Слесарное дело

Оксана Николаевна Шпортько, Сергей Владимирович Фокин, Алексей Иванович Долгих

Слесарное дело

Глава 1 Вводный курс

1.1. Понятие слесарного дела. Актуальность его в современных условиях

Основным материалом в металлообрабатывающей промышленности и машиностроении являются металлы. Добыванием и обработкой металлов люди занимались с древних времен. Металлы использовали для изготовления оружия, орудий труда, предметов быта. Из него делали мечи, щиты, топоры, серпы, косы, сосуды для варки пищи, различные украшения. В древней Руси металлические изделия изготовлялись ремесленниками-кузнецами. Развитие кузнечного ремесла привело к разделению труда среди ремесленников. Одни кузнецы выполняли крупные и грубые работы, другие — мелкие и тонкие работы, появились кузнецы-гвоздочники и скобочники, колечники и денежники, бронники и стрельники. Возникла новая отрасль кузнечного ремесла — холодная ковка металла, т. е. ковка без нагрева металла. На основе разделения труда в кузнечном ремесле и применения холодной ковки начало складываться новое ремесло — слесарное. Наиболее типичными представителями этой отрасли были замочники. Их называли «шлоссерами» от немецкого слова «der Schloss — замок». Со временем иностранное слово приобрело другой смысл. Так возникло название профессии — слесарь. С появлением металлорежущих станков и их совершенствованием сокращалась роль и доля ручного труда, который стал заменяться трудом строгальщиков, токарей, фрезеровщиков, шлифовщиков. Но одной из ведущих остается профессия слесаря. По-прежнему ценится труд слесаря-мастера, от которого требуется умение выполнять все виды ручной обработки металлов. В современном машиностроении роль слесарных работ достаточно велика. Ни одна машина (механизм, прибор) не может быть собрана и отрегулирована без участия слесарей. Овладение квалификацией слесаря важно для повышения производительности труда рабочих многих специальностей. В работе с металлом и машинами постоянно встречается необходимость в применении таких слесарных операций, как правка, резка и рубка металлов, нарезание резьбы, паяние, притирка и подгонка деталей, умение изготовить и восстановить рабочий инструмент. Слесарные работы охватывают различные отрасли производства. Поэтому слесари-универсалы стали подразделяться по видам работ: слесари-ремонтники, слесари-инструментальщики, слесари по монтажу приборов и т. д. В числе видов таких работ существенное место занимают слесари-наладчики различных станков, полуавтоматов и автоматов. Изучение слесарного дела необходимо механизаторам сельского хозяйства, механизаторам в дорожно-строительном деле, водителям автомобилей. Овладевшие слесарным делом трактористы, комбайнеры, крановщики, водители скорее и лучше налаживают машины, устраняют и предупреждают всякого рода простои, самостоятельно ремонтируют обслуживаемые механизмы. В результате применения механизированного инструмента, приспособлений и станочного оборудования профессия слесаря стала приближаться к профессиям рабочих-станочников. Теперь от слесаря требуется умение работать на строгальных, шлифовальных, притирочных и других станках. Объем слесарной обработки характеризуется уровнем технологии и зависит от типа производства. На предприятиях, выпускающих разнородные изделия в малых количествах, от слесарей требуется универсальность. Слесарь на таком предприятии выполняет работы различной сложности. Он изготовляет инструмент и отдельные детали от начала до конца, подгоняет детали друг к другу и собирает их в изделия, а при необходимости паяет, лудит, производит ремонт и монтаж станков, изготовляет приспособления. На таких предприятиях много ручных работ, поэтому слесари составляют основную рабочую силу. Большая доля ручной работы на предприятиях серийного производства, где изготовляют однородные детали большими партиями, повышается точность механической обработки и уменьшается объем слесарных работ. Все ручные работы выполняет слесарь, что повышает его значимость при изготовлении деталей. Труд слесаря продолжает быть необходимым на предприятиях массового производства, где однородная продукция выпускается в большом количестве и в течение длительного времени. Ручная обработка менее производительная, чем механическая, и требует больших физических усилий рабочего. Поэтому там, где можно, ручную обработку заменяют механической. На таких предприятиях квалифицированные слесари выполняют ручную работу, которая не может быть заменена работой машин, например сборку изделий. На предприятиях слесари нужны для установки производственных паропроводов и устройства отопительных систем, а также для выполнения водопроводных, газопроводных, санитарно-технических работ. Из всего сказанного можно сделать вывод, что в любом производстве или хозяйстве, где имеются машины, механизмы, приспособления и различные устройства из металла, необходима работа слесаря.

1.2. Рабочее место слесаря

Рабочее место — часть производственной площади, на которой расположены оборудование, инвентарь, инструмент и материалы, нужные для выполнения производственного задания. Оно оборудуется так, чтобы слесарю было удобно работать. Размер рабочего места слесаря зависит от характера выполняемой работы и должен быть не менее 1,6 кв. м. Рабочее место должно хорошо освещаться рассеянным естественным светом. Исходя из этого условия слесарные участки и верстаки, как правило, располагают у окон южной и юго-западной стороны цеха. Рабочие места слесарей оборудуются слесарными верстаками , на которых слесарь располагает необходимые для работы инструменты, приспособления, материалы, детали, чертежи и т. д. Верстаком бывает устойчивый металлический или деревянный стол. Крышки верстаков могут покрываться линолеумом для предохранения деталей от повреждения. Для большей устойчивости ножки верстака располагают друг от друга на расстоянии 1,5–1,6 м. Высота верстака колеблется в пределах 0,8–0,9 м, а длина составляет 1,5 м. Если за верстаком работает несколько человек, то длина его увеличивается. Каждый верстак в зависимости от количества рабочих мест имеет ящик для хранения инструмента.

Верстаки могут быть индивидуальные, двухместные и многоместные — для одновременной работы нескольких слесарей. Наибольшее распространение получили верстаки одноместные (индивидуальные) и двухместные. Крышки верстаков оборудованы с трех сторон бортами высотой 60–80 мм, которые предназначены для удержания от падения предметов, расположенных на верстаке. При выполнении точных работ общего освещения может быть недостаточно, поэтому на каждом рабочем месте слесаря устанавливается электрическая лампа с регулируемым направлением света.

На верстаках устанавливаются слесарные тиски, в которых крепятся обрабатываемые детали. Для крепления крупных деталей применяют параллельные поворотные и неповоротные тиски с губками длиной 120–150 мм, а для обработки мелких деталей применяют параллельные поворотные тиски с губками длиной 60 мм. Для рубки губки применяют стуловые тиски, так как параллельные тиски для выполнения этих работ не являются достаточно прочными. Корпусы параллельных тисков всех типов отливают из серого чугуна. К губкам тисков привинчены закаленные пластины, которые имеют перекрестную насечку, служащую для увеличения трения между губками и зажатой в них деталью. Для повышения эффективности производственного процесса применяют пневмопружинные тиски. Особенностью тисков является то, что рабочее усилие при зажиме детали создается в них пружинами, а кратковременное действующее усилие для освобождения детали производится сжатым воздухом. В конструкции тисков предусмотрено регулирование расстояния между губками, в результате чего может изменяться величина зажимного усилия.

Правильное размещение на верстаке инструмента играет немаловажную роль при производстве слесарных работ. Оптимальным считается следующее расположение инструмента. Все инструменты и приспособления, которые берутся левой рукой, располагаются в левой части верстака, те, что берутся правой рукой — в правой части. Вблизи от слесаря располагаются предметы, которыми он пользуется чаще всего. Такое расположение должно быть неизменным для того, чтобы работник мог брать необходимый предмет, не затрачивая большого количества времени на его поиск. Хранить инструмент нужно в выдвижных ящиках или шкафу в таком порядке, чтобы режущий инструмент не портился, а измерительный инструмент не получал забоин и царапин от ударов. Для этого в выдвижном инструментальном ящике верстака делают поперечные полочки шириной 150–160 мм. Каждая ячейка предназначается для одного вида инструмента. В одном из инструментальных ящиков, вдоль его боковых сторон, прибивают по 3–4 ступенчатые планки, на которые кладут напильники, при этом напильники больших размеров располагают на нижних ступеньках, а малых — на верхних. Дно ящика делится на несколько клеток для хранения сверл, разверток, метчиков и плашек. На остальной площади ящика хранится более грубый инструмент: молотки, зубила, крейцмейсели.

После окончания работы напильники очищают от опилок и грязи проволочной щеткой, а затем вытирают чистой тряпкой или салфеткой. Рабочие части режущего и измерительного инструментов смазывают тонким слоем вазелина. Слесарный инструмент, который редко применяется, хранится в инструментальной кладовой.

Контрольные вопросы

1. Как возникло слесарное дело?

2. Основные пути развития слесарного дела в настоящее время?

3. Как называется основное рабочее место слесаря и его основные характеристики.

4. Как правильно оборудовать рабочее место слесаря?

Раздел I Слесарная обработка деталей

Глава 2 Размерная обработка деталей

2.1. Основные слесарные операции: назначение, сущность, приемы и последовательность выполнения

Под слесарными работами подразумевают обработку металлов в холодном состоянии, выполняемую слесарями ручным способом при помощи различных инструментов. Слесарная обработка дополняет станочную механическую или является завершающей операцией при изготовлении металлических изделий соединением деталей, сборке машин и механизмов, а также их регулировке. Слесарные работы состоят из разнообразных технологических операций, в которые входят: разметка, рубка, правка и гибка металлов, резка металлов ножовкой и ножницами, опиливание металла, сверление, зенкование и развертывание, нарезание резьбы, клепка, шабрение, притирка и доводка, паяние, лужение. Некоторые из перечисленных операций могут производиться и при горячем состоянии металлов (рубка, клепка, гибка). Многие слесарные операции выполняются не только ручным, но и механическим способом.

Заготовки для деталей машин поступают на обработку в механические и слесарные цеха в виде поковок сортового металла. В зависимости от назначения деталей одни заготовки остаются необработанными, другие обрабатываются частично или полностью. При обработке с поверхности заготовки удаляется слой металла, в результате чего уменьшается ее размер. Разность между размером заготовки до и после обработки является величиной припуска на обработку. Чтобы знать оптимальные размеры вести обработки заготовку необходимо разметить. Разметкой называется операция нанесения на обрабатываемую заготовку разметочных линий, определяющих контуры будущей детали или места, подлежащие обработке. Разметку выполняют точно и аккуратно, потому что ошибки, допущенные при разметке, могут привести к тому, что изготовленная деталь окажется браком. Так же возможно, что неточно отлитую забракованную заготовку можно исправить тщательной разметкой, перераспределив припуски для каждой разметочной поверхности. Точность, достигаемая при обычных методах разметки, составляет примерно 0,5 мм. При тщательной разметке ее можно повысить до сотых долей миллиметра.

Разметка применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производстве. На заводах крупносерийного и массового производства надобность в разметке отпадает благодаря использованию специальных приспособлений — кондукторов, упоров и т. п.

В зависимости от формы размечаемых заготовок и деталей разметка делится на плоскостную и пространственную. Плоскостная разметка выполняется на поверхностях плоских деталей, на полосовом и листовом материале и заключается в нанесении на заготовку контурных параллельных и перпендикулярных линий, окружностей, дуг, углов, осевых линий, разнообразных геометрических фигур по заданным размерам или контуров различных отверстий по шаблонам.

Приемами плоскостной разметки нельзя разметить даже самое простое тело, если поверхности его не прямолинейны. При плоскостной разметке нельзя нанести горизонтальные риски на боковую поверхность тела вращения, перпендикулярно его оси, так как к ней нельзя приложить разметочный инструмент в виде угольника или линейки и провести параллельные линии.

Пространственная разметка — распространенная в машиностроении, отличается от плоскостной. Трудность пространственной разметки состоит в том, что приходится не просто размечать отдельные поверхности детали, расположенные в различных плоскостях и под различными углами друг к другу, а увязывать разметку этих отдельных поверхностей между собой.

Для проведения разметки заготовку осматривают, проверяют, нет ли у нее пороков (раковин, трещин, пузырей). После этого намеченную к разметке поверхность очищают от окалины и остатков формовочной земли. Удаляют с детали неровности и приступают к окрашиванию поверхности. Окрашивание заготовки производится для того, чтобы разметочные линии были отчетливо видны при обработке. Черные, т. е., необработанные, а также грубо обработанные поверхности окрашивают мелом, скоросохнущими красками или лаками. Мел (порошок) разводят в воде до густоты молока и в полученную массу прибавляют немного льняного масла и сиккатива. Не рекомендуется натирать размечаемую поверхность куском мела, так как мел быстро осыпается и разметочные линии пропадают. Для окрашивания чисто обработанных поверхностей применяют медный купорос в растворе или кусками. Раствор медного купороса (две-три чайные ложки на стакан воды) наносится на поверхность кистью или тряпочкой; кусковым купоросом натирают смоченные водой поверхности. В обоих случаях поверхность покрывается тонким и прочным медным слоем, на котором отчетливо видны разметочные линии. Перед нанесением на окрашенную поверхность разметочных рисок определяют базу, от которой будут наноситься риски. При плоскостной разметке базами могут служить наружные кромки плоских деталей, полосового и листового материала, а также различные линии, нанесенные на поверхность, например центровые, средние, горизонтальные, вертикальные или наклонные. Если базой является наружная кромка (нижняя, верхняя или боковая), то ее нужно предварительно выровнять.

Риски обычно наносятся в следующем порядке: сначала проводят все горизонтальные риски, затем вертикальные, после этого наклонные и, наконец, окружности, дуги и закругления.

Так как риски во время работы легко затереть руками и они тогда станут плохо заметны, по линиям рисок набивают кернером небольшие углубления. Эти углубления — керны должны быть неглубокими и разделяться риской пополам. Расстояния между кернерами определяют на глаз. На длинных линиях простого очертания эти расстояния принимаются от 20 до 100 мм; на коротких линиях, а также в углах, перегибах или закруглениях — от 5 до 10 мм. На обработанных поверхностях точных изделий керны по разметочным линиям не делаются.

Рубкой называется обработка металла режущим и ударным инструментом, в результате которой удаляются лишние слои металла или разрубается на части металл, предназначенный для дальнейшей обработки. В качестве режущего инструмента в слесарном деле употребляется зубило или крейцмейсель, а в качестве ударного инструмента — простые или пневматические молотки. При помощи рубки можно производить: удаление излишних слоев металла с поверхностей заготовок; выравнивание неровных и шероховатых поверхностей; удаление твердой корки и окалины; обрубание кромок на кованых и литых заготовках; обрубание после сборки выступающих кромок листового материала, концов полос и уголков; разрубание на части листового и сортового материала; вырубание отверстий в листовом материале по намеченным контурам; прирубание кромок в стык под сварку; срубание головок заклепок при их удалении; вырубание смазочных канавок и шпоночных пазов.

Рубка производится в тисках, на плите или на наковальне; громоздкие детали могут обрабатываться рубкой в месте их размещения. Для рубки лучше всего подходят стуловые тиски; на параллельных тисках производить рубку не рекомендуется, так как их основные части — губки, изготовленные из серого чугуна, могут не выдержать сильных ударов по себе и сломаться.

