ШЛИЦЕВЫЕ КАЛИБРЫ (ПРОБКИ И ВТУЛКИ)

Общие сведения. Шлицевые втулки по конструкции делятся на два вида: с открытыми шлицами (коронки) и с глухими шли­цами, когда шлицы находятся внутри втулки. По профилю шли­цевые калибры (как пробки, так и втулки), применяемые в про­изводстве автомобилей, тракторов и других машин, можно под­разделить на пять видов:

1) калибры цилиндрические, шлицы прямые с параллельны­ми боковыми сторонами (фиг. 98);

2) калибры цилиндрические, шлицы имеют угловой профиль (фиг. 100);

3) калибры конусные, шлицы имеют угловой профиль (фиг 104);

4) шлицы имеют специальный профиль (фиг. 105);

5) шлицы имеют эвольвентный профиль.

Шлицевые калибровые пробки всех видов (за исключением эвольвентных) шлифуются на плоскошлифовальных станках в делительных приспособлениях (фиг. 7 и 8)[31]. У шлицевых ка­либровых втулок с внутренним диаметром более 25 мм профиль пазов шлифуется на плоскошлифовалыюм станке с помощью специального приспособления (фиг. 9, а также 106), а у шлице­вых втулок с. внутренним диаметром менее 25 мм профиль пазов не шлифуется; технология изготовления таких втулок будет опи­сана ниже.

Технология изготовления шлицевых пробок состоит из сле­дующих операций:

1. Отрезка заготовки с припуском на токарную обработку (с учетом длины и диаметра).

2. Токарная обработка с припуском на шлифование (по дли­не— 0,5—0,7 мм, по наружному диаметру — 0,5—0,7 мм, в зави­симости от размеров пробки).

3. Фрезерование пазов с припуском на шлифование шлиц 0,5 мм.

4. Фрезерование лыски для маркировки на накатанной части ручки.

5. Зачистка заусенцев.

6. Маркирование (указывается номер чертежа калибра и но­мер изделия, которое проверяется этим калибром).

7. Термообработка (на твердость Мс=60—62).

8. Зачистка центровых углублений. Эта операция производит­ся на вертикально-сверлильном станке абразивным кружком диаметром 10—12 мм, который точно заправлен под угол 60Г| и закреплен в шпинделе станка. На столе станка закреплен центр, на который насаживается один конец калибра. При зачи­стке второго конца калибр слегка поворачивается левой рукой, а правой рукой абразивный кружок прижимается к центровому углублению. В качестве смазки применяется машинное масло. Зачистке центровых углублений нужно уделять большое внима­ние, так как они являются базой при шлифовании наружной по­верхности и боковых сторон шлиц[32].

и задняя бабки.

11. Шлифование шлиц. Оно производится на плоскошлифо­вальном станке (фиг. 2) в делительном приспособлении (фиг. 7).

12. Технический контроль. Ширину шлиц измеряют микромет­ром или пассаметром, а расположение шлиц проверяют на опти­ческой делительной головке.

На шлицевых калибрах второго и третьего типа с угловым профилем шлиц, последние не фрезеруются, а прорезаются на плоскошлифовальном станке после термообработки.

Переходим к более подробному описанию операции шлифова­ния шлиц[33].

Шлифование профиля шлицевых пробок. Эта операция про­изводится на плоскошлифовальном станке в делительном приспо­соблении (фиг. 7); для заправки профиля на шлифовальном кру­ге применяется приспособление (фиг. 22).

Рассмотрим в качестве примера шлифование шлиц калибро­вой пробки, показанной на фиг. 98.

Необходимо, чтобы ось профиля шлифовального круга лежа­ла точно по оси центров, в которых закрепляется пробка при шлифовании. Это условие автоматически обеспечивается в том случае, если ширина основания делительного приспособления и ширина заправочного приспособления одинаковы и оба эти приспособления ставятся на магнитную плиту вплотную к про­дольному упору. В случае неодинаковой ширины этих приспо­соблений следует учесть разность размеров и компенсировать ее за счет установки между продольным упором и заправочным нли делительным приспособлением мерной прокладки, ширина которой равна разности половин ширины оснований этих приспо­соблений.

