих
для наружных измерений, у штангенциркулей с величиной отсчета
0,02 и 0,05 мм производят с помощью плоской оптической пластинки.
1 Термин «поверка мер и измерительных приборов» применяется в книге
как операция сравнения мер и показаний измерительных приборов с образцо-
выми мерами нли показаниями образцовых измерительных приборов в целях
определения их погрешностей.
В поверочной практике в операцию поверки включаются, кроме того,
другие операции, имеющие целью установить соответствие поверяемых мер-
и измерительных приборов требованиям установленных для них норке
(ГОСТ 3951-47).
329
•Фиг. 304. Микрометр завода «Калибр» с пре-
делом измерения 75—100 мм:
1 — скоба: 2 — пятка: 3 — микровинт: 4 — стебель:
5 — контрика; 6 — барабан; 7 — корпус трещотки:
8 — трещотка; 9 — штифт: 10 — пружина: // — винт;
12 — стопор; 13 — штифт: 14 — установочная мера-
Поверяемую поверхность и пластинку промывают чистым бен-
зином и протирают. Пластинку накладывают на измерительную
поверхность и прижимают рукой так, чтобы она касалась губки по
линии, направленной вдоль длинного ребра. Затем, постепенно
наклоняя пластинку, прижимают ее к измерительной поверхности
губки.
Интерференционные полосы могут иметь любую форму, но
должны обязательно распространяться на всю измерительную по-
верхность губки. Завалы рабочей поверхности, характеризующиеся
отсутствием интерферен-
ционных полос, допуска-
ются в пределах 0,2 мм
от краев.
Для поверки рабочих
размеров выступов губок
для внутренних измерений
определяется наибольший
размер сдвоенных губок
с помощью рычажно-чув-
ствител ьного ми крометра
или миниметра.
Поверка точности по-
казаний штангенинстру-
мента с величиной отсчета
0,02 и 0,05 мм произво-
дится не менее чем в
шести точках, равномерно
расположенных в преде-
лах шкалы штанги. Штан-
ген-инструмент с величи-
ной отсчета 0,1 мм пове-
ряется не менее чем в трех
точках.
Результаты удовлетворительной поверки оформляются в атте-
стате на штангенинструмент.
Юстировка микрометра (фиг. 304) состоит в регулировке
положения нулевого штриха барабана по отношению к продольному
штриху на гильзе микрометра, т. е. установке на нулевую точку.
Наряду с этим поверяется плоскостность и параллельность измери-
тельных поверхностей и точность микрометра в целом.
Поверка плоскостности измерительных поверхностей выполняется
•стеклянной пластинкой для интерференционных измерений. Поверка
параллельности рабочих поверхностей микрометров с пределами
измерения до 100 мм производится с помощью специальных комплек-
тов плоско-параллельных стеклянных пластинок.
Поверка измерительного усилия микрометров выполняется
с помощью циферблатных весов, а точности показаний микрометров —
с помощью концевых мер. В случае обнаружения недопустимых
отклонений регулируется положение деталей; отклонения от пло-
330
Фиг. «305. Индикатор часового типа:
1 — корпус; 2 — стопор ободка; 3 — циферблат
со шкалой; 4 — ободок; 5 — указатель оборотов;
6—стрелка: 7 — ушко; 8 — гильза; 9 — измерительный
стержень; 10 — наконечник.
циферблата и надлежащего измери-
скостности или от параллельности измерительных поверхностей
устраняются окончательной доводкой их.
Рассмотренные выше принципы регулировки и юстировки штан-
генциркулей и микрометров выполняются в строгом соответствии
с действующими ГОСТ и инструкциями для поверки Комитета по
делам мер и измерительных приборов.
Требования в отношении точности изготовления и сборки других
приборов и инструментов содержатся в соответствующих ГОСТ,
а общие указания по их регулировке и юстировке —в инструкциях
Комитета поделай мери измерительных приборов. К указанным при-
борам и инструментам от-
носятся: рычажные микро-
метры угломеры, уровни,
миниметры, индикаторы ры
чажно-зубчатые, индикаторы
часового типа и др. i
Юстировка индика-f
т ора часового типа
(фиг. 305) представляет со-
бой в сравнении с предыду-
щими примерами более слож-
ную задачу. Здесь требуется
тщательная регулировка все-
го механизма, состоящего из
зубчатой рейки, трибов, зуб-
чатых колес, пружинных
устройств. При этом весьма
•существенным является обес-
печение плавного хода меха-
низма индикатора в преде-
лах всего интервала измере-
ния, центричпого положения
тельного усилия.
Регулировка, юстировка и окончательный контроль индикатора
часового типа выполняется в соответствии с ГОСТ 577-49 (техни-
ческие условия) и инструкцией 46-41 Комитета по делам мер и изме-
рительных приборов.
Для повышения эксплуатационной точности механизм индика-
тора подвергается обкатке на специальном приспособлении.
Поверка точности показаний индикаторов часового типа произ-
водится с помощью специально приспособленного для этой
цели прецизионного микрометра, ошибки показаний которого
и мертвый ход микрометрического винта не должны превышать
± 0,002 мм.
Нулевой штрих индикатора совмещают с плоскостью, проходя-
щей через ось измерений, и производят поверку точности показаний
на всем пределе измерения через 0,2 мм при прямом и обратном
перемещениях измерительного стержня. Нулевая установка инди-
катора при перемене направления движения измерительного стержня
331
не сбивается; конечный отсчет прямого хода служит начальным
отсчетом обратного хода.
За наибольшую ошибку показаний индикатора на данном участке
шкалы принимают сумму абсолютных величин наибольшей поло-
жительной и наибольшей отрицательной ошибок, обнаруженных
при перемещении измерительного стержня как в прямом, так и
в обратном направлениях.
На нормированном участке шкалы поверку точности показаний
индикатора производят через 0,01 мм также при прямом и обратном
перемещениях измерительного стержня.
Вариацию показаний индикатора определяют не менее чем в двух
точках шкалы. Для определения вариации в данной точке микроме-
трический винт «сбивают» и устанавливают на один и тот же отсчет
не менее десяти раз, отсчитывая показания по шкале индикатора.
Разность между наибольшим и наименьшим показаниями принимают
за вариацию показаний.
Определение измерительного усилия (допустимые пределы —
100—250 г) индикаторов часового типа производят на циферблатных
весах при трех положениях стрелки: в начале первого оборота,
в конце последнего оборота и на одном из средних оборотов стрелки.
Более сложными в отношении регулировки и юстировки являются
стационарные и передвижные точные рычажн о-ч у в с т в и-
тельные приборы, измерительные машины различных
типов, специальные рычажно-чувствительные приборы, например,
зубоизмерительные, а также оптик о-м еханические при-
боры. Точностные требования, предъявляемые к указанным
приборам, регламентированы соответствующими стандартами —тех-
ническими условиями, нормами точности Комитета по делам мер и
измерительных приборов и ведомственными техническими усло-
виями [25], 16],
Помещения, в которых производится юстировка точных оптико-
механических приборов, должны быть сухими и светлыми. Темпе-
ратура в помещениях должна поддерживаться на уровне 20 4 1 °.
Относительная влажность воздуха допускается не выше 50—6О?6.
Для обеспечения указанных параметров воздуха в юстировочных
помещениях применяются стационарные термостатические уста-
новки.
Рабочие места юстировщиков должны быть оборудованы сто-
лами, покрытыми линолеумом. Необходимые в процессе юстировки
инструменты и вспомогательные материалы хранятся в ящиках
столов и в специальных шкафах.
При юстировочных работах требуются следующие вспомогатель-
ные материалы: а) для промывки и чистки деталей — авиационный
бензин, серный эфир, спирт-ректификат; б) для смазки деталей —
технический вазелин, вазелиновое масло, обезвоженный ланолин;
в) для уплотнения и изоляции мест сопряжений — пчелиный воск,
шеллак; г) для чистки деталей —гигроскопическая вата, топкие
полотняные полотенца и текстильные концы. Эти материалы
должны быть высокого качества и храниться в чистой посуде или
332
Фиг. 306. Горизонтальный оптиметр:
1 — трубка оптиметра; 2 — пинольная трубка;
.? — микровинт; 4 — юстировочные винты; 5 — под-
вижной стол; 6 — головка стола для поперечного
псремещеиня стола; 7—рукоятка для поворота
стола: <9—головка эксцентрика; .9 — маховичок
подъема стола; 10 — кронштейны.
в коробках с плотными крышками. Жидкие материалы хранятся,
например, в бутылках и банках с притертыми пробками.
Для выполнения операций сборки и юстировки приборов на рабо-
чем месте юстировщика должны быть стандартные и специальные
инструменты. К первым относятся слесарные и часовые отвертки раз-
ных размеров, пинцеты, нормальные круглогубцы, а также с за-
остренными губками, керны, клейма и т. п. Ко вторым относятся
специальные ключи, зажимы, прихваты
Для выполнения контрольных операций в процессе юстировки
отдельных оптико-механических приборов необходимы:
1) набор плоско-параллельных концевых мер (обычно 3-го раз-
ряда);
2) лекальные угольники раз-
мерами 50 X 80 мм и 100 X
X 120 мм', отклонение ребер
этих угольников от прямого
угла допускается не свыше+15".
3) призматические бруски
размером 40х 40 X 200 мм с пло-
скими тщательно доведенными
поверхностями; плоскостность
должна быть выдержана в преде-
лах 0,3 мк, а отклонения от
параллельности допускаются
.до 2 мк\
4) цилиндрические валики
диаметром 15—20 мм и длиной
100—200 мм с наружными кони-
ческими центрами' или центро-
выми отверстиями (контрольные
валики больших размеров).
Подробные указания по юстировке отдельных конструкций
сложных приборов, состоящих из нескольких узлов, содержатся
в ряде руководств и в специальной технической литературе [33],
[34], [35].