Обрабатываемая рубкой деталь должна быть закреплена неподвижно. Поэтому небольшие детали зажимают в тиски, а крупные детали кладут на верстак, плиту или наковальню или же ставят на пол и хорошо укрепляют. Независимо от места производства рубки установка деталей по высоте должна быть сделана в соответствии с ростом работающего. Приступая к рубке, слесарь подготавливает свое рабочее место. Достав из верстачного ящика зубило и молоток, он кладет зубило на верстак по левую сторону тисков режущей кромкой к себе, а молоток — с правой стороны тисков с бойком, направленным в сторону тисков. При рубке надо стоять у тисков прямо и устойчиво, так, чтобы корпус был левее оси тисков. Левую ногу выставляют на полшага вперед, а правую, которая служит главной опорой, слегка отставляют назад, раздвинув ступни ног под углом. Зубило держать в руках свободно, без излишнего зажима. Во время рубки смотрят в место рубки, а не на ударную часть зубила, по которой бьют молотком. Рубку производят остро заточенным зубилом; тупое зубило соскальзывает с обрубаемой поверхности, что приводит к снижению качества рубки. Глубина и ширина снимаемого зубилом слоя металла зависят от физической силы работающего, размеров зубила, веса молотка и твердости обрабатываемого металла. Молоток выбирают по весу, величину зубила — по длине его режущей громки. На каждый миллиметр длины режущей кромки зубила требуется 0,04 кг веса молотка. Для рубки обычно употребляют молотки весом 0,6 кг. В зависимости от порядка операций рубка может быть черновой и чистовой. При черновой рубке сильными ударами молотка снимают за один проход слой металла толщиной от 1,5 до 2 мм. При чистовой рубке за проход снимают слой металла толщиной от 0,5 до 1,0 мм, нанося более легкие удары.

Для получения чистой и гладкой поверхности при рубке заготовок из стали и меди рекомендуется смачивать зубило машинным маслом или мыльной водой; чугун следует рубить без смазки. Хрупкие металлы (чугун, бронза) надо рубить от края к середине. Во всех случаях при подходе к краю детали не следует дорубать поверхность до конца, надо оставлять 15–20 мм для продолжения рубки с противоположной стороны. Этим предупреждается скалывание углов и ребер обрабатываемой детали. В конце рубки металла удар молотком по зубилу ослабляется. Рубка в тисках производится либо по уровню губок тисков, либо выше этого уровня — по намеченным рискам. По уровню тисков чаще всего рубят тонкий полосовой или листовой металл, выше уровня тисков (по рискам) — широкие поверхности заготовок. При обрубании широких поверхностей для ускорения работы следует использовать крейцмейселем и зубилом. Сначала прорубают крейцмейселем канавки необходимой глубины, причем расстояние между ними должно быть равно 3/4 длины режущей кромки зубила. Образовавшиеся выступы срубают зубилом. Чтобы правильно производить рубку, нужно хорошо владеть навыками работ с зубилом и молотком, то есть, правильно держать зубило и молоток, правильно двигать кистью руки, локтем и плечом и точно, без промаха ударять молотком по зубилу.

Проведение ручной рубки — работа физически тяжелая и длительная. Рубка облегчается применением пневматического молотка. Пневматический молоток состоит из цилиндра, поршня, двигающегося в цилиндре, и воздухораспределительного устройства. При работе молотка поршень очень быстро перемещается вперед и назад под действием сжатого воздуха, подводимого шлангом под давлением 50–60 КПа. При рабочем движении поршень играет роль бойка молотка, нанося удары по режущему инструменту (зубилу или крейцмейселю). Обратное движение поршня обеспечивается автоматически действующим устройством. При рабочем ходе поршня 1 сжатый воздух поступает по каналу 5 в правую часть цилиндра; из левой части цилиндра воздух в это время вытесняется по каналу 7, кольцевой выточке 6 и каналу 4 в атмосферу. В конце рабочего хода сжатый воздух, проходя по каналу 3, сдвигает золотник 2 вправо (показано на нижней проекции) и идет по каналу 7, производя обратный ход поршня; из правой части цилиндра воздух уходит по каналу 8. В конце обратного хода канал перекрывается поршнем, воздух в правой части цилиндра начинает сжиматься и передвигает золотник влево — снова начинается рабочий ход. Молоток включают в работу, нажав курок 9 .

При рубке надо держать пневматический молоток обеими руками: правой за рукоятку, а левой — за конец ствола и направлять зубило по линии рубки. За пневматическим молотком должен быть надлежащий уход. Каждый раз перед началом работы надо осмотреть молоток и убедиться в его исправности. Необходимо следить за чистотой отверстия во втулке ствола, куда вставляется хвостовик инструмента, и чистотой самого хвостовика. Втулка молотка должна быть плотно пригнана к отверстию.

Убедившись в исправности молотка и рабочего инструмента, производят смазку молотка. Для смазки употребляют турбинное масло марки Л, веретенное или трансформаторное масло. Налив масло в молоток, нажимают на курок. Масло проходит во внутренние части молотка и смазывает их. После смазки к молотку присоединяют шланг, по которому подводится воздух; шланг должен быть не длиннее 12 м. Перед креплением шланг осторожно продувают воздухом.

После присоединения шланга к молотку включают воздух. Отсоединять шланг от молотка при незакрытом еще доступе сжатого воздуха не разрешается, так как в этом случае шланг может неожиданно вырваться из рук и ударить рабочего.

Приступая к работе, нужно сначала испытать молоток на малом ходу при неполном нажатии курка. Через каждые 2–3 часа работы молоток смазывают. При рубке пневматическим молотком надо надевать защитные очки и рукавицы. По окончании работы молоток сдают в кладовую.

Резка металла — операция разделения металла на части. В зависимости от формы и размеров заготовок или деталей резку осуществляют вручную (ручными ножницами, ручными ножовками, рычажными ножницами) или механическим способом (при помощи механических ножовок, дисковых пил и др.). Круглые заготовки вручную режут ручной ножовкой, а механическим способом — на специальных станках. Сущность процесса резки ножницами заключается в отделении частей металла под давлением режущих ножей. Разрезаемый лист помещают между верхним и нижним ножами. Верхний нож, опускаясь, давит на металл и разрезает его. От величины давления, которое испытывают лезвия, зависит его угол заострения. Чем тверже металл, тем больше угол заострения лезвия: для мягких металлов он равен 65°, для металлов средней твердости — 70–75° и для твердых — 80–85°. Для уменьшения трения лезвий о разрезаемый металл им придается небольшой задний угол, равный 1,5–3°.

Ручная резка металла может производиться ручными ножницами или ручными ножовками. Ручные ножницы применяют для разрезания стальных листов толщиной 0,5–1,0 мм и из цветных металлов — до 1,5 мм. Ручные ножницы изготовляют с прямыми и кривыми режущими лезвиями. По расположению режущей кромки лезвия ручные ножницы делятся на правые и левые. У правых ножниц скос режущей части половинки находится с правой стороны, а у левых — с левой. Длина ножниц 200, 250, 320, 360 и 400 мм, а режущей части (от острых концов до шарнира) соответственно 55–65; 70–82; 90–105; 100–120 и 110–130 мм. Хорошо заточенные и отрегулированные ножницы должны резать бумагу. Ножницы держат в правой руке, охватывая рукоятки четырьмя пальцами и прижимая их к ладони; мизинец помещают между рукоятками ножниц. Сжатые указательный, безымянный и средний пальцы разжимают, выпрямляют мизинец и его усилием отводят нижнюю рукоятку ножниц на необходимый угол. Удерживая лист левой рукой, подают его между режущими кромками, направляя верхнее лезвие точно по середине разметочной линии, которая при резании должна быть видна. Затем, сжимая рукоятку всеми пальцами правой руки, кроме мизинца, осуществляют резание. Резку правыми ножницам осуществляют в направлении часовой стрелки, левыми ножницами — против часовой стрелки. Резку листового металла по прямой линии и по кривой (окружности и закругления) без резких поворотов выполняют правыми ножницами. Для прямолинейной резки металла небольшой толщины применяют ручные ножницы, одну рукоятку которой зажимают в тисках.

Ручная ножовка — инструмент, состоящий из двух главных частей: ножовочного полотна и специальной оправы, в которой помещается ножовочное полотно. Эта оправа носит название рамки или станка. Существуют рамки двух типов — цельные и раздвижные. Более удобны раздвижные рамки, так как они позволяют устанавливать ножовочное полотно различной длины. На одном конце рамка имеет хвостовик с ручкой и неподвижной головкой, а на другом — подвижную головку и натяжной винт с барашковой гайкой для натяжения ножовочного полотна. В головках устроены прорези и отверстия для закрепления полотна ножовки. Ножовочное полотно вставляют в рамку следующим образом. Концы его закладывают в прорези головок так, чтобы зубья полотна были направлены от ручки и чтобы отверстия, которые имеются на концах полотна и отверстия в головках совпали. Затем в отверстия вводят штифты и натягивают полотно, завинчивая барашковую гайку. Ножовочное полотно должно быть натянуто не слишком туго, но и не слабо. Перетянутое полотно во время работы может сломаться от малейшего перекоса или движения вбок. Слабо натянутое полотно при работе изгибается и вызвать поломку. Ножовочное полотно представляет собой тонкую и узкую ленту с зубьями на нижнем ребре. Зубья имеют остроугольную форму, т. е. каждый зуб представляет собой резец. Его угол заострения для нормального ножовочного полотна равен 60° при переднем угле заточки равном 0°, а задним углом 30°. У ножовочных полотен для резки металлов различной твердости и вязкости углы зубьев разные: передний угол колеблется в пределах 0–12°, а задний угол в пределах 30–35°. Шаг зубьев: для мягких и вязких металлов (медь, латунь) t = 1 мм, для твердых металлов (сталь, чугун) t = 1,5 мм, для мягкой стали t = 2 мм. Для слесарных работ пользуются ножовочным полотном с шагом в 1,5 мм, при котором на длине 25 мм насчитывается примерно 17 зубьев. При резке ножовкой одновременно соприкасается с металлом не менее 2–3 зубьев. Чтобы избежать защемления ножовочного полотна в металле, зубья разводят, т. е. каждые два смежных зуба отгибают в противоположные стороны на 0,25–0,6 мм. Наряду с простым разводом существует еще так называемый волнистый развод. Его выполняют следующим образом. При малом шаге зубьев 2–3 зуба отводят вправо и 2–3 зуба влево. При среднем шаге отводят один зуб влево, второй — вправо, третий не разводится. При крупном шаге отводят один зуб влево, а второй вправо, как при простом разводе. Волнистость при таком разводке зубьев образуется оттого, что вместе с отгибаемыми зубьями захватывают немного металла у их основания. Полотна для ручных ножовок изготовляют длиной от 150 до 400 мм, шириной от 10 до 25 мм и толщиной от 0,6 до 1,25 мм. В качестве материала для полотен употребляют цементованную мягкую сталь в виде холоднокатаной ленты или же углеродистую инструментальную сталь У12. Также применяют легированную сталь — вольфрамовую и хромовую. Ножовочные полотна закаливают на высокую твердость.

Приступая к резке ножовкой, встают перед тисками вполоборота (по отношению к губкам тисков или к оси обрабатываемого предмета). Левую ногу выставляют несколько вперед примерно по линии разрезаемого предмета и на нее опирают корпус. Ножовку берут в правую руку так, чтобы ручка упиралась в ладонь, а большой палец находился на ручке сверху; остальными четырьмя пальцами поддерживают ручку снизу. Левой рукой берутся за передний конец рамки ножовки. Во время резки ножовку держат преимущественно в горизонтальном положении. Двигать ее нужно плавно, без рывков. Ножовке надо давать такой размах, чтобы работало почти все полотно, а не только его середина. Нормальная длина размаха должна быть не менее 2/3 длины ножовочного полотна. Ножовкой работают со скоростью от 30 до 60 ходов в минуту (имеются в виду двойные ходы — вперед и назад). Твердый металл разрезают с меньшей скоростью, мягкий — с большей. При разрезании твердой стали производят до 30 двойных ходов в минуту, при разрезании стали средней твердости — от 40 до 50 ходов в минуту, мягкой стали и чугуна — от 50 до 60 ходов в минуту.

Нажимать на ножовку надо при движении ее вперед; при обратном ходе нажимать не нее не следует. Сила нажима на ножовку зависит от твердости металла и величины разрезаемой поверхности. Твердые металлы требуют более сильного нажима на ножовку, чем мягкие. Нормально величина нажима должна соответствовать примерно 1 кг на 0,1 мм толщины полотна. В конце резки нажим ослабляют. Ручной ножовкой чаще всего работают без охлаждения. Для уменьшения трения полотна о стенки пропила применяют густую смазку из сала или из графитной мази, в которую входят сало (2 части) и графит (1 часть). Такая смазка долго держится на ножовочном полотне. Во время резки ножовочное полотно иногда смещается в сторону, в результате чего крошатся зубья или полотно ломается. Смещение полотна может вызвать на разрезаемом предмете пропил, имеющий неперпендикулярное направление к кромкам детали. Причина смещения полотна — слабое натяжение полотна или неумение владеть ножовкой. При смещении полотна следует начать резку в новом месте: с обратной стороны неудачного пропила. Попытка выправить такую прорезь с той же стороны припила приводит к поломке полотна. Зубья ножовочного полотна ломаются и при их неправильной закалке. От слишком сильного нажима на ножовку, особенно при разрезании узких заготовок, а также, когда в разрезаемый металл вкраплены посторонние твердые примеси происходит поломка режущего элемента. При поломке зубьев полотна не следует продолжать работу этой ножовкой, так как может произойти поломка смежных зубьев и быстрое затупление всех остальных. Для восстановления режущей способности ножовки, у которой выкрошился зуб, необходимо на точиле или на шлифовальном круге сточить два-три соседних с ним зуба. Удалив из прорези застрявшие там остатки сломанного зуба ножовки, продолжают работу восстановленным полотном. Если во время резки сломалось старое, сработавшееся ножовочное полотно, нельзя продолжать работу новой ножовкой, так как она не войдет в прежнее место резки. Повернув изделие, начинают резать в другом месте. Если по условиям работы нельзя повернуть изделие, то необходимо расширить начатую прорезь, распиливая ее новым ножовочным полотном.

Механизированное резание осуществляется с применением различных механических, электрических и пневматических ножовок и ножниц, дисковых пил и другого универсального или специального оборудования.

Ножовочные пилы (приводные ножовки) применяют для резания сортового и профильного металла. Ножовочная пила 872А, имеющая электрический и гидравлический приводы, предназначена для резки различных заготовок из сортового металла круглого и квадратного сечения. Точность обработки на таком станке ± 2 мм, класс шероховатости обработки — третий.

Приступая к разрезанию металла на пиле, рукоятку крана гидропривода устанавливают в положение «Спуск» и включают электродвигатель. После того как ножовочное полотно опустится к разрезаемому металлу, рукоятку крана переводят в положение «Медленное действие» для предварительного врезания. Затем рукоятку перемещают по направлению к положению «Быстрое действие» и устанавливают требуемую подачу резания. Дальнейшая работа станка происходит автоматически до окончательного разрезания заготовки. По окончании резки пильная рама автоматически переключает рукоятку крана в положение «Подъем», которое осуществляется до определенной высоты, выключатель, расположенный на рукаве, нажимает на кнопку «Стоп» и выключает электродвигатель.

