Слесарное дело: Учебная практика в мастерских

Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Технология металлов»
ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ
В СЛЕСАРНЫХ МАСТЕРСКИХ
Учебное пособие для студентов
Механического и Электромеханического факультетов
Санкт-Петербург
2009
1
СОДЕРЖАНИЕ
1. Правила техники безопасности при выполнении слесарных работ…………6
1.1. Общие требования…………………………………………………………….6
1.2. Перед началом работы………………………………………………………..6
1.3. Во время работы………………………………………………………………7
1.4. По окончании работы…………………………………………………………7
2. Организация рабочего места слесаря, оборудование, приспособления и
инструменты………………………………………………………………………..7
2.1. Основные слесарные операции и применяемый инструмент………………8
2.2. Организация рабочего места слесаря………………………………………...9
3. Материалы, применяемые при слесарных работах…………………………..12
3.1. Конструкционные стали……………………………………………………...12
3.1.1. Углеродистые конструкционные стали……………………………………12
3.1.2. Стали легированные конструкционные общего назначения……………..13
3.2. Инструментальные стали. Свойства, маркировка…………………………...14
3.2.1. Инструментальные стали пониженной прокаливаемости ...……………...14
3.2.2. Инструментальные стали повышенной прокаливаемости ..……………...14
3.2.3. Быстрорежущие стали……………………………………………………….15
3.3. Чугуны. Свойства, маркировка……………………………………………….15
3.4. Цветные сплавы. Состав, маркировка………………………………………..16
4. Параметры качества изделий……………………………………………………17
4.1. Твёрдость материала.………………………………………………………….18
4.1.1. Измерение твердости методом Бринелля…………………………………..19
4.1.2. Измерение твердости методом Роквелла…………………………………..20
4.1.3. Измерение твердости методом Виккерса…………………………………..21
4.2. Характеристики отдельного размера и соединения двух деталей..………..21
4.3. Шероховатость поверхности………………………………………………….23
5. Контрольно-измерительный инструмент………………………………………26
5.1. Штангенинструмент…………………………………………………………...26
5.2. Микрометры……………………………………………………………………29
5.3. Индикатор часового типа……………………………………………………...31
5.4. Плоскопараллельные концевые меры длины………………………………..33
6. Слесарные операции…………………………………………………………….33
6.1. Разметка………………………………………………………………………...33
6.1.1. Инструмент, применяемый при разметке………………………………….33
6.1.2. Подготовка к разметке………………………………………………………35
6.1.3. Приёмы разметки…………………………………………………………….36
6.1.3.1. Разметка прямых линий…………………………………………………...37
6.1.3.2. Разметка окружностей…………………………………………………….38
6.1.3.3. Разметка по шаблону и готовой детали………………………………….39
6.2. Рубка металлов………………………………………………………………...39
6.2.1. Инструмент для рубки………………………………………………………40
6.2.2. Приёмы рубки металлов в тисках…………………………………………..41
6.2.2. Приёмы рубки на плите……………………………………………………..44
6.2.3. Техника безопасности при рубке…………………………………………...44
6.3. Правка и гибка…………………………………………………………………45
6.3.1. Правка………………………………………………………………………...45
6.3.1.1. Правка полосового материала…………………………………………….46
6.3.1.2. Правка листового и пруткового материалов……………………………..47
6.3.2. Гибка………………………………………………………………………….48
6.4. Разрезание металлов…………………………………………………………...50
6.4.1. Разрезание ножовкой………………………………………………………...50
6.4.2. Разрезание ножницами………………………………………………………54
6.4.3. Разрезание обсверливанием…………………………………………………55
6.5. Опиливание…………………………………………………………………….56
6.5.1. Напильники…………………………………………………………………..56
6.5.2. Приёмы опиливания………………………………………………………....59
6.5.3. Опиливание широких плоскостей…………………………………………..62
6.5.4. Опиливание узких плоскостей……………………………………………...64
6.5.5. Опиливание криволинейных плоскостей…………………………………..65
6.5.6. Отделочное опиливание……………………………………………………..67
6.5.7. Техника безопасности при опиливании……………………………………68
6.6. Обработка осевым режущим инструментом…………………………………69
6.6.1. Сверление…………………………………………………………………….69
6.6.2. Зенкерование………………………………………………………………....74
6.6.3. Зенкование……………………………………………………………………75
6.6.4. Развертывание………………………………………………………………..76
6.6.5. Пробивание отверстий………………………………………………………79
6.7. Нарезание резьбы……………………………………………………………...79
6.7.1. Нарезание внутренней резьбы………………………………………………81
6.7.2. Нарезание наружной резьбы………………………………………………..84
6.8. Шабрение………………………………………………………………………87
6.8.1. Инструмент для шабрения………………………………………………….87
6.8.2. Подготовка поверхности под шабрение……………………………………89
6.8.3. Процесс и приёмы шабрения………………………………………………..89
6.8.4. Виды брака при шабрении…………………………………………………..90
6.9. Притирка металлических поверхностей……………………………………...91
6.10. Клёпка…………………………………………………………………………94
6.11. Пайка и лужение……………………………………………………………...98
6.11.1. Пайка………………………………………………………………………...98
6.11.2. Лужение……………………………………………………………………102
7. Ручной механизированный инструмент………………………………………103
Библиографический список………………………………………………………106
Практика студентов является частью учебного процесса и представляет один
из этапов подготовки инженеров. Учебные мастерские ПГУПС для прохождения
учебной практики имеют станочное, слесарное, сварочное отделения и кузницу.
Настоящее учебное пособие включает основные темы, которые должны быть
изучены и отражены в рабочей тетради для отчета по учебной практике в слесарном отделении.
За время практики студенты должны освоить основные приемы слесарной
работы и выполнить комплексную работу (например, изготовить молоток, струбцину и др.), изучить устройство оборудования и инструмента, необходимого для
выполнения этих работ, и технологию изготовления комплексной детали.
К числу основных приемов выполнения слесарных операций относятся разметка, рубка, опиливание, сверление, нарезание резьбы, пайка и др. Ниже описаны эти приемы, а также применяемые при их использовании инструменты и приспособления, их технические характеристики, устройство, характеристика инструментальных материалов.
Учебная практика проходит с следующем порядке:
- инструктаж учебного мастера, выдача задания, пояснение метода и демонстрация приёмов выполнения;
- изготовление деталей под контролем учебного мастера;
- проверка преподавателем рабочих тетрадей студентов для отчёта по учебной практике и указание замечаний и пояснений.
4
1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
СЛЕСАРНЫХ РАБОТ
При работе в слесарных мастерских к слесарю предъявляют следующие
требования, несоблюдение которых может привести к несчастному случаю.
1.1. Общие требования
1. Приступать к выполнению задания, только если известны безопасные способы его выполнения. При получении нового задания требовать от мастера дополнительного инструктажа по технике безопасности.
2. Без разрешения мастера не посещать другие участки мастерских. Проходить только в предусмотренных для прохода местах. Не ходить по сложенному
материалу, деталям, заготовкам.
3. Не курить в помещении мастерских.
4. Не прикасаться к арматуре общего освещения, к оборванным электропроводам и клеммам. Не открывать дверцы электрораспределительных шкафов, не
снимать защитные кожухи с токоведущих частей оборудования.
5. Если электрооборудование не исправно, сообщить мастеру. Самому устранять неисправности не разрешается.
6. При любом несчастном случае немедленно обратиться в медпункт, сообщив мастеру о несчастном случае.
1.2. Перед началом работы
7. Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть обшлага рукавов, подобрать волосы под плотно облегающий головной убор.
8. Организовать рабочее место так, чтобы все необходимое для выполнения
задания было под рукой. Проверить освещенность рабочего места.
9. Работать инструментом, отвечающим следующим требованиям: молотки
должны быть насажены на рукоятки из дерева твердых или вязких пород, овального сечения, расклиненные металлическими клиньями, гаечные ключи должны
быть исправными и соответствовать размерам болтов и гаек, наращивать ключи
другими предметами запрещается, зубила, молотки, керны не должны иметь сбитых и скошенных бойков, режущие инструменты должны быть хорошо заточены,
напильники и ножовки должны иметь плотно насаженные деревянные ручки с
металлическими кольцами.
10. При работе от сети с напряжением больше 36 В обязательно пользоваться
резиновыми перчатками и резиновыми ковриками.
11. О всех неисправностях оборудования сообщить мастеру и до его указания
к работе не приступать.
1.3. Во время работы
12.Пользоваться только исправным инструментом, предусмотренным для
данной работы. Не бросать инструменты друг на друга и на другие предметы.
13. Работая с абразивным кругом на заточном станке, пользоваться защитными очками.
14. Не останавливать вращающийся инструмент или заготовку руками или
каким-либо предметом.
15. Отрубку в тисках производить только при наличии на верстаке сетки или
экрана.
16. Заготовки и обработанные детали укладывать в специальную тару или
стеллажи.
17. Перед началом работы на станке проверить его исправность на холостом
ходу. Работать только при наличии исправных ограждений движущихся частей.
18. Работы с применением кислот, флюсов выполнять в хорошо проветриваемом помещении.
19. Не сдувать опилки, не смахивать стружку рукой, пользоваться щеткойсметкой.
1.4. По окончании работы
20. Протереть инструмент концами обтирочного материала, а измерительный
инструмент – хлопчатобумажной тканью. Весь инструмент убрать в соответствующие ящики верстака.
21. Привести в порядок рабочее место. Очистить от опилок и стружек верстак и тиски. Посыпать пол влажными древесными опилками, а затем подмести
его.
22. После работ с применением смазывающе-охлаждающих жидкостей, кислот, клеев вымыть руки горячей водой с мылом. Весь замасленный обтирочный
материал сложить в специально отведенное место.
23. Сдать рабочее место дежурному по учебным мастерским.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА СЛЕСАРЯ, ОБОРУДОВАНИЕ,
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИНСТРУМЕНТЫ
Металлическое изделие любой сложности можно изготовить ручным способом или, как принято называть, методом слесарной обработки. Однако подобный
метод изготовления обладает малой производительностью, и стоимость изделия
высока.
В связи с развитием техники объём слесарных работ в машиностроении снизился, но своё значение этом метод не потерял и по настоящее время.
В наиболее развитом, массовом производстве, где изделия выпускаются в
больших количествах и в основном налажен автоматический поточный процесс
механической обработки деталей, рабочий-слесарь выполняет работы по наладке
и подналадке металлорежущих станков (слесарь-наладчик). Он может заниматься
сборкой готовых деталей в изделие (слесарь-сборщик) и проводить их испытания.
Во вспомогательных цехах этого производства имеются: слесари-сборщики, слесари-лекальщики, ремонтные слесари, слесари-водопроводчики, паропроводчики
и др. Эта группа рабочих занимается изготовлением (ремонтом) режущего и измерительного инструмента, ремонтом металлорежущих станков и другого оборудования, установкой и ремонтом систем водопровода, паропровода и т.д.
Более значительная доля слесарных работ имеет место на предприятиях серийного производства, где изделия изготовляются периодически повторяющимися
партиями (сериями).
На предприятиях или в мастерских, выпускающих разнородные изделия в
небольших количествах – индивидуальное производство, слесарь является одной
из центральных фигур основного состава рабочих. Здесь слесарь выполняет разнообразные слесарные работы различной сложности и точности. Он изготовляет
инструмент и приспособления, отдельные детали (от начала до конца), подгоняет
детали друг к другу и собирает их в готовое изделие.
2.1. Основные слесарные операции
и применяемый инструмент
При обработке металлических заготовок основные слесарные операции выполняют в определенной последовательности. Технология слесарной обработки
содержит ряд операций, в которые входят:
- плоскостная и пространственная разметка;
- рубка;
- правка и гибка металла;
- разрезка листового и пруткового металла;
- опиливание;
- шабрение;
- притирка;
- пригонка и припасовка поверхностей;
- пайка и лужение;
- соединение склеиванием;
- заливка подшипников скольжения;
- обработка отверстий на сверлильных станках и с помощью ручных сверлильных машин (дрелей);
- сверление, зенкование, зенкерование, развертывание;
- нарезание резьбы;
- соединение двух и более деталей с помощью заклепок (клепка).
К слесарным работам также относятся сборочные, монтажные, ремонтные
работы, устройство и ремонт санитарно-технических и вентиляционных установок.
При выполнении слесарных работ пользуются разнообразными инструментами и приспособлениями.
Рабочий инструмент слесаря подразделяется на ручной и механизированный.
Типовой набор ручного инструмента для слесарных работ делится на четыре
группы:
1) режущий инструмент – напильники, ножовки, зубила, сверла, метчики,
плашки, шаберы, развертки, абразивный инструмент (бруски, шкурки, пасты) и
др.;
2) вспомогательный инструмент – молотки, керны, чертилки, циркули, воротки, плашкодержатели и др.;
3) слесарно-монтажный инструмент – гаечные ключи, отвертки, плоскогубцы, съемники и др.;
4) измерительный и контрольный инструмент – измерительные и лекальные
линейки, штангенциркули, микрометры, нутромеры, угольники и др.
2.2. Организация рабочего места слесаря
Рабочее место – участок производственной площади, закрепленный за данным рабочим (или бригадой рабочих), предназначенный для выполнения определенной работы и оснащенный оборудованием, приспособлениями, инструментом
и материалами в соответствии с характером работы.
Рабочее место слесаря (рис. 1) состоит из слесарного верстака, на котором
установлены слесарные тиски 3, предохранительная проволочная сетка 4, электрическая лампа местного освещения на шарнире 6, поверочная плита. Верстак
изготовляют металлическим, столешницу (крышку верстака) 2 – из досок и сверху
покрывают кровельным железом или фанерой. Со всех сторон столешницы крепят деревянные планки-бортики, препятствующие падению с верстака мелких
предметов. Под столешницей верстака устанавливают выдвижные ящики 9 для
хранения в определенном порядке инструмента и вспомогательных материалов.
Необходимые инструменты, приспособления и материалы разложены в ящике и
на верстаке. На верстаке должны находиться только те предметы, которые необходимы для выполнения данной операции, остальные – в верстаке.
Хранить инструмент следует в выдвижных ящиках верстака в таком порядке,
чтобы режущий и измерительный инструмент не портились от ударов, царапин,
коррозии. Для этого в ячейках делают поперечные полочки и ячейки, предназначенные для одного вида инструментов. Напильники раскладывают по размерам,
насечкам и формам поперечного сечения. Сверла, метчики и плашки хранят на
плашках-планшетах со специальными гнездами. На дне ящика хранят более крупный и грубый инструмент: молотки, зубила и т.д. Измерительный инструмент
должен находиться в футляре или на куске ткани, постеленной на верстаке.
Рабочие инструменты хранятся в подставках с гнездами, документация (чертежи, технологические карты) – на специальных планшетах, измерительные инструменты – в деревянных коробках или футлярах.
Рис. 1. Верстак слесарный:
1 – каркас; 2 – столешница; 3 – тиски;
4 – защитная сетка; 5 – планшет для
документации; 6 – местное освещение;
7 – полочка для измерительного инструмента;
8 – планшет для рабочего инструмента;
9 – ящик для хранения инструмента;
10 – полки; 11 – сиденье
Габариты верстака: длина – 1000-1200 мм
ширина – 700-800 мм
высота – 800-900 мм.
Тиски являются основным оборудованием рабочего места слесаря. Они служат приспособлением для установки и закрепления заготовок в удобном для обработки положении и состоят из корпуса и двух зажимных губок.
Тиски устанавливают на верстаках и используют при различных слесарных
работах:
- стуловые – при рубке, гибке, правке и других видах обработки с ударными
нагрузками;
- параллельные, неповоротные и поворотные – при выполнении более сложных и точных работ, не связанных с сильными ударами по заготовке;
- ручные – для закрепления небольших заготовок, если их неудобно или
опасно держать руками.
Наиболее часто применяются параллельные тиски (ГОСТ 4045-57) которые
имеют следующие размеры:
- по ширине губок – 60, 80, 100, 120, 140 мм;
- по разводу губок – 45, 65, 100, 140, 180 мм.
Параллельные тиски (рис. 2) состоят из основания 1, которое с помощью болтов крепится к верстаку. На основании закреплен корпус 9 неподвижной губки 7.
В прямоугольном вырезе, внутри неподвижной губки располагается гайка, через
которую проходит зажимный винт 3. Одновременно через прямоугольный вырез
проходит призматический выступ 8 подвижной губки 5. Винт 3 в подвижной губке закреплен стопорной планкой 4. При вращении зажимного винта рукояткой 2
он будет ввинчиваться в гайку и перемещать подвижную губку относительно неподвижной.
Рис. 2. Параллельные тиски
Корпус тисков изготовляют из чугуна. Для увеличения срока службы к рабочим частям губок крепят стальные планки 6. Поворот тисков относительно вертикальной оси производят вручную при отжатой рукоятке 10. У неповоротных тисков корпус неподвижной губки жёстко крепится к основанию без возможности
поворота вокруг вертикальной оси.
Большое влияние на производительность труда слесаря оказывает правильная
организация и оснащенность рабочего места. Хорошая организация рабочего места сводится к следующим основным правилам:
1. Высота верстака и тисков должна соответствовать росту рабочего. При
нормальном положении локоть согнутой и прижатой к груди правой руки должен
находиться на уровне губок тисков, а выпрямленные пальцы этой руки должны
касаться подбородка.
2. Рабочее место должно быть хорошо освещено дневным или электрическим
светом. Во время работы свет не должен падать в глаза работающему.
3. На рабочем месте необходимо располагать только инструменты, необходимые для данной работы.
4. Инструменты, которыми рабочий пользуется часто, должны располагаться
ближе к нему, а используемые редко – дальше. Инструмент, который держится
правой рукой, располагается справа от тисков, левой – слева от тисков.
5. Чертежи и технологическая карта во время работы должны находиться перед глазами рабочего на специальной подставке.
6. Рабочее место должно содержаться в чистоте. После окончания работы
необходимо очистить от стружки и вытереть насухо рабочие инструменты и приспособления, убрать стружку и сдать инструмент в кладовую.
3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ СЛЕСАРНЫХ РАБОТАХ
В машиностроении и ремонтной практике большинство деталей изготовляют
из чугуна, стали, цветных металлов, твердых сплавов и других конструкционных
материалов.
Наиболее распространены сплавы железа с углеродом: стали – с содержанием углерода до 2,14% и чугуны – содержанием углерода от 2,14% до 6,67%.
По назначению стали подразделяются на две большие группы: конструкционные и инструментальные.
3.1. Конструкционные стали
Конструкционными называют стали, применяемые для изготовления деталей
машин и механизмов, конструкций и сооружений. Эти стали могут быть как углеродистыми, так и легированными. Содержание углерода в этих сталях не превышает 0,5-0,6%.
Конструкционные стали имеют высокую твердость, прочность, сопротивление усталости, коррозии и износу, а также обладают хорошими технологическими
свойствами, т.е. легко обрабатываются давлением и резанием, хорошо свариваются и имеют малую склонность к деформации.
Для придания стали тех или иных специальных свойств в сталь вводят дополнительные элементы (хром, вольфрам, ванадий, кобальт, титан и др.), т.е.
сталь легируют.
Сталь поставляется с металлургических заводов горячекатаной (сортовая,
фасонная, тонколистовая, толстолистовая, широкополосовая) и холоднокатаной
(тонколистовая), а также в виде полос и проволоки.
В зависимости от химического состава конструкционные стали делятся на
углеродистые и легированные.
3.1.1. Углеродистые конструкционные стали
Углеродистые конструкционные стали делят на стали обыкновенного качества и качественные стали.
В зависимости от условий и степени раскисления различают спокойные (сп),
кипящие (кп), и полуспокойные (пс) стали.
Углеродистые стали обыкновенного качества применяют для изготовления
деталей менее ответственного назначения: балки, прутки, швеллеры, уголки, а
также фермы конструкций подъемных кранов, каркасы, корпусы агрегатов и малоответственные детали машин (оси, валы, шестерни).
В зависимости от гарантируемых свойств стали обыкновенного качества
подразделяются на три группы – А, Б, В. Принадлежность к группе указывается в
марке стали (группа А не указывается)
Сталь группы А применяют, когда изделие не подвергают горячей обработке
(сварке, ковке и др.). Стали группы Б и В подвергают термической обработке
(сварке, термической деформации и др.), при которой механические свойства меняются. Марки этих групп обозначают буквами Ст (сталь) и обозначают цифрами
от 0 до 6 – условным номером марки в зависимости от химического состава и механических свойств. Например, Ст4 – сталь углеродистая конструкционная обыкновенного качества общего назначения группы А, номер марки 4.
Стали углеродистые конструкционные качественные применяют для изготовления деталей машин с повышенными требованиями к прочности. Эти стали
выплавляют с соблюдением более строгих условий в отношении состава шихты и
ведения плавки и разлива. Двухзначное число в марке обозначает среднее содержание углерода в сотых долях процента, например, стали 08, 15, 45, 80 и т.д.
3.1.2. Стали легированные конструкционные общего назначения
В зависимости от содержания углерода делятся на цементируемые (низкоуглеродистые) и улучшаемые (среднеуглеродистые). Стали, в которых суммарное
содержание легирующих элементов не превышает 2,5%, относятся к низколегированным, содержащие 2,5-10% – к среднелегированным, и более 10% – к высоколегированным.
Обозначение марок стали связано с ее химическим составом и названием легирующих элементов, например, хромистые стали – 15Х, 38ХА, 45Х; марганцовистые стали – 20Г, 35Г; хромомарганценикелевые стали – 38ХГН, хромоалюминиевые стали с добавкой молибдена – 38Х2МЮА и т.д. Двухзначные числа с левой
стороны обозначений марок показывает среднее содержание углерода в сотых
долях процента; следующие за тем буквы обозначают: Н – никель, Х – хром, Г –
марганец, С – кремний, М – молибден, В – вольфрам, К – кобальт, Ю – алюминий
и т.д. Цифры после соответствующей буквы обозначают приблизительное содержание этого элемента в процентах. При содержании элемента до 1% единицу не
указывают. Буква А в конце обозначения марки указывает на повышенное качество этой стали, т.е. незначительное содержание серы и фосфора.
При легировании понижается порог хладноломкости, повышается твердость,
получается лучшее сочетание прочности и вязкости.
3.2. Инструментальные стали.
Свойства, маркировка
Инструментальными сталями называют углеродистые и легированные стали,
обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью. Их применя-
ют для изготовления режущих, измерительных инструментов и штампов. В инструментальных сталях содержится 0,7-1,3% углерода.
