(ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ И СБОРНЫХ ШТАМПОВ)

Для ознакомления с методами работы Н. И. Еранова рас­смотрим применяемую им технологию изготовления профиль­ного шаблона, показанного на фиг. 190, весьма сложной формы и с исключительно мелкими размерами. (Такой шаблон ручным способом изготовить невозможно, каким искусством и опытом ни обладал бы лекальщик.)

Прежде чем приступить к шлифованию профиля шаблона, т. Еранов продумывает порядок операции; при этом важно соблюдать следующее правило, выработанное практикой ле­кальщиков: начинать шлифовать профиль с самого сложного и точного участка и выдерживать все последующие размеры от размеров этого участка как от базы.

Перед шлифованием профиля шаблон закрепляется в призме (фиг. 17) таким образом, чтобы центр дуги Д=1,4 мм находил­ся приблизительно посредине призмы. В процессе обработки всего профиля положение шаблона в призме сохраняется неиз­менным; при проверке правильности отдельных участков про­филя шаблон также остается закрепленным в призме.

Следует обратить внимание, что любой сложности профиль состоит из простейших элементов прямых и дуг в различной ком­бинации между собою, на этом и основана разбивка профиля на отдельные и простые участки шаблона.

Поскольку данный шаблон имеет сложный профиль с боль­шим количеством различных размеров, шлифование профиля разбивается на 8 участков (фиг. 190).

Для обеспечения точных размеров по длине шаблона и пра вильного сопряжения отдельных участков между собою должен применяться набор мерных прокладок соответствующей шири­ны; эти прокладки помещаются на магнитную плиту между ее продольным упором и призмой, в которой закреплен шлифуе­мый шаблон. Заправочное приспособление все время сохраняет неизменное положение в направлении поперечной подачи стола станка. Для этого во время заправки шлифовального круга его основание должно быть плотно прижато к продольному упору магнитной плиты. Сопряжение участков профиля в вертикальном направлении достигается путем соответствующего перемещения шпиндельной головки станка. Проверка сопряжения и координат­ных размеров производится в процессе шлифования профиля на инструментальном микроскопе.

Участок № 1 (фиг. 191). С помощью приспособления (фиг. 22) производится заправка профиля по дуге R — 2&A мы; при этом алмаз должен находиться на середине ширины шлифо­вального круга. Перед заправкой на магнитную плиту поме­щаем поперечный упор и устанавливаем приспособление вплот­ную к продольному и поперечному упорам.

После заправки дуги /? =

= 26,1 мм необходимо за­править профиль по дуге R = 2,1 мм, обеспечив плав­ное сопряжение с предыду­щей дугой R =26,1 мм, а так­же плавное сопряжение с по­следующей (еще не заправ­ленной) дугой /? = 1,4 мм.

Так как отрезок дуги R — 2,1 мм очень мал (0,45 мм по вертикали и 1,07 мм по горизонтали), то заправку производим следу­ющим образом. Сначала за­правляем профиль круга по прямой, которая является общей касательной к дугам R = 2,1 и Д= 1,4 мм в точке В, а затем участок дуги за­правляем вручную куском карборунда с последующей проверкой этого участка на микроскопе.

Для заправки круга по касательной необходимо оп­ределить угол поворота ка­ретки 2 заправочного при­способления. С этой целью производим вспомогательное построение, показанное на фиг. 191, внизу.

Из прямоугольного треугольника АБО[49] имеем:

АО 0,88 „ соос

cosa= ——- = -=0,6286;

АВ 1,4

отсюда угол a=5l°3′. Это и есть угол поворота каретки при­способления[50]. Однако настройка приспособления не может быть ограничена только поворотом каретки: необходимо, чтобы пря­мая, получаемая при заправке круга, пересекалась с ранее за­правленной дугой Д = 26,1 мм именно в точке В. Для этого сле­дует:

1) установить суппорт 3 приспособления в нулевое положе­ние (75 мм по микрометру) и

2) поместить между поперечным упором и основанием при­способления прокладку шириной m = CD + R — CD+26,1 мм.