Ниже рассматриваются порядок и характерные принципы вы-
полнения некоторых юстировочных операций отдельных точных
приборов, как, например, оптиметров и инструментальных ми-
кроскопов, применяемых для прецизионных измерений в ма-
шиностроении.
Оптиметр состоит из двух основных узлов: оптиче-
ской трубки и вертикальной или горизон-
тальной стойки.
В связи с этим имеются две основные конструкции:
1) вертикальный оптиметр (более простой) и 2) горизонтальный
оптиметр (фиг. 306). Вторая конструкция имеет специальный столик
и приспособления для внутренних измерений.
Основным узлом оптиметра является автоколлимационная за-
мкнутая трубка, конструкция которой основана на принципе
333
оптического рычага (фиг. 307). Для юстировки трубки оптиметра
предусмотрена возможность перемещения отдельных элементов кон
струкции путем установки прокладочных колец или вращением
специальных юстировочных винтов.
Характерными юстировочными операциями узла прибора —
трубка оптиметра являются:
1) юстировка положения шкалы относительно указателя;
2) устранение неточности показаний трубки;
3) устранение нестабильности показаний;
4) обеспечение нормального измерительного усилия;
5) юстировка перемещения шкалы;
6) устранение параллакса и недостатков окуляра.
Содержание и порядок выполнения отдельных юстировочных
операций трубки оптиметра заключаются в следующем.
334
Юстировка положения шкалы относи-
тельно указателя. При нормальном положении шкалы
штрихи ее проектируются без перекоса, а указатель перекрывает
короткие штрихи не менее чем на 0,7—0,8 их длины и не выходит
га пределы коротких штрихов более чем на 0,2—0,3 их длины.
Перекос шкалы относительно указателя происходит из-за сме-
щения-поворота втулки с зеркалом вокруг оси от нормального
положения (фиг. 307), вследствие чего изображение шкалы проекти-
руется с перекосом по отношению к действительной шкале и види-
мому указателю.
Устранение указанного отклонения осуществляется путем пово-
рота втулки с зеркалом в требуемое нормальное положение и после-
дующего закрепления верхнего кольца, находящегося между втул-
кой измерительного стержня и зеркалом. В процессе юстировки
поворота втулки наблюдают положение шкалы с помощью окуляра.
Смещение шкалы относительно указателя возникает по причине-
неправильного положения призмы. Для получения перекрытия
указателем коротких штрихов в требуемых выше пределах призма
поворачивается на необходимый небольшой угол вокруг главной
оптической оси. Если шкала находится справа, то призму повора-
чивают по часовой стрелке, если шкала находится слева, призму
поворачивают против часовой стрелки.
В нормальном положении призма фиксируется с помощью трех
винтов, предназначенных для юстировки и прикрепления оправы,
призмы к корпусу трубки оптиметра.
Устранение неточности показаний. Про-
верка точности показаний трубки оптиметра выполняется с помощью-
концевых мер 3-го разряда. Отклонения в показаниях трубки опти-
метра не должны превышать ±0,2 мк на любом участке шкалы дли-
ной до 0,06 мм и +0,3 мк на участке свыше 0,06 мм.
Отклонения в показаниях трубки оптиметра вызываются главным,
образом неточностью расстояния между опорой зеркала и точкой
касания измерительного стержня (механического плеча). Операция
юстировки заключается в регулировании указанного расстояния
путем перемещения опоры с зеркалом с помощью специального
юстировочного винта. При показаниях шкалы, превышающих раз-
мер концевой меры, механическое плечо (расстояние) увеличивается,
и наоборот, при показаниях шкалы менее размера концевой меры —
уменьшается.
Устранение нестабильности показаний.
Требуемая стабильность показаний характеризуется для трубки
оптиметра допустимыми отклонениями в пределах 0,2 мк. Поверку
производят многократным перемещением в крайнее положение
(10—15 раз) наконечника при измерении концевой меры какого-
либо размера. При нестабильности показаний, характеризуемой
отклонениями свыше 0,2 мк, трубка подвергается разборке, устра-
няются недостатки в подвижных деталях трубки (измерительный
штифт, оправа зеркала и др.), а затем осуществляется повторная
сборка. В случае необходимости производят замену отдельных.
335
^механических деталей, например, штифта. Основными причинами
нестабильности показаний являются: отсутствие плавного переме-
щения измерительного стержня (штифта) в отверстии втулки как
следствие неудовлетворительной посадки и недостаточной чистоты
сопрягаемых поверхностей, нестабильность контакта оправы зеркала
с опорными шариками по причине недостаточной чистоты поверх-
ностей в месте контакта деталей.
Обеспечение нормального измеритель-
ного усилия. Измерительное усилие трубки оптиметра должно
быть 200 + 20 г. Фактические значения измерительного усилия
определяются характеристиками спиральных пружин (на чертеже
не показаны) и величинами их натяжения при установке концов
пружин на штифтах оправы зеркала и винтах втулки. При сборке
трубки необходимо обеспечить постановку двух пружин с одинако-
выми характеристиками и с одинаковым натяжением. Значительное
влияние на постоянство измерительного усилия оказывает число
витков пружины. При прочих одинаковых параметрах технической
-характеристики пружины с большим числом витков на протяжении
всего интервала измерения создают более стабильное измеритель-
-ное усилие.
Измерительное усилие трубки опгиметра проверяют на цифер-
блатных весах. Поверку производят при трех положениях шкалы:
+ 100: 0; —100 мк. Поверйа выполняется на весах с хорошей
чувствительностью. В случае неудовлетворительных результатов
поверки регулируется натяжение пружин. При значительном
-переходе величины измерительного усилия за допустимое значение
производят замену пружин.
Юстировка перемещения шкалы. Шкала в край-
них положениях не должна уходить из поля зрения. При свободном
положении измерительного стержня или его перемещении в крайнее
•положение видимая крайняя часть шкалы должна иметь не менее
15—20 делений.
Ход шкалы зависит от угла поворота зеркала, который, в свою
•очередь, связан с ходом измерительного стержня. Величина хода
и конечные положения измерительного стержня регулируются
упорными кольцами, находящимися на стержне.
Таким образом, в результате перемещения упорных колец дости-
гается ограничение поворота зеркала и требуемая часть шкалы
остается в поле зрения при крайних положениях измерительного
стержня.
Параллакс является результатом отклонений окулярной
головки или объектива от нормального положения, из-за чего
нельзя четко видеть шкалу, находящуюся вне фокальной плоско-
сти объектива, одновременно с указателем. Для выявления наличия
или отсутствия параллакса в поле зрения вводят шкалу, установив
окуляр по глазу. Затем рассматривают шкалу с разных сторон
ст оси окуляра. При этом не должно наблюдаться смещения
указателя относительно штрихов шкалы; указатель и шкала должны
быть одинаково резко видными.
336
Параллакс устраняется путем перемещения окуляра или объек-
тива в направлении их осей. Точная фиксация их положения дости-
гается прокладными кольцами. Таким образом, за счет подбора про-
кладного кольца надлежащей высоты достигается правильная уста-
новка окуляра или объектива. Существенное значение при этом
имеет параллельность торцов прокладного кольца. При отклонении
от параллельности торцов кольца свыше 0,005 мм наблюдается
неодинаковая величина параллакса на разных участках шкалы,
а также возникает неодинаковая резкость шкалы в поле зрения.
Окуляр для установки по глазу поворачивается на некоторый
угол вокруг своей оси. Подвижное резьбовое сопряжение окуляра
должно быть выполнено без ощутимых зазоров и одновременно
ход должен быть достаточно плавным. При сборке окуляра после
притирки резьбы и промывки деталей производится смазка резьбо-
вых элементов сопрягаемых деталей окуляра.
Основными юстировочными операциями узла стойка гори-
зонтального оптиметра (фиг. 306) являются:
1) устранение отклонений от прямолинейности хода при подъеме
стола;
2) предупреждение неточности установки на ноль при действии
эксцентриком;
3) предупреждение смещения осей отверстий для крепления
трубки оптиметра и трубки пиноли;
4) обеспечение плавности закрепления кронштейнов на валу;
5) предупреждение отклонений в установке шкалы на ноль при
центрировании наконечников;
6) предупреждение значительного радиального зазора измери-
тельного стержня в пинольной трубке;
7) предупреждение значительного осевого перемещения изме-
рительного стержня в пинольной трубке;
8) юстировка механизма осевого перемещения стержня пиноли;
9) устранение влияния ошибки от поворота стола на точность
установки шкалы на ноль;
10) обеспечение прямолинейности поперечного перемещения
стола;
И) регулировка механизма поперечного перемещения стола;
12) юстировка приспособлений для внутренних измерений.
Содержание и порядок выполнения юстировочных операций
узла стойка горизонтального оптиметра (фиг. 306) заключаются
в следующем.
Устранение отклонений от прямолиней-
ности хода при подъеме стола. Поверка прямо-
линейности хода стола производится с помощью специальной по-
верочной плитки размером 12 х 80 X 90 мм. Отклонения от пло-
скостности и параллельности доведенных поверхностей плитки не
должны превышать 0,1 мк.
Операция поверки выполняется следующим образом. Установив
сферические наконечники, центрируют их, руководствуясь макси-
мальным показанием шкалы. Отведя кронштейны 10 (фиг. 306),
22 Ведмидский 2 337
на’ стол 5 устанавливают поверочную плитку и закрепляют ее
струбцинкой. Измерительные наконечники приводят в контакт
с плиткой приблизительно посредине ее рабочей поверхности, а
кронштейны зажимают винтами. Затем микровинтом 3 устанавли-
вают шкалу приблизительно на ноль и зажимают трубку пиноли.
