книги из ГПНТБ / Мовчин, В. Н. Технология производства измерительных инструментов и приборов учебник

Для сохранения магнитных свойств в течение длитель­ ного времени, а следовательно, и притягивающей силы, постоянные магниты изготовляют из специальных спла­ вов. Наиболее распространенными являются магниты, отлитые из сплавов альнико и магнико. В последнее время находят широкое применение керамические постоянные магниты, полученные методом порошковой металлургии, т. е. прессованием оксидно-бариевых смесей (Ba0-6Fe20 3) с последующим их спеканием. Керамические магниты

Рис. 154. Плита с постоянными магнитами

обладают большей удельной притягивающей силой (для деталей из стали до 11 кгс/см2), а также меньшим рас­ сеиванием магнитного потока.

Приспособления с постоянными магнитами обладают рядом преимуществ по сравнению с другими приспособ­

2) равномерное распределение усилий по всей базовой поверхности детали; 3) возможность работы в любых условиях и без электрического тока; 4) простота обслужи­ вания, сводящаяся только к восстановлению магнитных свойств блока магнитов; 5) большая безопасность работы, так как в отличие от электромагнитных устройств исклю­ чается срыв деталей при случайном выключении тока; 6) небольшая масса и малые габаритные размеры.

Устройства с постоянными магнитами могут быть использованы не только для шлифовальных работ, но и 'для закрепления деталей различной формы при обработке их на различных станках.

Переводники (магнитные блоки). Расширение техноло­ гических возможностей магнитных плит, т. е. возмож:

280

ности установки и закрепления деталей сложной формы, может быть выполнено с применением магнитных блоков, обычно называемых в производстве переводниками.

Переводник представляет собой корпус, изготовленный из износостойкого и немагнитного металла, наиболее отве­ чающим этим требованиям металлом является бронза или в крайнем случае твердая латунь. В корпусе просверлено большое количество расположенных в шахматном порядке отверстий, в которые запрессованы стержни из железа Армко. При установке переводника на электромагнит­

5 4 3

Рис. 155. Схема работы демагнитизатора

ную или магнитную плиту магнитные силовые линии при помощи стержней выводятся на поверхность детали и она вместе с переводником притягивается к магнитной плите. Форма рабочей части переводника представляет собой зеркальное (обратное) изображение базовой по­ верхности детали, а размеры его назначают в зависимости от размеров детали.

Устройства для размагничивания. После закрепления деталей на магнитных плитах и их обработки готовые де­ тали несколько намагничиваются и в таком виде негодны для дальнейшей обработки или сборки. Поэтому детали должны быть размагничены, т. е. необходимо нарушить порядок расположения молекул в намагниченном металле. Размагничивание производят путем встряхивания дета­ лей или с помощью специальных приборов, называемых демагнитизаторами.

Принцип работы демагнитизатора заключается в со­

281

В корпусе 1, изготовленном из немагнитного металла, вмонтированы сердечники 3, соединенные стальной план­ кой 4. На сердечники надеты две катушки 2, соединенные последовательно и подключенные к источнику перемен­ ного тока. Торцы сердечников постоянно поджимаются пружиной 5 к верхней стальной крышке 6, разделенной на две части текстолитовой прокладкой 7.

Для замыкания возникающего магнитного перемен­ ного поля детали необходимо сообщить возвратно-посту­ пательное перемещение в направлении, перпендикуляр­ ном к разделительной прокладке.

Рис. 156. Схема работы вакуумного приспособления

В а к у у м н ы е п р и с п о с о б л е н и я . Для крепления тонколистовых деталей из различных материа­ лов или немагнитных металлов применяют вакуумные приспособления, схема работы которых показана на рис. 156. Приспособление состоит из корпуса 1 (рис. 156, а), соединенного с вакуумной установкой, и уплотняющей резиновой прокладки 3. В момент установки деталь 2 укладывается на резиновую прокладку, не касаясь опор­ ной поверхности приспособления. При включении вакуум­ ной установки (рис. 156, б) под деталью создается разреже­ ние и под действием атмосферного давления деталь, де­ формируя прокладку, прижимается к опорной поверх­ ности приспособления.