Шлифовальный круг шириной 8 мм предварительно обди­рается вручную карборундом и окончательно заправляется с по­мощью приспособления (фиг. 22). Круг должен иметь симмет-

360°

ричный профиль с углом при вершине — — = 36°, так как на пробке 10 шлиц.

Способ настройки и установки приспособления для заправки подобного профиля в общих чертах был описан выше.

Схема для подсчета необходимых дополнительных размеров показана на фиг. 98, внизу. При продолжении боковых сторон АВ и CD впадины они пересекутся в точке М, лежащей на вер­тикальной оси О А — Стороны АВ и CD образуют между собой

ОМ = MN.. ctg-J^® • 3,0777 = 10,76мм. 2 2

Настройка приспособления (фиг. 22) производится следую­щим образом. Суппорт 3 настраиваем по микрометру на размер 75—19,9=55,1 мм (где 19,9—радиус окружности впадин), затем между поперечным упором и основанием приспособления поме­щаем прокладку шириной 10,76 мм, устанавливаем приспособ­ление на магнитную плиту вплотную к прокладке и продольному упору, включаем магнит и приступаем к заправке шлифоваль­ного круга.

После заправки дуги R= 19,9 мм, не изменяя положения сто­ла станка, переходим к заправке боковых сторон под углом 18° (фиг. 99). Выключив магнит, снимаем прокладку, устанавли­ваем основание приспособления вплотную к поперечному и про­дольному упорам и настраиваем суппорт по микрометру на раз­мер 75 мм, т. е. на нулевое положение — острие алмаза возвра-

6,995 ~т

Фиг. 98. Цилиндрический калибр с шлицами прямоугольного профиля.

ОМ = MNt. ctg—• 3,0777 = 10,76мм.

Настройка приспособления (фиг. 22) производится следую­щим образом. Суппорт 3 настраиваем по микрометру на размер 75—19,9 = 55,1 мм (где 19,9—радиус окружности впадин), затем между поперечным упором и основанием приспособления поме­щаем прокладку шириной 10,76 мм, устанавливаем приспособ­ление на магнитную плиту вплотную к прокладке и продольному упору, включаем магнит и приступаем к заправке шлифоваль­ного круга.

После заправки дуги R= 19,9 мм, не изменяя положения сто­ла станка, переходим к заправке боковых сторон под углом 18° (фиг. 99). Выключив магнит, снимаем прокладку, устанавли­ваем основание приспособления вплотную к поперечному и про­дольному упорам и настраиваем суппорт по микрометру на раз­мер 75 мм, т. е. на нулевое положение — острие алмаза возвра-

^акіся в точку О. Включив магнит, поворачиваем каретку 2 против часовой стрелки на угол 90е*—18°=72°, вынимаем оба фиксирующих штифта 8, левой рукой медленно опускаем круг, л правой перемещаем суппорт с алмазом, осуществляя таким путем заправку правой боковой стороны круга. После этого поворачиваем каретку 2 по часовой стрелке на угол 72° и за­правляем левую боковую сторону круга.

Для заправки профиля круга при шлифовании шлицевых пробок на автозаводе широко применяется другой способ, раз­работанный лекальщиком А. Я — Пешковым. Заправка осуществ­ляется также с помощью приспособления (фиг. 22).

Этот способ состоит в том, что сначала заправляются обе боковые стороны круга под углами а=18°, причем острие алмаза

CF

смещается от нулевого положения на расстояние СЕ=—-—,

где CF — ширина шлица (фиг. 98, внизу), т. е. суппорт 3 при-

6,995

способления настраивается на размер 75—СЕ—75— —-—=

= 71,503 мм (по микрометру). Поочередная заправка боковых сторон производится несколько раз, пока ширина горизонталь ного участка BD (см. фиг. 99), остающегося на периферии кру­га, не достигнет размера, равного требуемой ширине впадины на калибре минус 1—1,2 мм. Постепенное уменьшение ширины участка BD достигается в результате врезания алмаза в круг путем перемещения стола станка в продольном направлении.