Покачивая головку эксцентрика 8 и поворачивая стол за рукоятку 7
попеременно в одну и другую сторону, находят минимальное пока-
зание по шкале. Следя за показаниями шкалы, поднимают и опу-
скают основной стол при помощи маховичка 9. Изменения показа-
ний шкалы не должны превышать 0,2 мк. Одновременно поверяют
также наличие зазора при повороте верхнего стола и плавность
хода при подъеме основного стола. Для этого основной стол с неболь-
шим усилием поворачивают в обе стороны на весьма незначитель-
ный угол. Изменение показания шкалы не должно превышать
указанного допуска.
Перемещение стола в вертикальном направлении должно про-
исходить плавно, без задержек. Отклонение от прямолинейности
при вертикальном перемещении стола возникает вследствие зна-
чительного зазора между шпонкой и шпоночной канавкой. При
сборке шпонка должна быть тщательно пригнана с обеспечением
одновременно надлежащей плавности перемещения деталей подвиж-
ного сопряжения. Существенное значение для плавности переме-
щения стола имеет также точное зацепление зубьев рейки и шестерни,
которое должно быть обеспечено при сборке узла. Подвижные эле-
менты сопряжений смазываются, благодаря чему облегчается пере-
мещение стола.
Предупреждение неточности установки
на ноль при действии эксцентриком. Точность
нулевой установки шкалы при действии эксцентриком контролируют
при помощи поверочной плитки или концевой меры. Для этого
устанавливают плитку и производят необходимые перемещения
эксцентриком; разность между наибольшим и наименьшим показа-
ниями шкалы при этом не должна превышать 0,2 мк. Нестабильность
показаний при действии эксцентриком вызывается значительными
зазорами в сопряжениях деталей эксцентрикового механизма
(эксцентрика, оси его и вилки). Поэтому при сборке необходимо
подобрать детали друг к другу и обеспечить тщательную пригонку
их путем доводки-притирки.
Предупреждение смещения осей отвер-
стий для крепления трубки оптиметра и
трубки пиноли. Для поверки плоские наконечники уста-
навливают на измерительных стержнях трубки оптиметра и трубки
пиноли, затем приводят их в контакт и регулируют на параллель-
ность. Величина радиального смещения наконечников не должна
превышать 0,5 мм. Для предупреждения значительного смещения
осей отверстий для трубок оптиметра и пиноли необходимо обеспе-
чить точное положение и точную обработку отверстий в кронштей-
нах, а также тщательную сборку кронштейнов на поддерживающей
оправке и точную пригонку направляющих шпонок.
338
Обеспечение плавности закрепления
кронштейнов на поддерживающей оправке
(вал у)1. Плоские наконечники приводят в соприкосновение друг
с другом при незакрепленных на оправке кронштейнах. Затем с по-
мощью винтов закрепляют кронштейны и следят за показаниями
шкалы. Изменение показаний шкалы не должно быть более
0,03 мм.
Значительные отклонения показаний шкалы возникают вслед-
ствие повышенных зазоров в сопряжении оправка — кронштейн,
а также вследствие дефектов винтового зажимного устройства крон-
штейна. При сборке необходимо подобрать кронштейны по оправке
для обеспечения оптимальной подвижной посадки и одновременно
отрегулировать зажимные устройства.
Прямолинейность направляющей оправки в собранном приборе
проверяется косвенным способом с помощью ножевидных наконеч-
ников диаметром 9—10 мм. Для этого установленные измерительные
наконечники подвергаются регулировке на параллельность. Затем
кронштейны перемещают в стороны и параллельность наконечников
поверяют по концевой мере размером 100 мм 3-го разряда. По-
верку производят дважды — при горизонтальном и вертикальном
положениях измерительных поверхностей (ребер). Отклонение от
параллельности не должно превышать 0,3 мк.
Предупреждение отклонений в установке
шкалы на ноль при центрировании нако-
нечников. Для выявления указанной неточности устанавли-
вают плоские наконечники, которые затем приводят в контакт и
регулируют на параллельность. Регулировка -и установка наконеч-
ников на параллельность должна происходить без затруднений.
Разность в показаниях шкалы оптиметра не должна превышать
0,3 мк.
Для предупреждения недопустимых отклонений в установке
шкалы на ноль при центрировании наконечников необходимо в про-
цессе сборки пинольной трубки обеспечить оптимальные зазоры
в сопряжениях центрального стержня с другими деталями, а также
надлежащий подбор и установку радиальных пружин и юстировоч-
ных винтов.
Предупреждение значительного радиального зазора измеритель-
ного стержня в пинольной трубке осуществляется путем точного
изготовления и контроля размеров сопрягаемых деталей, а также
тщательным подбором деталей в процессе сборки и регулировкой
их положения.
Определение влияния величины радиального зазора на точность
показаний шкалы оптиметра выполняют с помощью плоских наконеч-
ников. Установку оптиметра производят по концевой мере какого-
либо размера. Затем измерительный стержень пинольной трубки
нажимают сбоку пальцем и следят за показаниями шкалы. Измене-
1 Горизонтальную поддерживающую оправку оптиметра (для кронштейнов)
в ряде случаев называют валом, что нельзя признать правильным. Прим. авт.
* 333
ние показаний шкалы не должно превышать 0,5 мк с возвращением
ее в исходное положение.
Предупреждение значительного осевого перемещения стержня
в пинольной трубке выполняется путем точного изготовления стержня
и установки осевой пружины с надлежащей характеристикой при
сборке пинольной трубки.
Юстировка механизма осевого перемеще-
ния стержня пиноли. Основными способами обеспече-
ния правильной работы механизма осевого перемещения измеритель-
ного стержня пинольной трубки является точное изготовление и
сборка деталей, в особенности микрометрических винта и гайки,
а также зажимного устройства.
Для поверки правильности действия механизма осевого пере-
мещения стержня устанавливают измерительные наконечники, кото-
рые затем приводят в контакт. Вращением головки микрометриче-
ского винта вводят шкалу в поле зрения, а затем закрепляют зажим-
ным устройством основной стержень. Изменение показаний по
шкале не должно быть выше 0,5 мк. Перемещение шкалы при пря-
мом и обратном вращении микрометрического винта должно быть
плавным.
Устранение влияния ошибки от поворота
стола на точность установки шкалы на ноль.
Для поверки поворота стола и выявления этой ошибки устанавли-
вают сферические наконечники. Наконечник пинольной трубки
центрируют с помощью юстировочных винтов относительно наконеч-
ника трубки оптиметра. Отведя кронштейны, на стол устанавливают
поверочную плитку на подкладке и закрепляют их струбциной.
Затем измерительные наконечники приводят в контакт с плиткой.
Поворачивая стол в разные стороны на небольшой угол (за
рукоятку 7, см. фиг. 306), добиваются минимальных значений пока-
заний. Вариация значений показаний должна быть не выше 0,2 мк.
Превышение указанной величины характеризует наличие недопу-
стимых зазоров в собранных деталях стола, которые устраняются
регулировкой положения или заменой сопрягаемых деталей.
Обеспечение прямолинейности попереч-
ного перемещения стола достигается точной обработ-
кой сопряжения в виде ласточкина хвоста. Окончательная обработка
заключается в доводке с контролем плоскостей с помощью лекаль-
ной линейки. В собранном виде одновременна с предыдущей повер-
кой осуществляется поверка прямолинейности поперечного пере-
мещения стола. Для этого поверочную плитку, установленную на
столе, перемещают с помощью головки 6 (фиг. 306) в поперечном
направлении. При этом наблюдают за шкалой трубки оптиметра.
Перемещение стола должно происходить плавно, и изменение пока-
заний шкалы не должно превышать 0,2 мк.
Регулировка механизма поперечного пере-
мещения стола заключается в обеспечении точного поло-
жения зубчатой рейки на подвижной части стола и точного поло-
жения шестерни относительно зубчатой рейки.
340
Юстировка приспособлений для внутрен-
них измерений должна обеспечивать точность установки
шкалы на ноль и стабильность показаний при арретировании дуг.
При первой обычной поверке по контрольному кольцу допускае-
мое отклонение—0,3 мк и при второй в результате многократ-
ного перемещения в крайнее положение дуги (пять-десять раз) допу-
скаемое отклонение 1,0 мк.
Предупреждение недопустимых отклонений достигается путем
точного изготовления деталей и точной сборки приспособлений для
внутренних измерений. При этом существенное значение имеет
чувствительность при повороте дуг в скобах, чистота опорных по-
верхностей и оптимальное натяжение пружины.
При выполнении юстировочных операций общим положением
является следующее.
После установления величины и характера ошибки какого-либо
узла оптиметра и сопоставления ее с допустимым отклонением по
«Нормам точности» в случаях превышения ошибки выше допустимой
величины часто выявляется необходимость неполной или полной
разборки данного узла. В случае необходимости полной разборки
прибора с • целью устранения обнаруженных отклонений следует
осуществлять ее по отдельным узлам. Окончательная (повторная)
сборка прибора обычно, так же как и предварительная, выполняется
в соответствии с запроектированным технологическим процессом
сборки.
Инструментальный микроскоп (фиг. 308) состоит из следующих
основных узлов: стола и его микрометрических узлов, бабки с цен-
трами, стойки (колонки), тубуса главного микроскопа, штриховой
окулярной головки, револьверной головки, тубуса нижнего осве-
щения.
Целесообразное деление микроскопа на отдельные узлы обусло-
вливает снижение времени на сборку и юстировку прибора. Боль-
шое значение имеет также использование различных типов конструк-
тивно-технологических компенсаторов в конструкции инструмен-
тального микроскопа.
Характерными юстировочными операциями одного из основных
узлов —стола инструментального микроскопа (фиг. 308) являются:
1) обеспечение прямолинейности хода продольных и поперечных
салазок;
2) устранение отклонений от перпендикулярности в направле-
ниях движения продольных и поперечных салазок;
2) устранение ошибок измерений при работе с плоско-парал-
лельными концевыми, мерами;
4) юстировка микрометрических узлов.