Размер CD определяем из прямоугольного треугольника FBC:

CD = CF — FD где FD = 0,45 — J — 0,19 = 0,64 мм; CF—BF ctg а= (3,15+1,07) ctg 51°3, = 4,22-0,8083 = 3,406 мм.

Отсюда CD=3,406 — 0,64=2,766 мм, а ширина параллели т — 2,7ь6 + 26,1 = 28,87 мм.

После того как заправка закончена, кругом прорезается углубление в куске листовой стали толщиной 1,0—1,5 мм; кон­тур полеченного углубления проверяется на микроскопе. Если он соответствует требуемому профилю, то производится шлифо­вание первого участка шаблона.

Участок 2 (фиг. 192). Профиль второго участка шаблона имеет сходство с профилем первого участка и отличается от не­го только размерами координат точки сопряжения дуг /?=26,1 и /?=2,1 мм. Заправка профиля на шлифовальном круге может быть произведена либо по такому’ же способу, как п в предыду­щем случае, либо с помощью приспособления (фиг. 22). Послед­ний способ заправки круга описывается ниже.

Сначала на круге заправляется дуга = 2,61 мм, причем

выдерживаются размеры 3,89 мм по горизонтальной линии и 0,87 мм по вертикальной линии. Прежде чем приступить к за­правке дуги R = 26,1 мм, необходимо определить углы качания суппорта 3, несущего алмаз (углы поворота каретки 2) для за­правки этой дуги и дуги /?=2,1. Находим угол качания и (угол АОВ) для заправки дуги Я=26,1 мм (фиг. 192).

Из треугольника СОВ имеем:

slna = —= A«L = о,1490; a = 8c34/

OB 26,1

ctg р = — = = 0,5930; р = 59°20′. BE 0,86 г Отсюда длина хорды DB=DE — sec [5 = 0,51 • 1,9606 = = 0,999 мм[51]. Далее из прямоугольного треугольник DOxK, в котором DK=BK — ^~, находим:

Угол качания суппорта при заправке дуги /? = 2,1 опреде­ляем из следующих соображений. По чертежу шаблона центр этой дуги О і лежит на линии ОВ (фиг. 192, слева). Из прямо­угольного треугольника DBE находим величину угла BDE:

Сначала настраиваем приспособление на заправку дуги Д = 26,1 мм; размер по микрометру: 75 + 26,1 = 101,1 мм. При­способление устанавливаем на магнитную плиту вплотную к по­перечному и продольному упорам, заправляем круг по перифе­рии на верность, а затем заправляем дугу /? = 26,1 мм, повора­чивая суппорт 3 (каретку 2) по часовой стрелке на угол 8°34′ (или немного более).

Перед заправкой дуги /?=2,1 мм необходимо поместить острие алмаза в точку В, а центр вращения каретки 2 — в точку О,. Это осуществляется следующим образом.

Каретку 2 возвращаем в нулевое положение, а суппорт 3 настраиваем по микрометру на размер 75+2,1=77,1 мм. Теперь нужно поместить между основанием заправочного приспособле­ния и обоими упорами прокладки, ширина которых определяется из треугольника ОО, М (фиг. 192): для поперечного упора —

ОМ= ОО, ■ cosct = (26,1 — 2,1) cos 8°34’=24 0,98884=23,74 мм;

для продольного упора —

0,A4 = 001-sin а = (26,1 — 2,1 sin 8 34’=24 0,14896 = 3,58 мм.

При заправке дуги R= 2,1 мм каретку 2 приспособления сна­чала поворачиваем по часовой стрелке на угол а=8с34′ (острие алмаза будет находиться в точке В) и затем качаем каретку по часовой стрелке на угол-[ = 32°42′[52].

После заправки дуги R = 2,1 мм (когда острие алмаза бу­дет находиться в точке D), не изменяя настройку приспособле­ния, путем продольного перемещения стола станка, производим заправку торца круга.

Убедившись в правильности заправки круга путем проверки профиля углубления, прошлифюванного на кусочке стали’*, производим шлифование второго участка шаблона.