Сила прижима детали Р может быть определена по формуле

282

5. НАПРАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

При выполнении ряда операций (сверление, раста­ чивание и т. д.) недостаточная жесткость режущего инструмента, погрешности его заточки и недостаточная жесткость всей технологической системы могут при­ вести к отжиму инструмента и изменению его правиль­ ного положения. Вызванный при этом «увод» инструмента приводит к нарушению прямолинейности и «разбивке» отверстия.

Для создания требуемого положения режущего инстру­ мента относительно опорных поверхностей детали и исключения его упругих отжимов применяют направляю­ щие элементы. Наиболее широко направляющие эле­ менты применяют при обработке отверстий сверлением, зенкерованием, растачиванием и реже для направления тонких прорезных фрез.

Направляющими элементами при сверлении и рас­ тачивании являются либо отверстия, выполненные не­ посредственно в корпусе или крышке кондуктора, либо кондукторные втулки, устанавливаемые в приспособ­ лениях.

По конструкции кондукторные втулки можно разде­ лить на четыре группы: постоянные, сменные, быстро­ сменные и специальные. На рис. 157 показаны различные конструкции направляющих втулок, применяемых в при­ способлениях.

Применение направляющих отверстий, выполненных непосредственно в кондукторной плите (рис. 157, а), как правило, недопустимо. Объясняется это тем, что направляющие отверстия должны обладать износостой­ костью, точными размерами и правильной геометриче­ ской формой. Для повышения износостойкости необхо­ димо производить термическую обработку с получением высокой твердости, при этом после закалки возможна деформация направляющих отверстий и нарушение по­ ложения координат осей отверстий. Исправление дефек­ тов, возникающих при термообработке, практически не­ возможно, поэтому направляющие отверстия, выпол­ няемые непосредственно в кондукторных плитах, приме­ няют без термической обработки и только в штучном производстве для единовременного изготовления неволь? шой партии деталей.

283

На рис. 157, б и б показаны конструкции втулок, за­ прессованных в отверстие кондукторной плиты: без бур­ тика и с буртиком, последние применяют для отверстий с большими диаметрами. Размеры втулок стандартизиро­ ваны, запрессовку втулок в отверстие кондукторной плиты

А А

производят с посадками — или

Рис. 157. Конструкции кондукторных втулок

При замене изношенных постоянных втулок их при­ ходится выпрессовывать, при этом за счет смятия неров­ ностей диаметр отверстия несколько увеличивается и при установке новой втулки не обеспечивается требуемая посадка. Поэтому при применении кондукторных втулок в приспособлениях для крупносерийного и массового производства, т. е. при их интенсивном износе, более целесообразно применять сменные втулки. Сменные втулки (рис. 157, г) устанавливают в постоянно запрессованную

ная втулка не проворачивалась и не подымалась бы вместе с инструментом в процессе обработки, ее укрепляют винтом.

284

При обработке отверстия несколькими инструментами с последовательно увеличивающимися диаметрами (свер­ ление, зенкероваиие и т. д.) применяют быстросменные втулки (рис. 157, д). Для быстрой смены втулки достаточно повернуть ее в направлении, обратном вращению режу­ щего инструмента, до совпадения сквозной выемки с го­ ловкой винта, после чего поднять вверх. Буртик быстро­ сменной втулки делают высоким и с накаткой для удоб­

ства съема.

Стандартные направляющие втулки при большом раз­ нообразии форм и размеров обрабатываемых деталей не всегда могут быть применены. В таких случаях применяют специальные втулки. На рис. 157, е показаны конструк­ ции втулок со срезанными лысками, применяемых при

с наклонными поверхностями.