Содержание и порядок выполнения юстировочных операций
стола инструментального микроскопа заключаются в следующем.
Обеспечение прямолинейности хода про-
дольных и поперечных салазок. Поверка прямо-
линейности хода продольных и поперечных салазок производится
с помощью аттестованной лекальной линейки или угольника. На
34-1
столе микроскопа устанавливают лекальную линейку или лекальный
угольник так, чтобы направления его рабочих ребер соответствовали
Фиг. 308. Инструментальный микроскоп:
1 — станина; 2 — стол; 3 — стекло; 4 — продольные
салазки; 5 — микрометрические винты; 6 — попереч-
ные салазки: 7 — масштабные гильзы; 8 — барабаны;
9 — направляющие; 10 — стержень со сферическим
торцом; /7 — упор; /2— амортизатор; 13 — зубчатая
рейка; 14 — микрометрический винт для поворота
стола; 15 — тубус; 16 — объектив: 17 - кронштейн;
18 — стойка; 19 — головка с накаткой; 20 — винт:
21 — штриховая головка; 22 — отсчетный микроскоп;
23 — винты: 24 — осветительная система; 25 — окуляр;
26 и 27 — сепараторы с шариками; 28 — планки;
29 - колонка; 30 — кольцо; 31 — верхняя плнта;
32 — винты; 33 — кольцо: 34 - передняя крышка;
35 — задняя крышка: 35 — пружина; 37 — гайка;
38 — ось; 39 — вииты; 40 — основание колонки.
в направлениях движени
направлениям хода продоль-
ных и поперечных салазок.
Штрих сетки совмещают с
изображением ребра линейки.
Перемещая стол на 75 мм в
продольном и на 25 мм в по-
перечном направлениях, сле-
дят в окуляр за положением
ребра относительно креста.
Заметное смещение ребра от-
носительно точки пересечения
штрихов не допускается. От-
клонение от прямолинейности
хода продольных салазок на
длине 75 мм и поперечных
салазок на длине 25 мм не
должно превышать 0,003 мм.
Прямолинейность хода
салазок зависит от точности
обработки направляющих по-
верхностей, точности изгото-
вления шариков, а также
точности сборки узла. Рабо-
чая поверхность направляю-
щих должна быть тщательно
обработана путем точного
шлифования и доводки. При
сборке и юстировке должно
быть устранено влияние за-
зоров между шариками и на-
правля’ющими. Для регули-
ровки плавности хода салазок
и устранения зазоров в кон-
струкции данного узла преду-
смотрены юстировочные вин-
ты (на фиг. 308 не показаны).
Устранением зазоров дости-
гается в ряде случаев над-
лежащая прямолинейность и
плавность хода продольных и
поперечных салазок.
Устранение от-
клонений от пер-
ле н д и к у л яркости
й продольных и по-
перечных салазок. Поверка производится по аттесто-
ванному лекальному угольнику, первое рабочее ребро кодо-
342
рого располагается в направлении хода продольных салазок.
Второе ребро угольника при крайнем поперечном положении
стола совмещают с поперечной штриховой линией оптической сетки.
Затем, перемещая стол в поперечном направлении на 25 мм, т. е.
из одного крайнего положения в другое, наблюдают в окуляр поло-
жение ребра угольника относительно штриховой линии сетки. При
отсутствии отклонения от перпендикулярности изображение ребра
угольника-будет совпадать со штриховой линией. При обнаружении
отклонения производят отсчет величины поперечного перемещения
угольника и величины смещения ребра относительно штриха. Отно-
шение величины указанного смещения к величине поперечного
перемещения (25 мм) представляет собой тангенс угла, на который
имеет место отклонение от перпендикулярности.
Отклонение от перпендикулярности в направлениях движений
продольных и поперечных салазок инструментального микроскопа
не должно превышать Г, или 0,007 мм на длине 25 мм и 0,022 мм
на длине 75 мм.
Отклонение от перпендикулярности в направлениях движений
продольных и поперечных салазок возникает в связи с отклонениями
в размерах и положении отдельных элементов направляющих,
а также по причине отклонений во взаимном положении направляю-
щих планок. Устранение отклонения от перпендикулярности в про-
цессе сборки и юстировки выполняют следующим образом.
Разбирают поперечные салазки, для того чтобы снять верхнюю
плиту, после чего их вновь устанавливают на место. Затем осуще-
ствляют регулировку положения направляющих планок поперечных
салазок с помощью юстировочных винтов. При этом, пользуясь
лекальным угольником, достигают перпендикулярности в направле-
ниях движений поперечных и продольных салазок. Направляющие
планки окончательно фиксируют крепежными винтами.
Устранение ошибок измерений при работе
с плоско-параллельными концевыми
мерами. При измерениях на инструментальном микроскопе
деталей длиной более 25 мм, а также при измерениях с исключением
влияния ошибки шага микрометрического винта применяют конце-
вые меры, которые устанавливают на предусмотренную для этого
площадку между стержнем со сферическим торцом 10 (фиг. 308)
и призматическим упором 11. Значительные отклонения в данном
случае могут возникнуть по причинам недостаточной отделки рабо-
чих поверхностей стержня и упора, а также отклонения от перпен-
дикулярности рабочей поверхности упора по отношению к напра-
влению движения продольных салазок. При измерениях деталей
по концевым мерам указанные отклонения не должны превышать
0,002 мм. Поверка точности приспособления микроскопа для изме-
рения по концевым мерам выполняется следующим образом.
На столе микроскопа устанавливают пластину, на которой нане-
сены два штриха на расстоянии 50 мм. Расстояние между штрихами
пластины должно быть аттестовано с точностью не ниже
+ 0,001 мм.
343
Пластину выравнивают по длинному штриху, нанесенному в напра-
влении, перпендикулярном к основным поперечным штрихам.
Один из поперечных штрихов пластины совмещается с точкой
пересечения штрихов микроскопа, и выполняется отсчет по барабану
микрометрического винта продольных салазок.
Далее между сферической рабочей поверхностью стержня 10 и
поверхностью упора 11 устанавливается концевая мера размером
50 мм и осуществляется второй отсчет по барабану. Разность между
размером, полученным в результате отсчетов по барабану с исполь-
зованием концевой меры и расстоянием между штрихами пластины,
не должна превышать 0,002 мм.
Если отклонение больше указанной величины, то производят
замену, перестановку упора или доводку его рабочей поверхности
с целью устранения перекоса.
Юстировка микрометрических узлов.
Точность микрометрического узла инструментального микроскопа за-
висит главным образом от точности изготовления микрометрического
винта и гайки, барабана, а также от качества сборки узла. Наиболее
важным является при обработке резьбы микрометрических винта
и гайки соблюдение заданного шага. В собранном узле отклонения
в шаге микрометрических винтов не должны превышать ±0,003 мм.
Поверку микрометрических винтов производят по специальной
контрольной шкале длиной 25 мм. Пластину со шкалой устанавли-
вают на столе прибора и выравнивают соответственно направлению
перемещения салазок по длинному штриху, нанесенному в напра-
влении оси шкалы. Интервалы между поперечными штрихами шкалы
должны составлять 1 мм. На одном участке шкалы длиной 1 мм
интервалы между штрихами должны быть 0,1 мм. Отклонения шкалы
при поверке микрометрических винтов учитываются. Поверка
микрометрических винтов производится через 1 мм, а на одном из
оборотов —через 0,1 мм.
В случае неудовлетворительных результатов поверки выяс-
няются причины и производится их устранение. Например, при
несовпадении направлений перемещения микрометрического винта
и салазок ошибки в результате сопоставления отсчитанных значе-
ний и значений по контрольной шкале часто имеют систематический
характер. Путем устранения перекоса микрометрического узла
устраняются указанные ошибки.
Микрометрический узел при необходимости подвергается раз-
борке, промывке и сборке вновь. В этом случае устраняются дефекты
резьбы, например, в микрометрической гайке с помощью калибро-
вочного метчика.
Юстировка бабки с центрами (фиг. 309) разде-
ляется на следующие основные операции:
1) обеспечение соосности центров;
2) обеспечение параллельности линии центров плоскости движе-
ния продольных салазок;
3) предупреждение смещения оси центров бабки относительно
оси поворота стойки (колонки).
344
Фиг. 309. Поверка бабки с центрами.
Для гарантии точного положения центров необходимо 6 процессе
механической обработки бабки обеспечить соблюдение размеров И
соосное расположение базовых Поверхностей, а также параллель-
ность их общей оси нижней опорной Поверхности бабки. Внутрен-
няя Плоскость упорного буртйка должна быть перпендикулярна оси
бабки. При изготовлений центров должна быть выдержана соосность
цилиндрического и конического элементов, а также прямолинейность
их образующих. При установке центров в бабку должно быть обес-
печено правильное соосное расположение их.
Обеспечение соосности центров. На стол
микроскопа устанавливают бабку с центрами, закрепляя ее винтами.
В центрах устанавливают конт-
рольный валик, по которому выве-
ряется ось центров параллельно
направлению продольного движе-
ния салазок. Затем валик снимают
и штрихи окулярной сетки, нахо-
дящиеся под углом 60°, совмеща-
ют с конусом одного из центров и
производят первый отсчет по ба-
рабану поперечного микрометриче-
ского винта. Далее штрихи сет-
ки совмещают с конусом второго
центра по его образующей и производят второй отсчет по тому же
барабану. Разность отсчетов не должна превышать 0,01 мм. Указан-
ная поверка осуществляется при двух положениях центров: при
расстоянии между центрами, равном 20 мм, и расстоянии, равном
75 мм.
Одновременно поверяется прямолинейность образующих кону-
сов и состояние их вершин. Отклонения от прямолинейности обра-
зующих конусов не должны быть более 0,005—0,01 мм.
В случае неудовлетворительных результатов поверки центры
микроскопа подвергаются исправлению путем шлифования и доводки
или заменяются другими.