Ножницы ручные электрические С-424 вибрационного типа состоят из электродвигателя, редуктора с эксцентриком и рукоятки. Возвратно-поступательное движение от эксцентрика передается верхнему ножу, нижний нож укреплен на скобе. При резке электроножницы держат правой рукой, охватывая рукоятку всеми пальцами правой руки: указательный палец помещается на рычаге выключателя с курком. Левой рукой лист подают между ножами, направляя под режущую кромку верхнего ножа точно по риске так, чтобы риска была видна. После включения электроножницы направляют правой рукой по линии реза так, чтобы плоскости ножей имели некоторый наклон относительно плоскости разрезаемого металла. Электроножницами разрезают листовую сталь толщиной до 2,7 мм и другие листовые материалы. В зависимости от толщины разрезаемого металла и мощности электродвигателя производительность электроножниц достигает 3000–6000 мм/мин. Они особенно удобны при резке по фигурному раскрою, так как позволяют резать по контуру с малым радиусом кривизны. Величину зазора между ножами 6 и 8 устанавливают в зависимости от толщины разрезаемого металла по таблицам и проверяют щупом (при толщине 0,5–0,8 мм зазор 0,03–0,048 мм, при толщине 1,0–1,3 мм зазор 0,06–0,08 мм, при толщине 1,6–2,0 мм зазор 0,10–0,13 мм).

Пневматические ножницы предназначены для прямолинейной и криволинейной резки металла и приводятся в действие пневматическим роторным двигателем. Наибольшая толщина разрезаемого стального листа средней твердости 3 мм, наибольшая скорость резания 2500 мм/мин, число двойных ходов ножа 1600 в минуту. Пневматическая ножовка приводится в действие сжатым воздухом. Она состоит из преобразователя движения и роторного двигателя, пусковой кнопки, ножовочного полотна. Максимальная толщина разрезаемого металла 5 мм, наименьший радиус 50 мм, скорость резания 20000 мм/мин. Машина снабжена сменными зажимными патронами для закрепления напильников и ножовочных полотен различного размера. Дисковая пневматическая пила применяется для резки труб непосредственно на месте сборки трубопроводов. Пила имеет редуктор, червячное колесо которого смонтировано на одной оси со специальной дисковой фрезой. Закрепляется труба специальным зажимом, который установлен на хвостовике. Зажим крепится шарнирно к рукоятке. При использовании пневматической пилы на разрезаемых поверхностях труб не образуется наплывов и заусенцев. Пневматическая пила допускает разрезание труб диаметром до 50–64 мм. Диаметр фрезы 190–220 мм, частота вращения фрезы 150–200 об/мин.

Опиливанием называется обработка поверхности изделия режущим инструментом — напильником, при помощи которого с обрабатываемого изделия снимается слой металла. Опиливание производится после операций рубки или резки для отделки поверхности обрабатываемого изделия и придания ему более точных размеров. В опытном или единичном производстве опиливание применяется также для пригонки деталей при сборке.

В слесарном деле основными видами опиловочных работ являются:

1) опиливание наружных плоских и криволинейных поверхностей;

2) опиливание наружных и внутренних углов, а также сложных или фасонных поверхностей;

3) опиливание углублений и отверстий, пазов и выступов, пригонка их друг к другу.

Опиливание подразделяется на предварительное черновое и окончательное (чистовое и отделочное), выполняемое различными напильниками. Напильник подбирают в зависимости от заданной точности обработки и величины припуска, оставляемого на опиливание.

Напильники представляют собой режущие инструменты в виде стальных закаленных брусков различного профиля с населенными на рабочих поверхностях зубьями. Этими зубьями напильник срезает небольшие слои металла в виде стружки. Напильники бывают с различной длиной насеченной части напильника. Насечка напильников бывает одинарной (простой) и двойной (перекрестной). Напильники с одинарной насечкой срезают металл широкой стружкой, равной всей длине зуба, поэтому работа ими требует больших усилий. Такими напильниками опиливают мягкие металлы (медь, бронзу, латунь, баббит, алюминий). Одинарная насечка наносится под углом 70–80° к ребру напильника. В напильниках с двойной насечкой одна насечка называется основной, или нижней, а другая — верхней. Перекрестная насечка раздробляет стружку, что облегчает работу. У напильников с перекрестной насечкой нижняя насечка обычно выполняется под углом 55°, а верхняя — под углом 70°. Шаг, т. е. расстояние между двумя соседними зубьями, делают у нижней насечки большим, чем у верхней. В результате зубья располагаются друг за другом по прямой, составляющей угол с осью напильника, и при движении напильника следы зубьев частично перекрывают друг друга. Благодаря этому на обрабатываемой поверхности не остается глубоких канавок, и она получается более чистой и гладкой.

Зубья насекают на насекальных станках специальным зубилом или же их получают фрезерованием, шлифованием либо протягиванием. Каждый способ дает свой профиль зуба. Установлены следующие углы зубьев напильника:

1) для напильников с насеченными зубьями угол резания δ = 106°, задний угол α = 36°, угол заострения β = 70°, передний угол γ отрицательный — до 16°;

2) для напильников с фрезерованными и шлифованными зубьями δ = 80–88°, α = 20–25°, β = 60–63°, γ = 2–10°.

Напильники делятся на обыкновенные, специальные, рашпили и надфили. К обыкновенным относятся напильники плоские (тупоносые и остроносые), квадратные, трехгранные, полукруглые и круглые.

К специальным напильникам относятся:

1) ножовочные, ромбические (мечевидные), плоские с овальными ребрами, овальные, а также напильники-брусовки и др.;

2) напильники в виде круглых дисков с насечками, нанесенными по окружности и на боковых сторонах.

Рашпили — напильники с особым видом насечки, называемой рашпильной. Подразделяются они на плоские тупоносые, плоские остроносые, полукруглые, круглые.

Надфили (мелкие напильники) делятся на плоские тупоносые, плоские остроносые, трехгранные, квадратные, полукруглые, круглые, овальные, ромбические, ножовочные.

По числу насечек, приходящихся на сантиметр длины, напильники делятся на шесть классов:

1-й класс — напильники драчовые (крупная насечка); применяются для грубого чернового опиливания;

2-й класс — напильники личные (мелкая насечка); применяются для чистовой обработки поверхностей;

3-й, 4-й, 5-й и 6-й классы — напильники бархатные с мелкой и очень мелкой насечкой, применяются для подгонки деталей.

При опиливании изделие зажимают в тисках так, чтобы обрабатываемая поверхность выступала над губками тисков на высоту от 5 до 10 мм. Зажим производят между нагубниками. Тиски устанавливают по росту работающего и хорошо закрепляют. При опиливании надо стоять перед тисками слева или справа (смотря по надобности), повернувшись на 45° к оси тисков. Левую ногу выдвигают вперед по направлению движения напильника, правую ногу отставляют от левой на 200–300 мм так, чтобы середина ее ступни находилась против пятки левой ноги. Напильник берут в правую руку за рукоятку, упирая ее головкой в ладонь; большой палец кладут на ручку вдоль, остальными пальцами поддерживают ручку снизу. Положив напильник на обрабатываемый предмет, накладывают левую руку ладонью поперек напильника на расстоянии 20–30 мм от его конца. При этом пальцы должны быть полусогнуты, а не поджаты, так как иначе их легко поранить об острые края обрабатываемого изделия. Локоть левой руки приподнимают. Правая рука от локтя до кисти должна составлять с напильником прямую линию. Напильник двигают обеими руками вперед (от себя) и назад (на себя) плавно на всю его длину. При движении напильника вперед на него нажимают руками, но не одинаково. По мере его продвижения вперед усиливают нажим правой руки и ослабляют нажим левой. При движении напильника назад на него не нажимают. Рекомендуется делать от 40 до 60 двойных движений напильника в минуту.

При опиливании плоскостей напильник перемещают не только вперед, но и вправо или влево, чтобы спиливать равномерный слой металла со всей плоскости. Качество опиливания зависит от умения регулировать силу нажима на напильник, которое достигается только в процессе практических работ по опиливанию. При нажиме на напильник с постоянной силой в начале рабочего хода происходит его отклонение рукояткой вниз, а в конце рабочего хода — передним концом вниз. При такой работе будут края обрабатываемой поверхности будут находится на разной высоте.

Механизация опиловочных работ осуществляется при помощи ручного электрического и пневматического инструмента, а также опиловочных машинок и станков.

Электрический напильник конструкции Д.И. Судаковича предназначен для выполнения различных слесарных и сборочных работ. Длина хода напильника 12 мм, число двойных ходов в минуту 1500, мощность электродвигателя 120 Вт, рабочее напряжение тока 127 и 220 В. Напильник работает следующим образом. Включается электродвигатель. Вращающийся ротор электродвигателя через зубчатую пару передает вращение коленчатому валу, на кривошипную шейку которого насажен шатун. При этом шатун получает возвратно-поступательное движение, которое передается через шток напильнику, закрепленному в патроне. Особенностью данного электронапильника является то, что его приводной механизм выполнен с двумя шатунами, один из которых шарнирно соединен через шток с напильником, а другой — с балансиром, причем кривошип коленчатого вала привода расположен таким образом, что поступательному перемещению напильника в одном направлении соответствует перемещение балансира в обратном направлении. Благодаря такому устройству достигается взаимное гашение инерционных сил, вызываемых возвратно-поступательным движением напильника и балансира, и устранение вибрации инструмента при его работе. Применение электронапильника повышает производительность в сравнении с работой, выполняемой обычным ручным напильником.

Опиловочные машинки с вращающимися инструментами типа мелких фрез диаметром от 1,5 до 25 мм используются широко. Универсальная шлифовальная машинка с гибким валом и прямой шлифовальной головкой, работающая от асинхронного трехфазного электродвигателя, имеет шпиндель, к которому крепится гибкий вал с державкой для закрепления рабочего инструмента. Машинка имеет сменные прямые и угловые головки. Сменные державки позволяют производить опиливание, шлифование в труднодоступных местах и под разными углами. Подобной конструкции станки могут быть также и подвесными, которые удобны для использования на рабочем месте слесаря.

Передвижной опиловочно-зачистной станок О3С имеет стойку с вилкой, в которой закреплен электродвигатель с кнопочным пультом. Шарниры позволяют электродвигатель с укрепленной на нем головкой поворачивать в удобное для работы положение. Инструмент закрепляется в патроне, смонтированном на конце гибкого вала, и получает вращательное движение. Станок ОЗС имеет следующие приспособления: инструментодержатель № 1 со сменными цангами для крепления инструмента с хвостовиками диаметром 6, 8 и 10 мм; инструментодержатель № 2 для крепления инструмента с конусным хвостовиком № 0 и 1; угловую державку, предназначенную для шлифования, полирования и снятия заусенцев; устройство, превращающее вращательное движение гибкого вала в поступательное движение инструмента; напильник и ножовочное полотно; абразивный брусок или шабер. К станку ОЗС прилагаются круглые напильники, пальцевые фрезы, абразивные шлифовальные головки диаметром от 8 до 42 мм, войлочные, резиновые и другие полировальные головки диаметром от 6 до 35 мм, сверла, развертки, зенковки и т. п. Станок ОЗС в нормальном исполнении имеет четыре скорости — от 760 до 3600 об/мин. Мощность электродвигателя 0,52 кВт, число оборотов в минуту 1405.

В производстве применяются два типа опиловочных станков: с возвратно-поступательным движением и вращательным движением, чаще всего с гибким валом (станки типа ОЗС). На станках первого типа применяются напильники различного профиля с крупной и мелкой насечкой. В опиловочных станках для обработки закаленных деталей (штампов и т. п.) применяют специальный алмазный инструмент. Станки с гибким валом и вращающимися напильниками особенно удобны при изготовлении штампов, пресс-форм, металлических моделей и т. п.

Стационарный опиловочный станок имеет станину, на которой закреплена стойка с нижним, верхним кронштейнами и штоком. Ступенчатый шкив закрыт кожухом и позволяет регулировать скорость движения напильника. Обрабатываемая деталь закрепляется на поворотном столе. Установка стола на нужный угол достигается при помощи винта. Хвостовик напильника закрепляют в верхнем кронштейне, после чего верхний кронштейн опускают, при этом нижний конец напильника должен войти в конусное углубление нижнего кронштейна. Правильность установки напильника между верхним и нижним кронштейнами проверяют угольником. В вертикальное положение напильник устанавливают при помощи винтов, имеющихся в верхнем кронштейне. Пуск и остановка осуществляются нажимом на педаль. При обработке деталей, не требующих высокой точности, эти станки обеспечивают повышение производительности труда в 4–5 раз по сравнению с ручной обработкой. На них можно обрабатывать детали различной формы (круглые, трехгранные, квадратные и т. п.), а также поверхности, расположенные под разными углами. Напильники к станку бывают различных сечений с конической заточкой на конце. Стационарные опиловочные станки не позволяют производить обработку в труднодоступных местах. В этом случае применяют переносные электрические и пневматические машинки. Станок с опиловочной бесконечной лентой внутри основания имеет электродвигатель, редуктор и приводной шкив с опиловочной ленты, а натяжной шкив помещается в верхнем кронштейне. Опиловочная бесконечная лента имеет ширину от 6 до 12 мм и может перемещаться со скоростью от 25000 до 54000 мм/мин. Для опиливания поверхностей деталь устанавливают на стол и прижимают к ленте.

Контурное травление деталей является одним из высокопроизводительных методов обработки, заменяющим слесарное опиливание. Контурное травление называют химическим фрезерованием. Метод заключается в глубоком травлении на деталях (из алюминия, его сплавов, из стали и титана) тех участков, которые подлежат опиливанию.

Остальные участки поверхности защищаются стойкими химическими покрытиями. Травление осуществляют в растворе, состоящем из 0,4–0,42 кг каустической соды, растворенной в 1 л воды, нагретой до 75–80°. Детали предварительно обезжиривают. Химическое фрезерование применяется для обработки труднодоступных мест, узких щелей, фасонных вырезок, спиральных канавок. Точность обработки при химическом фрезеровании ± 0,05 мм, а высота гребешков — 1,25–2,5 мкм, что исключает дополнительную зачистку.

Правкой металла называется исправление вмятин, коробления, кривизны и других недостатков в листовом, прутковом материале. Правка представляет собой подготовительную операцию, предшествующую основным операциям по обработке металлов. Металл подвергается правке как в холодном, так и нагретом состоянии. Выбор способа зависит от величины прогиба, размеров и материала изделия. Правка может выполняться ручным способом — на стальной, чугунной плитах или на наковальне, а также машинным — на правильных вальцах и прессах.

Правильная плита изготавливается из стали, серого чугуна. Может быть монолитной или иметь ребра жесткости. Плита имеет большую массу (в 80–150 раз большую массу, чем масса молотка). Рабочая поверхность плиты должна быть ровной и чистой. Устанавливают плиты на металлические или деревянные подставки, обеспечивающие горизонтально-устойчивое положение приспособления. Плиты выпускаются следующих размеров: 400 × 400; 750 × 1000; 1000 × 1500; 1500 × 2000; 2000 × 2000; 1500 × 3000 мм.