Для удобства выхода мелкой стружки при сверлении необходимо обеспечить определенное расстояние h между торцом кондукторной втулки и поверхностью обрабаты­ ваемой детали. Величина h зависит от диаметра отверстия и от обрабатываемого материала. Минимальное значение h может быть определено из условия, исключающего в на­ чале сверления касание стенок втулки острыми кромками сверла. Обычно у сверл угол 2ср = 116-н 120° и высота h1 примерно равна 1/ 3 диаметра сверла, поэтому размер /г принимают в пределах 0,3—1 диаметра сверла; причем меньшие расстояния h принимают при обработке хрупких металлов (бронза, чугун) и большие — при сверлении детали.

Допуски на отверстия кондукторных втулок для про­ хода сверл, зенкеров и черновых разверток, принимают по посадке X, а для чистовых разверток — по посадке Д (система вала), расчет ведут от наибольшего предельного диаметра режущего инструмента. Расчет допусков на меж­ центровое расстояние между втулками, установленными в кондукторе, является весьма сложным, поэтому обычно величину допуска на межцентровые расстояния прини­ мают от ±20 до ±30% от допуска на межцентровое рас­ стояние отверстий в детали.

Учитывая тяжелые условия работы кондукторных вту­ лок, подвергающихся износу за счет трения режущего инструмента и стружки о стенки втулок, последние изго­

285

товляют из высокоуглеродистых сталей У 10, У12А и подвергают закалке до твердости HRC 60—65. Втулки больших диаметров изготовляют из стали 20Х с после­ дующей цементацией и закалкой до той же твердости.

6. ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Делительные устройства, применяемые в многопози­ ционных приспособлениях, служат для придания обра­ батываемой детали различных угловых положений или перемещений на заданное расстояние и являются основ­ ным узлом, обеспечивающим при одном установе и одном закреплении различные положения детали относительно режущего инструмента. Для любого делительного устрой­ ства независимо от его конструкций характерным является

Рис. 158. Примеры конструкций фиксаторов:

а , б — с п о д п р у ж и н е н н ы м и п а л ь ц е м и ш а р и к о м ; в ~ с в ы т я ж н ы м ц и л и н д р и ­ ч е с к и м п а л ь ц е м

наличие двух узлов: делительного диска или делительной рейки и фиксатора, связывающего подвижную часть приспособления с неподвижной. Подвижная часть приспо­ собления чаще всего связана с узлом деления, а фикса­ тор — с неподвижной частью.

Делительные диски или делительные рейки имеют ко­ личество пазов, равное количеству требуемых позиций, а форма фиксатора соответствует форме паза.

Делительные устройства различают по конструкциям фиксаторов, несколько конструкций которых показаны на рис. 158. Фиксаторы с подпружиненным пустотелым пальцем или шариком (рис. 158, а и б) являются простыми в изготовлении и эксплуатации. Пустотелый палец или шарик при повороте верхней части приспособления преодо­ левает сопротивление пружины и вдавливается в отвер­ стие, при дальнейшем повороте палец или шарик попадает

286

в следующее отверстие и фиксирует новое положение. К недостаткам фиксаторов данного типа относятся низкая точность деления и обязательное закрепление деталей после каждого поворота. Фиксатор с вытяжным цилиндри­ ческим пальцем (рис. 158, в) ширико применяют в дели­ тельных устройствах, так как он позволяет воспринимать моменты, возникающие от действия сил резания. Разъеди­ нение деталей приспособления осуществляется вытяги­ ванием кнопки 3, соединенной с цилиндрическим фикса­ тором 4, при этом штифт 2 перемещается по продольному пазу втулки 1. При повороте вытяжной кнопки 3 на 90° штифт 2 опирается на торец втулки и удерживает фикса­ тор в вытянутом положении. Вытяжной цилиндрический фиксатор прост в изготовлении и эксплуатации, но вслед­ ствие зазоров не обеспечивает высокой точности деления. Более быстродействующими являются конструкции, в ко­ торых фиксатор перемещается с помощью эксцентрика или рейки и зубчатого колеса. Для повышения точности деления применяют фиксаторы с конической рабочей частью и соответственно конической втулкой в делитель­ ном диске.