Обеспечение параллельности линии цен-
тров плоскости движения продольных сала-
зок. Для осуществления поверки параллельности линии цен-
тров плоскости движения продольных салазок бабку располагают
на столе. В центры бабки устанавливают контрольный валик. Инди-
катор, укрепленный в державке, подводят к одному из концов валика
(фиг. 309), и, перемещая стол, подводят под индикатор второй конец
валика.
Разность показаний индикатора не должна превышать 0,03 мм
на длине 100 мм. Отклонения выше допустимых возникают вслед-
ствие значительных отклонений от параллельности оси валика опор-
ной плоскости бабки, а также отклонений в размерах и геометриче-
ской форме центров.
Предупреждение смещения оси центров бабки
относительно оси поворота стойки. Ось центров
345
и ось поворота стойки 18 (фиг. 308) должны находиться в одной
горизонтальной плоскости.
Допустимые отклонения по вертикали + 0,02 мм. Несоблюдение
этого требования может вызвать значительные ошибки при измере-
ниях деталей с наклонным положением стойки микроскопа.
Для поверки в центрах бабки устанавливают контрольный
валик с пластинкой или крестом, который находится в плоскости
оси центров. Затем при среднем перпендикулярном положении стойки
резко фокусируют крест валика. При наклоне стойки (колонки)
в ту и другую сторону от вертикального нулевого положения изо-
бражение креста не должно смещаться относительно первоначаль-
ного положения более чем па двойную ширину риски штриховой
окулярной сетки.
Смещение плоскости центров бабки относительно оси поворота
стойки микроскопа предупреждается путем соблюдения точности
размеров деталей, входящих в размерную цепь, а также путем тща-
тельной сборки узлов микроскопа.
Тубус 15 и кронштейн 17 (фиг. 308) являются базовыми
деталями одного из важнейших узлов инструментального микро-
скопа. Характерными юстировочными операциями для данного
узла являются:
1) устранение отклонения от перпендикулярности оптической
оси к плоскости стола;
2) обеспечение плавного перемещения тубуса по направляющим
кронштейна и кронштейна по направляющим стойки.
Порядок выполнения и содержание юстировочных операций
тубуса микроскопа с кронштейном заключается в следующем.
Устранение отклонения от перпендику-
лярности оптической оси к плоскости стола.
Для выполнения поверки перпендикулярности оптической оси
к плоскости стола микроскопа необходимы две плитки со штрихами
из набора принадлежностей к концевым мерам. Эти плитки прити-
раются друг к другу так, чтобы обеспечить ступенчатое расположе-
ние поверхностей со штрихами и расстояние между поверхностями
5 + 0,1 мм. После этого блок плиток устанавливают на стол микро-
скопа, располагая его так, чтобы штрихи были параллельны напра-
влению перемещения стола. Затем совмещают штрих одной из
плиток со штрихом окулярной сетки и производят первый отчет
по барабану микрометрического винта. Переместив стол, совмещают
штрих второй плитки со штрихом окулярной сетки, соответственно
изменяя фокусировку при визировании, и производят второй отсчет.
Полученное значение размера не должно отличаться от фактического
значения размера между штрихами плиток более чем на 0,007 мм.
Поверку производят при положении плиток параллельно продоль-
ному и затем поперечному ходу салазок. Рассмотренная поверка
может быть также произведена ступенчатой плиткой, на рабочих
плоскостях которой параллельно друг другу нанесены два штриха.
Чтобы определить, какой из элементов узла вызывает отклонение
от перпендикулярности оптической оси к плоскости стола при фоку-
346
сировке, вначале тубус 15 (фиг. 308) перемещают с помощью головки
с накаткой 19, оставляя неподвижным кронштейн 17. Затем крон-
штейн с тубусом совместно перемещают по направляющим стойки 18.
Устранение отклонений от перпендикулярности достигается путем
правильного положения сопрягаемых деталей и корректируется
пригонкой и точной фиксацией поперечной шпонкой положения крон-
штейна и тубуса.
Обеспечение плавного перемещения ту-
буса по направляющим кронштейна и крон-
штейна по направляющим стойки. Указанные
требования в основном должны быть обеспечены в процессе сборки
инструментального микроскопа.
Поверку плавности перемещения тубуса и кронштейна по
направляющим производят от руки. Для установления отсутствия
недопустимых зазоров (качки) используется лекальный угольник.
Угольник устанавливают на столе, затем ребро его совмещают со
штрихом окулярной сетки. Закрепляя и отпуская зажимное устрой-
ство кронштейна, следят в окуляр за положением штриха окулярной
сетки относительно ребра угольника. Смещение штриха относительно
ребра угольника не должно превышать 0,01 мм.
Зазоры уменьшаются путем регулировки винтами клина в сопря-
жении салазок кронштейна и направляющих стойки.
Неплавный ход может возникнуть при отклонениях от параллель-
ности направляющих поверхностей подвижных сопряжений, при
отклонениях чистоты поверхностей от оптимальной и при неудовле-
творительной смазке поверхностей. Устранение указанных недо-
статков обеспечивает плавное перемещение тубуса по направляющим
кронштейна и последнего по направляющим стойки.
Юстировка штриховой головки разделяется на
следующие операции:
1) обеспечение параллельности штрихов окулярной сетки про-
дольному ходу салазок; допустимые отклонения Г;
2) обеспечение совпадения оси вращения штриховой окулярной
сетки с точкой пересечения штрихов; допустимые отклонения
0,001 мм',
3) обеспечение совпадения центра делений градусной шкалы
(лимба) с осью вращения окулярной сетки; допустимые отклонения Г;
4) обеспечение стабильности показаний штриховой головки
микроскопа;
5) обеспечение надлежащего положения отсчетного микроскопа
штриховой головки; допустимые отклонения в пределах ширины
штриха.
Оптическая система инструментального микроскопа, а также
других оптико-механических приборов, должна подвергаться тща-
тельной юстировке. Точность работы микроскопа во многом зависит
от правильного процесса сборки и юстировки его. Расстояния,
определяющие положение деталей оптической системы, являются
лишь номинальными благодаря большим допускам, с которыми
изготовлены оптические детали. Таким образом, после сборки
347
прибора, имеющего в фокальной плоскости сетку, в ряде случаев
Необходимо перемещать либо объектив, либо сетку, для того чтобы
штрихи сетки оказались в главной фокальной плоскости объектива.
Для компенсации ощибок в размерах оптических и металличе-
ских деталей в конструкции микроскопа предусмотрены различные
устройства, дающие возможность радиального перемещения штри-
ховой сетки и угломерного лимба. Также имеется возможность
осевого перемещения объектива и корректирования Положения дру-
гих частей.
При юстировке всего прибора или некоторых узлов его рекомен-
дуется соблюдать определенную последовательность юстировочных
операций. Это необходимо для того, чтобы юстировкой последую-
щего элемента не нарушить правильность положения отъюстирован-
ной ранее части прибора.
Контроль и испытание приборов
Контроль и испытание готовых приборов в зависимости от их
типа, конструкции, размеров и требуемой точности осуществляется
различными способами. Контроль приборов выполняется в контроль-
ных пунктах (или в лабораториях) заводского отдела технического
контроля, ведомственного инспектора-приемщика или государ-
ственного инспектора —госповерителя Комитета по делам мер й
измерительных приборов.
Контрольная приемка и испытание прибора являются по суще-
ству завершающими операциями его изготовления, подтвер-
ждающими его надлежащее качество, которое обычно фиксируется
в специальных документах, прилагаемых к прибору — свидетельствах,
аттестатах и т. п. Ведомственная приемка осуществляется специально
уполномоченным лицом —техническим инспектором, который
обычно действует от имени заказчика — организации, эксплуати-
рующей приборы данного типа. Объем заводской контрольной
приемки в указанных случаях, а также программа испытаний раз-
рабатываются и утверждаются в соответствии с действующими ГОСТ,
техническими условиями, ведомственными техническими условиями
или двусторонне согласованными и утвержденными техническими
условиями заказчика и завода-изготовителя. Место испытаний
устанавливается или на заводе—в специальных лабораториях,
или вне завода —в эксплуатационных условиях.
Качество поверенного и испытанного прибора обычно удосто-
веряется путем клеймения и подписи аттестата или свидетельства
контролером или инспектором, а также начальником ОТК завода.
Контрольно-измерительные приборы и меры, применяемые во
всех отраслях народного хозяйства СССР, после изготовления,сборки
и юстировки подвергаются обязательной Государственной поверке
и клеймению госповерителями. Указанный порядок установлен
правительством СССР в целях сохранения единства мер, полного
единообразия, верности и правильного применения мер и контрольно-
измерительных приборов во всех отраслях народного хозяйства
СССР.
348
Номенклатурный перечень мер и контрольно-измерительных
приборов, подлежащих обязательной государственной поверке и
клеймению, включает следующие группы1:
1) меры длины штриховые и концевые;
2) приборы и инструменты для измерения размеров в машино-
строении;
3) меры и приборы для измерения углов;
4) приборы для контроля плоскостности и качества поверхности;
5) приборы для измерения длины и площадей (планиметры и т. п.).
Измерительные лаборатории и контрольно-поверочные пункты
на предприятиях, изготовляющих приборы,, подлежат обязатель-
ной регистрации в местных органах Комитета по делам мер и изме-
рительных приборов. Аналогичное требование также установлено
в отношении измерительных лабораторий и контрольно-поверочных
пунктов предприятий, учреждений и организаций, осуществля-
ющих поверки ремонтируемых и эксплуатируемых приборов.