Инструментальные стали разделяются на четыре типа:
1) пониженной прокаливаемости (углеродистые);
2) повышенной прокаливаемости (легированные);
3) штамповые;
4) быстрорежущие
3.2.1. Инструментальные стали пониженной прокаливаемости
Обладают высокой прочностью, твердостью после термической обработки и
износостойкостью. Стали применяются для изготовления сверл малого диаметра,
разверток, метчиков, плашек, шаберов, зубил, напильников и других инструментов, работающих на малых скоростях резания. Из этих сталей могут изготовляться
и некоторые измерительные инструменты, калибры и шаблоны. Марки углеродистых сталей обозначают буквой У с добавлением цифры, указывающей среднее
содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце обозначения
марки указывает повышенное качество этой стали. Например, У8А, У12А.
Достоинствами углеродистых инструментальных сталей являются дешевизна, невысокая твердость после закалки и хорошая обрабатываемость резанием.
Недостатки: нельзя изготовлять инструменты сложной формы. Углеродистые инструментальные стали можно использовать для мелкого инструмента, работающего из-за их низкой теплостойкости с малыми скоростями резания, так как при
нагреве выше 190-200 °С твердость его сильно понижается.
3.2.2. Инструментальные стали повышенной прокаливаемости
Получают введением в углеродистую сталь легирующих элементов – хрома,
вольфрама, молибдена, ванадия, марганца, которые повышают ее режущие и технологические свойства, увеличивают теплостойкость до 250-300 °С, уменьшают
деформацию при закалке. Легированные стали меньше подвержены перегреву,
имеют большую прокаливаемость, поэтому их применяют для изготовления разверток, сверл, метчиков и другого стержневого и резьбового инструмента, корпусов штампов и пресс-форм и других инструментов сложной формы с большим отношением длины к диаметру. Недостатком данных сталей является их склонность
к обезуглероживанию при нагреве и повышенная твердость в отожженном состоянии, что ухудшает обрабатываемость этих сталей резанием.
Для изготовления режущего инструмента наибольшее применение находят
стали: хромокремнистая 9ХС, хромовольфрамовая ХВ5, хромовольфрамомарганцовистая ХВГ и др. Цифра перед маркой обозначает содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода около 1% цифру не пишут. Буквы
обозначают легирующие элементы, а следующие за ними цифры указывают содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента.
3.2.3. Быстрорежущие стали
Благодаря введению в ее состав 6-19% вольфрама, 3-4,6% хрома, 1-4% ванадия и других легирующих элементов могут выдерживать в процессе резания
нагрев до температуры 600-650 °С, иметь твердость после термообработки HRC
63…68 и работать при скоростях резания в 2-3 раза превышающих скорости, допускаемые при использовании инструмента, изготовленного из инструментальных углеродистых сталей. Стали делятся на три группы – умеренной, повышенной и высокой теплостойкости. Учитывая высокую стоимость быстрорежущих
сталей, из них изготавливается только режущая часть инструмента, а корпуса,
державки, хвостовики инструментов делают из конструкционных сталей.
В марках быстрорежущих сталей буква Р (“rapid” (англ.) - быстрый), обозначает, что сталь относится к группе быстрорежущих. Цифры, стоящие после нее,
указывают среднее содержание вольфрама в процентах. Остальные буквы и цифры имеют то же значение, что и в марках легированных сталей. Например: Р18,
Р6М5 и др.
3.3. Чугуны. Свойства, маркировка
Чугуны в зависимости от структурного состояния и назначения подразделяются на несколько групп. Различают белые, серые, ковкие, высокопрочные, жаропрочные, коррозийно-стойкие и антифрикционные чугуны.
Белые чугуны характеризуются наличием углерода в связанной форме в виде
цементита (Fe3C). Белые чугуны имеют высокую твердость и хрупкость и очень
плохо обрабатываются резанием, поэтому в качестве машиностроительного материала не применяются. Основное назначение – для производства стали и ковкого
чугуна, поэтому белый чугун ещё называют передельным.
Серый чугун характеризуется наличием углерода в свободном виде, в виде
графита пластинчатой формы. Применяется серый чугун как конструкционный
материал для отливок станин металлорежущих станков и кузнечно-прессового
оборудования, корпусных деталей, зубчатых колес, рычагов и других изделий, не
испытывающих высоких механических нагрузок. Марки серого чугуна обозначают буквами СЧ с добавлением двух цифр, соответствующих пределу прочности
при растяжении (кгс/мм).Например, СЧ-15 – серый чугун с пределом прочности
при растяжении σв =15 кгс/мм2 (150 МПа).
Высокопрочный чугун также имеет включения графита, только уже шаровидной (глобулярной) формы. Вследствие наличия в своем составе легирующих элементов (марганец, кремний, никель) высокопрочный чугун обладает повышенной
прочностью и пластичностью. Из него изготовляют ответственные детали, работающие при значительных механических нагрузках. Высокопрочный чугун обозначают буквами ВЧ и двумя двухзначными числами, показывающими предел
прочности при растяжении и относительное удлинение (%). Например, ВЧ 38-17 –
это высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении σв =38 кгс/мм2
(380 МПа) и относительным удлинением δ = 17%.
Ковкий чугун – обладает достаточной прочностью и пластичностью, что достигается длительным отжигом отливок из белого чугуна. Имеет графитовые
включения хлопьевидной формы. Применяются для изготовления гидроцилиндров, распределительных валов и т.д. Ковкий чугун обозначают буквами КЧ с добавлением двух чисел, которые обозначают то же самое, что и у высокопрочных
чугунов. Например, КЧ 35-10 – это ковкий чугун с пределом прочности при растяжении σв = 35 кгс/мм2 и относительным удлинением δ = 10%.
Чугунные детали, работающие в условиях высоких температур, изготовляют
из жаропрочных чугунов, обозначаемых буквами ЖЧ. Последующие буквы указывают на наличие легирующих элементов, а цифры за ними – на соответствующее количество этих элементов в процентах. Например, ЖЧХ-2,5 – жаропрочный
чугун с содержанием хрома 2,5%.
Детали, работающие в условиях газовой и кислотной сред, изготовляют из
коррозийно-стойких чугунов, а детали, работающие в условиях трения (направляющие, подшипники и т.п.) - антифрикционных чугунов.
3.4. Цветные сплавы, состав, маркировка
Большое распространение в машиностроении получили бронза, латунь, сплавы алюминия, магния, титана, других металлов.
Бронза – сплав меди с оловом, алюминием, фосфором, никелем и другими
элементами. В зависимости от состава бронзы делятся на оловянные и безоловянные.
В маркировке бронзы буквы «Бр» означают – бронза. Далее идут буквенные
обозначения элементов, входящих в состав сплава и цифры, указывающие их
среднее содержание в процентах.
Например, Бр.ОФ6,5-0,4 – оловянно-фосфористая бронза, содержащая 6,5%
олова, 0,4% фосфора, остальное – медь.
Латунь – сплав меди с цинком. Различают простые (двухкомпонентные) латуни, состоящие из меди и цинка, и специальные (многокомпонентные), содержащие некоторое количество легирующих элементов (свинец, олово, железо, марганец). Наименование таких латуней дается по легирующим элементам, например, свинцовая латунь.
Простые латуни маркируют буквой Л, за которой пишут содержание меди в
процентах. Например: Л68 – латунь простая, содержащая 68% меди и 32% цинка.
В специальных латунях после буквы Л идут буквы, обозначающие легирующие элементы: А – алюминий; К – кремний, О – олово, Ж – железо, Мц – марганец, С – свинец, Н – никель,. Первые две цифры, стоящие за буквами, указывают
среднее содержание меди в процентах и далее через дефис после содержания меди указываю содержание вводимых элементов в процентах, остальное – цинк.
Буква Л в конце марки указывает, что латунь – литейная. Например, марка ЛАЖМц-66-6-3-2 – специальная алюминиево-железисто-марганцевистая латунь, содержащая 66% меди, 6% алюминия, 3% железа, 2% марганца, остальные 23%
цинка.
Дуралюмин (дюралюминий) – сплав алюминия с медью, магнием, марганцем,
кремнием, железом и другими элементами. Дуралюмин широко применяют во
всех областях народного хозяйства, особенно в авиации. Отдельные марки спла-
вов хорошо свариваются точечной сваркой, обрабатываются резанием, штампуются, термически обрабатываются, подвергаются анодированию. Наиболее распространенными алюминиевыми сплавами, которые подвергаются обработке резанием, являются Д16, Д19, Д20, Д21, АК-4 и литейные алюминиевые сплавы АЛ2, АЛ-4, АЛ-9 и др. Здесь буква обозначает тип сплава (Д - дуралюмин, АЛ – литейный сплав, АК – ковкий сплав), цифра – номер сплава.
Магниевые сплавы по удельной прочности превосходят некоторые конструкционные стали и чугуны. Они хорошо прессуются и обрабатываются резанием.
Наиболее распространены следующие группы магниевых сплавов: литейные магниевые сплавы марок от МЛ2 до МЛ15 - применяются для деталей с повышенной
коррозионной стойкостью и герметичностью; сверхлегкие магниевые сплавы
ИМВ2 и ВМД5 - имеют низкую плотность, повышенную пластичность и хорошие
свойства в условиях низких температур; магниевые сплавы МЛ14пч и МЛ16пч
предназначены для защиты от коррозии газопроводов и подземных сооружений.
Титановые сплавы отличаются малой плотностью, высокими механическими
свойствами и коррозионной стойкостью, но плохо обрабатываются резанием.
Применяются для деталей реакторов с агрессивными средами, холодильников,
мединструментов, каркасов и обшивки самолетов и т.д. Марки титановых сплавов
приведены в соответствующих стандартах.
4. ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ
Каждое изделие характеризуется совокупностью выходных параметров –
величинами, определяющими показатели качества данного изделия. Показатели
качества могут характеризовать самые разнообразные свойства изделия в зависимости от его назначения и тех требований, которые к нему предъявляются. Среди
этих свойств важное значение отводится взаимозаменяемости и сопутствующим
ей свойствам: точности, надежности и стабильности. Обычно каждое изделие характеризуется рядом выходных показателей качества, и их предельные значения
контролируются и регламентируются нормативно-технической документацией.
На рис. 3 приведены геометрические и физико-химические параметры качества изделий. Ниже будут рассмотрены некоторые из них.
Качество изделий
Физико-химическое
состояние
Остаточные напряжения
Фазовый состав
Структура
Пластичность
Характеристики
основного
металла
Прочность
Остаточные напряжения
Фазовый состав
Структура
Химический состав
Характеристики
поверхностного
слоя
Пластичность
Твёрдость
Шероховатость
Суммарные отклонения
формы и расположения
Отклонения расположения
Отклонения формы
Отклонения отдельного
размера
Волнистость
Характеристики
поверхностного
слоя
Характеристики
размера
Химический состав
Геометрические параметры
Эксплуатационные свойства поверхности
Рис. 3. Параметры качества изделий
4.1. Твёдрость материала
Твердостью называется свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии в поверхностном слое.
Под твёрдостью понимают свойство материала сопротивляться проникновению в него более твёрдого наконечника (индентора), не получающего остаточных
деформаций. Испытания на твёрдость получили большое распространение в промышленности, т.к. они дают возможность изучать свойства материала не только
на опытных образцах, но и на готовых конструкциях и деталях. К тому же имеется возможность по результатам испытаний на твёрдость определить величину
предела прочности материала без проведения испытаний на растяжение.
Наибольшее распространение получили статические методы:
а) метод Бринелля – вдавливание стального закалённого шарика;
б) метод Роквелла – вдавливание стального шарика при контроле мягких материалов или алмазного конуса при испытании твёрдых;
в) метод Виккерса – вдавливание алмазной пирамиды.
4.1.1. Измерение твердости методом Бринелля
Метод основан на том, что в плоскую поверхность металла на прессе Бринелля (рис 4) вдавливается под постоянной нагрузкой F твердый стальной шарик.
Рис. 4. Схема пресса Бринелля: 1 – маховик; 2 – опора образца;
3 – шарик; 4 – метки; 5 – рычаг 1:4; 6 – рычаг 1:10; 7 – подвижная
опора; 8 – грузы; 9, 12 – кулачки; 10 – кнопка пуска; 11 – концевой
переключатель; 13 – электродвигатель; ч - часть
Диаметр шарика D зависит от марки исследуемого материала и его предполагаемой твердости и может выбираться из ряда: 10, 5, 2,5, 2, 1 мм. Нагрузка F может составлять 30000 Н, 10000 Н или 7500 Н в зависимости от материала. Время
выдержки под нагрузкой составляет 10 с для черных металлов и 30, 60 – для цветных. После снятия нагрузки в испытуемом материале образуется отпечаток (лунка). Чем тверже материал, тем меньше диаметр отпечатка d, который измеряется с
помощью лупы или отсчетного микроскопа с точностью до 0,05 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По двум измерениям находят их среднее
арифметическое, по которому определяют твердость по Бринеллю, кгс/мм2 по
формуле:
HB 

2F
D D  D 2  d 2
;
где F – величина нагрузки;
D – диаметр шарика;
d – диаметр лунки.
На практике расчеты по приведенной формуле не выполняют. Твердость по
Бринеллю определяют из таблиц, прилагаемых к прибору. Метод Бринелля не рекомендуется применять для металлов с твердостью более НВ 450, так как шарик
может деформироваться, что приведет к неправильному результату.
4.1.2. Измерение твердости методом Роквелла
Принципиальное отличие измерения твёрдости по способу Роквелла от измерения по способу Бринелля состоит в том, что её измеряют не по диаметру, а по
глубине отпечатка, получаемого в результате вдавливания наконечника с инденторами – алмазного конуса с углом при вершине α = 120° или стального шарика
диаметром 1,5875 мм в испытуемый образец (изделие) под действием последовательно прилагаемой предварительной F0 (P0) и основной F1 (P1) нагрузок на глубину h0 или h1 соответственно (рис. 5).
Рис. 5. Схема определения твёрдости по Роквеллу
Величина твердости определяется разностью между глубиной впадин, получаемых на испытуемом изделии от вдавливания алмазного конуса или стального
шарика под основной и предварительной нагрузкой. За единицу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению наконечника на 0,002 мм.
Твердость по Роквеллу обозначается цифрами и буквами HR с указанием
шкалы твёрдости (А, В, С). Шкала А используется при испытании алмазным конусом под нагрузкой 600 Н; шкала С – также при испытании алмазным конусом,
но под нагрузкой 1500 Н; шкала B – при испытаниях стальным шариком под
нагрузкой 1000 Н. Значения твердости сразу считываются по шкале прибора.
Схема пресса Роквелла представлена на рис. 6.
Рис. 6. Схема пресса Роквелла:
1 – электродвигатель; 2 – червячный редуктор;
3 – грузы; 4 – корпус; 5 – шток; 6 – грузовой рычаг;
7 – индикатор; 8 – рычаг; 9 – пружина; 10 – индентор;
11 – подъёмный столик; 12, 13 – пара винт-маховик;
14 – механизм подъёмного столика;
15 – кнопка «Пуск»; 16 – кулачковый блок;
17 – трос управления индикатором
4.1.3. Измерение твердости методом Виккерса
Существует еще один метод определения твердости металла – по Виккерсу
(HV). Метод используют для определения твердости деталей малой толщины и
тонких поверхностных слоев, имеющих высокую твердость. Твердость определяют вдавливанием в испытуемую поверхность четырехгранной алмазной пирамиды. Твердость по Виккерсу определяется с помощью специальных таблиц в зависимости от величины отпечатка.
4.2. Характеристики отдельного размера и соединения двух деталей
Ни одну деталь невозможно изготовить абсолютно точно по чертежу. Объясняется это многими причинами: колебаниями и вибрациями, возникающими в
процессе резания, температурными изменениями, погрешностью измерительных
средств и т.д.
Для того, чтобы изделие отвечало своему целевому назначению, необходимо,
чтобы его размеры выдерживались между двумя предельно допустимыми размерами (наибольшим и наименьшим) разность которых образует допуск.
Для удобства принято указывать номинальный размер детали, а каждый из
двух предельных размеров определяют по его отклонениям от номинального размера.
На рабочем чертеже детали проставляют размеры, называемые номинальными, предельные отклонения этих размеров и условные обозначения полей допусков – 12 Js 9 0,021 .
Номинальный размер – размер, полученный исходя из функционального
назначения детали (прочность и т.п.) и служащий началом отсчёта отклонений.
Так как абсолютно точно получить при обработке размеры детали практически
невозможно, поэтому их ограничивают двумя предельными размерами, один из
которых называется наибольшим предельным размером, а другой – наименьшим
предельным размером. Чем меньше разница между наибольшим и наименьшим
предельными размерами, тем более высокой считается точность обработки, т.е.
более высокий квалитет точности. Соответственно для каждого квалитета установлены определенные допуски.
Действительный размер – размер, полученный измерением с допустимой
погрешностью. Деталь является годной, если её действительный размер больше
наименьшего предельного размера, меньше наибольшего предельного или равен
одному из них.
На чертежах вместо предельных размеров рядом с номинальным размером
указывают два предельных отклонения – верхнее и нижнее. Отклонение равное
нулю не указывается. Например, размер шпоночного паза 12Js9(±0,021). В этом
случае наибольший предельный размер паза 12,021, а наименьший предельный
размер – 11,979 мм. Годный действительный размер должен находиться между
предельными размерами или быть равным одному из них.
Отклонением называется алгебраическая разность между размером предельным, действительным и т.д. и номинальным размером. Соответственно отклонение может быть верхним предельным, нижним предельным и действительным.
Верхнее и нижнее отклонения могут быть положительными, т.е. со знаком плюс,
отрицательными, т.е. со знаком минус, и равными нулю. Одно из двух отклонений
(верхнее или нижнее), ближайшее к нулю (нулевой линии), называется основным.
На чертежах оно обозначается буквами латинского алфавита и совместно с квалитетом (цифра) определяет положение поля допуска (Н7, Js9, h12 и т.п.).
Допуск размера – разность между наибольшим и наименьшим предельными
размерами или алгебраическая разность между верхним и нижним предельными
отклонениями. Допуск характеризует заданную точность размера детали. Чем
меньше допуск, тем труднее обрабатывать деталь, т.к. повышаются требования к
точности станка, приспособлений, квалификации рабочего и т.п.
Большинство деталей работает совместно, например, вал вращается в отверстиях (подшипниках). Для этой цели вал должен быть выполнен несколько меньшего диаметра, чем отверстие. Благодаря этому вращение окажется возможным,
соединение, как говорят, будет подвижным, т.е. между валом и отверстием будет
зазор (рис. 7, а). Для неподвижных посадок, наоборот, вал должен иметь диаметр
несколько больший, чем диаметр отверстия, т.е. соединение будет выполнено с
натягом (рис. 7, б).
б)
Рис. 7. Посадка вала в отверстии:
а – с зазором; б – с натягом;
1 – отверстие; 2 – вал
Наибольший предельный
размер вала
Наименьший предельный
размер вала
Минимальный
натяг
2
Допуск вала
Наименьший предельный
размер вала
Допуск вала
Наименьший предельный
размер отверстия
Наибольший предельный
размер отверстия
Наибольший предельный
размер вала
а)
Максимальный
натяг
Допуск
отверстия
Номинальный
размер соединения
2
Номинальный
размер соединения
Наибольший предельный
размер отверстия
1
Минимальный
зазор
Допуск
отверстия
Максимальный
зазор
Зазор
1
0
0
0
0
В связи с этим разработана специальная система допусков для различной
точности. Она сведена в таблицы, из которых, соизмеряясь с требованиями конструкции, назначают точность выполнения размеров.
4.3. Шероховатость поверхности
Обработанная поверхность в результате прохода инструмента - напильника,
шабера, резца, сверла и т.д. получается не совсем гладкой, а шероховатой.
В технике шероховатость имеет большое значение для точности работы деталей в машине, а потому, конечно, должна быть подчинена определённым нормам.
Представление о реальном профиле шероховатой поверхности дают профилограммы, получаемые ощупыванием исследуемой поверхности алмазной иглой
профилометра или ее фотографированием (рис. 8).
y
l - базовая длина
Линия выступов
m
y vi
m
Rmax
y pi
m - средняя линия профиля
Местный выступ
Линия впадин профиля
Местная впадина
Рис. 8. Профилограмма обработанной поверхности
При оценке параметров шероховатости по профилограмме используется система средней линии m-m. Средняя линия проводится в пределах базовой длины l
по равенству сумм площадей выступов и впадин по обе ее стороны. Средняя линия служит базой для отсчета отклонений профиля и имеет форму номинального
профиля.
ГОСТ 2789-73* устанавливает шесть параметров шероховатости, которые
делятся на три группы: высотные (Ra, Rz, Rmax), связанные с высотными свойствами неровностей, шаговые (Sm, S), связанные со свойствами неровностей в
направлении длины профиля, и опорные (tp), связанные с формой неровностей
профиля.
Кроме перечисленных шести количественных параметров стандартом установлены два качественных параметра:
- вид обработки (указывается в том случае, когда шероховатость поверхности следует получить только определенным способом);
- тип направлений неровностей (выбирается из табл. 1 и указывается только
в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или
сопряжения).
Таблица 1
Направление неровностей
Тип
направлений
неровностей
Параллельное
Схематическое изображение
Обозначение
Тип
направлений неровностей
= /Ra0,4 Произволь-
Обозначение
M/Ra1,6
ное
Перепендикулярное
/Ra0,8 Кругооб-
Перекрещивающееся
/Ra1,6
Точечное
Схематическое изображение
C/Ra1,6
разное
Радиальное
R/Ra1,6
P/Ra1,6
Шероховатость поверхности обозначают на чертеже для всех выполняемых
по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями
конструкции.
Структура знака обозначения шероховатости поверхности показана на рис. 9.
Рис. 9. Структура знака шероховатости
Для обозначения на чертежах шероховатости поверхности применяют специальные знаки, которые приведены на рис. 10 Числовые значения параметров шероховатости указываются после соответствующего символа (Rz20, Rmax10). Пара-
h
Ra0,4
H
метр Ra считается предпочтительным для обозначений на чертежах, т.к. он более
обеспечен необходимыми измерительными средствами.
60°
Знак наиболее предпочтительный.
Высота h равна высоте размерных
чисел Н = (1,5...5,0)h.
Параметр Ra не должен превышать
0,4 мкм
Знак, показывающий, что поверхность
образована путём удаления слоя металла.
Параметр Rz должен находиться в
пределах 16...10 мкм
Знак, показывающий, что поверхность
образована без снятия слоя металла.
Параметр Ra не должен превышать
1,6 мкм
Rz 16
10
Ra1,6
Знак, показывающий, что поверхность
не обрабатывается по данному чертежу
Рис. 10. Знаки обозначения шероховатости
5...10
При указании одинаковой шероховатости для части поверхностей изделия в
правом верхнем углу чертежа помещают обозначение одинаковой шероховатости
и знак шероховатости в скобках. Знак в скобках означает, что все поверхности, на
которых не указаны обозначения шероховатости, должны иметь шероховатость,
указанную перед скобками (рис. 11, а).