Специальные делительные устройства целесообразно применять в серийном и крупносерийном производстве. В мелкосерийном производстве в основном применяют делительные и поворотные устройства универсального типа: делительные головки, поворотные столы и т. п.7

7.КОРПУСЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

элементы. Форма и размеры корпуса определяются кон­ фигурацией и размерами обрабатываемых деталей, видом обработки, типом станка и конструкцией установочных и зажимных элементов.

Несмотря на большое разнообразие как по назначению, так и по конструктивному оформлению приспособлений, корпусы последних должны отвечать следующим общим требованиям:

1. Корпус приспособления воспринимает все усилия, возникающие при закреплении и обработке детали, по­ этому он должен обладать достаточной прочностью и жесткостью при возможно малой массе. Увеличение же­ сткости обычно достигается путем введения ребер, воспри-

287

нимающих основные нагрузки, а уменьшение массы — путем рациональной формы корпуса и выполнения вые­ мок или окон в местах, не влияющих на жесткость.

2.Корпус должен обеспечивать удобство установки, закрепления и эксплуатации приспособления. Для уста­ новки приспособления на столе станка без выверки его положения в корпусе должны быть предусмотрены шпонки, устанавливаемые и закрепляемые винтами в пазах корпуса приспособления.

3.Конструкция корпуса должна быть технологичной, т. е. должна быть обеспечена наиболее удобная для меха­ нической обработки форма. Литые корпусы наиболее полно отвечают этому требованию, но при небольших количе­ ствах изготовляемых приспособлений применение отли­ вок ввиду высокой стоимости моделей нецелесообразно. Наиболее распространенной конструкцией корпусов,

применяемых в приборостроении, являются сварные. В последнее время для работ с безударной нагрузкой применяют корпусы, склеенные на эпоксидных смолах.

4.Конструкция корпуса должна обеспечить удобство удаления стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, для чего необходимо избегать углублений в местах скопле­ ния стружки и охлаждающей жидкости, а в корпусах за­ крытого типа необходимо предусматривать окна и выемки.

5.Главным требованием является безопасность уста­ новки и эксплуатации приспособления. Для безопасности установки и снятия корпусы тяжелых приспособлений должны иметь резьбовые отверстия под рым-болты или другое устройство, позволяющее быстро и надежно захва­ тить приспособление при его установке или снятии со станка. Стабильность положения узлов и деталей в при­

способлении, удерживаемых только силами трения, воз­ никающими при затяжке болтами, обычно не обеспечи­ вается. Поэтому для узлов и деталей, воспринимающих силы резания и зажима, в корпусе делают пазы, уступы или применяют контрольные штифты. Для обработки отверстий под контрольные штифты собираемые детали предварительно устанавливают на корпусе в требуемое положение и затягивают струбцинами, или винтами. В последнем случае после предварительной затяжки

В таком виде в собранных деталях обрабатывают отвер­ стия и запрессовывают контрольные штифты.

288

8.КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Установка и закрепление деталей при любом виде механической обработки производятся с помощью при­ способлений, разнообразие конструкций которых как нормальных, так и специальных чрезвычайно велико, поэтому ниже приведено описание основной, широко при­ меняемой оснастки, которую по общности условий работы

Рис. 159. Основные конструкции центров:

а — н о р м а л ь н ы й цен тр ; б — р и ф л е н ы й ; в — п о л у ц е н т р ; г — о б р а т н ы й ; д —

ри ф л е н ы й — о б р а т н ы й

итребованиям, предъявляемым к ней, можно подразделить на группы: для токарных, фрезерных и сверлильных работ.

Приспособления для токарных и круглошлифовальных станков. Наиболее распространенным способом изготовле­ ния деталей типа валов и труб с высокой точностью яв­ ляется обработка их в центрах. Все центры по конструк­ ции можно разделить на два вида: неподвижные центры и вращающиеся.

На рис. 159 показаны различные конструкции непо­ движных центров, применяемых для токарных и шлифо­ вальных работ. При выполнении токарных работ центры типа, показанного на рис. 159, а, применяют главным образом в качестве передних, устанавливаемых непосред­ ственно в шпиндель станка. При выполнении шлифоваль­ ных работ, а также токарных с особо высокой точностью деталь устанавливают на два центра такого типа.