Молотки для правки применяют с круглым гладким полированным бойком, так как применение молотков с квадратным бойком приводит к некачественной правке. Для правки закаленных деталей применяются молотки с радиусным бойком из стали У10. Для производства работ удобны молотки со вставными бойками из мягких металлов. Они применяются при правке деталей с окончательно обработанной поверхностью, а также деталей из цветных металлов и сплавов. Вставные бойки могут быть медными, свинцовыми и деревянными. Гладилки применяют при правке тонкого листового и полосного металла.

Правку ручным способом производят следующим образом. Сначала кривизну деталей проверяют путем визуального осмотра или по зазору между плитой и уложенной на нее деталью. Изогнутые места отмечают мелом. При правке важно правильно выбирать места, по которым следует наносить удары. Сила ударов должна быть соразмерна с величиной кривизны и постепенно уменьшаться по мере перехода от наибольшего изгиба к наименьшему. Правка считается законченной, когда все неровности исчезнут и деталь станет прямой. Это можно определить путем наложения на выправленную поверхность линейку. Правку выполняют на плите или подкладках, исключающих возможность соскальзывания детали при ударе ее молотком.

Для увеличения производительности операций по правке деталей применяют машинный способ, который осуществляется на гибочных вальцах, прессах и специальных приспособлениях.

Гибочные вальцы бывают ручными и приводными. Они представляют из себя ручные и приводные трехвалки, которые правят заготовки прямые и изогнутые по радиусу, имеющие на поверхности выпуклости и вмятины. Заготовки из листа толщиной до 3 мм правят на трехвалках с ручным приводом. На приводных трехвалках правят заготовки толщиной до 4 мм. Ручная трехвалка имеет 2 валка, расположенных один над другим, которые могут в зависимости от толщины заготовки удаляться друг от друга или сближаться. Так же может быть опущен или поднят расположенный сзади третий валок.

Заготовку устанавливают между двумя передними валками и, вращая рукоятку по часовой стрелке, пропускают деталь между валками. Для полного устранения выпуклостей и вмятин заготовки пропускают между валками несколько раз.

Винтовые прессы предназначены для правки валов и деталей из угловой стали. При правке заготовок на этом приспособлении один рабочий устанавливает, удерживает и контролирует процесс выравнивания изделия, а второй вращает маховик. Вал или трубу располагают на призмах таким образом, чтобы изогнутая часть была обращена вверх, а сам вал плотно находился в угловых выемках призмы. При этом призматический наконечник пресса должен находиться на месте наибольшей кривизны. Для предупреждения вмятин между наконечником и валом помещают прокладки. Вращением маховика наконечник винта плавно подводят и нажимают на вал до тех пор, пока не выправят, что определяют по величине просвета на поверочной плите. При правке изделий из угловой стали деформированную деталь устанавливают в призме на столе пресса, а между полками уголка укладывают закаленный стальной валик. При нажиме винтом пресса валик придает уголку соответствующую форму. Большие листы, полосы и ленты с выпучинами и волнистостью правят на листоправильных станках, горизонтальных правильнорастяжных машинах и пневматических молотах.

При изготовлении или обработке изделий из металлов слесарным способом основные слесарные операции производятся в определенном порядке. Цель их заключается в придании куску металла формы, размера и состояния поверхности, которые по чертежу должно иметь готовое изделие. Сначала производятся слесарные операции по изготовлению или исправлению заготовки (резка, правка, гибка). Далее выполняется основная обработка заготовки, которая заключается в операциях рубки и опиливания. В результате обработки с заготовки снимаются лишние слои металла, и она получает форму, размер, состояние поверхности, близкие или совпадающие с указанными на чертеже. Существуют изделия, для изготовления которых требуются операции шабрения, шлифования, притирки, доводки, дающие возможность снимать с изготавливаемой детали последние, тонкие слои металла, после чего изделие приобретает окончательный внешний вид и размеры. Чаще всего детали соединяются друг с другом, для чего выполняются операции сверления, зенкерования, нарезания резьбы, клепки, паяния. Эти операции производятся после того, как выполнена основная обработка, но перед шлифованием, притиркой и доводкой. В зависимости от требований, предъявляемых к готовому изделию, могут производиться дополнительные операции. Их целью является придание металлу, из которого сделано изделие, новых свойств (повышение твердости, вязкости, устойчивости к коррозии). К таким операциям относится лужение, закалка, цементация, электронаплавка. В зависимости от того, в каком виде поступает для обработки изделие, некоторые операции могут не производиться вовсе. Однако взаимосвязь и последовательность выполняемых операций не нарушается — более грубая обработка предшествует тонкой.

2.2. Слесарный инструмент и приспособления

К инструментам и принадлежностям, которые слесарь обычно имеет постоянно на своем рабочем месте, относятся молотки, зубила, крейцмейсели, напильники, шаберы, бородки и обжимки, воротки, пробойники и просечки, ручные ножовки, лобзики, труборезы, ручные ножницы.

Молотки в слесарном деле употребляют двух типов: с круглым и с квадратным бойками. Изготовляют молотки из углеродистой стали У7-У8, их рабочие концы подвергают закалке и полировке. Молотки насаживают на ручки из дерева твердых пород, причем длина ручки зависит от веса молотка. Для прочного закрепления на ручке молоток заклинивают или деревянным клином, или металлическим клином с ершами. Ручка должна быть овальной, а не круглой. Свободный конец ручки делают в полтора раза толще, чем около отверстия молотка. При работе молоток держат правой рукой за ручку, обхватывая ее на расстоянии 15–30 мм от свободного конца.

Зубило применяют для удаления рубкой слоя металла с поверхностей обрабатываемых деталей, разрубания на части заготовок из листового металла, обрубки заусениц, приливов, литников. В зубиле различают три части — рабочую, среднюю и ударную. Рабочая часть имеет вид клинообразной лопатки, на конце которой заточены две пересекающиеся под определенным углом грани, которые образуют режущую кромку. Средняя часть имеет закругленные боковые стороны. Ударная часть изготовлена в виде усеченного конуса с округленным верхним основанием. Зубила изготовляют из углеродистой инструментальной стали марки У7А. Их рабочая часть на длине 30 мм закаливается и подвергается отпуску. Ударная часть зубила закаливается на длине 15 мм на твердость ниже твердости рабочей части.

Крейцмейсель представляет собой инструмент, подобный зубилу, от которого отличается копьеобразным видом рабочей части, имеющей более узкую режущую кромку. Крейцмейселями пользуются для прорубания канавок. Изготовляют крейцмейсели из инструментальной стали марки У7А и закаливают так же, как зубило.

Напильники являются режущим инструментом. Они представляют собой полосы, бруски или прутки различных размеров и профилей с насеченными на рабочих поверхностях зубьями. Хвостовая часть напильника имеет вид заостренного стержня и служит для насаживания ручки напильника. По профилю напильники подразделяются на плоские, квадратные, трехгранные, полукруглые, круглые и специальные. По виду насечки различают напильники драчевые — с крупной насечкой для грубого опиливания, личные — с мелкой насечкой для окончательной обработки и получения чистой поверхности. По роду насечки различают напильники с одинарной и с двойной насечкой. Размер напильников определяется длиной насеченной части: от 75 до 500 мм. Изготавливаются из стали У8-У13 или хромистой стали ШХ 6, ШХ 9 и ШХ 15. Напильники закаливают до высокой твердости.

Маленькие напильники с мелкой насечкой называют надфилями . Их применяют для обработки деталей в местах, не доступных для проникновения обычных напильников или при изготовлении мелких деталей. По форме надфили бывают: плоскими, трехгранными, квадратными, круглыми, ромбическими, овальными, ножовочными и пазовыми. Длина надфилей может от 40 до 80 мм. Надфили изготавливаются из стали марок У12, У12 А, У13, У13 А.

Шаберы представляют собой стальные полосы прямоугольного или трехгранного сечения с режущими кромками на одном конце. Этот инструмент, предназначенный для окончательной обработки плоских и криволинейных поверхностей, применяют в тех случаях, когда необходимо получить хорошо пригнанные поверхности сопрягающихся деталей.

Прямолинейные поверхности обрабатывают плоскими шаберами, а криволинейные — трехгранными и специальными шаберами. Шаберы изготовляют из инструментальной углеродистой стали У12-У12 А. Их рабочая часть на длине 30 мм закаливается.

Пробойники и просечки применяются в том случае, когда необходимо пробить отверстие, вырубить прокладки или изготовить шайбу вручную, а также вскрыть в листовом материале окно любой формы. Пробойник имеет закаленный тонкий стержень, заключенный в корпус и оправку. Внутри корпуса имеются боек, пружина и стальной шарик, который удерживается от выпадения стенками корпуса, подогнутыми на торце к шарику. При ударе молотком по шарику последний передает силу удара на боек, оправку и стержень, который и осуществляет пробивку отверстия. Для прорубки перепонок между отверстиями и удаления внутренней части металла удобно и производительно применять пробойники для толстых листов металла и просечки для тонких листов.

Ручные ножовки — станковые пилы, применяющиеся для резки металла и других материалов. Ножовки могут быть с раздвижными или цельными станками. Для работы более удобны ножовки с раздвижными станками, так как на них легко устанавливать ножовочные полотна различной длины.

При работе ножовкой необходимо, чтобы полотно было натянуто с таким усилием, чтобы оно не перекашивалось и не вибрировало, так как в обоих случаях полотно сломается. Ножовочные полотна изготовляют из стали марки Ст 20 с последующей цементацией и закалкой или из стали марок У8, У12, 9ХС, ХГ, Р9. Габаритные размеры ножовочных полотен следующие: длина 150–350 мм, ширина 10–25 мм, толщина 0,6–1,2 мм.

Лобзик служит для вырезки деталей из листового материала. Зубья режущей части лобзика должны быть наклонены в сторону станка. Поэтому лобзиком производят резку материала при движении его на себя.

Труборез применяется для резки труб различного сечения и состоит из стальной скобы и трех дисковых резцов. Для регулировки при резке труб различных диаметров один из дисковых резцов делается подвижным.

Ручные ножницы служат для резки тонкой листовой стали, меди, латуни и других металлов толщиной до 1 мм. Режущую часть ножниц затачивают под углом 65–85° в зависимости от разрезаемого металла.

Бородки и обжимки используются при клепальных работах. Слесарный бородок предназначен для правки просверленных отверстий под заклепки, для выбивания забракованной заклепки, для пробивки отверстий в тонком листовом металле. Бородки изготовляются из стали марок У7 и У8. Рабочая часть закаливается и отпускается до твердости HRC 53–56. Хвостовая часть бородка тоже закаливается до твердости HRC 35–40. Обжимки предназначены для обжима головки заклепки со стороны заклепывания, на ее рабочем конце имеется лунка в виде головки заклепки. Изготовляются из стали У7 и У8. Рабочая часть обжимок закаливается с последующим отпуском до твердости HRC 50–53.

Чеканки служат для обжатия кромок листов и головок заклепок для получения герметичности шва. В отличие от слесарных зубил чеканки изготовляются с плоскими и закругленными рабочими поверхностями. Чеканки изготовляют из стали марок У7 и У8.

Вороток служит для удержания инструмента, снабженного квадратным хвостовиком (метчики, развертки, зенкера). Он, как правило, предназначен для одного размера квадрата инструмента. Но существуют конструкции воротков, которые имеют несколько квадратов неравных размеров, что позволяет использовать вороток для нескольких размеров квадратных хвостовиков инструмента. В тех случаях, когда использовать вороток с двумя ручками нет возможности, применяют вороток с одной ручкой. Они, как и воротки с двумя ручками, могут иметь две губки, которые могут быть раздвинуты вращением ручек. В результате вороток может быть использован для зажимаемых инструментов, размеры квадратов которых колеблются от 5 * 5 до 20 * 25 мм.

2.3. Контроль качества выполнения слесарных работ

Основным критерием оценки качества производимых слесарных работ является точность изготовляемых деталей.

Точностью называется степень соответствия геометрической формы и размеров готовой детали геометрической форме и размерам, заданным по чертежу. Невозможно получить совершенно точные и одинаковые размеры деталей при изготовлении их вручную слесарным методом, хотя зачастую при доводке различного рода инструментов слесари-инструментальщики добиваются высокой степени точности обработки деталей. При обычной слесарной работе точность изготовления деталей значительно ниже точности, достигаемой механической обработкой на станках. Неизбежны при обработке деталей некоторые отклонения и от заданной геометрической формы. Правильное техническое измерение и проверка размеров, геометрической формы и состояния поверхности — важные условия качественного изготовления деталей. Точность обработки и чистота поверхности зависят от точности измерения. Измерение заключается в сравнении измеряемой величины с другой однородной величиной, называемой единицей измерения . Предметами измерения при обработке металла слесарем являются изготовляемые им детали машин, станков, приборов, рабочие и контрольно-измерительные инструменты и другие металлические изделия. При измерении пользуются мерами , равными единице измерения (металлический метр, гиря весом 1 кг, мерная плитка). Такие меры, выполненные с наивысшей точностью, называются эталонами. Вместе с мерами широко применяются различные приспособления в виде измерительных инструментов. Все это называется измерительными средствами. В зависимости от применяемых измерительных средств различают два метода измерения:

1)  абсолютный метод измерения, который заключается в определении значения всей измеряемой величины. Нулевая точка шкалы измерительного прибора устанавливается в нулевой точке измеряемого изделия, от которой идет отсчет;

2)  относительный метод измерения, при котором определяется значение не всей измеряемой величины, а ее отклонения от установленной меры или образца. Нулевая точка прибора настраивается не на нулевую точку измеряемого изделия, а на какой-либо определенный заданный размер.

Методы измерения подразделяют на:

1)  контактный — производится путем непосредственного соприкосновения измерительной части прибора с поверхностью измеряемого изделия. По этому методу производится наибольшее число измерений;

2)  неконтактный — при измерении прибор не соприкасается измерительной частью с изделием. По этому методу производится измерение с помощью проекционных, пневматических и емкостных приборов.

Все средства измерения и контроля, применяемые в слесарном деле, можно разделить на контрольно-измерительные инструменты и измерительные приборы. К контрольно-измерительным инструментам относятся: инструменты для контроля плоскостности и прямолинейности, плоскопараллельные концевые меры длины (плитки), штриховые инструменты, воспроизводящие любое кратное или дробное значение единицы измерения в пределах шкалы (штангенинструменты), микрометрические инструменты, основанные на действии винтовой пары (микрометры). К измерительным инструментам относятся: рычажно-механические (индикаторы), оптико-механические (оптиметры), электрические (профилометры). Далее приведем описание наиболее часто применяемых при слесарных работах контрольно- измерительных инструментов.

Масштабная линейка применяется для измерения наружных и внутренних линейных размеров и расстояний. На нее нанесены деления, штрихи обычно через каждый миллиметр, а иногда через полмиллиметра. Иногда наносится дюймовая шкала. Точность измерения миллиметровой масштабной линейкой 0,5 мм. Ходовые размеры масштабных линеек: длина 150, 300, 500 и 1000 мм, ширина от 15 до 35 мм, толщина от 0,3 до 1,5 мм. Масштабные линейки изготовляют из углеродистой инструментальной стали У7 или У8.