Уполномоченные Комитета в соответствии с действующими
правилами об организации и проведении поверки мер и контрольно-
измерительных приборов выдают по установленной Комитетом форме
также разрешение на право поверки мер и указанных приборов
предприятиями. Уполномоченные проверяют состояние образцовых
мер и контрольно-измерительных приборов, а также выполняют ряд
других функций, направленных к обеспечению необходимых метро,
логических характеристик и высокого качества изготовляемых при-
боров (см. «Правила 12—42 об организации и проведении поверки
мер и измерительных приборов Комитета по делам мер и изме-
рительных приборов»).
Изготовленные на заводе приборы в дальнейшем поступают
в эксплуатацию. Условия эксплуатации приборов могут быть весьма
разнообразны и зависят от целого ряда факторов.
Приборы лабораторного типа обычно устанавливаются в сухом
помещении и эксплуатируются весьма часто в условиях поддер-
жания постоянной температуры (около 20°) и влажности воздуха
не выше 50 —60%.
Приборы, используемые на открытом воздухе, наоборот, часто
воспринимают резкие изменения температуры (летняя жара и зим-
ние морозы), действие атмосферных осадков (дождь, туман), вибра-
ции и т. д. Некоторые оптико-механические приборы эксплуати-
руются в полевых условиях под открытым небом, например, геоде-
зические приборы, приборы, установленные на объектах вооружения
и т. п.
Приборы производственного назначения, т. е. для контроля
технологических процессов, подвергаются в условиях эксплуата-
ции самым разнообразным воздействиям, например, измерительные
приборы в машиностроении — действию охлаждающей жидкости,
1 Здесь приведены только основные группы измерительных приборов и
инструментов, применяемых в машиностроении.
349
приборы для измерения температуры — значительному нагреву,
динамометры и приборы для испытаний материалов —значительным
механическим нагрузкам.
При всех указанных условиях эксплуатации приборы должны
действовать вполне исправно. С этой целью приборы подвергаются
испытанию или на заводе в искусственно создаваемых неблагоприят-
ных условиях, или в эксплуатации (служебного использо-
вания).
Виды испытаний, порядок и длительность их устанавливаются
в инструкциях и технических условиях на приемку для каждого
типа приборов в зависимости от их назначения.
Технология сборки миниметров
Спецификация деталей широкошкального миниметра конструк-
ции Ленинградского инструментального завода состоит из 60 наиме-
нований. Для обеспечения надлежащего качества сборки, а также
сокращения длительности сборочного процесса детали миниметра
в конструктивно-технологическом отношении объединены в пять
групп; в состав некоторых групп входят подгруппы (см.
фиг. 256).
Технология сборки миниметра разделяется на технологию пред-
варительной сборки, представленную в табл. 35, и технологию окон-
чательной сборки, представленную в табл. 36. В процессе предва-
рительной сборки осуществляется соединение отдельных деталей
в подгруппы (подузлы), а затем подгрупп в группы (узлы). Одно-
временно здесь производится выполнение некоторых операций меха-
нической обработки, разбраковка призм на группы по размерам
и комплектование их. В процессе окончательной сборки выполняется
соединение отдельных узлов, регулирование указателей, регули-
рование деталей механизма миниметра, установка постоянной шкалы,
передней крышки, наконечника и хомутика.
Регулировка, юстировка и окончательный контроль миниметров
выполняются в соответствии с требованиями действующего ГССТ
и инструкции 46-41 Комитета по делам мер и измерительных
приборов.
Стрелка при любом положении миниметра должна передвигаться
совершенно свободно, без заедания и, не задевая другие детали
миниметра, возвращаться в исходное положение вне шкалы слева.
Перемещение стрелки обеспечивается в плоскости, параллельной
плоскости шкалы; расстояние стрелки от шкалы должно быть не
более 0,5 мм.
Определение измерительного усилия производится на цифер-
блатных весах при трех положениях стрелки: вначале, посредине
и в конце шкалы.
Измерительное усилие миниметров должно быть не более 400 г;
колебание измерительного усилия одного миниметра не должно
превышать 100 г.
350
Таблица 35
Технология предварительной сборки миниметра ЛИЗ
(см. схему сборочных элементов — фиг. 256)
№ опера- ции по пор. Краткое содержание операций Применяемые оборудование и инструмент
Группа № 1— крышки миниметра (фиг. ЗЮ)
1 Разборка крышек после растачивания Верстак и отвертка
Постановка в задней крышке (дет. 1) пружины и за крепление ее винтом То же
2 Установка указателен: 1. Вставить правый и левый указатели (дет. 6 п 7) в паз задней крышки 2. Ввернуть винты (дет. 3), предварительно подло- жив шайбы (дет. 4), в ползуны (дет. 5) право- го и левого указателей 3. Вложить ключ (дет. 66) и вставить задвижку (дет. 2)
3 Зачистка окна и приклейка стекла (дет. 18). Привер- тывание трех пружинок к крышке тремя винтами
4 Предварительное скрепление передней крышки с зад- ней (дет. 17 и 1) двумя винтами (дет. 10) Группа №2 - призмы со стрелкой (фиг. 3116) Подгруппа № 2—1 держатель и стрелка (фиг. 3116)
1 Соединение держателя (дет. 52) со стрелкой (дет. 53) Верстак
и обжатие последней (фиг. 311а) Подгруппа № 2—2 — призмы и штамп
1, 2 Разбраковка больших (дет. 33) и мальце (дет. 39) призм на группы по размерам
3 Комплектование призм Сборка подгрупп № 2—1 и 2—2, а также деталей в группу (узел) № 2 (фиг. 3116)
1 Постановка четырех штифтов (дет. 63) в большую Верстак, сбо-
призму (дет. 33) рочный ин- струмент
2 Прикрепление к большой призме с помощью двух винтов (дет. 38) левой щечки (дет. 35) и двух поя- сков (дет. 37) с одного конца То же
3 Посадка на выступающие концы штифтов балансира (дет. 36)
351
Фиг. 310. Крышки миниметра в собранном виде
(группа № 1).
Фиг. 311а. Со-
единение держа-
теля со стрел-
кой.
/w детали с.6-1 Кол.
33 бмыиая призма 1
34 Правая щечка 1
35 Левая щечка 1
36 балансир 1
31 ПОЯСОК г
3g Винт 0
39 Малая призма 1
40 Винт г
41 Шпилька 1
54 Винт г
63 Штифт 4
зя
63
54
4/ 40 35
Фиг. 3116. Группа (узел) № 2 -
призмы, со стрелкой.
352
Продолжение табл. 35
№ опера- ции по пор. Краткое содержание операций Применяемое оборудование и инструмент
4 5 6 7 Прикрепление к большой призме с помощью двух винтов (дет. 38) правой щечки (дет. 34) и двух поя- сков (дет. 37) с другого конца Установка в паз большой призмы и закрепление вин- . тами (дет. 40) малой призмы (дет. 39) Прикрепление держателя (подгруппы № 2—1) к щеч- кам (дет. 34 и 35) с помощью двух винтов (дет. 54) Ввинчивание в левую щечку (дет. 35) шпильки (дет. 41) Верстак, сбо- рочный ин- струмент То же
1 2 3 Группа № 3 — корпус с измерительным стержнем и ножами Подгруппа № 3—1 — к о р п у с (фиг. 312а) Запрессовка в корпус (дет. 24) втулки (дет. 25) Растачивание средней части отверстия во втулке до диаметра 6,5 мм Развертывание отверстия во втулке до диаметра б+0,013 Токарный станок
1 2 3 4 5 Подгруппа № 3—2 — измерительный стержень (фиг. 3126) Ввертывание винта (дет. 41) в корпус (дет. 24) Подбор измерительного стержня (дет. 26) по отверстию втулки Доводка грани квадрата стержня (дет. 26) по пазу корпуса (дет. 24) Ввертывание ограничительного винта (дет. 27) и сто- порение его крепежным винтом (дет. 12) Установка в корпусе пластинки (дет. 29), насадка на стержень пружины (дет. 30), втулки (дет. 31) и сто- порение последней с помощью винта (дет. 12) Притир Отвертка
1 2 Подгруппа №33- верхний нож с державкой (фиг. 312в) Ввертывание резьбовой втулки (дет. 45) в державку (дет. 43) и навертывание гайки (дет. 46) Установка верхнего ножа (де г. 44) и закрепление его винтом (дет. 47)
1 Сборка подгрупп № 3—1, 3—2, 3—3 и деталей 42, 49, 51 в группу (у з е л № 3) (фиг. 313) * Установка упорного ножа (дет. 42) в центровое от- верстие стержня (дет. 26)
* На фиг. 313, в отличие от фиг. 312, показан другой вариант конструк- ции корпуса миниметра с двумя короткими втулками для направления . измерительного стержня.
23 Ведмндский 2
353
Продолжение табл. 35
№ опера- ции по . пор. Краткое содержание операций Применяемое оборудование и инструмент
2 Установка узла — призмы со стрелкой (группа № 2) на упорный нож (дет. 42)
3 Установка верхнего ножа с державкой (подгруппа № 3—3) в паз корпуса (подгруппа № 3—2) и закре- пление державки двумя винтами (дет. 5/)
4 Установка пружины (дет. 44) на шпильках (дет. 41)
5 Регулирование плавности хода механизма
_ 6 Соединение узла № 3 с трубкой (дет. 50)
Группа. № 4 — хомутик с отводкой (фиг. 314а и 3146)
Подгруппа № 4—1 —хомутик (фиг. 314а)
1 Разгибка хомутика (дет. 55-1)
2 Сварка хомутика с планкой (дет. 55-2) Аппарат точечной сварки
3 Предварительное калибрование кольца Пресс со штампом
4 Сверление, развертывание и нарезание резьбы в от- верстиях, а также удаление заусенцев Сверлильный станок
5 Окончательное калибрование кольца Пресс со штампом
6 Оксидирование деталей
Сборка подгруппы 4-1 и деталей в группу №4 (фиг. 3146)
1 Сборка с хомутиком отводки (дет. 57) и запрессовка оси отводки (дет. 58)
2 Ввертывание винта (дет. 56) Отвертка
Группа № 5 — наконечник (фиг. 315)
1 Вкладывание шарика (дет. 61) в отверстие корпуса наконечника (дет. 60) и закрепление его упорным винтом (дет. 62)
2 Ввертывание крепежного винта (дет. 65) в корпус наконечника (дет. 60)
354
Фиг. 312a. Корпус с запрессованной втулкой.