После того как достигнута нужная ширина участка BD, не изменяя положения стола станка, суппорт 3 приспособления на-

39 8

страивают на размер 75—^=75—19,9=55,10 мм (где R= ——

внутренний радиус калибра) и производят заправку участка BD по дуге. При этом врезание алмаза в шлифовальный круг осуществляется только путем вертикальной подачи шпиндельной головки станка.

После заправки шлифовального круга снимаем приспособле­ние, на его место вплотную к продольному упору устанавливаем делительное приспособление, в котором закреплен шлицевый ка­либр, и приступаем к шлифованию шлиц.

Многолетней практикой установлено, что при внимательной работе описанный способ заправки круга обеспечивает высокую точность как размеров шлиц (ширины), так и профиля впа­дины (углы и радиусы).

Шлифование профиля впадин цилиндрических калибров с угловыми шлицами (фиг. 100). Процесс шлифования профиля пробок с угловыми шлицами ничем не отличается от описанного в предыдущем примере; имеется разница только в заправке шли­фовального круга. Последнюю можно производить двумя спо­собами.

Первый способ аналогичен описанному ранее, но поскольку площадки на профиле впадины имеют весьма незначительную ширину, периферия круга не заправляется по окружности. Если же подобные калибры изготовляются систематически, то для заправки шлифовальных кругов могут применяться специальные призмы 1 (фиг. 101) с углом, соответствующим профилю впадины на калибре; ширина основания призмы А равна ши­рине основания делительного приспособления, благодаря чему обеспечивается совпадение вершины круга с осью шлифуемого калибра. Призма 1 устанавливается на магнитную плиту 3 вплотную к продольному упору 4. На призму помещается дер­жавка с алмазом 2, и при ее перемещении по призме произво­дится заправка круга; предварительно круг обдирается карбо­рундом[34].

Шлифование таких калибров производится в делительных

Шлифование профиля впадин конусных пробок с угловыми шлицами. После термической обработки у пробок шлифуется торец и коническая поверхность с припуском на доводку (0,015 мм). При проверке размеров пробка ставится торцом на поверочную пли­ту, к двум диаметрально противоположным сторонам прижимаются ролики, и мик­рометром измеряется соот­ветствующий диаметр (раз­мер 42,89 на фиг. 104).

Угол конуса проверяется на синусной линейке, как пока­зано иафиг. 240.

Шлифование впадин производится так же, как и на цилин­дрических калибрах с угловыми шлицами. Магнитную плиту не­обходимо повернуть на угол конуса 1°37’39"; для осуществления такого поворота с левой стороны плиты имеется шарнир, а с правой — паз и винт для закрепления плиты в нужном положе­нии (фиг. 103)[35]. Поворот магнитной плиты производится сле­дующим образом: на плиту помещается синусная линейка, установленная под углом 1°37’39", а затем плита поворачивает­ся на шарнире так, чтобы плоскость синусной линейки заняла горизонтальное положение; горизонтальность этой плоскости проверяется посредством индикатора, прикрепленного к штан — генрейсмассу, установленному на суппорте станка.

Заправка шлифовального круга под углом 80° производится с помощью приспособления (фиг. 22). Оно устанавливается на магнитную плиту, повернутую на заданный угол, вплотную к продольному упору; каретка 2 поворачивается на угол 90ч—

— =50° (по часовой стрелке — для заправки левой стороны 2

круга, и против часовой стрелки — для заправки правой сторо­ны). При этом острие алмаза должно располагаться на уровне оси шпинделя станка. После заправки круга устанавливается делительное приспособление и производится шлифование впа­дин.

Проверка размеров впадин осуществляется микрометром с помощью двух шариков; при этом пробка ставится торцом на

поверочную плиту. Правильность расположения шлиц по шагу проверяется на оптической делительной головке, а конусность— на синусной линейке.

Таким способом на плоскошлифовальном станке с высокой точностью шлифуются долбякн с мелким модулем для обработ­ки зубчатых колес, реек и т. п. изделий.

Технология изготовления шлицевых калибровых втулок. Большой интерес представляет технология изготовления про фильных калибров с «глухими» внутренними шлицами. Обра­ботка профиля впадин вручную являлась весьма трудоемкой и, вследствие большой точности размеров, требовала очень высо­кой квалификации лекальщиков. Кроме того, деформации вту­лок при термообработке чрезвычайно затрудняли доводку про­филя: иногда втулки «раздувались» так, что не оставалось при­пуска на доводку, а иногда, наоборот, сжимались и на доводку приходилось расходовать очень много времени; часто после тер­мообработки получался окончательный брак.