Рулетка применяется для измерения больших линейных размеров, а также длины окружностей. Рулетка представляет собой стальную ленту в 1000, 2000, 5000, 10000, 15000, 20000, 25000 мм длиной с миллиметровыми делениями при размере до 5000 мм и сантиметровыми — при 5000–25000 мм. Лента помещается в круглом футляре с укрепленной в центре осью. При пользовании ленту вытягивают за свободный конец. Обратное наматывание производится при помощи ручки.

Кронциркуль и нутрометр служат для измерения линейных размеров с последующим их отсчетом по масштабной линейке. Наружные размеры измеряются кронциркулем, внутренние — нутрометром. Различие между кронциркулем и нутрометром состоит только в форме ножек. Кронциркуль имеет кривые ножки, а нутрометр — прямые с изогнутыми наружу концами. Ножки кронциркуля и нутрометра закреплены на одной оси так, чтобы они могли вращаться обязательно с некоторым, не очень большим трением, чтобы не терялся контакт с поверхностью после замера. Кронциркуль и нутрометр изготовляют из стали У7-У8. Их измерительные концы на длине около 20 мм закаливают. При измерении детали кронциркулем или нутрометром берут инструмент правой рукой за шарнирную часть и раздвигают ножки приблизительно на проверяемый размер.

Затем легкими ударами сближают ножки так, чтобы они прикасались губками к поверхности измеряемой детали без качки и просвета. При этом инструмент надо держать строго перпендикулярно к оси измеряемой детали. После снятия размера с детали кронциркуль или нутрометр осторожно прикладывают к масштабной линейке так, чтобы одна ножка упиралась в торец линейки. Слегка поддерживая эту ножку мизинцем левой руки, накладывают вторую ножку на линейку и отсчитывают полученный размер. Преимущество пружинных кронциркуля и нутрометра заключается в том, что их ножки разводят не рукой, а с помощью установочного винта и гайки. При этом раствор ножек не сбивается в случае неосторожного удара. С помощью кронциркуля и нутрометра можно делать замеры с точностью до 0,5 мм.

Линейки лекальные поверочные применяется для проверки плоскостей на прямолинейность. При обработке плоскостей чаще всего пользуются проверочной лекальной линейкой, имеющей ножеобразную форму и скошенный под углом 45° конец, что дает возможность проверять прямолинейность деталей с углами. Продольные полукруглые канавки на боковых плоскостях линейки облегчают захват линейки рукой при работе. Лекальные линейки изготовляют трех типов: с двусторонним скосом (ЛД) длиной 80, 125, 200, 320 и 500 мм; трехгранные (ЛТ) — 200 и 320 мм и четырехгранные (ЛЧ) — 200, 320 и 500 мм. Изготовляются они из углеродистой или легированной стали. Для проверки прямолинейности накладывают на проверяемую поверхность и ведут проверку против света. Если на плоскости имеются какие-либо неровности, то свет будет проходить в промежутки между линейкой и впадинами на плоскости. Проверочное тонкое ребро закруглено под радиусом 0,1–0,2 мм, что позволяет наклонять линейку до 30° и таким образом лучше видеть световую щель между нею и проверяемой поверхностью. При проверке способом «следа» рабочим ребром линейки проводят по чистой проверяемой поверхности. Если поверхность прямолинейна, то на ней останется сплошной след, если — нет, то след будет прерывистым. Поверочные линейки с широкой рабочей поверхностью изготовляют четырех типов: прямоугольные ШП, двутавровые ШД, мостики ШМ, угловые трехгранные УТ. В зависимости от допустимых отклонений от прямолинейности поверочные линейки типов ШП, ШД, ШМ делят на 3 класса: 0; 1; 2, а линейки типа УТ — на 2 класса: 1-й и 2-й. Линейки 0-го и 1-го классов применяют для контрольных работ высокой точности, а линейки 2-го класса — для монтажных работ средней точности. Проверка прямолинейности и плоскостности этими линейками производится по линейным отклонениям и по краске. При измерении линейных отклонений от прямолинейности линейку укладывают на проверяемую поверхность или на две мерные плитки одинакового размера. Просветы между линейкой и контролируемой поверхностью измеряются щупом. Точные результаты дает применение полосок папиросной бумаги, которые с определенными интервалами укладывают под линейку. Вытягивая полоску из-под линейки, по величине силы прижатия каждой из них судят о величине отклонения от прямолинейности. При проверке «на краску» рабочую поверхность линейки покрывают тонким слоем краски, затем линейку накладывают на проверяемую поверхность и плавно без нажима перемещают по проверяемой поверхности. После этого линейку осторожно снимают и по расположению, количеству, величине пятен на поверхности судят о прямолинейности поверхности. Трехгранные поверочные линейки изготовляют с углами 45, 55, 60°.

Поверочные плиты применяют для проверки широких поверхностей способом «на краску», а также используют в качестве вспомогательных приспособлений при различных контрольных работах в цеховых условиях. Плиты изготовляют из серого мелкозернистого чугуна. По точности рабочей поверхности плиты бывают четырех классов: 0, 1, 2 и 3-й. Первые три класса — поверочные плиты, четвертый — разметочные.

Угольники применяются для проверки наружных и внутренних прямых углов. Существуют цельные угольники, изготовленные из одного куска металла и составные, сделанные из двух частей. Стороны угольника имеют разную длину. Длина короткой стороны равна примерно 2/3 длинной стороны.

Угольники изготовляют из углеродистой инструментальной стали У8 или легированной инструментальной ХГ и подвергают закалке. Для проверки прямых углов угольник накладывают на проверяемую деталь. При проверке наружного угла угольник накладывают на деталь его внутренней частью, а при проверке внутреннего угла — наружной частью. Наложив угольник одной стороной на деталь, слегка прижимают его этой стороной к одной из сторон детали, другую сторону угольника совмещают с обрабатываемой стороной детали и по образовавшемуся просвету судят о правильности прямого угла.

Малки предназначаются для контроля и перенесения углов различной величины на размечаемую поверхность. Существуют малки простые и двойные. Простая малка состоит из обоймы и линейки, помещенной на шарнире между двумя планками обоймы. Шарнирное крепление позволяет линейке занимать относительно обоймы положение под любым углом. Малку устанавливают на требуемый угол по образцу детали, по угловым плиткам или по транспортиру. Простой малкой можно переносить одновременно только один угол. Двойная малка состоит из трех линеек, поэтому ею можно переносить одновременно два разных угла.

Штангенинструменты применяют для измерения наружных и внутренних диаметров, длин, толщин, глубин. Штангенциркули выпускаются трех типов: ШЦ-1, ШЦ-11, ЩЦ-111. Они изготовляются с пределами измерений: 0–125 мм (ШЦ-1), 0–160 (ШЦ-11), 0–400 (ШЦ-111) и с величиной отсчета 0,1 мм (ШЦ-1) и 0,05 мм (ШЦ 11, ШЦ-111).

Штангенциркуль ШЦ-1 имеет штангу 1, на которой нанесена шкала с основными миллиметровыми делениями. На одном конце этой штанги имеются измерительные губки 2 и 7, а на другом конце линейка 6 для измерения глубин. По штанге перемещается подвижная рамка 3 с губками. Рамку в процессе измерения закрепляют на штанге зажимом 4. Нижние губки 7 служат для измерения наружных размеров, а верхние 2 — для внутренних размеров. На скошенные грани рамки 3 нанесена шкала 5 с дробными делениями, называемая нониусом. Нониус предназначен для определения дробной величины цены деления штанги, т. е. определения доли миллиметра. У нониуса цена деления составляет 1,9 мм. При измерении губки 7 должны прилегать друг к другу без просветов. Перед измерением при сомкнутых губках нулевые штрихи нониуса и штанги должны совпадать.

При измерении деталь берут в левую руку, которая должна находиться за губками и захватывать деталь недалеко от губок. Правая рука должна поддерживать штангу, при этом большим пальцем этой руки перемещают рамку до соприкосновения губок с проверяемой поверхностью, не допуская перекоса губок при нормальном измерительном усилии. Большим и указательным пальцами правой руки рамку закрепляют зажимом, поддерживая штангу остальными пальцами этой руки. Левая рука при этом должна поддерживать губку штанги. При чтении показаний штангенциркуль держат прямо перед глазами. Целое число миллиметров отсчитывают по шкале штанги слева направо нулевым штрихом нониуса. Дробная величина определяется умножением величины отсчета на порядковый номер штриха нониуса, совпадающего со штрихом штанги.

Штангенциркуль ШЦ-11 с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних измерений и разметки. Это высокоточный инструмент. Верхние губки штангенциркуля заострены и используются для разметочных работ. Цена деления нониуса составляет 1,95 мм. Для точной установки подвижной рамки относительно штанги штангенциркуль снабжен микрометрической подачей (винтом и гайкой).

Штангенциркуль ШЦ-111 с величиной отсчета по нониусу 0,05 мм предназначен для наружных и внутренних измерений. Цена деления нониуса составляет 0,98 мм.

Штангенглубиномер служит для измерения высот, глухих отверстий, канавок, пазов, выступов. Штангенглубиномеры изготовляют с пределами измерений 0–250 мм (величина отсчета по нониусу 0,05 мм) и 0–500 мм (величина отсчета по нониусу 0,1 мм). В некоторых случаях для измерения труднодоступных мест применяют глубиномер со штангами с изогнутым концом.

Штангенрейсмасы предназначаются для измерения высот от плоских поверхностей и точной разметки. Он состоит из основания, в котором жестко закреплена штанга со шкалой, рамки с нониусом и стопорным винтом, устройства для микрометрической подачи, сменных ножек для разметки с острием и для измерения высоты, с двумя измерительными поверхностями, стопорного винта для закрепления ножки и державки на выступе рамки для игл разной длины. Для проверки нулевого отсчета перед использованием штангенрейсмасс устанавливают на поверочную плиту и рамку опускают вниз до соприкосновения измерительной поверхности ножки с плитой, при этом нулевой штрих шкалы нониуса должен совпадать с нулевым штрихом шкалы штанги. При измерении левой рукой прижимают основание к плите и подводят ножку к проверяемой поверхности, затем правой рукой с помощью микрометрической подачи доводят измерительную ножку до соприкосновения нижней части ножки с проверяемой поверхностью. Показания штангенрейсмаса читают так же, как и штангенциркуля. При измерении высоты верхней измерительной плоскостью необходимо к полученному размеру прибавить высоту ножек.

Микрометр — прибор для измерения линейных размеров контактным способом. Существуют следующие типы микрометров: МК (гладкие) — для измерения наружных размеров; МЛ (листовые с циферблатом) — для измерения толщины листов и лент; МЗ (зубомерные) — для измерения зубчатых колес. Микрометры типа МК выпускают с пределами: 0–5; 0–10; 0– 15; 0–25; 25–50; 50–75; 75–100; 100–125; 125–150; 150–175; 175–200; 200–225; 225–250; 250–275; 275–300; 300–400; 400–500; 500–600 мм. Микрометры с верхним пределом измерения 50 мм и более снабжают установочными мерами (точными цилиндрическими стержнями).

Микрометр имеет скобу с пяткой на одном конце, на другом — втулку-стебель, внутрь которой ввернут микрометрический винт. Торцы пятки и микрометрического винта являются измерительными поверхностями. На наружной поверхности стебля проведена продольная линия, ниже которой нанесены миллиметровые деления, а выше ее — полумиллиметровые деления. Винт жестко связан с барабаном, на коническую часть барабана нанесена шкала (нониус) с 50 делениями. Шаг микрометрического винта равен 0,5 мм. На головке микрометрического винта имеется устройство, обеспечивающее постоянное измерительное усилие. Для фиксирования полученного размера служит стопор. Перед измерением проверяют нулевое положение микрометра.

Микрометрический глубиномер с точностью измерения 0,01 мм применяют для измерения глубины пазов, отверстий и высоты уступов до 100 мм. Глубиномеры изготовляют со сменными измерительными стержнями для измерения в пределах 0–25; 25–50; 50–75 и 75–100 мм. Шаг микрометрического винта — 0,5 мм. Перед измерением проверяют нулевое положение глубиномера. При измерении левой рукой прижимают основание глубиномера к верхней поверхности детали, а правой с помощью трещотки в конце хода доводят измерительный стержень до соприкосновения с другой поверхностью детали. Затем стопорят микрометрический винт и читают размер.

Микрометрический нутрометр с ценой деления 0,01 мм предназначен для измерения внутренних размеров от 50–10 000 мм. Нутрометры с пределами измерений 1250–4000 мм и более поставляют с двумя головками: микрометрической и микрометрической с индикатором. Шаг резьбы микрометрической винтовой пары нутрометра равен 0,5 мм. Микрометрический нутрометр имеет стебель, в отверстие которого вставлен микрометрический винт. Концы стебля и микрометрический винт имеют сферические измерительные поверхности. На винт насажен барабан с установочной гайкой. В установленном положении микровинт закрепляют стопором. Для измерения отверстий более 63 мм используют удлинительные стержни с размерами: 25, 50, 100, 150, 200 и 600 мм. Без удлинителей измеряют размеры от 50 до 63 мм. Перед навинчиванием удлинителя со стебля свинчивают гайку, а после присоединения удлинителя ее навинчивают на резьбовый конец последнего стержня. Перед измерением микрометрическую головку устанавливают по установочной скобе на исходный размер, проверяют нулевое положение, а затем выбирают наименьшее количество удлинителей. Измерение нутрометром отверстий производится по взаимно перпендикулярным диаметрам. Левой рукой прижимают измерительный наконечник к одной поверхности, а правой рукой вращают барабан до легкого соприкосновения с другой поверхностью. Отыскав наибольший размер, стопорят микровинт и читают размер.