Rа1 (
)
полировать
Ra0,1
0,8/Sm 0,063
0,040
0,25/t5080±10%
5...10
а)
б)
Рис. 11. Примеры обозначения шероховатости
При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке:
 параметр высоты неровностей профиля;
 параметр шага неровностей профиля;
 относительная опорная длина профиля.
В обозначении указано (рис. 11, б):
1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra не более 0,1 мкм на базовой длине l  0,25 мм (в обозначении длина не указана, так как соответствует
значению, определенному стандартом для данной высоты неровностей).
2. Средний шаг неровностей профиля S m должен находиться в пределах от
0,063 мм до 0,04 мм на базовой длине l  0,8 мм.
3. Относительная опорная длина профиля на 50% уровне сечения должна
находиться в пределах 80 ± 10% на базовой длине l  0,25 мм.
5. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
К основному контрольно-измерительному инструменту, используемому при
выполнении слесарных работ, относятся: линейки, штангениструмент, микрометры, индикаторы и т.д.
5.1. Штангенинструмент
К штангенинструментам относятся штангенциркули, штангенглуби-номеры и
штангенрейсмасы.
Штангенциркули предназначены для измерения наружных и внутренних
диаметров, длин, толщин, глубин и т.д. и разметочных работ.
В основу устройства штангенинструментов положены линейка с делениями 1
мм - штанга и вспомогательная шкала - нониус, перемещающаяся на рамке по основной линейке - штанге.
Погрешность измерения штангенциркулем определяется шкалой нониуса.
Использование нониуса позволяет получить отсчет дробных частей миллиметра.
Основная часть штангенциркуля - штанга с миллиметровыми делениями. Деления
шкал нониуса отличаются от целого числа делений штанги на размер отсчета.
Штангенциркули выпускают с пределом измерения до 200 мм (с глубиномером) и
до 2000 мм двенадцати типоразмеров. Нониусы изготовляют с ценой деления 0,1
и 0,05 мм.
Штангенциркули выпускают трех типов: с двусторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и с линейкой для определения глубин
(цена деления нониуса составляет 0,1 мм) ЩЦ-I (рис. 12, а); с двусторонним расположением губок для измерения и для разметки (цена деления нониуса 0,1 и 0,05
мм) ШЦ-II (рис. 12, б); с одно сторонними губками для наружных и внутренних
измерений с ценой деления нониуса 0,05 и 0,1 мм – ШЦ-III (рис.12, в).
а)
б)
в)
Рис. 12. Штангенциркули: а) ШЦ-I: 1 - штанга; 2 - рамка; 3 - нониус;
4 - губки для внутренних измерений; 5 - губки для наружных измерений;
6 - линейка глубиномера; 7 - шкала штанги; 8 - зажим рамки;
б) ШЦ-II: 1 - штанга; 2 - рамка; 3 - нониус; 4 - подвижные измерительные
губки; 5 - неподвижные измерительные губки; 6 - рамка микрометрической
подачи; 7 - гайка и винт микрометрической подачи рамки; 8 - зажим рамки
микрометрической подачи; 9 - зажим рамки;
в) ШЦ- III: 1 - штанга; 2 - рамка; 3 - нониус; 4 - губка штанги; 5 - губка рамки;
6 - гайка и винт микрометрической подачи; 7 - зажим рамки; 8 - зажим рамки
микрометрической подачи
Длина нониуса с ценой деления 0,1 мм составляет 19 мм и разделена на 10
частей. Одно деление нониуса составляет
19
 1,9 мм , что на 0,1 мм меньше целого
10
числа миллиметров. При нулевом показании каждый штрих нониуса находится
слева от ближайшего штриха штанги на расстоянии, равном величине отсчета (0,1
мм), умноженной на порядковый номер штриха нониуса, не считая нулевого (рис.
13).
Рис. 13. Устройство линейного нониуса и
пример чтения показаний
Целое число миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо нулевым штрихом нониуса. Дробный размер (количество десятых долей миллиметра) определяется умножением точности отсчета на порядковый номер штриха нониуса (не считая нулевого), совпадающего со штрихом штанги.
Длина нониуса штангенциркуля с величиной отсчета 0,05 равна 39мм и разделена на 20 частей. Одно деление нониуса составляет
39
 1,95 мм , что на 0,05 мм
20
меньше целого числа миллиметров. Устройство шкалы нониуса и порядок отсчета
измерений аналогичны предыдущему.
При измерении наружных размеров действительное значение размера непосредственно считывается с основной шкалы и шкалы нониуса штангенциркуля.
При измерении внутренних размеров штангенциркулями типа ШЦ-II и ШЦ-III
для получения действительных размеров необходимо к показаниям штангенциркуля прибавить толщину губок, которая указана на штангенциркуле. Точность
приведенных средних размеров не должна превышать точности отсчета измерительного инструмента.
Штангенрейсмасы и штангенглубиномеры
Штангенглубиномеры служат для контроля глубины отверстий и пазов, высоты уступов, штангенрейсмасы - для измерения высоты детали и разметочных
работ.
Штангенглубиномеры имеют штангу без губок и рамку с доведенной измерительной поверхностью основания и нониусом (рис. 14). У штангенрейсмасов
штанга установлена в массивном основании. Рамка с нониусом имеет кронштейн,
на котором хомутом закрепляется измерительная, или разметочная, ножка (рис.
15).
Рис. 14. Штангенглубиномер ШГ-250
Рис. 15. Штангенрейсмас
5.2. Микрометры
Микрометрические инструменты - довольно распространенные средства для
измерений наружных и внутренних размеров, глубин пазов и отверстий. Измерения микрометрическими инструментами осуществляют методом непосредственной оценки. Микрометрические измерительные инструменты основаны на использовании винтовой пары (винт-гайка), которая преобразовывает вращательное
движение микровинта в поступательное. Цена деления таких инструментов - 0,01
мм.
Приборостроительные заводы в соответствии с ГОСТ 6507-90 выпускают
следующие микрометрические инструменты: МК - микрометры гладкие для измерения наружных размеров; МЛ - листовые с циферблатом для измерения толщины; МТ - трубные для измерения толщины стенок труб; МЗ - зубомерные для измерения длины общей нормали; МВМ – микрометры со вставками для измерения
резьбы; МРИ – микрометры рычажные и др. На измерительные поверхности микрометров часто напаивают пластинки из твердого сплава, что значительно повышает их износостойкость.
Микрометры предназначены для измерения наружных размеров деталей
(рис. 16). Основная несущая деталь микрометра - скоба 8, с одной стороны которой имеется неподвижная измерительная пятка 1, а с другой - микрометрическая
головка, состоящая из втулки-стебля 4, внутрь которой ввернут микрометрический винт 3 с шагом резьбы 0,5 мм, стопора 7 с закрепленным на винте барабаном
5 и трещоточного устройства 6.
Рис.16. Устройство гладкого микрометра:
1 – неподвижная измерительная пятка; 2 – установочная мера;
3 – микрометрический винт; 4 – втулка-стебель; 5 – барабан;
6 – трещоточное устройство; 7 – стопор; 8 - скоба
На наружной поверхности втулки-стебля 4 проведена продольная линия, ниже которой нанесены миллиметровые деления, а выше ее такие же деления, сдвинутые относительно нижних на 0,5 мм. На коническом скосе барабана нанесена
шкала нониуса с 50 равными делениями.
При повороте микрометрического винта на один оборот его перемещение
вдоль оси равно 0,5 мм (шагу винта). Цена одного деления нониуса равна 0,01 мм,
т.е. при повороте на одно деление микрометрический винт перемещается вдоль
оси на 1/50 шага (0,5:50 = 0,01 мм) (рис. 17).
Рис. 17. Устройство кругового нониуса
1 - барабан; 2 - микровинт;
3 - резьбовая втулка; 4 – стебель
Микрометры выпускают с пределами измерений: 0...25, 25...50,
50… 75,
75…100, 100...125, 125...150, 150...175, 175...200, 200...225, 225...250, 250...275,
275...300, 300...325, 325...350, 350...375, 375...400, 400...425, 425...450, 450...475...
500 мм.
Все микрометры (кроме микрометра с нижним пределом измерений, равным
нулю) снабжаются установочными мерами. Для ограничения усилия нажатия
винта на поверхность детали микрометрическая головка имеет трещоточное
устройство, за которое и поворачивается головка при измерении.
Измеряемый размер определяется суммой показаний основной шкалы на
стебле и шкалы нониуса на барабане. Целое число миллиметров и половину миллиметра отсчитывают краем скоса барабана по шкале стебля. Сотые доли миллиметра определяют порядковым номером штриха на нониусе барабана, совпадающего с продольным штрихом стебля.
При чтении показаний (рис. 17) микрометр следует держать прямо перед глазами во избежание искажения результатов измерения. Сначала отсчитываются
целое число миллиметров и половина миллиметра (если это имеет место) по шкале стебля кромкой барабана, после чего определяются сотые доли миллиметра
порядковым номером штриха барабана, совпадающего с продольным штрихом
стебля, затем полученные показания суммируются. Например, на рис. 16: целое
число миллиметров – 14; видна риска правее 14, следовательно, прибавляем ещё
0,5 мм; сотые доли на круговом барабане – 12. Итого: 14  0,5  0,12  14,62 мм.
5.3. Индикатор часового типа
Многооборотный индикатор часового типа используется в качестве отсчетного устройства во многих измерительных приборах.
Индикаторы выпускаются с пределами намерений 0-5 мм, 0-10 мм. Малогабаритные 0-2 мм, крупногабаритные 0-50 мм.
Устройство индикатора показано на рис.18.
Рис. 18. Устройство индикатора:
1 – циферблат; 2 – стрелка; 3 – головка измерительного стержня;
4 – стопор; 5 – корпус; 6 – ободок; 7 – ушко; 8 – указатель чисел
поворотов; 9 – измерительный стержень; 10 – наконечник; 11 – гильза
Принципиальная схема устройства индикатора показана на рис. 19.
Рис. 19. Принципиальная схема устройства
индикатора часового типа
При перемещении измерительного стержня на 10 мм зубчатое колесо Z1  16
со стрелкой указателя оборотов, находящееся на его оси, совершает один полный
оборот, так как
10 мм
 1.
0,625 мм  16
При интервале измерения от 0 до 10 мм малая шкала разделена на десять частей.
При интервале от 0 до 5 мм шкала в половину окружности разделена на 5 частей, что обеспечивает малой шкале цену деления 1 мм.
Зубчатое колесо Z 2  100 находится на одной оси с зубчатым колесом Z1  16 .
При перемещении измерительного стержня на 1 мм это колесо совершает 1/10
часть полного оборота, то есть перемещается на 10 зубьев, а зубчатое колесо
Z 3  10 находящееся в зацеплении с колесом Z 2  100 , с большой стрелкой, закрепленной на оси колеса Z 3  10 , совершает один оборот. Большая шкала разделена
по окружности на 100 частей, что обеспечивает цену деления 0,01 мм.
Зубчатое колесо Z 4  100 (триб) с пружиной 5 предназначены для гашения колебаний стрелки.
Целое число миллиметров отсчитывается стрелкой указателя оборотов по
малой шкале. Сотые доли миллиметра отсчитываются стрелкой по большой шкале (рис. 20).
Рис. 20. Чтение показаний индикатора: 0,79 мм
5.4. Плоскопараллельные концевые меры длины
Плоскопараллельные концевые меры длины (ГОСТ 9038-73) предназначены
для передачи размера единицы длины, поверки и градуировки средств измерений,
для точных измерений изделий и точной разметки. Рабочим размером концевой
меры является расстояние между серединами диагоналей рабочих граней.
Одним из основных свойств концевых мер, обуславливающих их широкое
применение, является притираемость - способность прочно соединяться между
собой при прикладывании и надвигании одной меры на другую при некотором
давлении.
Концевые меры комплектуют в наборы, которые позволяют составлять блоки
требуемых размеров из небольшого количества концевых мер.
Наиболее широко применяются наборы, состоящие из 87 и 42 концевых мер
(с четырьмя защитными).
В зависимости от величины отклонения длины мер от номинального размера
и плоскопараллельности и установлены четыре класса концевых мер: 0; 1; 2; 3
класс.
6. ВИДЫ СЛЕСАРНЫХ ОПЕРАЦИЙ
6.1. Разметка
Разметкой называется нанесение на заготовку линий (рисок), определяющих
контуры будущей детали или мест, подлежащих обработке. Разметка применяется
преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве. На заводах крупносерийного и массового производства применяются специальные приспособления - кондуктора, упоры и т.д.
В зависимости от формы размечаемой заготовки разметка делится на плоскостную и пространственную (объемную). Плоскостная разметка применяется для
нанесения геометрических фигур на плоской заготовке или на одной из плоскостей объемной заготовки; пространственная - это разметка у объемных заготовок
нескольких плоскостей, расположенных относительно друг друга под различными
углами. Заготовки размечаются на разметочной плите с помощью разметочного и
измерительного инструмента.
6.1.1. Инструмент, применяемый при разметке
В качестве разметочного инструмента используются: чертилка, циркуль,
штангенциркуль, рейсмас или штангенрейсмас, кернер, угольник, угломер, центроискатель, линейка и разметочная плита.
Чертилка - стальной стержень диаметром 3-5 мм с острозаточенным концом
для нанесения на металле разметочных линий (рисок) с помощью линейки, угольника или шаблона (рис. 21, а). Изготовляют чертилки из инструментальной стали
У10 или У12. Широко применяются четыре вида чертилок - круглая, с отогнутым
концом, со вставной иглой и карманная.
Циркуль - инструмент для нанесения окружностей, дуг, для деления отрезков
на части, а также для геометрических построений и переноса размеров с измери-
тельных линеек на деталь (рис. 21, б). Состоит из двух стальных ножек 1, заточенных на концах и шарнирно соединенных между собой специальной дугой с
прорезью 2. Применяются простые и пружинные циркули. Положение раствора
ножек циркуля фиксируется при помощи специальных винтов 3.
а)
б)
Рис. 21. Инструмент для разметки:
а – чертилки; б - циркуль
Штангенциркуль разметочный предназначен для точной разметки прямых
линий, центров и окружностей (рис. 12, б).
Кернер - инструмент для нанесения на разметочных линиях (рисках) мелких
углублений (кернов), обозначающих пересечения линий и центры окружностей
(керны делают для того, чтобы риски были отчетливо видны и не стирались в
процессе обработки детали). Он представляет собой стальной стержень диаметром от 6 до 14 мм и длиной от 70 до 150 мм с заточенным рабочим концом с углом при вершине 40-60° (рис. 22, а). Изготавливают из инструментальной стали
У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ.
а)
б)
в)
Рис. 22. Разметочные инструменты:
а – кернер; б – центроискатель; в – рейсмас
Кернеры изготовляют из инструментальной углеродистой или легированной
стали У7А, У8А, 7ХФ или 8ХФ. Различают кернеры обыкновенные, специальные,
пружинные (механические), электрические и др.
Центроискатель (рис. 22, б) предназначен для отыскания центра окружности
на круглых заготовках. Он состоит из угольника и центральной планки, образующая которой располагается по биссектрисе угла угольника. Прикладывая центроискатель в двух разных положениях вблизи конца круглой заготовки, на торце
проводят две пересекающиеся линии. Точка пересечения этих линий будет искомым центром окружности.
Рейсмас - чертилка (игла), закрепленная на штативе (рис. 22, в). Применяется
для нанесения горизонтальных рисок, параллельных основанию (плите). Рейсмасы бывают простые и универсальные.
Угольник - инструмент для проведения перпендикулярных рисок. Угольники
бывают плоские (лекальные) и с пяткой.
Угломер – предназначен для разметки углов. Угломеры бывают двух типов:
- транспортирный – позволяет измерять и проводить разметку углов от 0 до
180º;
- универсальный – измеряет углы от 0 до 360º.
Масштабная линейка служит для измерения линейных размеров с точностью
0,5 мм и для направления чертилки при проведении прямых линий.
Разметочная плита – предназначена для размещения на них заготовок и
проведения разметки. Разметочные плиты изготавливают из серого чугуна или
мрамора. Они имеют размеры от 100х200 мм до 1000х1500 мм.
6.1.2. Подготовка к разметке
Перед разметкой следует хорошо ознакомиться с чертежом заготовки; выверить габаритные размеры заготовки и сопоставить с аналогичными размерами детали по чертежу; определить достаточность припуска на обработку.
Заготовку необходимо очистить от окалины, грязи, металлической пыли и
жиров, удалить правкой неровности заготовки, зачистить различного рода заусенцы, оставшиеся после предыдущей обработк.
Жир обычно удаляют опусканием заготовки в щёлочь, состоящую из 100 г
каустической соды и 1 л воды. После удаления жиров таким способом заготовку
промывают в воде. Жир также можно удалять кисточкой, смоченной в бензине.
Далее следует установить разметочные базы, т.е. поверхности, линии или
точки, от которых будут отсчитываться размеры детали при нанесении их на заготовку. При плоскостной разметке на заготовках из листового или полосового материала такими базами могут быть: две взаимно-перпендикулярные боковые
кромки заготовки, центровые линии, оси симметрии, центры окружностей и т.д. В
тех случаях, когда базами служат боковые кромки, до разметки их необходимо
точно обработать под прямым углом.
Для того, чтобы разметочные линии были отчётливо видны, обрабатываемую
поверхность окрашивают.
Чёрные (необработанные) поверхности окрашивают водным раствором мела.
Мел растворяют в воде до густоты молока с добавлением небольшого количества
столярного клея или сиккатива. Меловой раствор кисточкой наносят тонким слоем на заготовку. После просушки поверхности на ней производят разметку.
Чистые (обработанные) поверхности покрывают раствором медного купороса. Раствор состоит из двух-трёх чайных ложек медного купороса на стакан воды.
После покраски и просушки на поверхности заготовки выступает слой меди, по
которому и наносятся разметочные линии.
6.1.3. Приёмы разметки
Разметочные линии прочерчивают острым концом чертилки. При нанесении
линий чертилку удерживают правой рукой, а направляющий инструмент (линейка, угольник и др.) – левой. Чертилку с нажимом перемещают по заготовке с
двойным наклоном: от направляющего инструмента 1 и в сторону движения (рис.
23).
Рис. 23. Положение чертилки при разметке
После нанесения разметочных линий их накернивают кернером. Кернер
удерживают тремя пальцами левой руки и устанавливают точно по разметочной
линии. Во время установки (рис. 24, а) кернер наклоняют от себя так, чтобы было
удобно наблюдать за точностью его установки. Затем кернер переводят в вертикальное положение, фиксируют это положение мизинцем левой руки (рис. 24, б) и
наносят лёгкий удар молотком по бойку кернера. Удары при кернении должны
быть одинаковой силы.
а)
б)
Рис. 24. Приёмы кернения
Керны наносятся равномерно по всей разметочной линии. На длинных линиях простого очертания керны ставят на расстоянии 20-50 мм; на коротких линиях
и линиях сложного очертания – на расстоянии 5-10 мм друг от друга. Обязательно
необходимо кернить линии на концах, в точках их пересечения, а также в центрах
окружностей. Осевые и вспомогательные линии не кернятся.
6.1.3.1. Разметка прямых линий
Положение прямой на плоскости определяют двумя точками, поэтому при
прочерчивании прямых линий необходимо прежде всего найти расположение
этих точек относительно базовых поверхностей или линий. Для этого с помощью
масштабной линейки или штангенциркуля предварительно наносят «засечки»,
определяющие положение прямой, и по ним размечают её. Отсчитывают размер и
наносят засечки с помощью масштабной линейки приёмом, указанным на рис. 25.
Рис. 25. Отсчёт размера по масштабной линейке
Эти же засечки могут быть проведены острыми губками штангенциркуля.
При таком способе одна из острых губок должна опираться на базовую плоскость,
а другой проводят дуговую засечку (рис. 26) по размеру, установленному на
штангенциркуле. Аналогично проводят параллельные прямые линии. Здесь штангенциркуль перемещают по заготовке так, чтобы одна из губок скользила по базовой плоскости, а другая прочерчивала разметочную линию. Штангенциркуль при
этом слегка наклоняют в сторону движения.
Параллельные линии можно проводить при помощи угольника 1 с полкой
(рис. 27). Полка угольника должна упираться в базовую плоскость заготовки 2.
Прямые линии, расположенные под углом, размечают с помощью угольника,
транспортира и угловых шаблонов.
Рис. 26. Разметка «засечек» штангенциркулем
Рис. 27. Разметка параллельных линий при помощи угольника:
1 – угольник; 2 – заготовка
6.1.3.2. Разметка окружностей
Окружности малых радиусов размечают разметочным циркулем, больших –
штангенциркулем.
На предварительно обработанном отверстии окружность размечают с помощью «фиктивного» центра. Для этого в отверстие забивают деревянную пробку
(планку), толщиной 10-12 мм. На поверхности пробки прибивают кусок тонкой
жести, находят центр и размечают окружность.
7.1.3.3. Разметка по шаблону и готовой детали
Разметку партии деталей, а также деталей, имеющих контурные линии сложного очертания, удобно вести по разметочным шаблонам. В этом случае из жести
или тонкой листовой стали (1-2 мм) изготовляют шаблон, соответствующий размерам и конфигурации детали. Шаблон накладывают на поверхность заготовки
(рис. 28) и с помощью чертилки прочерчивают его конфигурацию, после чего
разметочные линии накернивают.
Рис. 28. Разметка по шаблону
Применение шаблонов значительно упрощает и ускоряет процесс разметки,
особенно деталей сложного профиля.
Вместо шаблона разметку можно вести по готовой детали, поступая таким же
образом, т.е. накладывая деталь на заготовку и прочерчивая соответствующие
контурные линии.
Этот способ разметки используют, когда нецелесообразно изготовлять шаблон, а также в тех случаях, когда разметку производят «по месту».
6.2. Рубка металлов
Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего
(зубила, крейцмейселя и др.) и ударного (слесарного молотка) инструмента с поверхности заготовки удаляются лишние слои металла.
Рубка предназначена для грубой (предварительной) обработки поверхности,
прорубания различного рода канавок и шпоночных пазов, разрубания заготовок
на части вырубания заготовок по замкнутому контуру. Рубка производится в тех
случаях, когда по условиям производства станочная обработка трудно выполнима
или нерациональна и когда не требуется высокой точности обработки.
Заготовку перед рубкой закрепляют в тисках. Крупные заготовки рубят на
плите или наковальне.
В зависимости от назначения обрабатываемой детали рубка может быть черновой и чистовой. В первом случае зубилом за один рабочий ход снимают слой
материала толщиной от 0,5 мм, во втором - от 1,5 до 2 мм.
При рубке могут отлетать мелкие куски металла и стружка, может соскочить
с ручки плохо насаженный молоток, промахнувшись, можно ударить молотком по
руке.