В настоящее время на автозаводе все калибры с внутренни­ми шлицами при диаметре 25 мм и более, независимо от слож­ности профиля, шлифуются на плоскошлифовальном станке с помощью специального приспособления.

В качестве примера рассмотрим технологию изготовления калибров с внутренними шлицами, показанных на фиг. 105.

Заготовка из стали У10А обтачивается с оставлением при­пуска (0,5 мм) на шлифование по внутреннему и наружному диаметрам и по длине. Затем производится долбление впадин; эта операция выполняется в делительной головке, причем остав­ляется припуск на последующее шлифование впадин (1 мм на размер по роликам).

После снятия фасок, закругления острых кромок и клеймения калибр направляется в термический цех.

После термообработки сначала шлифуется на оправке на­ружная поверхность до диаметра 80~о, и мм. Размер 0:£О~°’Ш мм должен быть выполнен точно, так как наружная поверхность является базой для установки калибра в специальной оправке при шлифовании профиля впадин. За ту же установку шлифу­ются торцы, чтобы обеспечить их перпендикулярность к оси отверстий. Затем шлифуются отверстия 0 39,5+а№ мм и 0 45,10+ОО2мм—последнее с припуском 0,02 мм на доводку; окон­чательная доводка отверстия производится на доводочном стан­ке с помощью чугунного притира.

Впадины шлиц шлифуются на плоскошлифовальном станке в делительном приспособлении (фиг. 8); задняя бабка снимает­ся, а на шпиндель передней бабки насаживается оправка с внут­ренним отверстием 080_0’01 мм (в соответствии с наружным диаметром шлифуемого калибра).

На цилиндрическую часть шпиндельной головки станка наса­живается специальное приспособление, описанное выше (фиг. 9). На нем закрепляется шлифовальный круг твердостью САІ1, зер­нистостью 100—120, на керамической связке. Калибр устанавли­вается в отверстии оправки и закрепляется тремя вин­тами; правильность установки проверяется с помощью ин­дикатора по торцу калибра и по поверхности отверстия 0

39,5 мм.

Заправка профиля шлифовального круга производится по­средством приспособления (фиг. 22—23) описанным выше спо­собом. В данном случае необходимо из прямоугольного треуголь­ника МАВ определить вспомогательный размер ВЛ1 (фиг. 105);

2 8

ВМ = АВ • ctg а = — j — . ctg 14°30′ = 1,4 • 3,8667 = 5,41 мм.

Этот размер необходим для настройки приспособления при заправке угловых участков профиля круга.

Установив суппорт 3 приспособления на размер 75—ВМ = =75—5,41=69,59 мм, производим заправку периферии круга, затем возвращаем суппорт в нулевое положение (размер по микрометру 75 мм), вынимаем фиксирующие штифты 8 и поворачиваем каретку 2 на угол 90°—14о30′ = 75о30′ по часо­вой стрелке для заправки левой стороны круга и против часовой стрелки — для заправки правой стороны.

На место заправочного приспособления помещаем делитель­ное приспособление с калибром, включаем магнит и приступаем к шлифованию впадин, как показано на фиг. 106. Размеры впа­дин измеряются с помощью двух роликов по плиткам (при диа­метре роликов 4,5 мм толщина набора плиток составляет 35,96 мм), а их профиль проверяется на инструментальном мик­роскопе.

Аналогичным образом шлифуются впадины у конусных ка­либровых втулок с угловыми шлицами.

После токарной обработки во втулке растачивается или раз­вертывается коническое отверстие и затем протягивается про тяжкой с угловыми шлицами; после протягивания шлицы имеют полный профиль на конце малого диаметра, а на противополож­ном конце втулки профиль шлица неполный. После термической обработки шлифуется (на оправке) наружная поверхность втулки и один торец, а затем — на плоскошлифовальном станке— шлифуется второй торец.