2.4. Требования к организации рабочего места и безопасности выполнения слесарных операций

Перед началом работы мастер должен провести с работником подробный инструктаж по технике безопасности и следить за их соблюдением во время всего производственного процесса. В цехе вывешиваются плакаты с предупредительными надписями. Правильная организация рабочего места улучшает условия труда и снижает опасность травматизма. К правильной организации рабочего места слесаря предъявляются следующие требования. Верстак должен быть прочным и устойчивым. Его крышка должна быть ровной и покрытой по всей плоскости листовой сталью, текстолитом или линолеумом, а кромки закрыты угловой сталью или деревянными рейками. На каждом верстаке обязательно устанавливается сменный сетчатый экран для защиты работающего рядом от осколков, отлетающих во время рубки. Перед началом выполнения производственного задания необходимо освободить нужную для работы площадь, удалив все посторонние предметы. Заготовить и разложить в соответствующем порядке требуемые для работы инструменты, приспособления и материалы. Параллельные тиски поворотного типа прочно и надежно прикрепляются к верстаку. В сжатом положении губки должны быть параллельны и находиться на одном уровне. Накладные губки прочно закрепляются, должны быть хорошо закалены и иметь четкую насечку для надежного закрепления детали. Зажимать деталь в тисках надо только усилием рук, а не весом тела. Зажимая или освобождая детали из тисков, рычаг следует опускать плавно, не бросая его, чтобы не травмировать руку или ногу. Содержать тиски надо в чистоте и исправности, а трущиеся части регулярно смазывать соответствующей смазкой. Подставку под ноги следует применять в тех случаях, когда высота тисков не соответствует росту слесаря. Высота верстака с тисками считается нормальной, если у стоящего прямо рабочего рука, согнутая в локтевом суставе под углом 90°, находится на уровне губок тисков при вертикальном положении ее плечевой части. Выбранные подставки должны плотно лежать на полу. Неправильное положение корпуса работающего вызывает быструю утомляемость, затрудняет правильное выполнение приемов работы и получение требуемой точности. Спецодежда слесаря должна быть правильно подогнанной, аккуратной и чистой. Халат или комбинезон должны соответствовать размеру и росту работающего и не стеснять движений. Во время работы спецодежда застегивается на все пуговицы, а рукава должны иметь застегивающиеся обшлага, плотно охватывающие нижнюю локтевую часть руки. На голову надеваются берет или косынка, под которые тщательно убирают волосы. На одежде и головном уборе не должно быть висящих концов (галстук, тесемки, концы косынки), которые могут быть захвачены вращающимися частями станков, машин или механизмов и привести к несчастному случаю. Местное освещение на рабочем месте должно иметь исправную передвижную арматуру с защитным колпачком для направления света на обрабатываемую деталь и плоскость верстака. Напряжение в электросети при местном освещении не должно превышать 36 В. На рабочем месте должны находиться только те инструменты и приспособления, которые необходимы для выполнения производственного задания. Каждый инструмент, приспособление и материал должен иметь свое определенное место. Измерительные и поверочные инструменты располагаются отдельно от рабочего инструмента на специальной полочке или планшетке. Чертежи и карты для задания следует располагать на планшете-подставке, установленной на верстаке на расстоянии, достаточном для их чтения. Используемый инструмент должен быть безопасным: молотки должны иметь ровную, слегка выпуклую поверхность, хорошо насаженную ручку и закрепляться клином. Зубила и крейцмейсели не должны иметь зазубрин на рабочей части и острых ребер на гранях. Напильники и шаберы прочно насаживаются на ручки. Все подъемные механизмы должны иметь надежные тормозные устройства, а масса поднимаемого груза не должна превышать грузоподъемность механизма. Грузы необходимо надежно привязывать прочными стальными канатами или цепями. Запрещается стоять и проходить под поднятым грузом. При работе опилки с верстака или обрабатываемой детали удаляют только щеткой. При рубке металла зубилом учитывают в какую сторону безопаснее для окружающих направить отлетающие частицы, а работают при выполнении этой операции только в очках. Если по условиям работы нельзя применить защитные очки, то рубку выполняют так, чтобы отрубаемые частицы отлетали в ту сторону, где нет людей. Нельзя пользоваться при работе случайными подставками и неисправными приспособлениями. Во избежание самовозгорания промасленных концов и тряпок и возникновения пожара их убирают в специальные металлические ящики. Все вращающиеся части станков и механизмов, а также обрабатываемые детали с выступающими частями должны иметь защитные ограждения. Электроинструменты присоединяются к электрической сети с помощью шлангового кабеля, имеющего специальную жилу, служащую для заземления и зануления, через штепсельную розетку, одно гнездо которой соединено с землей или с нулевым проводом. На штепсельной вилке контакт для соединения корпуса электроинструмента с землей делается более длинным, чем остальные токоведущие контакты. Благодаря такому устройству при включении электроинструмента сначала происходит заземление или зануление, а потом включаются токоведущие контакты. При работе с электроинструментами применяют средства защиты: резиновые перчатки и калоши, резиновые коврики, изолирующие подставки и т. д.

Контрольные вопросы

1. Какие основные слесарные операции вы знаете?

2. Область применения разметки и какая она бывает?

3. Перечислите основной разметочный инструмент.

4. Какими способами и в какой последовательности производится разметка?

5. Для чего производится рубка металла?

6. Какой основной инструмент, применяемый при ручной рубки вы знаете?

7. Какой основной инструмент, применяемый при механизированной рубки вы знаете?

8. Как производится рубка металла ручным и механизированным способом?

9. Что такое резка металла?

10. Ручной и механизированный инструмент, применяемый при резке металла.

11. Какова последовательность приемов при ручной резке металла?

12. Какова последовательность приемов при механизированной резке металла?

13. Для чего производится опиливание поверхности детали?

14. Какой основной инструмент применяется при ручном и механизированном опиливании?

15. Какие требования предъявляются к опиловочному инструменту?

16. Какие виды опиливания вы знаете?

17. Для чего применяется контурное травление?

18. Что такое правка металла?

19. Какой основной инструмент и приспособления применяются при ручной правке металла?

20. Какой механизированный правильный инструмент вы знаете?

21. Назовите основной слесарный инструмент и приспособления.

22. Что такое точность изготовления детали?

23. Какие методы измерения точности детали вы знаете?

24. Назовите основной инструмент, применяемый для измерения точности изготовленных деталей.

25. Каковы требования к организации рабочего места и безопасности выполнения слесарных операций?

Глава 3 Обработка резьбовых поверхностей

3.1. Резьба: типы, основные элементы и профили, применение

Резьбовое соединение — наиболее простой и надежный вид крепления деталей и узлов. Его отличают такие преимущества, как возможность регулирования затяжки соединения, разборки и повторной сборки соединения без замены деталей. Резьба бывает двух видов: наружная и внутренняя. Резьбовое соединение состоит из винта и гайки. Стержень с наружной резьбой называется винтом, деталь с внутренней резьбой — гайкой. Этот вид крепления изготавливается либо на станках, либо ручным способом.

Если рассматривать движение какой-либо точки по направлению резьбы, то она будет двигаться по винтовой траектории. При движении точки по направлению резьбы против часовой стрелки (слева направо) получается правое направление резьбы, в случае движения точки по часовой стрелке (справа налево) — левое направление резьбы.

Правое направление резьбы называется так потому, что для завинчивания винта (или гайки) с этой резьбой его надо вращать вправо, т. е. по часовой стрелке. При левой резьбе винт или гайку для завинчивания надо вращать влево, т. е. против часовой стрелки.

При нарезании на цилиндрической поверхности винтовой канавки получают резьбу, профиль которой будет зависеть от формы прорезанной канавки. Винтовая канавка называется впадиной резьбы, а винтовой выступ на протяжении одного полного оборота — витком, или ниткой.

В машиностроении не все стержни, имеющие винтовую нарезку, называются винтами. Если стержень крепежной детали нарезан на всю длину вплоть до головки, то такая деталь называется винтом. Если стержень нарезан не на всей длине и на нем имеется гладкая часть, такая деталь называется болтом. Крепежные детали для соединения деревянных частей называются винтами по дереву, или шурупами. Некрепежные детали с винтовой резьбой также называются винтами, как к примеру, ходовой винт токарного станка.

Профилем резьбы винта называется контур впадины и выступа, который можно было бы увидеть, при продольном разрезе винта.

Резьба по числу ниток разделяется на одноходовые, двух-, трех- и многоходовые. Их соответственно называют однозаходными (одноконцевыми), двух-, трех- и многозаходными, или двух-, трех- и многоконцевыми. Определение числа ходов многоходовой резьбы у винта и гайки производится при помощи подсчета числа концов витков на торцовой части винта или гайки. Для этого нужно посмотреть в торец. Если винт одноходовой, то резьба на нем заканчивается одним концом, двухходовой — двумя концами и т. д. То же относится и к гайкам.

Резьба имеет следующие основные элементы: шаг резьбы, угол профиля резьбы, глубина резьбы, наружный, средний и внутренний диаметры резьбы. Расстояние, на которое передвигается винт в гайке при совершении им одного полного оборота, называется шагом резьбы. В однозаходной резьбе шаг — расстояние между вершинами двух соседних витков.

Угол профиля резьбы — это угол, заключенный между боковыми сторонами профиля в плоскости оси резьбы.

Глубина резьбы — расстояние от вершины резьбы до ее основания (или высота выступа).

Наружный диаметр d o — это наибольший диаметр резьбы детали, измеряемый по вершине резьбы перпендикулярно к оси резьбы.

Внутренний диаметр d 1 — наименьший диаметр резьбы, измеряемый по впадинам перпендикулярно к оси резьбы.

Средний диаметр d ср — расстояние между двумя линиями, параллельными оси детали, из которых каждая находится на равных расстояниях от вершины нитки и дна впадины.

В машиностроении приняты три системы треугольной резьбы: метрическая, дюймовая и трубная. Метрическая резьба имеет в профиле вид равностороннего треугольника с углом при вершине 60°. Вершины выступов винта и гайки плоско срезаны во избежание заедания при свинчивании. Метрическая резьба характеризуется шагом и диаметром винта в миллиметрах. Существуют шесть видов метрической резьбы: основная и мелкие — 1, 2, 3, 4 и 5-я. Мелкие виды резьбы отличаются один от другого размерами шага. Метрические виды резьбы делятся на резьбу с крупным шагом (для наружных диаметров 1—68 мм) и резьбу с мелким шагом (для диаметров 1—600 мм); шаги для крупной резьбы — 0,25—6 мм; для мелкой резьбы — 0,25—6 мм. Метрическая резьба с крупным шагом обозначается так: М 20 (число — наружный диаметр резьбы); с мелким шагом — М 20 × 1,5 (первое число — наружный диаметр, а второе — шаг).

Дюймовая резьба имеет в профиле равнобедренный треугольник с углом при вершине 55°. Вершины выступов винта и гайки плоско срезаны, по наружному и внутреннему диаметрам резьбы имеются зазоры. Диаметр болта измеряется в дюймах. Шаги резьбы — 24—2 нитки на 1". Дюймовая резьба стандартизуется диаметром 3/16—4" и указанным выше числом ниток на один дюйм. Обозначение резьбы: l 1/4" (наружный диаметр резьбы в дюймах).

Трубная резьба имеет профиль дюймовой резьбы, но она мельче не только по шагу, но и по другим элементам. Измеряется она в дюймах и характеризуется числом ниток резьбы на 1 дюйм. За диаметр резьбы условно принят внутренний диаметр трубы (диаметр отверстия). Вершины выступов винта и гайки сделаны плоско срезанными или закругленными. Плоско срезанный профиль применяется для трубных соединений, рассчитанных на невысокое давление, с уплотнением льняными нитями или пряжей с суриком. Закругленный профиль придают трубной резьбе в тех случаях, когда к плотности (непроницаемости) трубных соединений предъявляются повышенные требования. Трубная цилиндрическая резьба обозначается так: труб 3/4" (цифры — номинальный диаметр резьбы в дюймах).

Наибольшее распространение получила метрическая цилиндрическая треугольная резьба. Она называется крепежной, так как с этой резьбой изготовляют крепежные детали: болты, шпильки. Коническая треугольная резьба, обеспечивающая плотное соединение в арматуре, масленках, пробках и других деталях. Прямоугольную и трапецеидальную резьбу нарезают на винтах, предназначенных для передачи движения или больших усилий (например, на ходовых винтах в станках и прессах, на винтах слесарных тисков, домкратов и др.). Упорная резьба применяется для деталей, воспринимающих сильное давление, действующее постоянно в одном направлении (например, для муфт трубопроводов высокого давления, винтов гидравлических и механических прессов). Круглую резьбу делают в тех случаях, когда резьбовое соединение предназначено работать в загрязненной среде (к примеру, в водопроводной арматуре, в винтах вагонных тормозов). Дюймовую резьбу допускается применять только при ремонте машин, отверстия которых имеют дюймовую нарезку. Трубная цилиндрическая резьба применяется на трубах для их соединения, а также на арматуре трубопроводов и других тонкостенных деталей.

3.2. Резьбонарезной и резьбонакатный инструмент

Резьбу на деталях получают нарезанием на сверлильных, резьбонарезных и токарных станках, а также накатыванием. Инструментом для накатывания резьбы служат накатные плашки, накатные ролики и накатные головки. Иногда резьбу нарезают вручную. Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, наружную — плашками, прогонками и другими инструментами.

Метчики по назначению делят на ручные, машинно-ручные и машинные. В зависимости от профиля нарезаемой резьбы — на три типа: для метрической, дюймовой и трубной видов резьбы, а по конструкции — на цельные, сборные (регулируемые и самовыключающиеся) и специальные.

Метчик состоит из двух основных частей: рабочей и хвостовой. Рабочая часть представляет собой винт с продольными прямыми или винтовыми канавками. В метчиках для вязких металлов на заборной части имеется скос 6—10° в направлении, обратном направлению резьбы: при правой резьбе скос левый, при левой — правый. Это улучшает отвод стружки. Рабочей частью метчика нарезают резьбу. Метчики с винтовыми канавками применяют для нарезания точных видов резьбы. Рабочая часть таких метчиков состоит из заборной и калибрующей частей. Заборная (режущая) часть делается в виде конуса и именно она производит основную работу при нарезании резьбы. Калибрующая (направляющая) часть — резьбовая часть метчика, смежная с заборной частью. Она направляет метчик в отверстие и калибрует нарезаемое отверстие. Хвостовик метчика служит для его закрепления в патроне станка, дрели или удержания в воротке (при наличии квадрата) во время работы.

Канавки представляют собой углубления между режущими зубьями, получающимися в результате удаления части металла. Эти канавки служат для образования режущих кромок и размещения стружки при нарезании резьбы. Профиль канавки образуется передней поверхностью, по которой сходит стружка, и задней поверхностью, служащей для уменьшения трения режущих зубьев метчика о стенки нарезаемого отверстия.

Резьбовые части метчика, ограниченные канавками, называются режущими перьями, которые имеют форму клина.

Режущими кромками метчика называются кромки на режущих перьях метчика, образованные пересечением передних поверхностей канавки с затылочными поверхностями рабочей части.

Сердцевина — это внутренняя часть метчика, измеряемая по диаметру от касательной ко дну канавок метчика. Метчики для нарезания резьбы в нержавеющих сталях имеют более массивную (толстую) сердцевину. Канавки у метчика обычно делают прямыми.

Ручные метчики для метрической и дюймовой видов резьбы изготовляются комплектом из двух метчиков для резьбы с шагом до 3 мм включительно (для основной метрической резьбы — диаметром от 1 до 52 мм, для дюймовой резьбы — диаметром от1/4 до 1") и комплектом из трех метчиков для резьбы с шагом свыше 3 мм (для метрической резьбы — от 30 до 52 мм и для дюймовой резьбы — диаметром от 1 1/8 до 2"). В комплект, состоящий из трех метчиков, входят черновой, средний и чистовой метчики. Все метчики комплекта имеют разный диаметр.

По конструкции режущей части метчики бывают цилиндрическими и коническими. При цилиндрической конструкции метчиков все три инструмента в комплекте имеют соответствующие диаметры. У чистового метчика полный профиль резьбы, диаметр среднего метчика меньше нормального на 0,6 глубины нарезки, а диаметр чернового метчика меньше диаметра резьбы на полную глубину нарезки. У чернового метчика длина заборной части равна 4–7 ниткам, у среднего — 3–3,5, у чистового — 1,5–2 ниткам.

Угол наклона заборной части у чернового метчика равен 3°, у среднего — 7°, у чистового — 12°. При конической конструкции метчиков все три инструмента в комплекте имеют одинаковый диаметр и полный профиль резьбы с различной длиной заборных частей. Резьба в пределах заборной части делается конической и срезается по вершинам зубьев на конус. В конических метчиках заборная часть равна: у чернового метчика — всей длине рабочей части, у среднего — половине этой длины, у чистового — двум ниткам. Конические метчики применяют для нарезания сквозных отверстий. Глухие отверстия нарезаются цилиндрическими метчиками.