Избежать подобных несчастных случаев можно соблюдая следующие правила:
1. Ручка молотка должна быть хорошо насажена, заклинена деревянным или
металлическим клином, не должна иметь трещин и быть хорошо отполированной.
2. При рубке, в особенности хрупких металлов, надо пользоваться защитными очками. Обязательно применение ограждений в виде металлических сеток.
3. Головки зубила и крейцмейселя не должны иметь заусенцев, забоин и трещин. Режущая часть должна быть острой.
4. Боёк молотка должен иметь правильную выпуклую форму, не иметь забоин и быть хорошо отполированным.
6.2.1. Инструмент для рубки
Для рубки применяются зубило, крейцмейсель, канавочники.
Зубило (рис. 29, а) – режущий инструмент, изготовленный из инструментальной стали У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ в виде стержня овального сечения.
а
б)
Рис. 29. Инструменты для рубки:
а – зубило; б - крейцмейсель
Зубило состоит из трех частей: рабочей, средней и ударной (бойка). Рабочую
часть зубила, заканчивающуюся клиновой частью, и боек закаливают и отпускают. Зубила изготовляют длиной 100-200 мм, ширину режущей кромки соответ-
ственно выбирают 5-25 мм. Угол заострения зубила β в зависимости от обрабатываемого материала затачивают на заточном станке. Чем меньше угол заострения,
тем меньшую силу необходимо приложить для резания. Для обработки чугуна и
бронзы зубило затачивается под углом β = 70°, а для стали β = 60°. Боёк имеет вид
усеченного конуса с закруглением на конце. При такой форме ударной части удар
молотком всегда будет приходиться в центре закругленного конца.
Крейцмейсель (рис. 29, б) отличается от зубила более узкой режущей кромкой. Применяется для вырубания пазов, узких канавок и т.п. Углы заточки, твердость рабочей и ударной части крейцмесселя те же, что и у зубила.
Канавочник отличается от крейцмейселя только изогнутой формой режущей
кромки и применяется для вырубания смазочных канавок во вкладышах и втулках
подшипников и при других подобных работах.
Молоток при рубке может применяться с круглым и квадратным бойком.
Молотки с круглым бойком обеспечивают большую силу и меткость удара, чем
молотки с квадратным бойком. Масса молотка при рубке выбирается исходя из
длины режущей кромки. На один миллиметр режущей кромки зубила должно
приходиться 40 г массы молотка, а для крейцмейселя - 80 г. Средняя масса применяемого при рубке молотка - 600 г.
6.2.2. Приёмы рубки металлов в тисках
В тисках производят рубку деталей небольших размеров. Крупные детали
укладывают на верстак, деревянные козлы или пол.
Во время работы рабочий должен стоять вполоборота к тискам, выставив левую ногу вперёд, а правую слегка отодвинув назад. Ступни ног располагают примерно под углом 40° относительно друг друга (рис. 30).
Рис. 30. Положение рабочего
(основная стойка) при рубке
металла (положение корпуса и
ног работающего)
Заготовки с широкой плоскостью укрепляют в тисках с возвышением над
уровнем тисков на 5-8 мм. Листовой и тонкий полосовой материал рубят по уровню тисков. Здесь разметочная риска на заготовки должна совпадать с поверхностью стальных планок губок тисков.
При рубке зубило удерживают в левой руке, а молоток в правой. Зубило
охватывают пальцами левой руки за среднюю часть на расстоянии 20-25 мм от
бойка и устанавливают под углом 30-35° относительно обрабатываемой поверхности, т.е. наполовину угла заточки (рис. 31). Изменение указанного угла в сторону увеличения приводит к сильному врезанию зубила в металл, а при уменьшении
зубило стремится выйти из металла. И в том и другом случае толщина снимаемого слоя металла будет неодинаковой, а поверхность неровной.
Рис. 31. Рубка металла в тисках
В зависимости от величины срезаемой стружки сила удара молотком должна
быть разной. Это зависит от массы молотка и характера удара. При снятии малых
слоев металла, когда требуется небольшая сила удара, применяется «кистевой
удар», при этом в работе участвует только кисть правой руки (рис. 32, а). «Локтевой удар» (рис. 32, б), более сильный, используется при снятии стружек средней
величины. Осуществляется этот удар движением руки в предплечье. Самым сильным ударом считается «плечевой удар» (рис. 31, в), в котором участвует кисть руки вместе с предплечьем и плечом.
а)
б)
в)
Рис. 32. Виды ударов молотком:
а – «кистевой»; б – «локтевой»; в – «плечевой»
Во время рубки необходимо смотреть на режущую часть зубила и разметочную риску на заготовке, а не на головку зубила. Это даст возможность контролировать положение инструмента во время рубки и следить за величиной снимаемого слоя металла.
Чтобы рабочий не уставал, удары молотком должны наноситься равномерно,
в темпе 30-60 ударов в минуту.
Для удобства врезания зубила в начале заготовки нужно срубить небольшую
фаску под углом 45° так, чтобы начало фаски располагалось у разметочной риски.
Широкие поверхности рубят в два приема. Сначала на поверхности на расстоянии длины лезвия зубила прорубают прямые канавки крейцмейселем (рис.
33), а затем оставшиеся выступы срубают зубилом.
Рис. 33. Приёмы рубки широких плоскостей
Хрупкие металлы следует рубить от края к середине, не доходя до противоположной кромки 15-20 мм. Оставшуюся часть металла срубают с противоположной стороны или надрубают с этой же стороны «выходную» фаску. В конце рубки, как правило, удар молотком должен быть слабее. Эти мероприятия предохраняют металл от скола и выкрашивания по краям детали.
При рубке листового и полосового материалов по уровню тисков зубило
устанавливают под углом 30-35° относительно обрабатываемой поверхности и
под углом 45° относительно оси тисков (рис. 34).
Рис. 34. Рубка по уровню тисков
6.2.2. Приёмы рубки на плите
Разрубание и вырубание различного рода заготовок производят на плите.
Цель разрубания – разделение металла на две или несколько частей. Разрубанию
может подвергаться листовой, тонкий полосовой и прутковый материалы.
На заготовки предварительно наносят разметочные риски, определяющие
место разделения металла на части. Заготовку укладывают на плиту. Зубило устанавливают вертикально с небольшим наклоном в сторону, противоположную
движению (рис. 35). Нанося легкие удары молотком по зубилу, его осторожно перемещают по разметочной линии. Таким приемом надрубают заготовки. Затем зубило устанавливают строго в вертикальном положении и более сильными ударами производят разрубание заготовки. Зубило при этом направляют предварительно надрубленной канавкой.
Рис. 35. Разрубание листового материала
Обычно заготовки разрубают не до конца, с последующим надламыванием
их путем перегибания вручную или в тисках молотком.
При разрубании круглых заготовок (из пруткового материала) их надрубают
кругом по разметочной риске, а затем обламывают.
Для вырубания заготовки из листового материала сначала размечают контур
детали, укладывают лист на плиту и производят вырубание заготовки по контуру
на расстоянии 1-2 мм от разметочной линии. Сначала легкими ударами молотка
надрубают заготовку по контуру, а затем сильными ударами по зубилу вырубают
ее в несколько проходов. Перед последним проходом лист переворачивают и выполняют окончательную вырубку.
6.3. Правка и гибка
6.3.1. Правка
Заготовки, поступающие к слесарю, могут иметь различные дефекты формы:
вогнутость, выпуклость, непрямолинейность и другие искривления. Устранение
этих недостатков является основной целью процесса правки.
Разновидностью правки является рихтовка. Указанный вид обработки имеет
ту же цель, но применятся главным образом для исправления формы закалённых
деталей. Рихтовка выполняется на специальных рихтовальных бабках (плитах) с
помощью рихтовальных (остроконечных) молотков.
Листовой материал и вырезанные из него заготовки могут быть покороблены
как по краям, так и в середине, иметь изгибы и местные неровности в виде вмятин
и выпучин различных форм. В общем случае с вогнутой стороны длина заготовки
короче, чем с выпуклой, то есть с выпуклой стороны волокна растянуты. Чтобы
выровнять заготовку, нужно уравнять длину вогнутой и выпуклой сторон заготовки. Этого можно достигнуть путем растяжения вогнутой стороны.
Правку заготовок можно выполнять машинным или ручным способом. В
слесарном деле наиболее распространённой является ручная правка заготовок в
холодном состоянии.
Правку производят молотком на правильной плите. Применяют молоток с
круглым, гладко отшлифованным бойком (рис. 36).
Рис. 36. Молоток
Противоположный конец такого молока – носок – имеет клинообразную
форму и скруглён на конце. Обычно для правки используют стальные молотки с
частично закалённой рабочей частью (бойком). Заготовки, имеющие обработанные поверхности, а также из тонкого листового материала правят свинцовыми,
медными и деревянными молотками. По форме они отличаются от остальных, но
во всех случаях должны иметь полукруглую форму бойка. Молотки различаются
своей массой, которую выдерживают от 100 до 800 г. Для правки наиболее удобным является молоток массой 400-500 г. Ручку для молотка изготовляют из твёрдых пород дерева: дуба, бука, берёзы, кизила и др.
Правильную плиту обычно изготовляют из стали. Ее рабочая поверхность
должна быть гладкой и ровной.
При правке молоток удерживают правой рукой за ручку на расстоянии 20-30
мм от ее конца. Деталь (заготовку) укладывают на плиту и по ней наносят удары
молотком в местах, требующих устранения дефектов формы поверхности.
6.3.1.1. Правка полосового материала
Приемы правки толстого и тонкого полосового материала отличаются друг
от друга.
Толстый полосовой материал укладывают на плиту и молотком наносят удары в местах выпуклостей (рис. 37, а). Более сильные удары наносят в местах
наибольшей выпуклости.
а)
б)
Рис. 37. Правка и контроль правки полосового материала
По мере удаления от выпуклости сила удара уменьшается. Чем толще материал, тем сильнее должен быть удар. Полосу периодически поворачивают и удаляют неровности с обеих сторон. По мере окончания правки сила удара уменьшается, а их частота увеличивается. После правки широких сторон переходят к
правке полосы по ребру, поворачивая ее с одного ребра на другое и используя те
же приемы работ, что и при правке широкой стороны.
Проверку ровности полосы производят на глаз (рис. 37, б), по линейке или на
плотность прилегания к плите. В последнем случае при нажатии пальцем в различных точках заготовки полоса не должна иметь «качки» на плите.
Совершенно иные приемы работ имеют место при правке тонкого полосового материала: удары молотком должны быть значительно слабее. Для устранения
возможности возникновения вмятин вместо стальных лучше использовать деревянные молотки. Наносить удары по выпуклому ребру нельзя – от этого полоса
будет ещё больше изгибаться, а края её сминаться. Такую полосу надо уложить
широкой стороной на плиту и наносить последовательные удары молотком в
направлениях, указанных стрелками, согласно рис. 38. Здесь используется метод
«растяжки» короткого ребра полосы.
Рис. 38. Правка тонкого полосового
материала по ребру
Удары наносятся вдоль вогнутого ребра, а также по направлению от вогнутого ребра к выпуклому ребру. По мере перехода к выпуклому ребру сила удара
должна уменьшаться. Вогнутая сторона вследствие вытяжки выпрямляется, а полоса выравнивается.
6.3.1.2. Правка листового и пруткового материалов
Значительные трудности имеют место при правке листового материала, особенно в тех случаях, когда выпуклости расположены в различных местах листа.
При нанесении ударов по выпуклостям они могут ещё больше увеличиться на тех
местах, где лист тоньше. Обеспечить ровность поверхности можно только в тех
случаях, когда удары наносятся в местах, расположенных около выпуклостей.
Для ограничения зоны ударов выпуклости обводят мелом. Удары располагают на участках, соседних с выпуклостью (рис. 39). По мере приближения к границе выпуклости сила ударов должна уменьшаться, а их частота увеличиваться.
Выпуклости, расположенные рядом, сначала сводят в одну общую путем
нанесения ударов между ними, а затем правят, как указано выше. После этого
лист переворачивают и производят правку окончательно легкими ударами молотка.
Рис. 39. Порядок нанесения ударов
при правке листового материала
Прутковый материал небольшого сечения правят на плите с поворотом вокруг оси и располагая удары на выпуклостях. Во избежание вмятин удары должны быть частыми и несильными. Контроль правки можно вести «на просвет»,
укладывая заготовку на плиту.
Прутковый материал большого сечения легко поддается правке в нагретом
состоянии.
Кроме ручной правки молотком, которая является весьма трудоемкой операцией, существует и правка с помощью валков. На трех валках с ручным приводом
правятся листы толщиной до 3 мм. Правка может производиться и на листоправильных станках с механическим приводом, которые имеют большое количество
роликов, благодаря чему достигается высокое качество правки.
6.3.2. Гибка
Гибке могут подвергаться листовые, полосовые, круглые материалы и трубы.
Она может производиться с закреплением в тисках или с применением гибочных
приспособлений: пресса винтового или гидравлического, гибочных штампов, трубогибочного станка.
В результате гибки прямая заготовка приобретает изогнутую форму заданного профиля.
Гибку небольших заготовок производят в тисках с накладными губками при
помощи молотка и различного рода гибочных оправок и шаблонов.
Примером наиболее характерных работ может служить гибка полосового и
пруткового материалов под углом и по радиусу различной кривизны.
При гибке под прямым углом заготовку укрепляют в тисках между накладными губками и гибочной оправкой с заданным переходным радиусом (рис. 40).
Ударами молотка по заготовке ее загиб производят так, чтобы она плотно облегала поверхность гибочной оправки. Аналогичным образом производят двойной
или тройной загиб заготовки. Перед гибкой места загибов размечают и заготовку
устанавливают в тисках по разметке.
Важным при гибке является предварительный расчёт размера заготовки. При
изгибании слой металла по выпуклой стороне растягивается, а по вогнутой –
сжимается. Поэтому, как правило, расчёт длины заготовки ведут по средней линии её толщины, отдельно по каждому участку профиля с последующим суммированием их.
Рис. 40. Гибка в тисках
При необходимости загнуть заготовку под прямым углом без переходного
радиуса используют накладные угольники, имеющие острый прямой угол (рис.
41) или соответствующие гибочные оправки.
Рис. 41. Гибка под прямым углом без переходного
радиуса: 1 – накладной угольник; 2 – заготовка;
3 – гибочные оправки
153
80
Расчёт длины в этом случае следует вести с учётом припуска на загиб по
прямому углу без переходного радиуса. К общей длине заготовки необходимо
прибавить 0,5-0,8 толщины материала заготовки в 1 мм на каждый загиб.
Длину рассчитывают не по средней линии, а по внутреннему периметру прямого угла (рис. 42).
40
6
30
Рис. 42. Пример расчёта длины заготовки
Изгибание полосового или пруткового материала по радиусу выполняют на
цилиндрических гибочных оправках. Характерным примером работ может служить изготовление шарнирной петли (рис. 43).
Рис. 43. Приёмы изготовления шарнирной петли
Сначала на оправке производят свободный загиб заготовки, примерно наполовину окружности, затем осуществляют перезажим заготовки в новом положении и продолжают её загибание на полную окружность. Наконец, при третьем
приёме планку изгибают по оси симметрии шарнирной петли.
Чтобы изогнуть деталь с помощью гибочного штампа, необходимо смазать
маслом ручки матрицы и пуансона. Заготовку нужно положить так, чтобы совпадали оси заготовки и матрицы.
Трубы диаметром до 20 мм при радиусе изгиба не менее 50 мм можно гнуть в
холодном состоянии без наполнителя. Труба вставляется в приспособление между
роликами так, чтобы конец ее вошел в скобу. Нажимая на рычаг подвижного ролика, изгибают трубу до заданного угла.
В холодном состоянии с наполнителем производится гибка только медных
или латунных труб.
Чтобы изогнуть стальную трубу с наполнителем, необходимо отжечь ее при
600-700 °С. Затем один конец трубы закрывается пробкой, через другой конец
труба заполняется расплавленной канифолью. После затвердения канифоли труба
изгибается в приспособлении. Затем канифоль выплавляется газовой или паяльной лампой.
6.4. Разрезание металлов
При разрезании основная цель - разделение металлов на части для получения
необходимых размеров заготовки. Разрезание может выполняться машинным или
ручным способом. Разрезание машинным способом производится на механических ножовках ножовочными полотнами и дисковыми пилами. При ручном разрезании применяются ручные ножовки, рычажные и ручные ножницы, острогубцы
и др. Ручной способ разрезания наиболее распространен в слесарном деле.
6.4.1. Разрезание ножовкой
Для разрезания металла различной формы применяются ножовки. Ручная
ножовка (рис. 44) состоит из двух основных частей: станка (рамки) 2, в котором
укрепляется ножовочное полотно 5, имеющее с одной стороны режущие зубцы.
Станок ножовки может быть раздвижным и цельным. Раздвижной станок более
универсален. Он даёт возможность устанавливать в него полотна различной длины. С одной стороны станка располагается неподвижная серьга 4, с другой стороны находится квадратное отверстие, в котором перемещается натяжная серьга 6 с
барашком 1, которым натягивается ножовочное полотно. По краям полотна располагаются два отверстия. С помощью этих отверстий и шпилек полотно крепится в серьгах станка.
Рис. 44. Ручная ножовка: 1 – барашек;
2 – станок (рамка); 3 – ручка; 4 – неподвижная
серьга; 5 – ножовочное полотно; 6 – натяжная серьга
Режущей частью ножовки является ножовочное полотно, изготавливаемое из
инструментальной стали У10А-У12А, или из быстрорежущей стали Р9, Р18, или
из мягкой стали (с содержанием углерода 0,1-0,2%) с последующей цементацией
зубьев.
Зубья ножовочных полотен после цементации или без нее закаливаются с последующим отпуском, чтобы снять закалочные напряжения.
Зубья ножовочного полотна изготавливаются наклонными. Благодаря наклону образуются передние (0-12°) и задние углы (30-35°), угол заострения составляет 50-60°.
Ножовочное полотно вставляют в рамку так, чтобы зубья были направлены
от ручки 3. Натягивают полотно не слишком туго, но и не слабо. Перетянутое полотно напряжено и может сломаться от малейшего перекоса или движения вбок.
Слабо натянутое полотно при работе изгибается и тоже может ломаться.
Чтобы полотно при резании не заедало в металле, зубья его разводят в обе
стороны, чтобы ширина разреза была больше толщины полотна ножовки.
Разводка может быть:
- простая - при крупном шаге, когда два соседних зуба разводятся в разные стороны на 0,25-0,6 мм;
- волнистая (гофрированная) - при малом шаге зубьев, когда 2-3 соседних зуба отводят влево, а следующие 2-3 зуба - вправо (гофры при волнистом разводе образуются от того, что вместе с отгибаемыми зубьями захватывают немного металла у их основания);
- при среднем шаге один зуб отводят влево, второй - вправо, а третий не разводится.
Шаг зубьев может быть 1, 1,5 и 2 мм; измеряется количеством зубьев на
длине 25 мм и может колебаться от 14 до 32 зубьев. Полотна со средним шагом
применяются для обработки твёрдых материалов (сталь и чугун), с крупным шагом – для мягких материалов. Для разрезания заготовок малого сечения употребляются полотна с мелким шагом.
Длина ножовочного полотна (расстояние между отверстиями) для ручных
ножовок составляет от 150 до 400 мм. В слесарном деле употребляются полотна
длиной 250-350 мм. Ширина ножовочного полотна - от 10 до 25 мм, толщина - от
0,6 до 1,25 мм.
Во время работы ножовку удерживают правой рукой за ручку, а левой рукой
поддерживают противоположный конец станка. Ножовку при разрезании перемещают в горизонтальном положении (рис. 45): с нажимом - вперед и без нажима
- назад. Нажим производят двумя руками, при этом приблизительно 2/3 усилия
нажима должно приходиться на левую руку. Чем тверже материал, тем больше
должен быть нажим.
Рис. 45. Разрезание ножовкой
При работе старыми, частично изношенными ножовками усилие нажима
должно быть больше, чем при работе новыми.
Работать ножовкой необходимо плавно, без рывков. Величина размаха должна быть не менее 2/3 общей длины полотна.
Средний темп работы при разрезании – 40-50 двойных движений в минуту.
Перед работой необходимо осмотреть ножовочное полотно, проверить его
установку относительно направления зубов, а также степень натяжения полотна.
Если хотя бы один из зубов полотна сломан, его следует удалить на шлифовальном круге. Также необходимо сточить или обнизить по высоте 2-3 зуба, следующих за сломанным.
В начале разрезания необходимо придать ножовке хорошее направление. Для
этого большой палец левой руки прикладывают к заготовке возле линии разметки
и, опираясь на него полотном, делают неглубокий надрез. Надрез делают короткими движениями частью полотна, длиной 60-70 мм, расположенной вблизи ручки. Если это осуществить трудно, вместо надреза делают неглубокий пропил острым ребром трехгранного напильника. Когда надрез (пропил) сделан, работу ножовкой ведут двумя руками.
Для плавного резания необходимо, чтобы в работе одновременно участвовало не менее трех зубов полотна. Это также предохраняет зубцы полотна от поломки.
В конце разрезания, при последних движениях ножовки, усилие нажима и
скорость движения нужно уменьшать. Несоблюдение этого правила обычно приводит к поломке зубов.
Если во время работы полотно уходит от заданного направления, резание
необходимо прекратить и начать снова с другой стороны заготовки, не пытаясь
исправить полученный перекос. Разрез может уходить в сторону, когда полотно
плохо натянуто, из-за одностороннего развода зубов полотна, а также из-за неуверенных и «нетвердых» движений рабочего во время работы.
При невысоких требованиях к качеству реза, а также для сокращения времени разрезание можно вести не до конца и затем сломать заготовку в тисках руками или молотком. Для этого разрез делают с двух или нескольких сторон заготовки, не доходя до ее центра. При одностороннем надрезе ломать заготовку не рекомендуется.
При резке труб необходимо подобрать ножовочное полотно с мелкими
зубьями и при работе очень легко нажимать на ножовку. В месте реза с помощью
кругового шаблона наносят круговую риску.
По мере углубления ножовки необходимо слегка наклонять ее к себе. Затем,
когда ножовка начинает как бы застревать в пропиле, ее необходимо вынуть из
пропила, повернуть трубу на 45-90° от себя и продолжить работу.
При резке труб применяют и специальные труборезы.
Полосовой материал, как правило, режут по узкой стороне полосы, так как в
этом случае больше удельное давление и, следовательно, резка протекает значительно быстрее. При этом нужно, чтобы в соприкосновении с металлом находилось не менее 2,5 зубьев ножовочного полотна. При меньшей длине реза зубья
ножовки будут ударять по ее ребру и могут сломаться.