/уо Детали СБЗ-2 Кол.
12 Винт 2
26 Изм. стержень 1
27 Винт 1
29 Пластинка 1
30 Пружина 1
31 Втулка 1
91 Винт 1
СБЗ-1 1
Л/-° Детали063~3 Кол
43 Державка 1
44 Верхний нож 1
45 Втулка 1
45 Гайка 1
97 Винт 1
Фиг. 312в. Верхний нож
Фиг. 3126. Корпус с измерительным
стержнем.
355
Фиг. 313. Группа (узел)
№ 3 — корпус со стерж-
нем и ножами в собран-
ном виде с группой № 2.
Фиг. 314а. Соединение
хомутика с планкой.
Фиг. 3146. Группа (узел) № 4 — хомутик
с отводкой.
№ Детали Кол
60 Корпус наконечника 1
61 Шарик 1
62 Упорный бинт 1
65 Крепежный Синт 1
Фиг. 315. Группа(узел) № 5 —
наконечник с шариком.
356
Таблица 36
Технология окончательной сборки и регулировки миниметра
№ опера-
ции по
пор.
Краткое содержание операций
Применяемое
оборудование
и инструмент
1 Регулирование указателей (фиг. 310):
2
3
4
5
6
7
1. Вывернуть два винта (дет. 10) и снять перед-
нюю крышку (дет. 17)
I 2. Установить контрольную шкалу, привернув ее
двумя винтами (дет. 14)
3. Отрегулировать ход указателей параллельно
шкале на расстоянии 0,5 мм от шкалы
Соединение трубки (дет. 50) с задней крышкой (дет. 1)
с помощью винта
Регулирование механизма:
1. Отрегулировать ход стрелки параллельно шка-
ле и закрепить винтом
2. Отрегулировать, передвижением малой призмы
(дет. 3Q) и верхнего ножа (дет. 44) механизм
миниметра так, чтобы погрешности показаний
не превышали установленных величин
3. Отрегулировать измерительное усилие в соот-
ветствий с требуемой величиной
Установка постоянной шкалы
Окраска стрелки и указателей в красный цвет
Установка и закрепление передней крышки, наконеч-
ника и хомутика (фиг. 316)
Упаковка миниметра
Верстак,
отвертка
То же
Верстак,
плоско-парал-
лельные кон-
цевые меры
Весы
357
Поверка точности показаний миниметров производится в нормаль-
ной стойке со столиком по плоско-параллельным концевым мерам
длины. Классы точности и разряды концевых мер, применяемых для
поверки, указаны в инструкции 46-41 Комитета мер. Поверка точ-
ности показаний прибора производится на каждом пятом делении
шкалы, считая от среднего штриха вправо и влево. Операция поверки
выполняется как без перемещения в крайнее положение измеритель-
ного стержня, так и с перемещением его. Поверка миниметра с пере-
мещением в крайнее положение измерительного стержня осуще-
ствляется по тем же концевым мерам.
Погрешности показаний миниметров при поверке от нулевого
(среднего) штриха не должны превышать:
Цена деления ми- ниметра в мм. - . 0,001 0,002 0,005 0,01
Допустимая по- грешность в мм . . ± 0,0005 ±0,001 ±0,002 ±0,0025
Результаты поверки оформляются аттестатом установленной
формы.
Окончательно собранные и подвергнутые антикоррозионной
обработке миниметры упаковывают в специальные футляры, в кото-
рые также укладывают наконечники с плоской и сферической изме-
рительным поверхностями, хомутик с отводкой и аттестат.
ЛИТЕРАТУРА
1. ЯхинА. Б., Малов А. Н., Мата л и н А. А. и Каше-
паваМ. Я., Технология точного приборостроения, под. ред. проф. Яхина А. Б.,
Оборонгиз, 1949.
2. ЯхинА. Б., Технология точного приборостроения, Оборонгиз, 1940.
3. Ведмидский А. М., Технология производства измерительных при-
боров, ч. 1, Машгиз, 1950.
4. Соколовский А. П., Курс технологии машиностроения, Машгиз,
ч. 1, 1947, ч. 2, 1949.
5. Б а л а к ш и и Б. С., Технология станкостроения, 2-е переработан-
ное издание, Машгиз, 1949.
6. Министерство станкостроения СССР—Станкинпром, «Справочник инстру-
ментальщика», т. 2, ч. 2, коллектив авторов — Ведмидский А. М., Шегал М. Я.,
Лесин И. А., Эрвайс А. В., и Владиславлев В. С.— под общей редакцией доц.
Ведмидского А. М., Машгиз, 1949.
7. Энциклопедический справочник «Машиностроение», тт. 5, 6 и 7, Машгиз,
1947—1948.
8. Ведмидский А. М., Технологические приспособления, необходи-
мые для ведущих операций при изготовлении измерительных средств, Станкин
и НИБВ МСС, 1948.
9. Г о р о ш к и н А. К-, Приспособления для станков, справочник,
Машгиз, 1950.
10. Болотин X. Л., Костромин Ф. П., Конструирование ста-
ночных приспособлений, Машгиз, 1951.
11. М а т а л и н А. А., Конструкторские и технологические базы, Машгиз,
1947.
12. Справочная книга оптико-механика, ч. 2, под ред. проф. Титова Л. Г.
ОНТИ, 1937.
13. Л е р м а н С. Д., Оптик-механнк по сборке и ремонту оптико-мехаии-
ческих приборов, Трудрезервиздат, 1948.
14. Ш е г а л М. Я., Доводка измерительного инструмента, Машгиз, 1947.
15. Топорков Н. К-, Механизация лекальных работ, Машгиз, 1948.
16. Александров И. Е., Расчет инструмента и приспособлений для
обработки оптических деталей, Машгиз, 1950.
17. Т о л ч е н о в Т. В., Техническое нормирование станочных н сле-
сарно-сборочных работ, Машгиз, 1950.
18. Научно-исследовательское бюро технических нормативов МСС, спра-
вочники нормировщика и справочники по режимам резания, Машгиз, 1949—
1952.
19. Научно-исследовательское бюро взаимозаменяемости МСС (НИБВ
МСС). Типовые технологические процессы на изготовление измерительных
инструментов.
1д4?20. Труды Ленинградского института точной механики и оптики (ЛИТМО).
21. Соболев Н. П., Разметочно-сверлильные станки и работа на них,
Машгиз, 1947.
22. К р у г е р М. Я. и К У л и ж н о в Б. М., Конструирование оптико-
механических приборов, Машгиз, 1948.
359
23. Бородачев Н. А., Анализ качества и точности производства,
Машгиз, 1946.
24. Новиков М. П., Конструирование сборочных приспособлений,
Машгиз, 1948.
25. Коммерприбор, Контроль средств измерения размеров в машино-
строении, Металлургиздат, 1948.
26. Смирнов В. А., Солодов М. И., Холодная обработка опти-
ческого стекла, Машгиз, 1949.
27. Справочник по военной оптике, под ред. акад. С. И. Вавилова и проф.
М. В. Савостьяновой, ОГИЗ, 1945.
28. Феодосьев В. И., Упругие элементы точного приборостроения,
Оборонгиз, 1949.
29. Маликов Л. М., Основы конструирования измерительных при-
боров, Машгиз, 1950.
30. Новиков М. П., Сборка машин и механизмов, ,Машгиз, 1951.
31. Апарин Г. А. и Г о р о д е ц к и. и И. Е., Допуски и технические
измерения, Машгиз, 1950.
32. Рабинович И. А., Методы работы знатных стахановцев Москов-
ского завода шлифовальных станков, Машгиз, 1951.
33. Э р в а й с А. В., Юстировка и ремонт оптиметров, Машгиз, 1948.
34. Э р в а й с А. В., Ремонт и юстировка инструментальных микроско-
пов, Машгиз, 1948.
35. Э р в а й с А. В., Юстировка и ремонт универсальных микроскопов,
Машгиз, 1949.
36. С и в а й А. В., Обработка фасонных поверхностей на металлорежущих
станках, Машгиз, 1948.
37. ЧехматаевД. П., Технология контрольно-измерительного инстру-
мента и измерительных приборов, ОНТИ, 1938.
38.. Честнов А. Л., Технология изготовления измерительных инстру-
ментов и приборов, Машгиз, 1952.
39. Прогрессивная технология приборостроения, сборник 1, Технология
характерных деталей приборов, под ред. канд. техн, наук А. Н. Гаврилова,
Машгиз, 1951.
40. Точность механической обработки и пути ее повышения, под ред. Д-ра
техн, наук проф. Соколовского, Машгиз, 1951.
41. Головин Г. М. и Пешков Е. О., Специальные станки в при-
боростроении, Машгиз, 1952.
42. Белецкий Е. А. и Харченко К- С., Оптические профиле-
шлифовальные станки, Машгиз, 1951.
43. Научно-исследовательское бюро технических нормативов (НИБТН)
МСС, Нормативы подготовительно-заключительного и вспомогательного вре-
мени для механических цехов, Машгиз, 1952.
44. НИБТН МСС, Справочник по режимам резания для работы на автома-
тах, полуавтоматах, револьверных и многорезцовых токарных автоматах, Маш-
гиз, 1952.
45. НИБТН МСС, Режимы резания при обработке инструментальных ста-
лей, Машгиз, 1952.
46. НИБТН МСС, Режимы скоростного резания металлов, ч. 1 и 2, Маш-
гиз, 1951—1952.