Метчики выпускают со шлифованным и нешлифованным профилем зубьев. Шлифованные создают резьбу с более точной и чистой поверхностью.

Машинно-ручные метчики применяют для нарезания метрической, дюймовой и трубной цилиндрической и конической видов резьбы. Машинно-ручные метчики служат для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях всех размеров машинным способом и вручную с шагом до 3 мм включительно. Метчики этого типа изготовляют двух видов: одинарные для сквозных и глухих отверстий и комплектные — черновой и чистовой. У машинных и машинно-ручных метчиков на хвостовике делают кольцевые канавки для зажима в быстросменных патронах.

Машинные метчики применяются для нарезания на станках сквозных и глухих отверстий. Они бывают цилиндрическими и коническими.

Гаечные метчики служат для нарезания метрической резьбы в гайках за один проход вручную или на сверлильных и резьбонарезных станках. Они выполняются однокомплектными, имеют длинную режущую часть (12 витков). Хвостовик у них длинный, дающий возможность нанизывать на него гайки при нарезании. Гаечные метчики изготовляются с изогнутым хвостовиком, закрепляемые в специальных патронах на гайконарезных автоматах. Они дают возможность гайкам непрерывно автоматически сбрасываться по мере нарезания.

Плашечные метчики отличаются от гаечных наличием большого заборного конуса и предназначаются для предварительного нарезания резьбы в плашках за один проход.

Маточные метчики применяют для зачистки резьбы в плашках после нарезания плашечным метчиком, а также для зачистки резьбы в плашках, находящихся в работе. В маточных метчиках канавки делают с правой спиралью.

Специальные метчики составляют группу, в которую входят ненормализованные конструкции метчиков: бесканавочные, комбинированные, метчик-сверло с винтовыми канавками, метчик-протяжка.

Метчики бесканавочные применяют для нарезания сквозных видов резьбы диаметром до 10–12 мм. Длина заборной части метчика такая же, как у машинных. Длина канавки (с выходом) на 3–5 ниток больше длины заборной части. Бесканавочные метчики прочнее обычных. В связи с тем, что метчик имеет длинную резьбовую часть его можно перетачивать несколько раз. Бесканавочные метчики отличаются высокой производительностью при нарезании резьбы. Для нарезания резьбы в глухих отверстиях эти метчики непригодны.

Комбинированные метчики состоят из двух частей, разделенных шейкой.

Первая часть служит для предварительного нарезания резьбы, а вторая — для окончательного (чистового). Комбинированный инструмент (метчик-сверло) позволяет совместить сверление и нарезание резьбы в одну операцию, что значительно повышает производительность. Применение сверла-метчика возможно при нарезании сквозных отверстий без подачи при условии, что метчик вступает в работу после выхода вершины сверла из отверстия. Если это условие не выполняется, то сверло работает с подачей, равной шагу нарезаемой резьбы.

Метчики с винтовыми канавками имеют угол наклона канавки 35°, что обеспечивает свободный выход стружки по спирали и исключает возможность срыва резьбы. Конструкция метчика позволяет нарезать резьбу на высоких скоростях вращения шпинделя станка. Применение метчика с винтовой канавкой заменяет комплект обычных метчиков. Метчики изготовляют из инструментальной стали У8, У12 и Р18.

Воротки — ручной инструмент, предназначенный для вращения метчиков при нарезании резьбы. Они одеваются на квадратное сечение хвостовика метчика. Нерегулируемые воротки имеют одно или несколько отверстий и регулируемое отверстие. Кроме того существуют воротки торцовые. Они предназначены для вращения метчиков при нарезании резьбы в труднодоступных местах.

Тарированные воротки применяют для нарезания резьбы в глубоких и глухих отверстиях. Они состоят из корпуса 1, втулки 2 и пружины 3. Корпус и втулка имеют косые кулачки, связанные между собой зубчатой передачей, которая при превышении усилия, передаваемого рукой работающего, выходит из зацепления. В результате этого втулка с метчиком перестает вращаться, тем самым предохраняя его от поломки.

Универсальный вороток предназначен для закрепления плашек с наружным диаметром 20 мм всех видов метчиков и разверток, имеющих хвостовики квадратного сечения с длиной стороны до 8 мм. В корпусе, закрытом крышкой, помещен механизм, позволяющий изменять величину квадратного отверстия. Механизм приводится в движение винтом с рифленой головкой. Резьбовая часть винта связана с одним из четырех кулачков, размещенных внутри корпуса. При вращении винта смещается кулачок, образующий одну из сторон квадрата. Снижаясь, кулачок оказывает давление на скошенный угол второго кулачка, сдвигая его вправо. Прижимаемый таким образом второй кулачок в свою очередь поднимает третий кулачок, а тот смещает влево четвертый. В результате этого, все четыре стороны квадратного отверстия уменьшаются в равной степени. Такая регулировка квадратного отверстия позволяет закреплять различные виды метчиков и разверток. Для закрепления плашек в корпусе универсального воротка имеется гнездо. Плашки закрепляются винтами. Применение универсального воротка исключает возможность появления брака при нарезании резьбы плашками. Конструкция такого приспособления позволяет исключить из технологического процесса нарезания резьбы набор воротков, плашкодержатель и специальные направляющие приспособления к нему.

В зависимости от конструкции плашки подразделяют на круглые (лерки), накатные, раздвижные. Круглые плашки изготовляют цельными и разрезными. Цельная плашка 1 представляет собой стальную закаленную гайку, в которой через резьбу 2 прорезаны сквозные продольные отверстия, образующие режущие кромки и служащие для выхода стружки. С обеих сторон плашки имеются заборные части 3 длиной 1 1/2—2 нитки. Эти плашки применяют при нарезании резьбы диаметром до 52 мм за один проход. Диаметры цельных круглых плашек предусмотрены стандартом для основной метрической резьбы — от 1 до 76 мм, для дюймовой — от 1/4 до 2", для трубной — от 1/8 до 1 1/2". Круглые плашки при нарезании резьбы вручную закрепляют в специальном воротке.

Разрезные плашки в отличие от цельных имеют прорезь (0,5–1,5 мм), позволяющую регулировать диаметр резьбы в пределах 0,1–0,25 мм. Вследствие пониженной жесткости нарезаемая этими плашками резьба имеет недостаточно точный профиль.

Резьбонакатные плашки применяют для накатывания точных профилей резьбы. Резьбонакатные плашки имеют корпус, на котором устанавливают накатные ролики с резьбой. Ролики можно регулировать на размер нарезаемой резьбы. Плашки вращают двумя рукоятками, ввертываемыми в корпус. С помощью резьбонакатных плашек нарезают резьбу диаметром от 4 до 33 мм и шагом от 0,7 до 2 мм. Накатку выполняют на станках, а также вручную. Резьба получается более прочной, поскольку волокна металла в винтах не перерезаются и в следствие давления плашек на металл волокна упрочняются. В виду того, что резьба только выдавливается, поверхность получается более чистой.

Раздвижные (призматические) плашки состоят из двух половинок, называемых полуплашками. На каждой из них указаны размер наружной резьбы и цифра 1 или 2, для того, чтобы правильно из закреплять в приспособлении (клуппе). На наружной стороне полуплашек имеются угловые канавки (пазы), которыми они устанавливаются в выступы клуппа. Для равномерного распределения давления винта на полуплашки во избежание перекоса между полуплашками и винтом помещают специальные прокладки (сухари). Раздвижные плашки изготовляют комплектами по 4–5 пар в каждом, каждую пару по мере необходимости вставляют в клупп.

Раздвижные плашки изготовляют для метрической резьбы диаметром от М6 до М52, для дюймовой — от ¼ до 2" и для трубной резьбы — от 1/8 до 13/4². Клуппы, в которых устанавливают призматические плашки, изготовляют шести размеров — от № 1 до № 6.

Клупп трубный предназначен для нарезания наружной резьбы на трубах. Им можно нарезать трубы диаметром от 13 до 50 мм. У такого клуппа три комплекта плашек: для труб диаметром 13–19 мм (1/2—3/4"), 25–32 мм (1–11/4") и 38–50 мм (1 1/2—2").

Конструкция клуппа предусматривает одновременное перемещение к центру и от него, четырех плашек, находящихся в корпусе приспособления. Для их передвижения служит специальная воротная часть клуппа — планшайба. Установка плашек на нужный диаметр производится по делениям на корпусе приспособления. После установки плашек на диаметр их положение закрепляют специальным зажимным устройством «собачкой». После нарезания резьбы клупп свободно снимается с трубы при помощи рукоятки планшайбы, путем разжима плашек. Помимо четырех режущих плашек, в клуппе имеются три направляющие плашки (гладкие, без резьбы), обеспечивающие устойчивое положение клуппа на трубе во время его работы. Установка гладких плашек на нужный диаметр трубы производится вращением специального винта на наружной стороне клуппа.

Нарезание резьбы вручную является малопроизводительной и трудоемкой операцией, поэтому при возможности стремятся применить средства механизации.

Для механизации процесса нарезания резьбы в крупногабаритных деталях, а также при монтаже и сборке изделий применяют такие специальные ручные механизированные инструменты, как электрорезьбонарезатели, пневматические резьбонарезатели и электро- и пневмосверлилки, оснащенные специальными насадками.

Электрорезьбонарезатель имеет встроенный электродвигатель, редуктор, реверсивный механизм и нагрудник. На валу ротора электродвигателя закреплено зубчатое колесо, которое через зубчатые колеса передает вращение свободно сидящим зубчатым колесам, вращающимся в разные стороны. При нажиме на корпус инструмента сверху вниз шпиндель вдвигается внутрь, его фланец войдет в зацепление с выступом зубчатого колеса, метчик при этом начинает ввертываться в отверстие.

Резьбонарезатель с пневматическим приводом предназначен для нарезания мелкой резьбы. Четырехклапанный ротационный пневмодвигатель приводит во вращение через редуктор свободно сидящие зубчатые колеса. При нажатии на корпус муфты сцепляются с зубчатым колесом, что соответствует рабочему ходу (нарезание резьбы). Когда корпус за рукоятку оттягивают на себя, шпиндель смещается под действием пружины вниз, муфта сцепляется с зубчатым колесом и происходит ускоренное вывинчивание метчика из отверстия. Инструмент включают нажатием большого пальца на курок — сжатый воздух пропускается через клапан в двигатель, отработанный воздух выходит из двигателя через боковые отверстия. Редуктор и реверсивный механизм смазывают густой смазкой через имеющееся в корпусе отверстие.

Нарезание резьбы в отверстиях на сверлильных станках является наиболее эффективным технологическим приемом. Нарезание производится с помощью патрона, в котором метчик закрепляют на допустимое усилие, в случае превышения которого патрон перестает принудительно вращаться. При нарезании резьбы в глухом отверстии метчик упирается в дно отверстия, при этом автоматически прекращается вращение.

3.3. Контроль качества резьбы. Дефекты, способы их выявления и меры предупреждения

Измерение и проверка качества внутренней резьбы производятся резьбомером, резьбовой пробкой и штангенциркулем. Резьбомер служит для определения системы резьбы, размера шага метрической резьбы или количества ниток на один дюйм дюймовой резьбы. Резьбомер является одномерным инструментом для измерения наружной и внутренней резьбы. Резьбовая пробка (калибр) служит для комплексной проверки основных элементов внутренней резьбы. Она имеет проходную и непроходную стороны (проходная сторона имеет длинную часть с резьбой, а непроходная — короткую). Штангенциркулем пользуются для измерения внутреннего диаметра резьбы в отверстиях.

Проверка внутренней резьбы резьбомером производится последовательным накладыванием пластинок метрического или дюймового резьбомера на проверяемую резьбу так, чтобы шаблон (гребенка) был размещен вдоль оси гайки, а зубья гребенки вошли в резьбовые нитки гайки. Эту операцию выполняют до тех пор, пока профиль резьбы шаблона точно совпадет с резьбой гайки. После этого по надписи на шаблоне устанавливают размер шага для метрической резьбы или число ниток на дюйм для дюймовой резьбы. Для проверки диаметра резьбы штангенциркулем в резьбовое отверстие гайки вставляют его короткие губки, раздвигая их по внутреннему диаметру до полного легкого соприкосновения с вершинами ниток резьбы и фиксируя положение рамки стопорным винтом. Закончив измерение, осторожно вынимают из гайки штангенциркуль, а результат измерения определяют по нониусу. При проверке внутренней резьбы проходным резьбовым калибром-пробкой вставляют резьбовой калибр в отверстие гайки и ввертывают его так, чтобы резьба пробки вошла в резьбу гайки. Во время ввертывания калибр должен идти по резьбе гайки свободно от руки, без особых усилий. Свободная посадка калибра на резьбе гайки с люфтом недопустима. При проверке непроходным резьбовым калибром-пробкой последний не должен ввертываться в отверстие или допускать ввертывание его без особого усилия не более чем на 2 нитки резьбы. Резьба признается годной в том случае, если проходной калибр-пробка ввертывается, а непроходной — не ввертывается более чем на 2 нитки. Качество нарезания трубной резьбы проверяют, навертывая на нее муфту по всей длине нарезки. Муфта должна идти по резьбе свободно от руки или с помощью трубного ключа при небольшом усилии.

Для предупреждения брака и поломки зубьев плашки при нарезании наружной резьбы следят за соблюдением перпендикулярного положения плашки по отношению к стержню: плашка должна врезаться в стержень без перекоса. Наружную резьбу проверяют резьбовыми микрометрами, резьбовыми калибрами (кольцами) и резьбовыми шаблонами.

Рассмотрим наиболее распространенные дефекты, полученные при нарезании резьбы. Рваная резьба может получиться в результате использования тупого метчика или плашки. Также возможны неудовлетворительное охлаждение резьбонарезного инструмента во время работы или его перекос относительно отверстия. Данный дефект можно устранить путем замены инструмента, либо увеличения его охлаждения во время работы, либо правильной установки метчика или плашки относительно отверстия . Тупая резьба может быть получена в результате большого диаметра отверстия под резьбу или использования стержня малого диаметра, а также применения сверла с малыми передними и задними углами. Устранение дефекта возможно путем правильного подбора диаметров сверла и резьбонарезного инструмента. Возможна замена инструмента с учетом обрабатываемого материала. При получении неточного профиля резьбы необходимо обратить внимание на вязкость материала детали (она может быть высокой), на величину переднего угла резьбонарезного инструмента, на правильность его заточки, на длину заборного конуса метчика. Также возможны несоответствие смазочно-охлаждающей жидкости обрабатываемому материалу или слишком высокая скорость нарезания резьбы. Для того чтобы профиль резьбы был более точен, необходимы замена инструмента, подбор охлаждающей жидкости и режимов нарезания резьбы в соответствии с техническими условиями. Ослабленная резьба получается в результате неправильной установки метчика в отверстие, биения инструмента или применения повышенной скорости нарезания резьбы. Данный дефект устраняется путем правильной установки метчика, ликвидации биения инструмента и правильного выбора скорости нарезания резьбы. Получение тугой резьбы возможно при применении инструмента, диаметр которого не соответствует заданному диаметру резьбы. Чтобы этот дефект не возникал в дальнейшем, необходимо применять инструменты нужного диаметра. При конусности резьбы неправильно вращается метчик, так как он разбивает верхнюю часть отверстия. Для устранения этого дефекта нужно правильно устанавливать метчик в соответствующее зажимное устройство. Поломка метчика может быть вызвана защемлением стружки при вывертывании метчика или занижением диаметра отверстия под резьбу. Чтобы этот дефект не повторялся, необходимо периодически выводить метчик из отверстия для удаления стружки или применять сверла требуемого диаметра. Срыв резьбы мог быть вызван использованием затупившегося метчика либо попаданием стружки в его канавки. Также возможно, что диаметр просверленного отверстия под резьбу меньше требуемого. Для получения качественной резьбы метчик должен быть хорошо заточен, и при работе им необходимо периодически выводить его из отверстия для удаления стружки, а при высверливании отверстия под резьбу — применять сверла требуемого диаметра.