Если разрезы длинные, удобно повернуть на 90° полотно в станке ножовки и
в таком положении работать (рис. 46).
Рис. 46. Разрезание
Тонкие металлические листы для резки зажимают между деревянными прокладками по одному или по нескольку штук и разрезают листы вместе с прокладками (рис. 47).
Рис. 47. Разрезание тонкого листового материала
6.4.2. Разрезание ножницами
Для разрезания проволоки и тонкого листового металла применяются острогубцы (кусачки) и ножницы.
Острогубцы (рис. 48) предназначены для разрезания стальной проволоки
диаметром до 3 мм. Проволоку закладывают между губками острогубцев и нажимом руки на их рычаги «откусывают».
Рис. 48. Острогубцы
Тонкую листовую сталь толщиной до 0,7 мм разрезают ручными ножницами
(рис. 48, а).
Рис. 48. Ручные и рычажные ножницы
Изготавливаются ножницы из стали У7А и У8А. Боковые поверхности губок
закалены, остро заточены и прошлифованы. Длина ручных ножниц составляет
200-300 мм, а длина режущей части – 50-100 мм.
При разрезании листовой материал закладывают между разведёнными лезвиями ножниц, а пальцами и ладонью правой руки нажимают на их ручки. Не следует сильно разводить лезвия, в этом случае металл резаться не будет, а будет выталкиваться из ножниц. При разрезании надо следить, чтобы лезвия ножниц все
время перемещались по разметочной линии.
Для разрезания листового материала большей толщины прибегают к стуловым или рычажным ножницам. Лучшими для этой цели являются рычажные ножницы (рис. 48, б), они дают возможность разрезать стальные листы толщиной до 3
мм. Заготовку укрепляют на столе ножниц и к плоскости стола прикрепляют винтами так, чтобы разметочная линия располагалась в плоскости перемещения
верхнего подвижного ножа. Перемещением рычага-рукоятки вниз разрезают материал.
Заточка лезвий должна производиться так, чтобы обеспечивались соответствующие углы, а режущие кромки должны быть всегда остро заточены. Угол заострения режущих лезвий должен быть в пределах 75-85°. Если он будет меньше,
то лезвия быстро тупятся и выкрашиваются, а при большей величине угла резать
труднее.
6.4.3. Разрезание обсверливанием
К этому методу разрезания прибегают, когда резание ножовкой длительно
или ее применение по тем или иным соображениям неудобно. Этот метод может
быть особенно полезен при разделении заготовки на части по фасонной кривой, а
также при обработке заготовки по замкнутому профилю.
Пример разрезания обсверливанием показан на рис. 49. Параллельно основной разметочной линии проводят линию «реза» на расстоянии немногим больше
половины диаметра сверла (0,2-0,3 мм от края просверленного отверстия до линии разметки), взятого для обсверливания. По линии «реза» на расстоянии друг от
друга размечают центры отверстий и накернивают их.
Рис. 49. Разрезание обсверливанием
Между отверстиями должна оставаться перемычка шириной 0,2-0,3 мм. Согласно этим центрам сверлят ряд отверстий. Затем на плите зубилом или просечкой срубают перемычки между отверстиями. Полученную после разрезания заготовку правят и опиливают по основной разметочной линии. Для сокращения времени опиливания сверло для обсверливания выбирают по возможности меньшего
диаметра. Оставшиеся после разрезания более мелкие перемычки легче удалить
напильником.
Для механизации процесса резки применяются приводные ножовки, прессы,
дисковые фрезы; электрические эксцентриковые и параллельные (гильотинные)
ножницы.
6.5. Опиливание
Опиливание - процесс обработки металлов напильником. Этот процесс применяется для получистовой обработки деталей как наиболее распространенный
вид слесарных работ. Опиливание дает возможность снимать припуски (слои металла) на обработку до 1 мм, обеспечивая точность обработки до 0,01 мм. Опиливание обычно производится после рубки и резки ножовкой, а также при пригонке
деталей во время сборки различных узлов.
Для предохранения себя и окружающих от несчастных случаев слесарь должен соблюдать правила техники безопасности.
При опиливании ранения могут быть вызваны острыми краями опиливаемой
заготовки, хвостовиком напильника при соскакивании с него ручки. Последняя
должна быть прочно насажена; запрещается пользоваться напильниками с расколотыми ручками и без них.
На рис. 50, а показано, как правильно насадить ручку на напильник, но нельзя пользоваться приемом, показанным на рис. 50, б.
а)
б)
Рис. 50. Насаживание рукоятки на напильник:
а – правильно, б - неверно
Не следует удалять металлическую стружку с поверхности изделия руками
или сдувать. Стружка может попасть в кожный покров рук или в глаза.
Во время опиливания нельзя поджимать пальцы левой руки под напильник.
При обратном его ходе возможно ранение руки об острые края заготовки или губки тисков.
6.5.1. Напильники
Напильник (рис. 51) представляет собой режущий инструмент в виде стального закаленного бруска, на поверхности которого имеется специальная насечка,
образующая на нем режущие зубцы. При движении напильника по обрабатываемой поверхности его зубцы снимают металлическую стружку.
Рис. 51. Напильник
Напильники изготавливаются из твердой углеродистой инструментальной
стали У11А-У13А с содержанием углерода 1,1-1,3% или хромистой стали ШХ5,
ШХ9, ШХ15.
На гранях и ребрах напильника насечены зубцы. Один конец напильника
(хвостовик) оттягивается и делается остроконечным, чтобы на него можно было
крепко насадить деревянную ручку.
По числу зубьев на 1 пог. см длины напильники подразделяются следующим
образом:
- брусовки (очень крупная насечка – 4-5 зубьев/см).
- драчёвые (крупная насечка – 6-10 зубьев/см длины). Применяются для грубого чернового опиливания.
- личные (средняя насечка – 12-24 зуба/см длины). Применяются для чистового опиливания заготовок.
- бархатные (мелкая и очень мелкая насечка – 24-48 зубьев/см длины). Применяются для подгонки деталей и отделки, доводки и шлифования поверхностей.
По характеру насечка подразделяется на:
- простую (одинарную) (рис. 52, а). Применяется для цветных металлов;
- перекрёстную (двойную) (рис. 52, б) – для стали, чугуна и бронзы;
- фрезерованную (дуговую) – для цветных металлов и дерева;
- рашпильную (точечную) – для дерева, кожи, резины. Рашпиль имеет насечку в виде маленьких заусенцев, расположенных отдельно друг от друга. Повидимому, это самый древний вариант напильника. Его несложно изготовить в
кустарных условиях, используя небольшое 3-гранное зубило.
а)
б)
Рис. 52. Виды насечек напильников:
а – одинарная; б – перекрёстная (двойная)
Одинарной насечкой срезают стружку по всей ширине зуба, что требует
большого усилия. Напильники с такой насечкой применяют для обработки мягких
металлов (латуни, алюминия и др.). Наиболее часто используются напильники с
двойной насечкой. Одна называется основной, а другая – вспомогательной. Первая насечка направлена слева-вверх-направо, вторая – слева-вниз-направо.
Основная насечка образует на напильнике широкие зубцы, как при одинарной насечке, а вспомогательная делит эти зубцы на более мелкие. Напильники с
двойной насечкой срезают мелкую стружку, чем облегчается процесс резания. Их
применяют для обработки чугуна и стали.
Для повышения производительности и увеличения стойкости зубцов насечки
располагают под различными углами наклона. Стандартные напильники имеют
углы наклона: для вспомогательной (нижней) насечки 45°, для основной (верхней)
25°.
Основная и вспомогательная насечки имеют также различное расстояние
между соседними зубцами (шаг насечки). Вспомогательная насечка имеет несколько больший шаг, чем основная. Если шаги обеих насечек сделать одинаковыми, то зубцы будут располагаться по прямым линиям, параллельным оси
напильника, и при опиливании таким напильником на обрабатываемой поверхности будут оставаться глубокие борозды. При разных шагах насечек зубцы находятся на прямых, расположенных под углом к оси напильника. При движении
напильника вдоль его оси зубцы перекрывают друг друга, способствуя получению
более чистой поверхности.
Плоские тупоносые напильники на рабочих гранях имеют двойную насечку,
а на рёбрах: с одной стороны – наклонную одинарную, с другой – насечка отсутствует. Это делает напильник удобным для опиливания прямых и тупых внутренних углов, когда необходимо, чтобы одну плоскость угла спилили, а другую оставили нетронутой.
Напильники также различаются формой сечения и размером. По форме сечения они подразделяются на (рис. 53): плоские тупоносые (а); плоские остроносые
(б); квадратные остроносые (в); квадратные тупоносые (г); трёхгранные (д); полукруглые (е); круглые (ж).
а)
б)
в)
г)
д)
е)
ж)
Рис. 53. Виды напильников
Форма сечения напильников по их длине неодинакова: она уменьшается по
направлению от середины к носу. Это делает рабочие грани напильника выпуклыми. Выпуклые грани дают возможность легче устранять местные неровности
обрабатываемой поверхности.
Напильники применяются для обработки поверхностей определённого профиля. Плоские напильники используются для опиливания открытых, выпуклых
поверхностей, трёхгранные – для опиливания внутренних углов, трёхгранных отверстий, а также плоскостей, недоступных для плоского напильника. Полукруглые напильники плоской стороной дают возможность опиливать плоскости и острые углы, полукруглой – вогнутые поверхности. Круглые напильники необходимы для распиливания круглых и овальных отверстий, вогнутых поверхностей, недоступных для полукруглого напильника.
Основным размером напильников является их длина, т.е. расстояние от конца
носка до его хвостовика. Их размеры бывают от 100 до 400 мм.
Для опиливания деталей в труднодоступных местах, а также для обработки
малогабаритных деталей применяются небольшие по размеру напильники, которые носят название надфилей (рис. 54). Надфили имеют форму сечения, аналогичную напильникам. Они отличаются от напильников размером и формой хвостовика. Длина рабочей части надфилей составляет 40, 60 и 80 мм. Полная длина
надфиля соответственно – 80, 120 и 160 мм. Надфиль в отличие от напильника
имеет цилиндрический хвостовик длиной около 50 мм, который закрепляется в
ручке с цанговым зажимом или держится рукой.
Рис. 54. Надфиль.
Надфили изготавливаются из проволоки диаметром 3-5 мм, из углеродистой
инструментальной стали У11А-У13А.
Надфили подразделяются на шесть номеров в зависимости от числа насечек
на 1 пог. см. Первый номер имеет 22 насечки, 2-й – 25, 3-й – 32, 4-й – 40, 5-й – 63
и 6-й – 80 насечек на 1 пог.см.
Ручки для напильников изготавливаются чаще всего из березы или дуба.
Длина ручки берется в 1,5 раза больше длины хвостовика напильника. Ручка
должна надеваться на 2/3 - 3/4 длины хвостовика.
Напильники необходимо оберегать от соприкосновения зубьями с другими
напильниками; их нельзя класть один на другой, а следует ставить на ребро в специальные ячейки в деревянных брусьях.
В процессе работы напильник должен очищаться от грязи и частиц металла
стальными щетками. Для удаления опилок дерева, каучука, фибры напильники на
15-20 мин погружаются в горячую воду, а затем очищается щетками.
6.5.2. Приёмы опиливания
При опиливании заготовку укрепляют в тисках так, чтобы она выступала над
губками тисков на 5-10 мм. Обрабатываемую поверхность устанавливают параллельно губкам тисков. При зажиме заготовок по обработанным поверхностям на
тиски устанавливают накладные губки из меди, алюминия и других мягких металлов, которые предохраняют поверхность от вмятин (рис. 55).
Рис. 55. Установка накладных губок
Положение работающего у тисков зависит от характера работы. Наиболее
удобным положением при опиливании считается такое, при котором корпус рабочего повернут относительно оси тисков под углом 45° (рис. 56), левая нога выдвинута на полшага вперед по направлению движения напильника, а угол между
ступнями составляет 60-70°. Нельзя стоять близко у тисков, движения при этом
будут очень короткими. При большом удалении от тисков рабочему придется
слишком сильно наклоняться вперед.
Рис. 56. Положение рабочего у тисков
при опиливании
Напильник при опиливании удерживают правой рукой за ручку так, чтобы
большой палец лежал поверх нее в направлении оси напильника, а остальные четыре пальца поддерживали ручку снизу. Конец ручки должен упираться в мякоть
кисти руки у большого пальца (рис. 57, а). Левую руку накладывают ладонью на
носок напильника, пальцы при этом слегка согнуты (рис. 57, б). При отделочном
опиливании напильник следует держать, как показано на рис. 57, в.
Усилие нажима должно соизмеряться с величиной снимаемого слоя металла,
размером напильника и его насечкой. При использовании крупнозубых напильников усилие нажима должно быть большим. При работе с мелкозубыми напильниками усилие нажима уменьшается. Чем больше размер напильника, тем больше
должно быть прилагаемое усилие.
а)
б)
в)
Рис. 57. Хватка напильника
Опиливаемую поверхность нельзя трогать потными руками, так как она легко засаливается, и напильник скользит по ней.
Для грубой обработки припуск составляет 0,5-1 мм, а для чистовой обработки припуск оставляется 0,2-0,3 мм. Точность обработки личным напильником
может достигать 0,02-0,01 мм.
При рабочем движении на напильник нажимают двумя руками, но неодинаково. В начале движения наибольшее усилие прилагают левой рукой, меньшее –
правой. По мере движения напильника вперёд усилие нажима левой рукой
уменьшается, а правой – увеличивается. В конце хода усилие на правой руке
должно быть наибольшим (рис. 58).
Такая координация движения рук и балансирование усилий дают возможность сохранять горизонтальное положение напильника во время работы, а сила в
месте контакта напильника с поверхностью детали сохраняет постоянную величину. При несоблюдении этих правил неизбежны «завалы» обрабатываемой поверхности, т.е. по краям поверхность будет опилена больше, чем посередине.
Завалу обрабатываемой поверхности может способствовать неправильный
выбор размера напильника. Рекомендуется выбирать напильник длиной больше
обрабатываемой поверхности на 150 мм. При больших размерах напильника его
трудно удерживать в горизонтальном положении. Небольшие по размеру напильники малопроизводительны, ими рекомендуется заканчивать опиливание поверхности. Опорная поверхность для напильника будет больше, и завалы поверхности
можно устранить. Длину напильника можно «укоротить», переместив левую руку
дальше от его носка.
Рис. 58. Балансирование усилий
при опиливании
Темп движения рук при опиливании должен сохраняться постоянным, примерно 50-60 двойных движений в минуту. После каждых 10 мин работы рукам
следует давать отдых в течение 1-2 мин. Эти условия сохраняют работоспособность слесаря в течение всего рабочего дня.
6.5.3. Опиливание широких плоскостей
Наиболее трудным условием при опиливании является получение ровной поверхности, особенно при отсутствии необходимых практических навыков. Кроме
общего правила балансирования усилий и координации движения рук, здесь следует соблюдать строгий контроль над процессом опиливания.
Контролировать правильность обработанной поверхности нужно как можно
чаще наложением на нее проверочной линейки или угольника "на просвет" вдоль
детали, поперек и по диагоналям (рис. 59, а). Наш глаз улавливает просветы даже
0,002-0,003 мм. Правильно опиленная поверхность должна прикасаться во всех
точках к линейке, не образуя просветов. Если плоскость соприкасается в отдельных точках, образуя в других точках просветы, то выпуклые места нужно отметить мелом и опилить напильником.
При использовании для контроля угольника его прикладывают к поверхности ребром с наклоном в сторону рабочего (рис. 59, б) таким образом, чтобы тень
от угольника падала на проверяемую поверхность. В этом случае просвет будет
более отчетливо виден.
а)
б)
Рис. 59. Контроль ровности поверхности:
а – линейкой; б - угольником
Контроль опиливаемой поверхности во время работы осуществляется методом «перекрестного штриха». Здесь опиливание ведут в разных направлениях.
Вначале поверхность опиливают слева направо (рис. 60) под углом 30-40°. Затем,
не изменяя темпа работы, меняют направление опиливания справа налево. На поверхности при этом образуются следы штрихов от напильника. По образующимся
перекрестным штрихам рабочий видит, в каком месте напильник снимает стружку. Если после проверки линейкой (угольником) плоскость оказалась выпуклой
посередине, то при правильном опиливании перекрестные штрихи должны накладываться именно на эту часть поверхности. Если штрихи накладываются на всю
поверхность, то опиливание ведётся неверно.
Рис. 60. Приём опиливания перекрёстным штрихом
При опиливании двух или нескольких плоскостей под прямым углом работу
следует начинать с более широкой плоскости, переходя к более узкой. Периодический контроль прямого угла выполняется угольником. Угольник плотно прикладывают длинной стороной к широкой плоскости, а короткую сторону осторожно подводят к опиливаемой, смежной плоскости и проверяют на просвет.
Контроль нужно производить в нескольких местах поверхности.
6.5.4. Опиливание узких плоскостей
При опиливании узких плоскостей и ребер тонкого листового материала значительные трудности представляет получение прямолинейности по ширине (толщине). Из-за недостаточной опорной поверхности для напильника весьма трудно
сохранить во время работы его устойчивое горизонтальное положение, а следовательно, избежать завалов поверхности. При опиливании таких плоскостей надо
работать по возможности напильниками малого размера. Рекомендуется строго
придерживаться этого при окончательном опиливании личными и бархатными
напильниками, где точность обработки играет решающую роль. Необходимо вести опиливание косыми штрихами со смещением напильника вдоль поверхности
при каждом его рабочем движении (рис. 61).
Рис. 61. Приём опиливания
узких плоскостей
При обработке нескольких заготовок из листового материала их удобно
склепывать в пакет по 3-6 штук. Опорная поверхность увеличивается, и завалы
уменьшаются.
Качество опиливания узких плоскостей во многом зависит от надежности
зажима заготовки в тисках. Заготовки из тонкого листового материала не должны
выступать из губок тисков более чем на 5 мм. Свисание заготовки по бокам губок
тисков допускается на 10-30 мм, в зависимости от толщины материала. Заготовки,
имеющие длину более полуторной ширины губок тисков, следует зажимать с металлическими угольниками (см. рис. 61).
Опиливание параллельных узких (а равно и широких) плоскостей производят
обычными приемами в следующем порядке. Сначала опиливают одну из плоскостей окончательно. Затем на одной из боковых поверхностей размечают плоскость, параллельную обработанной. Заготовку устанавливают так, чтобы разметочная линия располагалась параллельно губкам тисков. Обрабатываемую поверхность опиливают до половины керн.
Параллельность и размер контролируют штангенциркулем в различных точках по длине заготовки.
Широкие плоскости деталей из листового материала опиливают на деревянном бруске, зажатом в тисках (рис. 62). Заготовку укрепляют на бруске планками
на винтах так, чтобы при опиливании она не могла перемещаться по бруску. Для
крепления детали могут также быть использованы тонкие гвоздики без шляпок.
Рис. 62. Опиливание широкой
плоскости угольника
Опиливание плоскостей, расположенных под прямым внутренним углом,
выполняют плоским напильником. Начинать опиливание нужно с более широкой
и более длинной плоскости. Ненасеченное ребро напильника должно быть обращено в сторону плоскости, смежной с обрабатываемой (рис. 63).
Рис. 63. Опиливание рабочих
граней угольника
Острые внутренние углы опиливают трехгранными или полукруглыми
напильниками (плоской стороной). Предварительно углы размечают и вырезают
ножовкой или вырубают зубилом на расстоянии 1,5-2 мм от разметочной линии.
Окончательную обработку ведут опиливанием до половины керн.
6.5.5. Опиливание криволинейных плоскостей
Криволинейные поверхности выпуклого профиля, как правило, опиливают
плоскими напильниками продольным штрихом вдоль выпуклости.
Напильник в этом случае должен совершать два рабочих движения: движение вперёд и качательное движение по дуге выпуклого профиля (рис. 64).
Рис. 64. Опиливание криволинейных
поверхностей выпуклого профиля
При движении вперед носок напильника должен подниматься вверх, а ручка
опускаться вниз (способ продольной раскачки). Движение назад совершается в
обратном порядке. Опиливание конусных поверхностей и различного рода фасок
выполняют аналогичным образом (рис. 65). В процессе обработки заготовку зажимают в накладных губках и по мере опиливания поверхности периодически
поворачивают в тисках.
Рис. 65. Опиливание
наружных фасок
Небольшие цилиндрические стержни удобно зажимать в ручных тисках (рис.
66) и опиливать в горизонтальном положении на деревянном бруске, имеющем
продольный угловой паз. Во время работы деталь с ручными тисками поворачивают навстречу движения напильника.
Рис. 66. Опиливание цилиндрического стержня
при помощи ручных тисков
Короткие участки стержней рационально опиливать в тисках в вертикальном
положении (рис. 67). Ребро напильника, не имеющее насечки, при этом должно
быть обращено в сторону губок тисков.
Рис. 67. Опиливание коротких стержней
Для опиливания криволинейных поверхностей вогнутого профиля и отверстий применяют круглые и полукруглые напильники. В процессе опиливания
напильник должен совершать сложные рабочие движения: движение вперёд, одновременный поворот напильника вокруг оси и смещение вправо вдоль поверхности (рис. 68). В другом случае можно совместить продольное движение с вращением по часовой стрелке и со смещением влево, в зависимости от удобства.
Рис. 68. Опиливание вогнутых и
криволинейных поверхностей
6.5.6. Отделочное опиливание
При чистовом отделочном опиливании могут применяться напильники с
мелким шагом, а также абразивная (наждачная) шкурка. Добиться необходимой
чистоты поверхности можно путём натирания насечки напильника мелом. В этом
случае напильник будет снимать более мелкую стружку. Мел предохраняет
напильник от забивания стружкой и от возникновения вследствие этого глубоких
царапин на поверхности детали.
Если поверхность обрабатывают абразивной шкуркой, последнюю наворачивают на напильник (рис. 69) или деревянную планку и таким инструментом зачищают поверхность. Отделку можно вести всухую или с маслом. При отделке
всухую поверхность получает блестящий вид, с маслом – матовый. Работа с маслом требует применения полотняной шкурки (на хлопчатобумажной основе). Обработку начинают более грубой шкуркой, постепенно переходя к более мелкой.
Рис. 69. Отделка поверхности абразивной шкуркой
6.6. Обработка осевым режущим инструментом
6.6.1. Сверление
Сверление – это способ образования сквозных и глухих цилиндрических отверстий в сплошном металле заготовки. Применяется для получения неответственных отверстий невысокой степени точности и значительной шероховатости,
например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т.д.
Рассверливанием называется увеличение размера отверстия в сплошном материале, полученного литьем, ковкой, штамповкой или другими способами,
например сверлением.