Участок 3 (фиг. 193). Начинаем с заправки круга по дуге /?=26.1 мм, для чего устанавливаем суппорт 3 приспособления на размер 75+26.1 = 101,1 мм. После этого необходимо на­строить приспособление для заправки прямого участка, наклон­ного под углом 3е, таким образом, чтобы при повороте ка­ретки 2 с суппортом 3, несущим алмаз, на угол 90е—3°=87° был выдержан размер 1,28 мм по горизонтали до центра дуги R = 26,1 мм.

Для этого нужно определить расстояние ОС:

ОС=Л’С- 0,03: NC—XM ctg 3 =1,28 19,081=24,42 мм;

ОС = 24,42 — 0,63=24,39 мм.

Дальнейшую заправку производим следующим образом.

* Такой способ предварительной проверки правильности заправки про­филя круга используется перед шлифованием каждого участка шаблона.

Между основанием приспособления и поперечным упором по­мещаем прокладку шириной 26,1+24,39 = 50,49; суппорт 3 уста­навливаем по микрометру в нулевое положение, шлифовальную головку станка поднимаем, каретку 2 поворачиваем против часовой стрелки на 87°, затем левой рукой медленно опускаем круг на алмаз, а правой рукой производим движение салазок 4.

Затем переходим к заправке второго прямого участка под углом 8е 13′. Для настройки приспособления необходимо опре­делить место расположения острия алмаза, т. е. найти раз­мер ОР.

ОР=РТ — 0,3; РТ—-КТ-tg 8-13’=3,73 -0,1444=0,538 мм;

ОР=0,538 — 0,3=0,238.

Между основанием приспособления и поперечным упором помещаем другую прокладку шириной 26,1+0,238 = 26,338 мм, поворачиваем каретку 2 по часовой стрелке на угол 8е 13′ и производим заправку прямого участка под этим утлом. После этого производим настройку приспособления, необходимую для заправки торца круга.

Чтобы выдержать размер 2,06 + 3,73 = 5,79 мм по горизон­тали, устанавливаем суппорт 3 в нулевое положение, между продольным упором и основанием приспособления помещаем прокладку шириной 5,79 мм, а каретку 2 поворачиваем по часовой стрелке на угол 90°. Заправку торца круга произво­дим путем постепенного опускания шпиндельной головки на алмаз.

фиг. 194 Профиль круга для заправки четвертого участка шаб лона.

Закончив заправку круга, производим шлифование профиля третьего участка шаблона.

Участок 4 (фиг. 194). Предварительно заправляем на вер­ность периферию круга и вручную карборундом срезаем угол приблизительно на 30е. После этого на магнитную плиту уста­навливаем приспособление (фиг. 22), проверяем алмазом пери­ферию круга и переходим к заправке дуги /?=2,33 мм, т. е. устанавливаем суппорт 3 по микрометру на размер 75—2,33 = = 72,67 мм.

Так как прямая под углом 30° является касательной к дуге R—2,33 мм, то угол поворота суппорта (каретки 2) при заправ­ке этой дуги составляет 30°.

Когда в процессе заправки дуги суппорт повернут на 30°, не нарушая его положения, вынимаем один из штифтов 8, а второй оставляем запертым, чтобы предотвратить врезание алмаза в «радиусный» участок профиля, и заправляем прямой участок круга путем перемещения салазок 4.

После заправки профильной части круга подрезаем его пра­вый торец под углом 90° к периферии, выдерживая размер а на I—2 мм меньше, чем требуемая длина Ь горизонтального участка профиля шаблона. После того как впадина профиля прошлифована на необходимую глубину, «разгоняем» круг на­право до получения полного размера Ь.

Далее заправляем периферию круга под углом 30° (как по­казано на фиг. 194, слева). Этим участком круга шлифуем угловой участок шаблона на размер 2,29 мм по высоте.

Участок 5 (фиг. 195). Этот участок представляет собой дугу окружности R — 0,8 мм, которая с одной стороны сопрягается с вертикальной прямой, а с другой стороны пересекается с ду­гой Д=26,1 мм.

Для шлифования дуг небольших размеров чаще всего при­меняются прорезные круги на вулканнтовои связке. В данном случае пользуемся таким кругом толщиной 2 мм.