47. Статьи в журнале «Станки и инструмент», 1941 —1952.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ......................................... 3
РАЗДЕЛ I. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
ИНСТРУМЕНТОВ •
1. Технология произиодства проверочных плнт ц линеек................ 5
Основные требования, предъявляемые к разметочным и провероч-
ным плитам ...................................................... 5
Технология производства проверочных плнт........................ 6
Характеристика требований, предъявляемых к проверочным линей-
кам ......................................................... 10
Методы обработки проверочных лииее <.......................... 10
2. Технология производства измерительных плиток.................... 14
Основные требования, предъявляемые к плоско-параллельным кон-
цевым мерам.................................................. 14
Технология производства плосьо-параллельных концевых мер .... 15
Применение станков для доводки концевых мер . . . . . . 18
Особенности изготовления концевых мер свыше 100 мм............. 20
Изготовление угловых мер (плиток).......................... . 20
3. Технология производства калибров для гладких изделий . . . 23
Изготовление гладких калибров-пробок........................... 23
Изготовление проволочек для измерения среднего диаметра резьбы 28
Изготовление штихмасов......................................... 31
Приспособление для шлифования торцов штихмасов................. 32
Технология изготовления калибров-скоб . . 34
Изготовление контрольных колец для разверток............. - 38
Изготовление установочных колец для пневматических измеритель-
ных приборов .................................................. 39
Технология оснащения калибр .в твердыми сплавами............... 40
4. Технология производства гладких конических калибров............. 42
Изготовление конических калибров-пробок . 42
Изготовление конических калибров-втулок ...................... 44
5. Технология производства резьбовых калибров.................... 46
Основные положения............................................ 46
Технологический процесс изготовления резьбовых пробок .... 46
Предварительные операции и нарезание резьбы . ......... 48
Окончательные операции, шлифование и доводка резьбы .... 49
Пооперационные припуски, допуски и размеру................... 51
Технологический процесс изготовления резьбовых колец . 53
Обработка заготовки н нарезание резьбы............... ... 54
Окончательная обработка — шлифование и доводка .... 56
Особенности изготовления регулируемых резьбовых колец ... 56
Припуски, допуски и пооперационные размеры................... 57
361
Изготовление резьбовых калибров малых размеров.................. 57
Изготовление калибров для конических резьб..................... 60
Изготовление конических резьбовых пробок..................... 60
Изготовление конических резьбовых колец............... . . 62
И (готовленне основных деталей резьбовых скоб ... . ... 63
6. Технология производства шлицевых калибров....................... 64
Основные положения......................................... . 64
Изготовление шлицевых калибров-пробок........................... 64
Универсальное приспособление для профильной заправки шлифо-
вального круга............................................... 70
Изготовление сборных шлицевых калиброн-пробок................... 72
Изготовление шлицевых калибров-колец.................... .... 74
Изготовление спиральных шлицевых калибров-пробок ...... 77
7. Технология изготовления профильных калибров...................... 79
Общая характеристика способов обработки профильных калибров . 79
Методы ручной обработки профильных калибров..................... 80
Методы механизированной обработки профильных калибров ... 83
Шлифование прямолинейных участков профиля.................. . . 84
Шлифование участков профиля, очерченных дугами окружностей . 88
Шлифование профильных калибров при помощи, универсальных
приспособлений................................................. 97
Устройство и применение универсального приспособления
конструкции М. И. Адрианова................................ 97
Универсальное приспособление конструкции Д. С. Семенова . 100
Шл ифование профильных калибров на специальных станках .... 101
Шлифование профиля калибров на оптическом профильно-шли-
фовальном станке с экраном и проектором.................... 101
Профильное шлифование калибров на оптическом станке с
пантографом................................................ 103
Профильное шлифование калибров на копировальном станке . 104
РАЗДЕЛ II. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И СБОРКИ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
1. Технология обработки осей, валиков и шпинделей ......... 107
Основные положения..........• '..................•............. 107
Технология изготовления осей и валиков малых размеров ..... 108
Технология изготовления осей и валиков средних размеров .... 115
Технология изготовления осей и валов больших размеров.......... 118
Технология изготовления измерительных стержней и шпинделей . . 119
2, Технология обработки втулок и дискол....................... . 123
Основные положения и требования . ................... 123
Технология изготовления втулок ................................ 126
Согласование технологических требований с конструктивными при
обработке втулок............................................ 131
Методы чистовой обработки отверстий втулок.................... 135
Обработка конических отверстий . .. . ’...................... 137
Технология обработки дисков ........ ................... . . 138
3. Технология обработки ’лимбов и’ барабанов .............- . . . . 141
Основные положения............................................. 141
Технологический процесс обработки лимбов и барабанов ..... 142
Изготовление контрольных и точных делительных дисков........... 145
Изготовление тонких отсчетных дисков и пластинок............... 146
362
4. Технология изготовления эксцентриков........................... М7'
Основные схемы обработки эксцентриков........................ 147
Приспособления для обработки эксцентриков ............. .... 152
- 5. Технология изготовления кулачков............................. 154
Методы получения профильных поверхностей на кулачках .... 154
Окончательная обработка профильных поверхностей кулачков . . . 160
<>. Технология изготовления зубчатых колес и реек.................. 162
Основные положения............................................ 162
Технология обработки мелю’Модульных зубчатых колес............ 166
Примеры технологии обработки мелкомодульных зубчатых колес . 171
Изготовление зубчатых колес путем штамповки, волочения и литья
под давлением........................................... ... 173
Изготовление мелкомодульных зубчатых реек..................... 173
Изготовление зубчатых колес из прутков................... . 174
Технология изготовления цилиндрических зубчатых колес средних
размеров..................................................... 176
Технология изготовления конических зубчатых колес ........ . . 179
Изготовление червяков и червячных колес....................... 180
J. Технология изготовления винтов и гаек...................«... 182
Основные положения.......................................... 182
Изготовление винтов на автоматах ......................... . 182
Методы изготовления гаек ..................................... 186
Изготовление ходовых винтов и корректирующих линеек........... 188
8. Технология изготовления пружин и стрелок ..................... 192
Основные положения............................................ 192
Технология изготовления винтовых пружин ...................... 192
Технология изготовления спиральных пружин малых размеров (во-
лосков) ..................................................... 196
Изготовление тонких витых лент................................ 197
Изготовление мембран.................... ..................... 200
Изготовление сильфонов •..................................... 201
Изготовление прямых и изогнутых листовых пружин............... 204
Изготовление стрелок и указателей............................. 204
51. Технология изготовления платинок .... •.........................206
Основные положения и характеристика обработки платинок .... 206
Методы образования и обработки точно расположенных отверстий 207
Координатный метод обработки отверстий........................ 213
Сверление наклонных отверстий................................ 218
Координатное шлифование отверстий............................. 219
10. Обработка корпусных деталей и деталей сложной конфигурации . 220
Основные положения........................................... 220
Основные технологические схемы обработки станин и корпусных
деталей .........................'........................... 222
Обработка поверхностей деталей сложной конфигурации ..... 225
Обработка основных и вспомогательных отверстий............... 232
11 I’схнологня изготовления оптических деталей .......... 235
Разрезание стекла на заготовки ............................... 235
Прессованные заготовки оптических деталей . .................. 236
Фрезерование стекла........................................... 237
Сверление стекла ........................................... 238
Технологический процесс обработки линз........................ 238
Технологический процесс обработки призм ...................... 251
363
Серебрение и алюминирование зеркал и призм........... ... 254
Склеивание оптических деталей .............................. 256
Изготовление пробных стекол................................ 257
Изготовление плоских стеклянных пластин..................... 259
Изготовление плоско-параллельных стеклянных пластинок . . 261
Методы изготовления сеток . ............................. 262
Чистка оптических деталей................................... 264
Просветление оптических деталей........................... 265
Соединение оптических деталей с механическими.......... ... 266
12. Основы технологии сборки приборов............ . . . ... 1268
Основные понятия и положения .... .......... ..... 268
Организация сборочных процессов............................ 271
Поточная сборка............................. . . 273
Экономика сборки.................. ... . . . 273
Принципы сборки точных приборов ..... 275
Оборудование сборочных цехов и участков .... • . 277
Подготовка деталей к сборке............................... 278
Сборка деталей с неподвижными неразборными соединениями . . . 279
Выполнение неподвижных соединений путем сварки . •......... 279
Выполнение неподвижных соединений путем пайки.............. 284
Выполнение неподвижных соединений расклепыванием и разваль-
цовыванием ................................................ 288
Получение неподвижных соединений заформовкой и с помощью
замазки . ....................................... 296-
Соединение деталей склеиванием.............- . .......... 292
Сборка деталей с разборными соединениями . . .... 294
Технологические операции сборки .................. .... 294
Обработка отверстий, и постановка втулок....... ... 298
Выполнение неподвижных разборных соединений . . 301
Выполнение винтовых соединений . . ............ 306
Сборка типовых узлов приборов.......... ... 310
Сборка подшипников .... . -........................... 316
Сборка зубчатых передач................. . . ............• ^13
Сборка узлов с направляющими для прямолинейного движения . 315-
Механизация сборочных процессов........................... • 317
Инструменты и приспособления для сборки.................... 321
Контроль деталей и узлов в процессе сборки.............. ... 327
Регулировка и юстировка приборов............................. 328
Контроль и испытание приборов ~ ................ 348
Технология сборки миниметров .............................. 356
Литература............................. ... ... 359
Технический редактор А. И- Тихонов Корректор Д С Новикова
Сдало и производство 2/1 1953 г. Подписано к печати 11ZIV 1953 г. Т-03323
Тираж 8000 экэ. Печ. л. 23 (1 вкл.) Уч.-изд. л. 25,3. Бум. л. 11,3. Формат 60Х90/1д. Заказ Н 2
1-я типография Машгиза, Ленинград, ул- Моисеенко, 10