Сверлением и рассверливанием можно получить отверстие с точностью не
выше 12-14 квалитета и шероховатостью поверхности Rz = 80...60 мкм. Когда
требуется более высокое качество поверхности отверстия, его (после сверления)
дополнительно зенкеруют и развертывают.
Наиболее распространённым инструментом при сверлении является спиральное сверло (рис. 70).
Рис. 70. Спиральное сверло
Сверла бывают различных видов и изготовляются из быстрорежущих, легированных и углеродистых сталей, а также оснащаются пластинками из твердых
сплавов.
Спиральное сверло – двузубый (двухлезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика. Рабочая часть сверла
состоит из цилиндрической (калибрующей) и режущей части. На цилиндрической
части имеются две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их
назначение – отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы
сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий пра-
вильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для
выхода стружки.
Расположенные вдоль винтовых канавок две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называют ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют
тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла Ø 0,25...0,5 мм выполняют без
ленточек.
Режущие кромки сверла соединяются между собой на сердцевине (сердцевина – тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для
большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной
кромки к концу канавок (к хвостовику, являющемуся продолжением рабочей части сверла).
Хвостовики у спиральных сверл могут быть коническими цилиндрическими.
Конические хвостовики имеют сверла Ø 6...80 мм. Эти хвостовики образуются
конусом Морзе. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм. Сверла с коническим хвостовиком устанавливаются непосредственно в отверстие шпинделя станка (или через переходные втулки) и удерживаются благодаря трению между хвостовиком и стенками конического отверстия
шпинделя. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в шпинделе станка
с помощью сверлильных патронов (рис. 71). На конце конического хвостовика
имеется лапка, не позволяющая сверлу проворачиваться в шпинделе и служащая
упором при удалении сверла из гнезда. Шейка служит местом клеймения инструмента.
Рис. 71. Сверлильный патрон
Сверление отверстий можно осуществлять ручным или механическим способом. При ручном сверлении применяют ручную дрель (рис. 72). Сверло укрепляют в патроне 1. Дрель удерживают левой рукой за рукоятку 4. Вращают сверло
рукояткой 2, а подачу его на деталь производят нажимом грудью на планку 3.
При механическом, наиболее распространённом способе сверления обработку отверстий ведут на настольных и вертикально-сверлильных станках. Первые
применяют для сверления отверстий малого диаметра, вторые – для больших отверстий. Настольный сверлильный станок (рис. 73) предназначен для сверления
отверстий диаметром до 12 мм. Сверло получает вращение от мотора 2 через ре-
менную передачу. Подачу сверла производят вручную рукояткой 1. Включают
станок кнопкой 3 (чёрный цвет), выключают кнопкой 4 (красный цвет).
Рис. 72. Ручная дрель
Рис. 73. Настольный сверлильный станок
Вертикально-сверлильный станок (рис. 74) установлен на основании 9. В
верхней части колонны 6 расположен электромотор 5 и коробка скоростей 4, переключение которой производят рукоятками 3.
Коробка скоростей сообщает различные числа оборотов шпинделю 2. На
конце шпинделя укреплено сверло. Подачу шпинделя и сверла в вертикальном
направлении осуществляют штурвалом 7. Станок включают и выключают кноп-
ками. Стол 1 можно устанавливать по высоте, в зависимости от размеров заготовки, вращением рукоятки 8.
Рис. 75. Вертикально-сверлильный станок
Приступая к работе на станке, следует хорошо ознакомиться с рукоятками
управления, включить станок, проверить включение рукояток на ходу станка, а
затем выключить его.
Перед установкой инструмента на станке отверстие в шпинделе и инструмент протирают сухой тряпкой, осторожно вводят хвостовик в конусное отверстие так, чтобы лапка его вошла в выбивное отверстие на шпинделе. После этого
сильным толчком хвостовик устанавливают и закрепляют в шпинделе. При несоответствии размеров конусообразного хвостовика и посадочного отверстия в
шпинделе используют переходные втулки.
Заготовку можно закреплять непосредственно на столе станка или в машинных тисках. В машинных тисках (рис. 76) крепят заготовки сравнительно небольших размеров. Заготовку устанавливают параллельно губкам тисков так, чтобы
плоскость её была перпендикулярно оси сверла.
Под заготовку ставят какую-либо металлическую прокладку с параллельными плоскостями, предохраняющую тиски от порчи сверлом и создающую необходимый упор для заготовки. Высота прокладок должна быть такова, чтобы после
установки заготовка выступала над губками тисков на 5-10 мм. После зажатия заготовки в тисках ее осаживают легкими ударами молотка.
Пробуя рукой прокладку, проверяют плотность прилегания к ней заготовки.
Тиски с зажатой в них заготовкой устанавливают на столе так, чтобы вершина
опущенного сверла приходилась против размеченного центра отверстия. В таком
положении тиски укрепляют болтами на столе станка.
Рис. 76. Установка детали в машинных тисках при сверлении
Дальнейшую работу на станке сводят непосредственно к процессу сверления.
Вращающееся сверло рукояткой подачи (маховичком) перемещают на заготовку и
сверлят отверстие. Для того чтобы сверло быстро не затупилось, к месту сверления подают охлаждающую жидкость. Периодически сверло следует выводить из
отверстия для удаления стружки. В конце работы перед выходом сверла из отверстия с обратной стороны детали подавать его надо очень медленно и с небольшим
усилием, от большой подачи оно может сломаться.
При сверлении больших по размеру отверстий пользуются автоматической
подачей. В этом случае перед выходом сверла из отверстия подачу, как правило,
выключают и переходят на ручную, соблюдая необходимую осторожность.
После работы необходимо сметкой убрать со стола стружку, протереть сухой
тряпкой и смазать трущиеся части станка маслом, снять и сдать инструмент в инструментальную кладовую. Для удаления сверла со станка используют выколотку
(клин). Выколотку вводят в выбивное отверстие шпинделя, по ней слегка ударяют
молотком. Во время снятия сверла, для предохранения режущих кромок от забивания, под инструмент подкладывают деревянную планку.
В процессе сверления основными видами брака могут быть:
1. Отверстие больше заданного размера – результат неправильно выбранного
размера сверла или неправильной его заточки. При неправильной заточке главные
режущие кромки сверла могут быть неодинаковыми по длине, с разными углами
наклона относительно оси. В том и другом случае получится отверстие большего
диаметра.
2. Смещение отверстия – результат неправильной разметки отверстия или
неверной установки заготовки относительно сверла, слабое крепление заготовки
(тисков) и смещение её во время сверления. Для устранения этого смещения и облегчения условий резания обработку больших отверстий следует вести в два приёма. Сначала отверстия обрабатывают сверлом небольшого диаметра (3-5 мм), затем рассверливают сверлом требуемого размера.
3. Перекос отверстия – результат неправильной установки заготовки в тисках, попадания стружки под тиски или деталь, непараллельности плосткостей
прокладки.
4 Поломка сверла из-за работы затупленным инструментом, забивания винтовых канавок сверла стружкой или несоблюдения правил подачи сверла при выходе из отверстия.
5. Выкрашивание и затупление режущей кромки сверла – результат большой
скорости вращения сверла, недостаточности охлаждения, наличия твёрдых включений в обрабатываемой заготовке.
Приступая к работе на сверлильном станке, необходимо получить от мастера
инструктаж по управлению станком и усвоить основные правила по технике безопасности.
Перед работой нужно подвязать рукава халата и убрать длинные волосы под
головной убор. Необходимо помнить, что свисающие части одежды или длинные
волосы могут быть захвачены вращающимся сверлом (шпинделем) и привести к
тяжелой травме рабочего.
При сверлении не следует допускать образования длинных стружек, нужно
чаще выводить сверло из отверстия или прерывать подачу. Длинная, вращающаяся стружка может поранить руки. Нельзя удалять стружку руками или сдувать.
Это нужно делать крючком и после остановки станка.
Нельзя охлаждать сверло смоченной тряпкой. Охлаждающую жидкость следует поливать на сверло.
При сверлении недопустимо держать заготовку руками, устанавливать инструмент на ходу станка.
6.6.2. Зенкерование
Зенкерованием называется процесс обработки зенкерами цилиндрических и
конических необработанных отверстий в деталях, полученных литьем, ковкой или
штамповкой, либо отверстий, предварительно просверленных с целью увеличения
их диаметра, улучшения качества поверхности, повышения точности (уменьшения конусности, овальности).
Зенкерование является либо окончательной обработкой отверстия, либо промежуточной операцией перед развертыванием отверстия, поэтому при зенкеровании оставляют еще небольшие припуски для окончательной отделки отверстия
разверткой (так как после сверления оставляют припуск на зенкерование).
Зенкерование обеспечивает точность обработки отверстий в пределах 8...13го квалитетов, шероховатость обработанной поверхности Ra = 10...2,5 мкм.
Зенкерование – операция более производительная, чем сверление, так как
при равных (примерно) скоростях резания подача при зенкеровании допускается в
2,5-3 раза большая, чем при сверлении.
По внешнему виду цельный зенкер также напоминает сверло и состоит из тех
же основных элементов, но имеет больше режущих кромок (3-4) и спиральных
канавок (рис. 77). Три-четыре режущих кромки (зенкеры называют соответственно трех- и четырехперыми) лучше центрируют инструмент в отверстии, придают
ему большую жесткость, чем обеспечивается получение более высокой точности.
Рис. 77. Цилиндрические зенкеры:
а – цельный; б - насадной
Во время зенкерования режущая часть выполняет основную работу по снятию металла, а калибрующая служит для направления зенкера в отверстии, зачистки поверхности, придания отверстию правильной цилиндрической формы и
получения требуемого размера отверстия.
Ленточки (фаски) по направляющей части зенкера уменьшают трение и облегчают резание.
Зенкеры изготовляют из быстрорежущей стали; они бывают двух типов:
цельные с коническим хвостовиком (рис. 77, а) и насадные (рис. 77, б). Первые
предназначены для предварительной, а вторые – для окончательной обработки
отверстий.
6.6.3. Зенкование
Зенкование - это процесс обработки специальным инструментом (зенковкой)
цилиндрических или конических углублений и фасок просверленных отверстий
под головки болтов, винтов и заклепок. Наличие режущих зубьев на торце зенковки обеспечивает точное совпадение осей отверстия и углубления под головку
винта (рис. 78, а, б). Порядок работы тот же, что и при сверлении.
а)
б)
Рис. 78. Зенковки: а – конические (угловые);
б – торцовая (цековка);
1 – лапка; 2 – хвостовик; 3 – рабочая часть
6.6.4. Развертывание
Развертывание - это процесс чистовой обработки отверстий; обеспечивающий точность по 7...9-му квалитету и шероховатость поверхности Ra = 1,25...0,63
мкм.
Инструментом для развертывания являются развертки (рис. 79).
Рис. 79. Цилиндрическая развёртка:
1 – лапка; 2 – хвостовик;
3 – рабочая часть; 4 – шейка
Развертывание отверстий производят на сверлильных и токарных станках
или вручную. Развертки, применяемые для ручного развертывания, называются
ручными, а для станочного развертывания - машинными. Машинные развертки
имеют более короткую рабочую часть.
По форме обрабатываемого отверстия развертки подразделяют на цилиндрические и конические. Ручные и машинные развертки состоят из трех основных частей (см. рис. 79): рабочей 4, шейки 3 и хвостовика 2.
Рабочая часть, на которой имеются расположенные по окружности зубья, в
свою очередь, делится на режущую (заборную) часть, калибрующую (цилиндрическую) часть и обратный конус.
Режущая часть на конце имеет направляющий конус (скос под углом 45°),
назначение которого состоит в снятии припуска на развертывание и предохранении вершины режущих кромок от забоин при развертывании.
Калибрующая часть предназначена для калибрования отверстия и направления развертки во время работы. Каждый зуб калибрующей части вдоль рабочей
части развертки заканчивается канавкой, благодаря которой образуются режущие
кромки; кроме того, канавки служат для отвода стружки.
Обратный конус находится на калибрующей части ближе к хвостовику. Он
служит для уменьшения трения развертки о поверхность отверстия и сохранения
качества обрабатываемой поверхности при выходе развертки из отверстия.
Шейка развертки находится за обратным конусом и предназначена для выхода фрезы при фрезеровании (нарезании) на развертках зубьев, а также шлифовального круга при заточке.
Хвостовик ручных разверток имеет квадрат для воротка. Хвостовик машинных разверток Ø10...12 мм выполняют цилиндрическим, более крупных – коническим.
Центровые отверстия служат для установки развертки при ее изготовлении, а
также при заточке и переточке зубьев.
Как конические, так и цилиндрические развертки изготовляют комплектами
из двух или трех штук. В комплекте из двух штук одна развертка является предварительной, а вторая – чистовой. В комплекте из трех штук первая развертка –
черновая, или обдирочная, вторая – получистовая и третья – чистовая, придающая
отверстию окончательные размеры и требуемую шероховатость. Гладкие цилиндрические отверстия обрабатывают развертками с прямыми канавками. Если же в
отверстии имеется шпоночный паз, то для его развертывания применяют инструменты со спиральными канавками.
Последовательность действий при ручном развертывании отверстий (при
предварительном и чистовом) следующая:
- установить заготовку с отверстием на верстаке или закрепить в тисках таким образом, чтобы с ней удобно было работать;
- выбрать развертку по размеру (ознакомившись с маркировкой), смазать рабочую ее часть минеральным маслом и вставить ее в отверстие без перекосов (для
этого нужно проверить положение развертки относительно оси отверстия угольником);
- надеть на квадрат хвостовика вороток и начинать медленно, без рывков
вращать развертку по часовой стрелке с усилием (как бы вкручивая развертку в
отверстие) (рис. 80, а). Вращение развертки в обратном направлении запрещено!
Это может вызвать задиры на поверхности стенок отверстия;
- периодически развертку следует извлекать из отверстия для удаления
стружки и повторного смазывания минеральным маслом;
- завершать операцию развертывания необходимо: при обработке цилиндрических отверстий – когда 3/4 рабочей части развертки выйдет из отверстия с противоположной стороны; при обработке конических отверстий – по положению
предельных рисок конического калибра;
- если обрабатываемое отверстие имеет большую глубину или находится в
труднодоступном месте, то на квадрат хвостовика нужно надеть удлинитель, а
уже на него – вороток (рис. 80, б).
а)
б)
Рис. 80. Приемы развертывания:
а – установка развертки и воротка;
б – развертка с удлинителем.
Если обработка отверстий выполняется механическим способом – на сверлильном станке, то предпочтительнее производить полную последовательную обработку (сверление, зенкерование, развертывание) за одну установку заготовки.
Установка заготовки: сверление – замена сверла на зенкер – зенкерование – замена зенкера на развертку – развертывание. При этом одновременно с заменой режущего инструмента производят и перенастройку скорости вращения шпинделя
станка: для зенкерования она должна быть 60-100 об/мин; для развертывания – не
более 50 об/мин.
При развертывании нужно применять охлаждающие жидкости: для стали и
ковкого чугуна – минеральные масла, для меди – эмульсию, для алюминия – скипидар с керосином.
6.6.5. Пробивание отверстий
Пробивание небольших отверстий в тонком листовом металле производится
пробойниками. Пробойник представляет собой стальной стержень, рабочий конец
которого очень полого заточен на конус. Вершина этого конуса сточена перпендикулярно оси пробойника.
Пробойник устанавливают в соответствующей точке листа перпендикулярно
его поверхности и отрывистым сильным ударом молотка по головке пробойника
высекают круглое отверстие. Края этого отверстия получаются немного вытянутыми в сторону удара.
Для уменьшения вытягивания листовой металл при пробивании отверстий
укладывают на ровный и толстый кусок свинца или ровно спиленный торец полена твёрдой породы древесины. С этой же целью можно, пробив отверстие, перевернуть лист металла и, вставив пробойник в то же отверстие, но с противоположной стороны, лёгкими ударами молотка немного выправить края отверстия.
Сила удара молотком при пробивании отверстий пробойником зависит от материала, диаметра отверстия и толщины листа.
Отверстия диаметром в 1-1,5 мм в жести, кровельном железе и тонком листовом алюминии или латуни можно пробивать отрезком обыкновенной иголки соответствующего диаметра. Иголкой протыкают по оси обыкновенную корковую
пробку. С нижней стороны пробки конец иголки должен выдаваться лишь
настолько, сколько необходимо, чтобы установить иголку точно в том месте, в
котором следует пробить отверстие. Верхний конец иголки лучше всего обломать
вровень с верхним краем пробки. Сильным ударом молотка по пробке и вдоль её
оси пробивают в детали отверстие.
6.7. Нарезание резьбы
В слесарно-сборочных работах, пожалуй, самое распространенное соединение – резьбовое, поэтому каждый слесарь должен не только уметь нарезать резьбу, но также знать, для какого вида соединений предназначен тот или иной ее вид.
Нарезанием называется образование резьбы путем снятия стружки (а также
путем пластической деформации – накаткой) на наружных или внутренних поверхностях. Нарезание винтовой резьбы – одна из распространенных слесарных
операций. Стержень с наружной резьбой называется болтом, а деталь с внутренней резьбой – гайкой.
Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), и многозаходные, образованные двумя или более нитками. По направлению
винтовой линии резьбы подразделяют на правые и левые. Правыми винтовая линия и соответствующая ей резьба называются потому, что для завинчивания винта
с этой резьбой винт (или гайку) надо вращать вправо, т.е. по часовой стрелке. При
левой резьбе винт (или гайку) для завинчивания надо вращать влево, т.е. против
часовой стрелки. В машиностроении чаще применяют правые резьбы.
Шагом резьбы называют расстояние между двумя одноименными точками
соседних профилей резьбы, измеренное параллельно оси резьбы.
Наружный диаметр – наибольшее расстояние между двумя крайними наружными точками, измеренное в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.
Внутренний диаметр – наименьшее расстояние между крайними внутренними точками резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном к оси.
По форме профиля резьбы подразделяют на:
- треугольные (универсальные);
- трапециевидные и прямоугольные, предназначенные для деталей, передающих движение (ходовые винты, винты суппортов станков и пр.);
- упорные, необходимые в механизмах, которые работают под большим односторонним давлением (например, в прессах);
- круглые – очень износостойкие независимо от условий эксплуатации, чаще
всего используются при монтаже водопроводной арматуры (рис. 81).
а)
б)
в)
г)
д)
Рис. 81. Виды резьбы: а – треугольная; б – трапециевидная;
в – прямоугольная; г – упорная; д – круглая
По числу ниток резьбы подразделяют на одноходовые (однозаходные) и многоходовые (многозаходные), Ходом резьбы называют осевое перемещение винта
за один его оборот. Для однозаходной резьбы ход равен шагу (расстоянию между
смежными витками), а для многозаходных - произведению шага на число заходов.
Последнее можно определить, если посмотреть на торец винта (гайки); обычно
ясно видно, сколько ниток берет свое начало с торца, у однозаходной резьбы на
торце винта или гайки виден только один конец витка, а у многозаходных - два,
три и больше.
Однозаходные резьбы имеют малые углы подъема винтовой линии и большее трение (малый КПД). Они применяются там, где требуется надежное соединение (в крепежных деталях).
У многозаходной резьбы угол подъема винтовой линии значительно больше.
Такие резьбы применяют в тех случаях, когда необходимо быстрое перемещение
по резьбе при наименьшем трении, при этом за один оборот винта (или гайки)
гайка (или винт) переместится на величину хода винтовой линии резьбы. Многозаходные резьбы используют в механизмах, служащих для передачи движения.
Метрическая резьба имеет треугольный профиль с плоскосрезанными вершинами; угол профиля равен 60°, диаметры и шаг выражаются в миллиметрах.
Метрические резьбы с нормальным шагом обозначаются М20 (число –
наружный диаметр резьбы), с мелким шагом – М20x1,5 (первое число – наружный
диаметр, второе – шаг). Метрические резьбы применяют в основном как крепежные: с нормальным шагом – при значительных нагрузках и для крепежных деталей (болтов, гаек, винтов), с мелким шагом – при малых нагрузках и тонких регулировках.
Дюймовая резьба имеет треугольный плоскосрезанный профиль с углом 55°
(резьба Витворта) или 60° (резьба Селлерса). Все размеры этой резьбы выражаются в дюймах (1" = 25,4 мм). Шаг выражается числом ниток (витков) на длине одного дюйма.
Стандартизованы дюймовые резьбы диаметрами от 3/16 до 4" и числом ниток
на 1", равным от 24 до 3. От метрической дюймовая резьба отличается большим
шагом.
Трубная цилиндрическая резьба стандартизована, представляет собой мелкую дюймовую резьбу, но в отличие от последней сопрягается без зазоров (для
увеличения герметичности соединения) и имеет закругленные вершины.
Трубную цилиндрическую резьбу обозначают: Труб 3/4" (цифры - номинальный диаметр резьбы в дюймах). Стандартизованы трубные резьбы диаметрами от
1/8" до 6" с числом ниток на одном дюйме от 11 до 28.
Нарезание резьбы, как, впрочем, и практически любую слесарную операцию,
можно осуществлять вручную или механическим способом.
6.7.1. Нарезание внутренней резьбы
Для нарезания внутренней резьбы используются метчики (рис. 82). Эти ручные приспособления могут быть трех-, четырехперовыми и многогранными.
Метчик состоит из рабочей части и хвостовика. Хвостовик заканчивается
квадратом, на котором устанавливается вороток во время работы метчика. Рабочая часть состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная (конусная) часть
метчика снимает основную массу стружки и образует в отверстии резьбу. Калибрующая часть калибрует нарезанную резьбу.
Рис. 82. Метчик
а)
б)
Рис. 83. Приспособления для нарезания резьбы:
а – набор метчиков; б – вороток для метчика
Продаются метчики в наборах из двух штук (черновой и чистовой) для нарезания резьбы с шагом (расстоянием между нитками-витками) до 3 мм или из трех
штук (черновой, средний и чистовой) для нарезания резьбы с шагом свыше 3 мм
(рис. 83, а). В настоящее время для основной крепёжной метрической резьбы до
26 мм выпускаются двухкомплектные метчики, т.е. комплект таких метчиков состоит из двух штук. Для того, чтобы отличать метчики друг от друга, на хвостовике ставятся круговые риски: на черновом – одна, на чистовом – две (для двухкомплектных метчиков). Первый метчик, кроме того, имеет более длинную, чем
второй, заборную часть и притупленную резьбу. Второй метчик на калибрующей
части имеет полный профиль резьбы.
На всех метчиках заводской штамповкой указан диаметр. Для вращения метчика при нарезании резьбы используется вороток (рис. 83, б) который надевается
окном на квадрат метчика.
Нарезание внутренней резьбы предваряется сверлением отверстия и его зенкованием, и очень важно правильно выбрать сверло нужного диаметра. Его приближенно можно определить по формуле:
d св  D  P ,
где dсв – необходимый диаметр сверла, мм;
D – наружный диаметр резьбы, мм;
P – шаг нитей резьбы, мм.