С помощью приспособле­ния (фиг. 22) заправляем его по радиусу R = 0,8 мм и, далее, как только алмаз до­стиг точки А, подрезаем ле­вый торец под углом 90°, пользуясь продольной пода­чей стола станка.

самой низкой точки дуги # = 0,8 мм до точки пересечения этой дуги с дугой Я =26,1 мм на первом участке, а также размеры 0,8 мм и 0,52 мм по горизонтали.

Участок 6 (фиг. 196). На этом участке шаблона необходимо получить сопряжение двух дуг с радиусами # = 2,1 мм и # = 21,6 мм.

Предварительно круг обдирается вручную по приблизи­тельному профилю.

Между основанием приспособления (фиг. 22) и поперечным упором помещается прокладка шириной ЛЕ = 6,83+0,62—2,1 =

= 5,35 мм. Затем производится заправка периферии круга. Уда­лив после этого прокладку, мы перемещаем центр вращения каретки 2 приспособления на прямую ЛЛЬ на которой лежит центр дуги #=2,1 мм. Исходя из предварительного профиля круга, выбираем местоположение точки Л, настраиваем суп­порт 3 по микрометру на размер 75—2,1 =72,9 мм и произво­дим заправку по дуге # = 2,1 мм. При этом каретка 2 повора­чивается от оси АЕ по часовой стрелке на угол а=45°12′; этот угол определяется из прямоугольного треугольника АВС (фиг.

196, справа): sina=^- 0,7095; a = 45°12′. Угол поворота

АС 2,1

каретки 2 против часовой стрелки при заправке левой части дуги #=2,1 мм не ограничивается.

Для заправки дуги # = 26,1 мм настраиваем приспособление (фиг. 22) следующим образом.

Сохраняя каретку 2 повернутой по часовой стрелке на гол 45°12′, устанавливаем суппорт 3 по микрометру на размер 75—26,1=48,9 мм. Для того чтобы поместить центр вращения каретки 2 в точку О, необходимо поместить мерные прокладки между основанием приспособления и упорами на магнитной

16 п. А. Камышев

плите. Ширина этих про­кладок составляет: для

поперечного упора AF— = 16,95, а для продольного упора OF— 16,99 мм (эти размеры заданы черте­жом шаблона).

В результате этого острие алмаза переме­стится в точку С, с кото­рой и начинается заправ­ка дуги R = 26,1 мм.

Участок 7 (фиг. 197). Этот участок имеет про­стои профиль.

Шлифовальный круг сначала заправляется по периферии, а затем под угол 38°. Угловой участок круга предварительно обди­рается приблизительно под угол 38° карборундом (вручную); после этого с помощью синусной линейки производится окончательная заправка. Установочный размер синус­ной линейки (разность высот роликов) : А = 100 ■ sin 38° = = 100-0,61566 = 61,566 мм.

Синусную линейку прикрепляем струбциной к угольнику, помещаем на ее рабочую плоскость прямоугольную державку с алмазом и вручную перемещаем последнюю. При заправке под угол на круге оставляется горизонтальный участок АВ дли­ной примерно 4—5 мм.

После шлифования участка 7 проверяем на шаблоне размер 19,76 мм от горизонтальной площадки до наивысшей точки дуги R = 2,1 мм. Затем на инструментальном микроскопе проверяет­ся сопряжение этого участка профиля с предыдущим.

Участок 8. Он состоит из дуги /? = 1,4 мм, которая сопря­гается с первым и вторым участками профиля (фиг. 190). За­правка шлифовального круга производится с помощью при­способления (фиг. 22).

Несмотря на простоту профиля, необходимо вести его шли­фование с большой осторожностью; как выражаются лекаль­щики, нужно «посадить радиус на шаблон», обеспечив хорошее сопряжение с соседними участками. Для этого при установке на магнитную плиту призмы, в которой закреплен шаблон, необходимо выдержать ее расстояние от продольного упора с таким расчетом, чтобы’ центр дуги /?=1,4 мм занимал над­лежащее положение относительно центров соседних дуг R = 2,1 мм.