Шлифование впадин производится на плоскошлифовальном станке с помощью приспособления, показанного на фиг. 9.

Делительная головка устанавливается на шарнирную маг­нитную плиту или на угловую магнитную призму. Угол а маг­нитной призмы равен половине угла конуса втулки.

Заправка профиля круга производится с помощью специаль­ной угловой призмы (см. фиг. 101).

Поскольку диаметр круга очень мал (не более 28 мм), он быстро изнашивается; поэтому необходимо работать с очень небольшой подачей и глубиной: при первых проходах—0,015— 0,03 мм, а при окончательном шлифовании — 0,003—0,005 мм.

Технология изготовления втулок малого диаметра с угловы­ми шлицами (фиг. 107). В этом случае, вследствие небольших размеров отверстия, впадины шлифоваться не могут и обраба­тываются путем протягивания специальной протяжкой и после­дующей доводки.

Технологический процесс изготовления таких втулок состоит нз следующих операций:

1. Токарная обработка с припуском (0,4 мм) на шлифова­ние отверстия и (0,5 мм) на шлифование торцов.

2. Предварительное шлифование отверстия с припуском (0,2 мм) и шлифование одного торца (с той же установки).

3. Протягивание шлицевых впадин на горизонтально-протяж­ном станке с припуском (0,1 мм) на доводку.

4. Термическая обработка.

5. Шлифование установочного (технологического) пояска на наружной поверхности и торца (производится на шлицевой оправке).

6. Предварительная доводка отверстия.

7. Шлифование второго торца на оправке.

8. Шлифование отверстия.

9. Окончательная доводка отверстия в размер Сл 12 °-035 мм. При доводке этого отверстия установка производится по техно­логическому пояску на наружном диаметре и по торцу.

10. Доводка шлицевых впадин на чугунных притирах.

Эти притиры изготовляет сам лекальщик: комплект прити­ров состоит из двух-трех штук с переходом по размерам на

9 ГК А. Камышев

0, 01—0,03 мм. Проверка шлицевых втулок осуществляется по предельным калибрам — проходной и непроходной пробкам У этих калибров расположение шлиц проверяется на делитель­ной оптической головке, а размеры впадин — на миниметре с помощью роликов.

Технология изготовления шлицевых калибровых втулок с от­крытым зубом (коронок) (фиг. 108).

Шлицевые пазы фрезеруются на горизонтально-фрезерном станке в специальном делительном приспособлении (фиг. 13). При фрезеровании оставляется припуск на шлифование, состав­ляющий 0,4 мм на каждую сторону. Дополнительное фрезеро­вание («разделка») пазов (вид по А на фиг. 108) производится на вертикально-фрезерном станке в том же приспособлении, на котором фрезеровались пазы.

После слесарной обработки (зачистка, опиловка фасок я клеймение) и термообработки производится шлифование отвер­стия 0 35 мм с припуском на доводку (0,02 мм) и отверстия 029,80 +0-05 мм; для доводки отверстия С 35,0 +(Ш мм приме­няется чугунный притир, на который наносится доводочная паста.

Шлифование шлиц с припуском 0,02 для доводки размера 4,993 +0-005 мм выполняется на плоскошлифовальном станке в специальном делительном приспособлении (фиг. 13). Шлифо­вальный круг имеет тавровое сечение или (если это обычный

дисковый круг) «поднутренные» торцы; в последнем случае на торцах оставляется ленточка шириной 2—2,5 мм.

В конусное отверстие шпинделя делительного приспособле­ния плотно вставляется оправка, на которую с легкой запрес­совкой по отверстию 035,04 °’01 мм насаживается шлицевая коронка. Приспособление устанавливается боковой стороной на поверочную плиту и посредством индикатора проверяется цент- ричность отверстия 029.80+0>05 мм; одновременно проверяется равномерность расположения пазов, чтобы при их шлифовании не было лишнего съема металла с одних пазов и недостаточ­ного припуска на других пазах.

После этого делительное приспособление с коронкой ломе- ается на магнитную плиту станка н производится шлифование азов, как показано на фиг. 109. Размеры шлиц проверяются с помощью плиток, а их расположение — на оптической дели, тельной головке или—чаще всего — контркалнбром [36] [37].