Если диаметр сверла выбран неправильно, то не избежать дефектов: при
диаметре отверстия больше требуемого резьба не будет иметь полного профиля;
при меньшем размере отверстия будет затруднен вход в него метчика, что приведет либо к срыву резьбы, либо к заклиниванию и поломке метчика.
Алгоритм нарезания внутренней резьбы такой:
- разметить заготовку и либо установить ее на верстаке, либо закрепить в
тисках;
- просверлить отверстие (сквозное или на нужную глубину) и зенковать его
приблизительно на 1 мм зенковкой 90 или 120°;
- очистить отверстие от стружки;
- подобрать черновой метчик нужного диаметра, с нужным шагом и видом
резьбы, смазать его рабочую часть маслом и установить его заборной частью в
отверстие, проверить его положение относительно оси отверстия с помощью
угольника, надеть на квадрат хвостовика вороток и медленно, без рывков вращать
метчик по часовой стрелке до врезания его в металл заготовки на несколько ниток;
- дальнейшее вращение метчика должно быть таким: один-два оборота по часовой стрелке, затем 1/2 оборота против часовой стрелки (для дробления стружки). При этом по часовой стрелке метчик вращают с нажимом вниз, а против –
свободно;
- нарезание резьбы производить до полного входа рабочей части метчика в
отверстие;
- вывернуть черновой метчик из отверстия и продолжить нарезание резьбы
средним, а затем чистовым метчиком (чистовой метчик вворачивать в отверстие
нужно без воротка. Вороток надевается на его хвостовик уже тогда, когда метчик
правильно пройдет по резьбе).
Порядок нарезания резьбы в глухих отверстиях имеет некоторые особенности: во-первых, глубину отверстия под глухую резьбу нужно сверлить на 5-6 ниток резьбы больше, чем это предусмотрено по чертежу; во-вторых, после серии
двух-трех рабочих и обратных оборотов метчик следует выворачивать из отверстия и очищать полость отверстия от стружки.
Качество нарезанной резьбы проверяется визуально: чтобы не было задиров,
сорванных ниток, а точность резьбы можно проверить с помощью резьбовых калибров-пробок для сквозных отверстий и контрольного болта для глухих.
Главной причиной брака деталей при нарезании внутренней резьбы является
поломка метчика в результате неправильного его подбора или несоблюдения техники нарезания. При этом в отверстии остаются осколки метчика. Извлечь их
можно несколькими способами.
Во-первых, если осталась выступающая часть метчика, то ее можно захватить плоскогубцами или ручными тисочками и вывернуть из отверстия.
Во-вторых, если выступающая часть отсутствует, то в канавки можно вставить трехштырьковую вилку и, вращая ее против часовой стрелки, выкрутить
метчик.
И в первом, и во втором случае, прежде чем приступить к извлечению осколков метчика, в отверстие по канавкам следует залить керосин.
В-третьих, если метчик сделан из углеродистой стали, то деталь (вместе с
осколками) нужно нагреть докрасна, медленно охладить, высверлить в обломке
отверстие, в которое вкрутить специальный конусообразный метчик с левой резьбой, и осторожно выкрутить осколки сломанного метчика.
В-четвертых, если нагреть деталь не представляется возможным (например,
деталь слишком большая), то к сломанному метчику можно приварить электрод
или отломанный хвостовик и выкрутить осколки.
В-пятых, имеется химический способ удаления осколков. Если деталь, в которой нарезалась резьба, сделана из алюминиевого сплава, то осколки можно вытравить раствором азотной кислоты: в отверстие через канавки метчика заливают
кислоту и опускают туда кусочек железной проволоки (железо в данном случае
играет роль катализатора). Через 8-10 минут отработанную кислоту удаляют пипеткой, заливают новую порцию и так до полного разрушения металла метчика,
после этого отверстие промывают. Процесс этот довольно длительный, занимает
несколько часов, но в этом случае деталь не получает дефектов, и после извлечения осколков она пригодна для дальнейшего использования.
6.7.2 Нарезание наружной резьбы
Для нарезания наружной резьбы применяются плашки, которые могут быть
раздвижными (призматическими) и круглыми (лерки) (рис. 84).
Раздвижные призматические плашки представляют собой квадрат, состоящий из двух полуплашек. Они изготавливаются для нарезания дюймовой и трубной резьбы диаметром от 1/8 до 2 дюймов, а для нарезания метрической резьбы –
от 6 до 52 мм. В комплект, как правило, входит 4-5 пар. При работе раздвижная
плашка вставляется в специальный вороток-плашкодержатель. Для того чтобы
получить качественную резьбу без перекосов, хорошо иметь плашкодержатель с
направляющим кольцом.
а)
б)
Рис. 84. Плашки: а – круглая цельная;
б – круглая разрезная
Круглые плашки могут быть цельными и разрезными. Стандарт диаметров
круглых плашек для нарезания метрической резьбы – от 1 до 26 мм, для нарезания
дюймовой и трубной резьбы – от 1/8 до 2 дюймов.
Разрезные круглые плашки имеют боковую прорезь размером от 0,5 до 1,5
мм, что позволяет регулировать диаметр резьбы в пределах 0,1–1,25 мм. Однако
вследствие пониженной жесткости таких плашек, нарезаемая ими резьба может
иметь неточный профиль. Круглые плашки (подобно раздвижным) во время работы вставляются в специальный вороток-плашкодержатель. Поскольку плашкодержатель для круглых плашек не снабжен направляющим кольцом, в ходе нарезания резьбы нужно следить, чтобы он не создавал перекоса.
При нарезании наружной резьбы важно выбрать диаметр стержня, на котором и будет производиться нарезание. При неправильном подборе здесь так же,
как и в случае с внутренней резьбой, возможны дефекты: диаметр стержня меньше требуемого приводит к тому, что резьба получается неполного профиля; при
нарезании резьбы на стержне с диаметром больше необходимого из-за большого
давления на зубья плашки возможны либо срыв резьбы, либо поломка зубьев
плашки. Чтобы не ошибиться в подборе диаметра стержня, нужно знать простое
правило: его диаметр должен быть на 0,1 мм меньше наружного диаметра резьбы.
Порядок нарезания наружной резьбы следующий:
- выбрать заготовку нужного диаметра, закрепить ее в тисках и на конце заготовки, предназначенном для нарезания резьбы, снять фаску шириной 2-3 мм;
- плашку (круглую или раздвижную) закрепить в воротке-плашкодержателе
упорными винтами таким образом, чтобы маркировка на плашке находилась на
наружной стороне;
- конец стержня (заготовки) смазать машинным маслом и строго под углом
90° наложить на него плашку (маркировка на плашке должна оказаться снизу);
- с усилием прижимая плашку к заготовке, вращать рукоятку плашкодержателя по часовой стрелке до прорезания резьбы на нужную длину. Вращательные
движения осуществлять в таком порядке: один-два оборота – по часовой стрелке,
1/2 оборота – против;
- после нарезания резьбы на нужное расстояние плашку снять с заготовки обратными вращательными движениями.
При нарезании резьбы на трубах, предназначенных для прокладки трубопроводов, порядок вращательных движений плашкодержателя имеет одну особенность. В начале резьбы, как обычно, один-два оборота вперед (по часовой стрелке) и 1/2 оборота назад (против часовой стрелки), а при прорезании последних нескольких ниток обратное вращение производить не следует. Нарезанная таким
образом резьба имеет так называемый сбег, то есть последние нитки резьбы прорезаются на меньшую глубину, что способствует лучшему запиранию трубопровода.
Чтобы нарезать резьбу определенной, фиксированной длины, можно действовать двумя способами. Или периодически производить замеры нарезанной
резьбы измерительными инструментами, или использовать плашкодержатель с
направляющим фланцем и втулкой: плашкодержатель надеть на заготовку до
упора плашки, втулку выкрутить на требуемую длину резьбы и закрепить; при
вращательных движениях плашкодержателя фланец будет навинчиваться на втулку, увлекая за собой плашку.
Если необходимо нарезать особо точную наружную резьбу на цилиндрической заготовке диаметром от 4 до 42 мм и с шагом от 0,7 до 2 мм, то вместо обычных можно использовать резьбонакатные плашки (рис. 85).
Рис. 85. Резьбонакатная плашка:
1 – корпус; 2 – накатные ролики с резьбой.
Помимо того, что такие плашки дают более чистую резьбу, она получается к
тому же и более прочной (волокна металла при такой операции не срезаются, а
подвергаются пластической деформации и как бы спрессовываются).
Качество нарезанной наружной резьбы проверяют внешним осмотром на
предмет обнаружения сорванных ниток или задиров. Для проверки точности
резьбы используют контрольную гайку: она должна навинчиваться без усилий, но
не иметь люфта (качания).
6.8. Шабрение
Шабрением называется процесс чистовой обработки деталей путём соскабливания тонких слоёв металла с обрабатываемой поверхности при помощи инструмента – шабера.
Процесс шабрения преследует цель получения правильной геометрической
формы и хорошей чистоты обрабатываемой поверхности, а также обеспечения
необходимой плотности прилегания сопрягаемых деталей. Шабрение применяется для окончательной обработки трущихся поверхностей металлорежущих станков (направляющие, подшипники скольжения), рабочих поверхностей проверочных плит, линеек, призм и др. Точность обработки поверхности шабрением достигает 0,005 мм.
6.8.1. Инструмент для шабрения
Шабер представляет собой режущий (скоблящий) инструмент, изготовленный из инструментальной стали и закалённый до необходимой твёрдости (рис.
86).
Рис. 86. Шаберы: а – плоский;
б – со вставной пластинкой
из твердого сплава; в – трехгранные;
г – двухгранные (скребки); д – фасонные
По конструкции шаберы бывают цельные и со вставными пластинками. В
последнем случае державку шабера изготовляют из конструкционной стали, а на
ее конце укрепляют сменные пластинки из высококачественной инструментальной стали.
Для шабрения поверхностей, различных по форме, применяют плоские, трехгранные и фасонные шаберы. Плоские шаберы служат для обработки плоскостей,
трехгранные – для вогнутых криволинейных поверхностей и отверстий.
Плоские шаберы изготовляют двухсторонними. Средняя часть их имеет
круглое сечение, а концы делают плоскими на длине 40-50 мм. Общая длина шабера 250-400 мм, а ширина 5-30 мм.
К операции шабрения допускаются только правильно заточенные шаберы.
Угол заострения трехгранного шабера должен быть 60-70°. Торцовую (режущую) поверхность плоского шабера затачивают (относительно оси инструмента): для чугуна и бронзы, а также для особо точного шабрения под углом 90-100°,
для стали и для грубой обработки – 75-90°, для мягких металлов – 35-40°.
После заточки на заточном станке режущие кромки шаберов доводят или заправляют на оселках зернистостью М14 (удаляют заусенцы и неровности на
кромках). Порядок заточки и заправки шаберов показан на рис. 86. Торцовую поверхность плоского шабера затачивают и доводят по радиусу. Это необходимо
для того, чтобы шабер во время работы снимал стружку небольшой ширины и его
края не царапали обрабатываемую поверхность. При достаточной выпуклости
режущей кромки общее усилие, прилагаемое к шаберу, будет сосредоточено на
небольшом ее участке. Работать таким шабером будет легче, чем при прямолинейной кромке.
а)
б)
Рис. 87. Заточка и заправка шабера:
а – заточка; б – заправка.
6.8.2. Подготовка поверхности под шабрение
Поверхность может быть подвергнута шабрению, если она соответствующим
образом подготовлена.
Подготовку больших по размеру поверхностей под шабрение производят на
металлорежущих станках (строгальных, фрезерных, расточных и др.). Небольшие
поверхности можно подготовить опиливанием драчевым, а затем личным напильником. После опиливания на поверхности допускают неровности высотой не более 0,05 мм.
Выявление мест под шабрение осуществляют при помощи краски и соответствующего проверочного инструмента. К таким инструментам относятся проверочные линейки и плиты (контроль плоскостей), валики и конусы.
Для проверки открытых широких плоскостей применяют проверочные плиты. Их изготовляют из чугуна размером от 100x200 до 1000x1500 мм2, они имеют
соответствующие номера. Верхняя рабочая плоскость плиты обработана с
наивысшей точностью (пришабрена). На эту поверхность наносят краску.
Краску хорошо растирают, смешивают с маслом и мягким тампоном из
хлопчатобумажной ткани наносят на проверочный инструмент. Иногда краску в
указанном виде помещают внутрь тампона. На проверочную плиту её наносят
тонким слоем, круговыми движениями по всей поверхности.
Для выявления мест, подлежащих шабрению, деталь насухо вытирают концами или чистой тряпкой, затем осторожно накладывают на проверочную плиту.
Пальцами правой руки её слегка прижимают и перемещают по плите круговыми
движениями 2-3 раза в разных направлениях. Окрашенные места на обрабатываемой поверхности будут указывать на её выпуклости, подлежащие удалению
шабрением.
Проверочная плита, а равно и другие проверочные инструменты должны
находиться в хорошем состоянии. От этого во многом зависит качество выполненной работы при шабрении.
6.8.3. Процесс и приёмы шабрения
После предварительного контроля заготовки небольших размеров её крепят в
тисках. Шабер удерживают правой рукой и устанавливают под углом 30° относительно обрабатываемой поверхности. Левой рукой его прижимают к поверхности
и перемещают по ней (рис. 88). Поступательные движения шабера должны быть
короткими. В начале шабрения длина перемещений составляет 10-15 мм, а по мере окончания процесса обработки уменьшается до 3-5 мм.
Передвигать шабер следует от себя с усилием, а к себе без усилия, отрывом
от поверхности. Снимать стружку необходимо только в местах, окрашенных
краской. Выводить шабер вбок за поверхность разрешается только на ¼ длины
режущей кромки. Ритм шабрения должен достигать 50-60 движений в минуту. Рекомендуется шабрить в разных направлениях – перекрёстным штрихом под углом
45°
Рис. 88. Шабрение плоскости
При шабрении вогнутых поверхностей трёхгранным шабером рабочие и холостые движения направлены вбок – влево с нажимом, вправо без нажима, с отрывом от поверхности.
После первого прохода (удаления пятен по всей поверхности) деталь насухо
вытирают и вновь проверяют на плите, затем процесс шабрения повторяют и т.д.
В результате этого число пятен на обрабатываемой поверхности должно увеличиваться, а размеры их уменьшаться. По окончании обработки они должны
равномерно располагаться на поверхности.
Качество шабрения определяют числом пятен, приходящихся на площадь
25x25 мм2, при помощи рамки соответствующего размера (рис. 89). Последнюю
накладывают на поверхность, и внутри нее подсчитывают число пятен. Пятна
считают три раза на различных участках поверхности и определяют их среднее
число (указывается мастером). Для первого класса шабрения в рамке должно
находиться 20-25 пятен, для второго – от 15 до 20, а для третьего – 8-10. Особо
точное шабрение ведут по нулевому классу, количество пятен – 35.
Рис. 89. Проверка
качества шабрения
6.8.4. Виды брака при шабрении
Характерными видами брака при шабрении являются:
- покрытие больших участков обрабатываемой поверхности краской. Причиной может явиться нанесение на проверочную плиту слишком толстого слоя
краски;
- окрашивание середины или края поверхности – происходит от ее плохой
подготовки;
- наличие блестящих полос на поверхности – результат шабрения в одном
направлении (неперекрестными штрихами);
- неравномерное расположение пятен на поверхности имеет место при длинных движениях шабера (больших, чем величина пятен), очень сильном нажиме на
шабер или большом угле его наклона;
- образование глубоких рисок на поверхности – результат плохой заточки и
доводки шабера, наличия на нем заусенцев. Эти риски могут образоваться при
окраске поверхности вследствие загрязнения проверочной плиты (мелкой стружкой, абразивной пылью и др.).
6.9. Притирка металлических поверхностей
Опиливания, зачистки и шабрения поверхностей зачастую бывает недостаточно, чтобы достигнуть достаточно плотного прилегания деталей друг к другу.
Поэтому в процессе сборки механизмов слесари прибегают к притирке (доводке)
поверхностей с использованием абразивных порошков и паст. В процессе притирки деталям сообщается наиболее точный размер за счет снятия очень малого припуска (около 0,05 мм). Притиркой можно достичь такого плотного прилегания поверхностей, что соединение будет гидронепроницаемым.
Притирку можно производить двумя способами: одной деталью о другую
(так притирают в основном криволинейные прилегающие друг к другу поверхности – клапаны, пробки и пр.) или деталью о притир (так доводят фланцы, крышки
и пр.). В качестве притиров используются плиты, бруски или другие детали, сделанные из более мягкого материала, чем сами притираемые элементы (например,
для притирки стальных деталей используются чугунные притиры, для притирки
деталей из цветных металлов – стеклянные притиры).
Притирка, подобно шабрению, осуществляется в два этапа: предварительная
притирка (предназначенные для этого притиры имеют на своей поверхности канавки, куда собирается металлическая стружка (рис. 90, а)) и окончательная – доводка (она производится притирами с гладкой поверхностью (рис. 90, б)).
а)
б)
Рис. 90. Притиры:
а - плоский притир с канавками;
б - плоский притир без канавок
В качестве притирочных порошков используются: корундовый, карборундовый, наждачный порошки, окись железа, алюминия, хрома, толченое стекло.
Зернистость абразивных порошков – от М40 до М7.
В качестве смазки применяются олеиновая кислота, машинное масло, керосин, скипидар, техническое сало. При доводке вместо абразивных порошков используются пасты, в частности паста ГОИ.
Нанесение притирочных порошков на притиры (или на поверхности деталей,
если притирка осуществляется одной деталью о другую) называется шаржированием и осуществляется двумя способами: во-первых, абразивный порошок можно
вдавить в притир стальным закаленным валиком, после чего лишний порошок
удалить, а поверхность притира смазать; во-вторых, притир можно смазать и уже
поверх смазки насыпать абразивный порошок и вдавить его валиком. Притирочная паста наносится на поверхность притира тонким слоем без вдавливания. Перед шаржированием поверхность притира предварительно промывают керосином
и начисто протирают.
По плоскому притиру с легким нажимом прокатывают стальной закаленный
валик (рис. 91, а). Если шаржируется круглый притир, то притирочную массу
наносят на две стальные закаленные плиты и притир прокатывают между ними
(рис. 91, б). После шаржирования, когда абразивные зерна вдавлены в поверхность притира, избыточную притирочную массу убирают.
а)
б)
Рис. 91. Шаржирование притиров:
а – шаржирование плоского притира;
б – шаржирование круглого притира:
1 – нижняя стальная закаленная плита;
2 – притир; 3 – верхняя стальная
закаленная плита
Притирка плоских поверхностей происходит следующим образом: деталь обрабатываемой стороной накладывают на подготовленную плоскость притира (или
другой притираемой детали) и производят 20-30 сложных кругообразных движений с сильным нажимом.
Внимание! Траектория движений должна быть действительно сложной (даже можно сказать – хаотичной), чтобы они не накладывались друг на друга. Скорость движений должна быть приблизительно 20 м/мин (рис. 92).
а)
б)
Рис. 92. Притирка плоских поверхностей:
а – предварительная; б – окончательная
Затем отработанную притирочную массу убирают с поверхности притира и
детали и наносят новый слой (зернистость используемого порошка на этот раз
должна быть меньше). Таким образом чередуют притирочные движения с заменой притирочного слоя до получения соответствующего вида изделия (при последних подходах абразивный порошок заменяют пастой: сначала грубой, затем
средней и в последнюю очередь тонкой. Окончательную притирку (доводку) осуществляют без нанесения пасты, а лишь со смазыванием притира смесью керосина и машинного масла.
Если заготовка очень тонкая в сечении и ее неудобно двигать по притиру, то
ее закрепляют на деревянном бруске и перемещают по плите вместе с ним.
Притирка узких граней деталей или мелких заготовок производится пакетом.
Несколько заготовок с помощью струбцин соединяют в пакет и притирают как
широкую поверхность. Для этой цели можно использовать стальные или чугунные направляющие бруски или призмы.
Притирка криволинейных поверхностей имеет свои особенности. Чаще всего
криволинейные поверхности двух деталей взаимосоприкасаемы, при этом одна из
поверхностей выпуклая, а другая вогнутая (например, пробка и гнездо под нее,
вместе составляющие самоварный краник), поэтому притирку этих поверхностей
производят одна об другую.
Пробку смазывают и присыпают абразивным порошком, вставляют в гнездо
и вращают попеременно в разные стороны приблизительно на 1/4 оборота 5-6 раз,
после чего делают полный оборот пробки вокруг ее оси. Чередование притирки с
заменой притирающих материалов аналогично притиранию широких плоских поверхностей.
Проверку точности притирки можно осуществить с помощью грифельного
карандаша: наносят линию на одну из притертых поверхностей и проводят ею по
другой притертой поверхности. При удовлетворительном качестве притирки карандашная линия равномерно стирается или смазывается по всей длине.
В завершение операции притирки (доводки) детали при необходимости обрабатывают полировальниками – эластичными кругами из фетра или войлока. В качестве механического привода полировальника может выступать двигатель от
бормашины или электрическая дрель. Полировку производят очень тонкими абра-
зивными порошками со связкой из вазелина, говяжьего сала, воска или полировальными пастами.
6.10. Клёпка
Клёпка – это неразъёмное соединение двух или нескольких деталей с помощью заклёпок. Клёпка может быть ручная и машинная, холодная и горячая. В
слесарном деле наибольшее распространение имеет ручная клёпка в холодном состоянии.
Саму операцию клепки предваряет подготовка деталей к осуществлению этого вида соединений. Сначала нужно разметить заклепочный шов: если клепка будет происходить внахлестку, то размечается верхняя деталь, для клепки встык
размечается накладка. Места расположения заклёпок (центры отверстий под заклёпки) накерниваются. При этом необходимо соблюдать шаг между заклепками
и расстояние от центра заклепки до кромки детали. Так, для однорядной клепки
t  3d , a  1,5d , для двухрядной t  4d , a  1,5d , где t – шаг между заклепками, a –
расстояние от центра заклепки до кромки детали, d – диаметр заклепки.
Далее следует просверлить и прозенковать отверстия под заклепочные
стержни. При подборе диаметра сверла следует учесть, что для заклепок диаметром до 6 мм нужно оставить зазор в 0,2 мм, при диаметре заклепки от 6 до 10 мм
зазор должен быть 0,25 мм, от 10 до 18 мм – 0,3 мм. При сверлении отверстий
необходимо строго соблюдать угол между осью отверстия и плоскостями деталей
в 90°. Сверление отверстий под заклёпки производят на листах в собранном виде.
Для этого их временно соединяют ручными тисками или скобами.