Это производится очень просто. Приспособление (фиг. 22) при заправке шлифовального круга по дуге /?= 1,4 мм было установлено на магнитной плите вплотную к продольному упо­ру. Зная, что ширина основания приспособления 200 мм, а рас­

стояние от центра дуги R= 1,4 мм до упорной площадки участ­ка 4 (фиг. 190) составляет 24 мм, подсчитываем интересующее нас расстояние от продольного упора до центра дуги #=1,4 мм. Установив на магнитной плите призму в соответствии с этим размером, шлифуем участок 8 предварительно, затем проверяем полученный профиль на инструментальном микроскопе и до­водим профиль окончательно. На этом шлифование всего шаб­лона заканчивается.

Рассмотренный шаблон предназначается для изготовления и проверки профилировочных роликов. Обычно он заказывает­ся в количестве 4 шт.: 2 — для токарной операции и 2 — для окончательного шлифования. Заслуживает внимания интерес­ное рационализаторское мероприятие, примененное новатором Н. И. Ерановым при изготовлении этих шаблонов.

Несмотря на то, что профиль в том и другом случае не­сколько отличается, все шаблоны шлифуются совместно, будучи склепанными в пакет. В склепанном виде шаблоны передают­ся на технический контроль. После проверки профиля техниче­ским контролем два шаблона отделяются из пакета—они ис­пользуются при шлифовании роликов. У двух других шаблонов профиль расшлифовывается так, как показано пунктиром на фиг. 190; эти шаблоны предназначены для проверки профиля роликов на токарной операции.

Указанные особенности технологии изготовления шаблонов для профилировочных роликов, прессформ, штампов и т, п. учи­тываются при конструировании этих шаблонов. В чертеж вно­сятся указания: «срезать 0,25 мм для токарной операции» (фиг. 190); таким образом предусматривается оставление при­пуска на шлифование профиля.

Н. И. Еранов с высоким мастерством осуществляет про­фильное шлифование не только на сложных шаблонах, но и на других видах инструмента.

В предыдущей главе уже отмечалось, что на автозаводе для получения возможности использовать профильное шлифование для изготовления пуансонов и матриц сложной формы эти инструменты конструируются сборными или разъемными, и опи­сывались примеры их изготовления. Большой интерес представ­ляют применяемые Н. И. Ерановым методы шлифования сбор­ного пуансона и сборной матрицы, предназначенных для вырубки фасонных отверстий в пластинах статора из электроизоляцион­ного картона ЭВ толщиной 0,54 мм и из листовой электротехни­ческой стали Э1А или Э1АА толщиной 0,5 мм. Обе детали (фиг. 198) вырубаются на одном штампе (меняется только фиксатор); рабочие контуры матрицы и пуансона необходимо пригнать очень точно для обеспечения чистого среза, без за­усениц.

Сборный пуансон (фиг. 199) состоит из сердечника /, двад­цати четырех вставных пуансонов 2 и обоймы 3, которая на-

прессовывается на сердечник и служит для закрепления пуан­сонов 2 в его пазах. Плечики а и б пуансонов 2 лежат на выточках, имеющихся в обойме 3 и в сердечнике 1; сборный пуансонодержатель привертывается к плитке 4, благодаря чему обеспечивается надежное крепление пуансонов.

Сборная матрица (фиг. 200) состоит из сердечника 1 и обой­мы 2. Соединение сердечника с обоймой здесь обеспечивается за счет легкой запрессовки и наличия у сердечника плечиков, которые лежат на выточке обоймы 2; матрица в сборе также привертывается к плите.

? і Фиг. 199. Сборный пуансон: /—сердечник; 2— вставной пуансон; 3— обойма; 4—плита.

Высота плечиков в обоих случаях соответствует высоте выточек в пуаисонодержателе и в матрице с учетом надлежа­щего натяга.

Технологический процесс изготовления сердечников (фиг. 201 и 202) уже приводился выше, поэтому рассмотрим только операцию шлифования пазов под вставные пуансоны.

Фиг. 200. Сборная матрица: /—сердечник; 2—обойма.

Пазы шлифуются профилированным кругом одновременно в обоих сердечниках (для матрицы и для пуансонодержателя), которые насаживаются на одну оправку. Эта оправка закреп­ляется в шпинделе делительной головки, установленной на магнитной плите плоскошлифовального стайка (см. фиг. 143).* Процесс шлифования разбивается на два перехода.

Первый переход — шлифование конусных пазов с закруг­ленным «донышком». Производится электрокорундовым кругом на керамической связке, твердостью СМ2, зернистостью 60. За­правка профиля иа круге производится, как было описано выше. Заправочное приспособление (фиг. 22) настраивается на размер

75 + 2,75 = 77,75 мм, где 2,75 =

ка» паза

Второй переход — шлифование прямоугольных углублений

‘ В данном случае показан процесс шлифования сердечника (одной ШТ}КИ).

шириной 2,2 +0.01 мм на глубину 14—12,5=1,5 мм. При выпол­нении этого перехода важно не нарушить положения делитель­ного приспособления с сердечниками на столе станка. Для этой операции применяется вулканитовый круг шириной не более 2 мм; ширина выемки измеряется плитками, а глубина — с по­мощью индикатора, установленного по плиткам на общую глу­бину паза — 14 мм.

Профиль пазов в сердечниках проверяется посредством шаб­лона, а шаг их может быть проверен двумя способами: 1) с по­мощью оптической делительной головки или 2) с помощью ро­ликов. При втором способе два ролика вставляются в два паза (смежных или через паз), расстояние между ними измеряется микрометром, и на основании сравнения замеров с предвари­тельно проведенными расчетами (см. гл. V) можно судить о правильности шага.

Изготовление вставных пуансонов, подобных рассматривае­мым, уже было описано ранее. Шлифование боковых сторон и основания профиля с выступающим участком производится аналогичным образом (см. фиг. 146 н 147). В данном случае «спинка» пуансона очерчена не дугой окружности, а прямой с закруглениями на вершинах. Шлифование «спинки» разби­вается на два перехода: шлифование плоской части (фиг. 203 А)

Фнг. 206. Шлифование впадин в обоймах: /—делительное приспособление; 2— планшайба для крепления обоймы; 3—делительный диск; 4—шлифовальное приспособление; 5—обойма для пуансона; 6—обойма для матрицы.

и закруглений R = 1 мм (фиг. 203Б). Угол заправки шлифоваль­ного круга для первого перехода зависит от угла, имеющегося на применяемой магнитной призме.

Технология изготовления обойм (фиг. 204 и 205) состоит из следующих операций:

1. Предварительная токарная обработка.

2. Термообработка (улучшение).

3. Чистовая токарная обработка.

4. Долбление профильных пазов с припуском под шлифо­вание.

5. Термообработка (закалка и отпуск на твердость Rc = = 58—60).

6. Шлифование одного торца на карусельно-шлифовальном станке.

7. Шлифование отверстия 96,03+0,035 и одновременно вто­рого торца.

8. Шлифование профиля впадин. Оно производится на обой­мах для пуансонодержателя и для матрицы одновременно. Опе­рация выполняется на плоскошлифовальном стайке с помощью специальных приспособлений (фнг. 206).

Установка обойм на делительное приспособление 1 произво­дится следующим образом: обоймы соединены между собою двумя шпильками, первой к планшайбе 2 ставится обойма для матрицы’б, а затем —обойма для пуансонодержателя 5.

Заправка профиля на шлифовальном круге производится шарошкой.

При шлифовании пазов размер £> = 98,07 мм делается мень­ше на 0,03—0,05 мм. Эта величина необходима для натяга при запрессовываннн обоймы на сердечник пуансона. Затем обой­ма, предназначенная для пуансонодержателя, снимается с при­способления, и пазы в обойме шлифуются до окончательного размера 98,07 мм.

На шлифование двух обойм и двух сердечников Н. И. Ера — нов затратил 25 часов, тогда как на выполнение этой работы вручную, обычными методами, применяемыми лекальщиками, потребовалось бы 15—20 рабочих дней.