Заклепка представляет собой металлический стержень круглого сечения, с
головкой на конце, которая называется закладной и по форме бывает полукруглой, потайной и полупотайной (рис. 93).
а)
б)
в)
г)
д)
Рис. 93. Виды заклепок: а – с потайной головкой; б – с полукруглой головкой;
в – с плоской головкой; г – с полупотайной головкой; д – взрывная заклепка:
1 – углубление, заполненное взрывчатым веществом.
При прямом методе удары наносятся со стороны замыкающей головки, и для
хорошего соприкосновения склепываемых деталей необходимо их плотное обжатие. При обратном методе удары наносятся со стороны закладной головки, и
плотное соединение деталей достигается одновременно с образованием замыкающей головки.
Клепку производят в такой последовательности (рис. 93):
- подбирают заклепочные стержни диаметром в зависимости от толщины
склепываемых листов:
d 2 s
где d – требуемый диаметр,
s – толщина склепываемых листов.
Длина заклепок должна быть равна суммарной толщине склепываемых деталей плюс припуск для образования замыкающей головки (для потайной – 0,8-1,2
диаметра заклепки, для полукруглой – 1,25-1,5);
- в крайние отверстия клепочного шва вставляют заклепки и опирают закладные головки о плоскую поддержку, если головки должны быть потайные, либо о
сферическую, если головки должны быть полукруглые;
- осаживают детали в месте клепки до плотного их прилегания;
- осаживают стержень одной из крайних заклепок бойком молотка и расплющивают носиком молотка;
- далее, если головка должна быть плоской, то бойком молотка выравнивают
ее, если полукруглой, то боковыми ударами молотка придают ей полукруглую
форму и с помощью сферической обжимки добиваются окончательной формы замыкающей головки;
- аналогичным образом расклепывают вторую крайнюю заклепку, а затем все
остальные.
При отсутствии стандартных заклёпок их можно изготовить из проволоки.
Для этого на куске проволоки, зажатой в тиски, сначала расклёпывают закладную
потайную (или полукруглую) головку, после чего отрезают необходимую часть
стержня. Для этой цели также могут быть использованы обычные гвозди, шляпка
которых может заменять собой потайную закладную головку заклёпки.
Соединение деталей (преимущественно тонких) в труднодоступных местах
производят взрывными заклепками со взрывчатым веществом в углублении
(рис. 93, д). Для образования соединения заклепка ставится на место в холодном
состоянии, а затем закладная головка подогревается специальным электрическим
подогревателем в течение 1-3 секунд до 130 °C, что приводит к взрыву заполняющего заклепку взрывчатого вещества. При этом замыкающая головка получает
бочкообразную форму, а ее расширенная часть плотно стягивает склепываемые
листы. Этот способ отличается высокой производительностью и хорошим качеством клепки.
а)
б)
Рис. 94. Последовательность процесса ручной клепки:
а – заклепками с потайными головками; б – заклепками с
полукруглыми головками
Вводить взрывные заклепки в отверстия необходимо плавным нажатием, без
ударов. Запрещается снимать лак, разряжать заклепки, подносить их к огню или
горячим деталям.
При ручной клепке часто пользуются слесарным молотком с квадратным
бойком. Масса молотка для обеспечения качественного соединения должна соответствовать диаметру заклепок. Например, при диаметре заклепок 3-4 мм масса
молотка должна быть 200-400 г, а при диаметре 10 мм – 1 кг.
При неправильном подборе диаметра сверла для изготовления отверстия под
заклепки, диаметра и длины самой заклепки, при нарушении других условий операции заклепочные соединения могут иметь погрешности (табл. 2).
Таблица2
Брак в заклепочных соединениях и его причины
Вид брака
Схематическое
изображение брака
Причина
Неплотное прилегание головки
Перекос обжимки при клёпке
Смещение головок
Косо просверленное отверстие
Смещение одной головки
Скос на торце стержня заклёпки
Зарубки на головки или около неё
Смещение обжимки при
клёпке
Маломерная замыкающая
головка
Недостаточная длина стержня заклёпки
Расплющивание стержня
между поверхностями склёпываемых деталей
Неплотное прилегание деталей друг к другу во время
клёпки
Изгиб стержня в отверстии
Несоответствие диаметра
стержня диаметру отверстия
При обнаружении брака в заклепочных соединениях неправильно поставленные заклепки срубают или высверливают и производят клепку повторно.
Значительно облегчают клепку пневматические клепальные молотки с золотниковым воздухораспределителем. При небольшом расходе сжатого воздуха они
отличаются высокой производительностью.
После сборки заклепочное соединение подвергают наружному осмотру: проверяют состояние головок заклепок и склепанных деталей. Заклепочное соединение, требующее герметичности, подвергают гидравлическим испытаниям. Места
соединения, дающие течь, подчеканивают.
6.11. Пайка и лужение
6.11.1. Пайка
Пайка позволяет соединять в единое изделие элементы из разных металлов и
сплавов, обладающих различными физико-механическими свойствами. Например,
методом пайки можно соединять малоуглеродистые и высокоуглеродистые стали,
чугунные детали со стальными, твердый сплав со сталью и т.д. Особо следует отметить возможность соединения путем пайки деталей из алюминия и его сплавов.
Широко применяется метод напайки пластинок твердого сплава к державкам при
изготовлении режущего инструмента.
В условиях домашней мастерской пайка – самый доступный вид образования
неподвижных неразъемных соединений. При пайке в зазор между нагретыми деталями вводится расплавленный присадочный металл, называемый припоем.
Припой, имеющий более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы, смачивая поверхность деталей, соединяет их при охлаждении и затвердевании. В процессе пайки основной металл и припой, взаимно растворяясь друг в
друге, обеспечивают высокую прочность соединения, одинаковую (при качественном выполнении пайки) с прочностью целого сечения основной детали.
Процесс пайки отличается от сварки тем, что кромки соединяемых деталей
не расплавляются, а только нагреваются до температуры плавления припоя.
Для осуществления паяных соединений необходимы: паяльник электрический или с непрямым подогревом, паяльная лампа, припой, флюс.
В зависимости от температуры плавления и прочности, все припои подразделяются на твёрдые и мягкие. В качестве припоя чаще всего используются оловянно-свинцовые сплавы, имеющие температуру плавления 180-280 °C. Наиболее
употребительны соотношения олова и свинца в этих припоях 3:2, 1:1 и 2:3. Если к
таким припоям добавить висмут, галлий, кадмий, то получаются легкоплавкие
припои с температурой плавления 70-150 °C. Эти припои актуальны для пайки
полупроводниковых приборов. При металлокерамической пайке в качестве припоя используется порошковая смесь, состоящая из тугоплавкой основы (наполнителя) и легкоплавких компонентов, которые обеспечивают смачивание частиц
наполнителя и соединяемых поверхностей. В продаже имеются и сплавы в виде
брусков или проволоки, которые представляют собой симбиоз припоя и флюса.
Припой разогревается, расплавляется и наносится на спаиваемый шов при
помощи простых или электрических паяльников.
Простой ручной паяльник представляет собой короткий стержень из красной
меди прямоугольного, круглого или овального сечения, заострённый с одной стороны в виде клина, укреплённый на конце железного прута или отрезка толстой
стальной проволоки. Прут или проволоку на другом конце изгибают в виде ручки
или снабжают деревянной рукояткой. В зависимости от того, как располагается
рабочее ребро паяльника по отношению к пруту с рукояткой, различают паяльники молотковые и торцовые (рис. 95).
а)
б)
Рис. 95. Паяльники: а – молотковый (косой);
б - торцовый
Паяльная лампа используется для нагрева паяльника с непрямым подогревом
и для прогрева паяемых деталей (при большой площади пайки). Вместо паяльной
лампы можно использовать газовую горелку – она более производительна и
надежна в эксплуатации. Небольшие паяльники, применяемые для пайки мелких
деталей, разогревают в пламени сухого спирта, для чего удобно к подставке, на
которую укладывается паяльник, приделать баночку – спиртовку. Непосредственному действию пламени подвергают только обушок или хвостовую часть медного
стержня (рис. 96).
а)
б)
Рис. 96. Разогрев паяльника на примусе:
а – неправильно; б - правильно
Внимательно следят за тем, чтобы этот стержень не перегревался – не накаливался докрасна, так как при этом его рабочая часть покрывается слоем окислов,
без очистки которых паяльником пользоваться нельзя. По мере охлаждения паяльника во время работы его необходимо немедленно подогревать: качество пай-
ки при использовании недостаточно горячего паяльника значительно снижается, а
самая работа затрудняется.
Нагрев проверяется погружением носика паяльника в нашатырь (твердый):
если нашатырь шипит и от него идет сизый дым, то нагрев паяльника достаточный. Носик его при необходимости следует очистить напильником от окалины,
образовавшейся в процессе нагревания, погрузить рабочую часть паяльника во
флюс, а затем в припой так, чтобы на носике паяльника остались капельки расплавленного припоя, прогреть паяльником поверхности деталей и облудить их (то
есть покрыть тонким слоем расплавленного припоя). После того как детали немного остынут, плотно соединить их между собой; снова прогреть место пайки
паяльником и заполнить зазор между кромками деталей расплавленным припоем.
Если необходимо соединить методом пайки большие поверхности, то поступают несколько иначе: после прогревания и облуживания места спайки зазор
между поверхностями деталей заполняют кусочками холодного припоя и одновременно прогревают детали и расплавляют припой. В этом случае рекомендуется
периодически обрабатывать носик паяльника и место пайки флюсом.
Значительно удобнее для работы электрические паяльники, которые в процессе паяния непрерывно подогреваются электрическим током (рис. 97).
а)
б)
Рис. 97. Электрические паяльники:
а – молотковый; б - торцовый
Мощность электрического паяльника зависит от размера соединяемых деталей, от материала, из которого они изготовлены. Так, для паяния медных изделий
небольших размеров (например, проволоки сечением в несколько квадратных
миллиметров) достаточно мощности 50-100 Вт, при пайке электронных приборов
мощность электрического паяльника должна быть не более 40 Вт, а напряжение
питания – не более 40 В, для пайки крупных деталей необходима мощность в несколько сот ватт.
Использование в процессе пайки флюсов основано на их способности
предотвращать образование на поверхностях деталей окисной пленки при нагреве. Они также снижают поверхностное натяжение припоя. Флюсы должны отвечать следующим требованиям: сохранение стабильного химического состава и активности в интервале температур плавления припоя (то есть флюс под действием
этих температур не должен разлагаться на составляющие), отсутствие химического взаимодействия с паяемым металлом и припоем, легкость удаления продуктов
взаимодействия флюса и окисной пленки (промывкой или испарением), высокая
жидкотекучесть. Для пайки различных металлов характерно использование определенного флюса: при пайке деталей из латуни, серебра, меди и железа в качестве
флюса применяется хлористый цинк; свинец и олово требуют стеариновой кислоты; для цинка подходит серная кислота. Но существуют и так называемые универсальные припои: канифоль и паяльная кислота.
Детали, которые предполагается соединить методом пайки, следует должным
образом подготовить: очистить от грязи, удалить напильником или наждачной
бумагой окисную пленку, образующуюся на металле под воздействием воздуха,
протравить кислотой (стальные – соляной, из меди и ее сплавов – серной, сплавы
с большим содержанием никеля – азотной), обезжирить тампоном, смоченным в
бензине, и только после этого приступать непосредственно к процессу пайки.
О том, что паяльник перегревать недопустимо, уже говорилось, а почему?
Дело в том, что перегретый паяльник плохо удерживает капельки расплавленного
припоя, но не это главное. При очень высоких температурах припой может окислиться и соединение получится непрочным. А при пайке полупроводниковых
приборов перегрев паяльника может привести к их электрическому пробою, и
приборы выйдут из строя (именно поэтому при пайке электронных приборов используют мягкие припои и воздействие разогретого паяльника на место пайки
ограничивают 3-5 секундами).
Когда место спайки полностью остынет, его очищают от остатков флюса. Если шов получился выпуклым, то его можно выровнять (например, напильником).
Качество пайки проверяют: внешним осмотром – на предмет обнаружения
непропаянных мест, изгибом в месте спая – не допускается образование трещин
(проверка на прочность); паяные сосуды проверяют на герметичность заполнением водой – течи не должно быть.
Существуют способы пайки, при которых используется твердый припой –
медно-цинковые пластины толщиной 0,5-0,7 мм, или прутки диаметром 1-1,2 мм,
или смесь опилок медно-цинкового припоя с бурой в соотношении 1:2. Паяльник
в этом случае не используется.
Первые два способа основаны на применении пластинчатого или пруткового
припоя. Подготовка деталей к паянию твердым припоем аналогична подготовке к
пайке с использованием мягкого припоя.
Далее на место спайки накладываются кусочки припоя и спаиваемые детали
вместе с припоем скручиваются тонкой вязальной стальной или нихромовой проволокой (диаметром 0,5-0,6 мм). Место паяния посыпается бурой и нагревается до
ее плавления. Если припой не расплавился, то место паяния посыпается бурой
вторично (без удаления первой порции) и нагревается до расплавления припоя,
который заполняет зазор между спаиваемыми деталями.
При втором способе место паяния нагревают докрасна (без кусочков припоя),
посыпают бурой и подводят к нему пруток припоя (продолжая нагрев): припой
при этом плавится и заполняет щель между деталями.
Еще один способ пайки основан на применении в качестве припоя порошкообразной смеси: подготовленные детали нагревают в месте пайки докрасна (без
припоя), посыпают смесью буры и опилок припоя и продолжают нагревать до
плавления смеси.
После паяния любым из трех предложенных способов спаянные детали
охлаждают и очищают место пайки от остатков буры, припоя и вязальной проволоки. Проверку качества паяния производят визуально: для обнаружения непропаянных мест и прочности слегка постукивают спаянными деталями по массивному предмету – при некачественной пайке в шве образуется излом.
6.11.2. Лужение
В большинстве случаев детали сначала подвергают лужению, что облегчает
последующую пайку. Схема процесса лужения показана на рис. 98.
Рис. 98. Схема лужения паяльником:
1 – паяльник; 2 – основной металл;
3 – зона сплавления припоя с основным металлом;
4 – флюс; 5 – поверхностный слой флюса;
6 – растворенный окисел;
7 – пары флюса; 8 – припой.
Однако лужение можно использовать не только как один из этапов паяния,
но и как самостоятельную операцию, когда вся поверхность металлического изделия покрывается тонким слоем олова для придания ему декоративных и дополнительных эксплуатационных качеств.
В этом случае покрывающий материал носит название не припоя, а полуды.
Чаще всего лудят оловом, но в целях экономии в полуду можно добавить свинец
(не более трех частей свинца на пять частей олова). Добавление в полуду 5 %
висмута или никеля придает луженым поверхностям красивый блеск. А введение
в полуду такого же количества железа делает ее более прочной.
Кухонную утварь (посуду) можно лудить только чисто оловянной полудой,
добавление в нее различных металлов опасно для здоровья!
Полуда хорошо и прочно ложится только на идеально чистые и обезжиренные поверхности, поэтому изделие перед лужением необходимо тщательно очи-
стить механическим способом (напильником, шабером, шлифовальной шкуркой
до равномерного металлического блеска) либо химическим – подержать изделие в
кипящем 10 %-ном растворе каустической соды в течение 1-2 минут, а затем поверхность протравить 25 %-ным раствором соляной кислоты. В конце очистки
(независимо от способа) поверхности промывают водой и сушат.
Сам процесс лужения можно осуществлять методом растирания, погружения
или гальваническим путем (при таком лужении необходимо использование специального оборудования, поэтому гальваническое лужение на дому, как правило,
не осуществляется).
Метод растирания заключается в следующем: подготовленную поверхность
покрывают раствором хлористого цинка, посыпают порошком нашатыря и нагревают до температуры плавления олова.
Затем следует приложить оловянный пруток к поверхности изделия, распределить олово по поверхности и растереть чистой паклей до образования равномерного слоя. Необлуженные места пролудить повторно. Работу следует выполнять в брезентовых рукавицах.
При методе лужения погружением олово расплавляют в тигле, подготовленную деталь захватывают щипцами или плоскогубцами, погружают на 1 минуту в
раствор хлористого цинка, а затем на 3-5 минут в расплавленное олово. Извлекают деталь из олова и сильным встряхиванием удаляют излишки полуды. После
лужения изделие следует охладить и промыть водой.
7. РУЧНОЙ МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ
Ручной механизированный инструмент находит широкое применение в слесарных и механосборочных работах. Он позволяет повысить производительность
труда и уменьшает затраты физических усилий. С его помощью производят разборку-сборку агрегатов и узлов, металлоконструкций (шуруповёрты, ударные
гайковёрты, клёпальные молотки), сверление отверстий, резку металла (угловые
шлифовальные машины, листовые ножницы, высечные ножницы, лобзики, ленточные пилы, пилы для кузовных работ). Также механизированный инструмент
позволяет обрабатывать поверхности (угловые, щёточные, ленточные, вибрационные шлифмашины).
По источнику привода механизированный инструмент делится на три основные группы:
- пневмоинструмент;
- электроинструмент;
- бензоинструмент.
Пневмоинструмент применяется, как правило, на стационарных специализированных постах ремонтных и эксплуатационных предприятий. По сравнению с
другими группами механизированного инструмента он обладает наибольшей безопасностью и простотой в использовании. Масса инструмента не превышает 3,0
кг. Рабочее давление, при котором используется инструмент, достигает 6 атм.
Наибольшее распространение в слесарных и механосборочных работах получили:
- ударные гайковёрты (закручивают и откручивают болты и гайки до М32);
- шуруповёрты (закручивают и откручивают шурупы, болты, гайки до М12);
- дрели (применяются свёрла диаметром до 13 мм);
- пилы для кузовных работ (режут металл толщиной до 3,0 мм);
- угловые шлифмашины (диаметр устанавливаемого диска 115, 125 мм);
- стержневые шлифмашины (для удаления заусениц, шлифовки, фрезерования);
- клёпальные молотки;
- продувочные пистолеты.
Электроинструмент применяется как на стационарных постах, так автономно, что делает его наиболее универсальным среди всего механизированного инструмента.
Питание электроинструмента может осуществляться от:
- сети трёхфазного тока напряжением 380 В;
- сети однофазного тока напряжением 220 В;
- аккумуляторов напряжением 12 В, 14,4 В, 18 В, 24 В.
Трёхфазный электроинструмент используется, как правило, на стационарных
постах. Он является наиболее мощным среди всего механизированного инструмента и используется при разборке и сборке машин, различных монтажных работах, например: сборка мостовых конструкций или сборка рельсошпальной решётки. Наибольшее распространение в этом сегменте получили различного рода гайковёрты, дрели, шлифмашины.
Однофазный электроинструмент является наиболее распространённым среди
всей группы ручного механизированного инструмента. Сюда входят:
- шуруповёрты – потребляемая мощность до 300 Вт, крутящий момент до 100
Нм, стандартное завинчивание М4-М12, масса инструмента до 1,8 кг;
- ударные гайковёрты – потребляемая мощность от 300 до 1200 Вт, количество ударов в минуту: 0-3000, крутящий момент от 300 до 1000 Нм, стандартное
завинчивание М8-М30, масса от 2,1 до 8,4 кг;
- электродрели – потребляемая мощность от 500 до 1750 Вт, число оборотов
в минуту от 0 до 3000, диаметр просверливаемого отверстия до 16 мм, масса от
1,7 до 5,0 кг;
- угловые шлифовальные машины (народное название «болгарка») не раскрывают своим названием заложенных возможностей. С помощью «болгарки»
можно не только обрабатывать поверхности, но и резать металл и камень, а поставив вместо диска проволочные щётки или лепестковый круг, можно зачищать
металлические поверхности от ржавчины или старой краски. Потребляемая мощность шлифмашины от 710 до 1400 Вт, диаметр применяемых дисков 115, 125,
150, 230 мм, масса от 1,6 до 6,5 кг.
- угловые отрезные машины – потребляемая мощность до 2400 Вт, число
оборотов холостого хода до 5000 об/мин, глубина резки металла до 100 мм, масса
до 10 кг;
- ленточные пилы – потребляемая мощность до 740 Вт, скорость движения
ленты 1,0-1,7 м/с, глубина реза: круглого металла – 120 мм, квадратного сечения
120х120 мм;
- листовые ножницы – потребляемая мощность 300-600 Вт, частота холостого хода 1600-4000 об/мин, минимальный радиус реза 30 мм, толщина резки стали:
твёрдой – до 2,5 мм, мягкой – до 3,2 мм;
- высечные ножницы – потребляемая мощность до 650 Вт, частота холостого
хода до 2200 об/мин, диаметр отверстия для матрицы от 22 до 42 мм, толщина реза стали: твёрдой – до 1,6 мм, мягкой – до 2,5 мм;
- электролобзики – потребляемая мощность от 400 до 750 Вт, глубина распила стали от 6 до 10 мм, масса от 1,8 до 2,4 кг;
- виброшлифмашины – потребляемая мощность 160-600 Вт, частота до 12000
кол/мин, масса от 0,95 до 3 кг, крепление бумаги на липучках или зажимах;
- ленточные шлифмашины – потребляемая мощность от 550 до 1010 Вт, скорость движения шлифоленты 210-440 м/мин, масса от 2,0 до 4,0 кг.
Бензоинструмент – наименее распространён в слесарных и механосборочных работах ввиду своего достаточно большого веса и пожароопасности, однако
ввиду высокой автономности и мощности он находит применение в определённых условиях. Наиболее распространённым является отрезная машина с диском
диаметром 320 мм.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Арзамасов Б. Н., Макарова В. И., Мухин Г. Г., Рыжов Н. М., Силаева В. И.
Материаловедение. Учебник для технических вузов. - М.: МГТУ им. Н. Э.
Баумана, 2008.
2. Будюкин А.М., Жуков Д.А., Сколотнева Н.Ю., Эстлинг А.А. Учебная практика в слесарных мастерских. Методическое указание для студентов механического и электротехнического факультетов. ПГУПС, СПб, 1998.
3. Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела. М.: Высшая школа. 2001.
4. Малявский
Н.П.,
Мещеряков
Р.К.,
Полтавец
О.Ф.
Слесарьинструментальщик. М. Высшая школа, 2000.
5. Метрология, стандартизация и сертификация на транспорте: учебник для
студ. сред. проф. образования / И.А. Иванов, С.В. Урушев, А.А. Воробьёв,
Д.П. Кононов. – М.: «Академия», 2009.
6. Нефедов Н.А. Практическое обучение в машиностроительных техникумах.
М. Высшая школа 1990.
7. Покровский Б.С. Слесарное дело: Учебник для начального профессионального образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.
8. Слесарная практика в учебных мастерских для студентов-механиков: Учебное пособие/ Е.Г. Гордиенко, В.Е. Гордиенко, Я.Г. Окунев. – СПб.: СПбГАСУ, 2005.
105