3.4. Требования к организации рабочего места и безопасности при нарезании резьбы

Резьбонарезной инструмент необходимо хранить по комплектам в деревянных футлярах, а измерительный — в мягких футлярах. Отдельные неукомплектованные инструменты хранят в специальных пирамидах, а метчики — в специально высверленных отверстиях в деревянных брусках. Ручки воротков, плашкодержателей, клуппов и гаечных ключей должны иметь чистую гладкую поверхность. Не рекомендуется работать замасленными ручками воротков, плашкодержателей, клуппов и гаечных ключей, так как в подобных случаях можно легко получить травму. Запрещается пользоваться ключами и воротками с погнутыми рукоятками, имеющими зазубрины и заусенцы. При пользовании гаечными ключами нельзя применять ключи, имеющие зев большего размера, чем гайки. Не допускается применение двух ключей для получения более длинного рычага. После работы с метчиков, плашек, воротков и клуппов их необходимо тщательно промыть керосином, протереть инструмент чистой сухой ветошью и смазать тонким слоем машинного масла. Запрещается сдувать стружку или удалять ее пальцами. Для удаления стружки с тисков или резьбовых ниток необходимо пользоваться щеткой или ветошью. В процессе работы следует остерегаться ранения рук о заусенцы и выступающие острые кромки инструмента. При нарезании резьбы метчиком на станке следует руководствоваться следующими правилами техники безопасности. Перед началом работы нужно привести в порядок одежду и головной убор, навести порядок на рабочем месте, проверить, находятся ли на своих местах ограждения станка и хорошо ли они закреплены. Необходимо помнить, что свисающие части одежды или головного убора, длинные волосы могут быть захвачены вращающимися частями станка (шпинделями или метчиком), зацепиться за выступающие части. Поэтому перед работой надо подвязывать завязки на рукавах и на головном уборе, тщательно убирать длинные волосы под головной убор. При нарезании резьбы не следует допускать образования длинных стружек: такие стружки, вращаясь вместе с метчиком, могут ударить по рукам или по лицу. При нарезании резьбы необходимо своевременно удалять стружку, так как большое ее количество может повлиять на качество резьбы. Это необходимо делать либо крючком, либо деревянной палочкой. Нельзя охлаждать работающий метчик смоченной ветошью: метчик может намотать ее на себя и захватить пальцы работающего. При нарезании резьбы на станке нельзя держать обрабатываемое изделие руками — его нужно зажимать станочными тисками или надежно прикреплять к столу станка. Чтобы не повредить руки об острые кромки изделия, следует при его установке и снятии пользоваться рукавицами. Нельзя устанавливать инструмент во время вращения шпинделя: это может привести к тяжелому ранению рук. Для переброски приводного ремня с целью изменения скоростей шпинделя следует обязательно остановить станок. Нельзя перебрасывать ремень руками на ходу станка, потому что это опасно для жизни.

3.5. Нарезание наружных и внутренних видов резьбы на отдельных и сопряженных деталях ручным и ручным механизированным инструментом

В процессе нарезания внутренней резьбы метчиком в глубоких отверстиях, в мягких и вязких металлах (таких, как медь, алюминий, бронза и др.) необходимо периодически вывертывать метчик из отверстия и очищать канавки от стружки. Резьба нарезается полным набором метчиков. Нарезание резьбы сразу средним метчиком без прохода черновым, а затем чистовым не ускоряет, а, наоборот, затрудняет работу: резьба в этом случае получается недоброкачественной, а метчик может сломаться. Средний и чистовой метчики вводят в отверстие без воротка и только после того, как метчик пройдет правильно по резьбе; на головку надевают вороток и продолжают нарезание резьбы. Глухое отверстие под резьбу нужно делать на глубину, несколько большую, чем длина нарезаемой части, с таким расчетом, чтобы рабочая часть метчика немного вышла за пределы нарезаемой части. Если такого запаса не будет, резьба получится неполной. В процессе нарезания необходимо тщательно следить за тем, чтобы не было перекоса метчика. Для этого надо через каждые 2–3 нарезанные нитки проверять с помощью угольника положение метчика по отношению к верхней плоскости изделия. Особенно осторожно нужно нарезать резьбу в мелких и глухих отверстиях.

При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует руководствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Хорошее качество резьбы получается, если диаметр стержня на 0,3–0,4 мм меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня будет значительно меньше требуемого, то резьба получится неполной; если же диаметр стержня будет больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стержень и конец стержня будет испорчен, или во время нарезания вследствие перегрузки зубья плашки могут сломаться.

При нарезании резьбы плашкой вручную стержень закрепляют в тисках так, чтобы выступающий над уровнем губок конец его был на 20–25 мм больше длины нарезаемой части. Для обеспечения врезания на верхнем конце стержня снимают фаску.

Затем на стержень накладывают закрепленную в клупп плашку и с небольшим нажимом вращают клупп так, чтобы плашка врезалась примерно на 1–2 нитки. После этого нарезаемую часть стержня смазывают маслом и вращают клупп с равномерным давлением на обе рукоятки так, как при нарезании метчиком, т. е. 1–2 оборота вправо и пол-оборота влево.

Кроме нарезания резьбы круглыми плашками и раздвижными клуппами, применяют резьбонакатные плашки для накатывания резьбы. Плашки содержат комплект из трех резьбонакатных роликов, которые выбираются в зависимости от диаметра и шага резьбы. Перед накатыванием резьбы выполняют подготовительные работы аналогично нарезанию резьбы плашками, т. е. проверяют диаметр заготовки, снимают напильником заходную фаску на конце заготовки под углом 10° к оси. Затем на нарезаемую часть заготовки наносят смазку и накладывают плашку на нарезаемый конец заготовки так, чтобы заходная фаска вошла между тремя резьбонакатными роликами плашки без перекоса. Потом охватывают правой рукой плашку, надавливая на нее вниз, а левой рукой, держась за рукоятку плашки, поворачивают ее по часовой стрелке, применяя метод самозатягивания. Принудительная подача плашки на заготовку производится только в начале работы до захвата заготовки роликами. После самозатягивания выполняют вращение плашки с помощью рукояток, накатывая резьбу за один проход на заданную длину; затем обратным вращением плашки свертывают ее с резьбы и протирают чистой тряпкой.

Одним из наиболее распространенных способов соединения труб является резьбовое соединение на фитингах. Нарезание резьбы на трубах выполняют в следующей последовательности. Стальную трубу надежно зажимают в прижиме, не допуская смятия трубы. Выдвинутый конец трубы от прижима должен составлять 150–200 мм. Нарезаемый конец трубы очищают стальной щеткой и ветошью от грязи, окалины и коррозии, заусенцы снимают напильником. Проверяют и подготавливают клупп к работе, т. е. очищают все части клуппа от пыли и грязи, а все трущиеся части его смазывают машинным маслом. Подбирают необходимые плашки под размер резьбы, очищают их от пыли и грязи, проверяют остроту режущих кромок и исправность резьбовых ниток. Устанавливают плашки в клупп, рукояткой поворачивая диск-планшайбу до упора. Места установки плашек в корпусе клуппа должны быть полностью открыты. Затем поочередно вставляют плашки, закрепляя их поворотом рукоятки диска в противоположную сторону. Правильность установки плашек проверяют, перемещая рукоятки диска в ту или другую сторону. При этом плашки должны одновременно сближаться к центру или расходиться от него без приложения больших усилий на рукоятку. Точность установки плашки на нужный размер проверяют по делениям на корпусе клуппа. Положение диска и плашек закрепляется установкой «собачки» в шлицевую прорезь на диске. Нарезаемый конец трубы и плашки смазывают вареным маслом. Устанавливают клупп на конец трубы и, вращая червячный винт, подводят три направляющие плашки до соприкосновения с цилиндрической поверхностью трубы, обеспечивая устойчивое положение клуппа на трубе. Налаживают клупп для первого прохода резьбы так, чтобы заборная часть резьбовых плашек была размещена от края трубы на 2–3 нитки резьбы. Затем, вращая винт, перемещающий «собачку», а вместе с ней и диск, сжимают резьбовые плашки таким образом, чтобы они врезались в поверхность трубы примерно на 0,3–0,5 мм. Вращают клупп в четыре приема (за каждый прием необходимо описать угол не более 90°). Вращение выполняют до тех пор, пока не будет выполнен первый проход на заданную длину нарезания резьбы. Длину нарезанной части проверяют измерительной линейкой по длине конца трубы, вышедшей из клуппа, плюс ширина плашек. После выполнения одного прохода обратным вращением клуппа подводят плашки к концу трубы и устанавливают в первоначальное положение. Вторично сжимают плашки винтом так, чтобы они врезались в стенку трубы, и вращают до конца нарезки. После выполнения второго прохода обратным движением проводят плашки в первоначальное положение, затем продолжают выполнять последующие проходы. От числа проходов зависит качество нарезаемой резьбы, поэтому для получения полной и хорошей резьбы надо выполнять следующее число проходов: при диаметре труб до 1″ — два прохода, а свыше 1″ — три прохода. Перед каждым повторным проходом поверхности резьбы детали и плашек необходимо очистить от стружек и вновь смазать вареным маслом. После нарезания резьбы освобождают защелку, рукояткой планшайбы раздвигают плашки и свободно снимают клупп с конца трубы. Затем клупп тщательно протирают и смазывают все его части маслом.

Нарезка резьбы электрорезьбонарезателем производится следующим образом. Перед вводом в нарезаемое отверстие метчик смазывают маслом. Удерживая резьбонарезатель в руках так, чтобы не было перекоса метчика относительно оси отверстия, включают электродвигатель и слегка нажимают на корпус. После нарезания резьбы и прекращения нажатия шпиндель выдвинется из корпуса, и фланец войдет в зацепление с выступами зубчатого колеса. Но так как колесо вращается в два раза быстрее, то метчик начнет с удвоенной скоростью вывертываться из отверстия. Производительность в 6 —10 раз выше производительности ручного способа.

Нарезка резьбы резьбонарезателем с пневматическим приводом производится следующим образом. Перед вводом в отверстие метчик смазывают маслом. Не допуская перекоса метчика относительно оси отверстия, включают двигатель. Слегка нажимая на корпус, нарезают резьбу. При прекращении нажима на метчик пневмонарезатель изменит направление вращения, а метчик вывернется из отверстия. После нарезания резьбу протирают чистой тряпкой и проверяют.

При нарезании резьбы в отверстиях на сверлильных станках предохранительный патрон устанавливают в шпиндель станка, как в обыкновенный патрон с коническим хвостовиком. Метчик вставляют в цангу патрона и закрепляют накидной гайкой. Сверлильный станок налаживают на скорость резания в 5–8 м/с. После включения электродвигателя проверяют метчик на биение. Затем смазывают метчик маслом и нарезают резьбу. Метчик регулируют на допустимое усилие круглой гайкой, которая стопорится винтом. Наибольший размер нарезаемой этим резьбонарезателем резьбы 8 мм.

Контрольные вопросы

1. Что такое резьбовое соединение, назовите его основные характеристики.

2. Какие основные элементы резьбы вы знаете?

3. Опишите основные виды треугольной резьбы.

4. Назовите основной нарезной инструмент и дайте его краткую характеристику.

5. Как подразделяется машинный резьбонарезной инструмент?

6. Назовите основной резьбонакатный инструмент.

7. Какой существует инструмент для нарезания резьбы на трубах?

8. Как осуществляется контроль качества нарезания резьбы?

9. Назовите основные виды брака при нарезании резьбы и причины, повлекшие его возникновение.

10. Каковы основные требования к организации рабочего места и производство работ при нарезании резьбы ручным инструментом?

11. Каковы основные требования к организации рабочего места и производство работ при нарезании резьбы механизированным инструментом?

12. Как нарезается наружная резьба ручным и механизированным способами на отдельных и сопряженных деталях?

13. Как нарезается внутренняя резьба ручным и механизированным способами на отдельных и сопряженных деталях?

Глава 4 Пригоночные операции слесарной обработки

4.1. Назначение, виды, сущность, приемы и последовательность выполнения

К пригоночным операциям слесарной обработки относятся: пригонка, припасовка, притирка и доводка.

Для пригонки одной детали к другой прежде всего необходимо, чтобы одна из деталей была совершенно готовой — по ней и ведется пригонка. В пригонке скользящих деталей наиболее существенным препятствием являются острые ребра и углы припиливаемых поверхностей. Их подгоняют до тех пор, пока сопрягаемые детали не станут входить одна в другую свободно, без зазора. Если соединение на просвет не проглядывается, ведут припиливание по краске. На подгоняемых поверхностях могут быть и без краски различимы следы от трения одной поверхности по другой. Эти следы, имеющие вид блестящих пятен, показывают, что именно данные места мешают движению одной детали по другой. Блестящие места (или следы краски) опиливают напильником до тех пор, пока деталь не будет окончательно готова. При любых пригоночных работах нельзя оставлять острых ребер и заусенцев на деталях; их нужно сглаживать напильником, так как о них можно пораниться. О качестве обработки торцов и ребер можно судить, проводя по ним пальцем.

Понятие «сглаживание ребра» нельзя путать с понятием «снятие фаски». При снятии фаски на ребре детали делают небольшую плоскую ленточку, наклоненную под углом 45° к боковым граням детали.

Припасовкой называется обоюдная пригонка деталей, сопрягающихся без зазора. Припасовывают как замкнутые, так и полузамкнутые контуры. Припасовке характерна большая точность обработки. В припасовываемых деталях отверстие называют проймой, а деталь, входящую в пройму, — вкладышем. Припасовке подвергают шаблоны, контршаблоны, штамповый инструмент (пуансоны и матрицы) и т. д. У шаблона и контршаблона рабочие части должны быть припасованы, так, чтобы при соприкосновении припасованных сторон шаблона и контршаблона между этими сторонами не было зазора при любых из возможных вариантов взаимных перекантовок шаблона и контршаблона.

Притирка — обработка поверхностей изделия притиром, который является инструмент из мягких материалов со шлифующим порошком. При помощи притира с обрабатываемого изделия удаляется тончайший слой металла (до 0,02 мм). Толщина слоя металла, снимаемого притиром за один проход, не превышает 0,002 мм. Притирка производится после работы напильником или шабером для окончательной отделки поверхности обрабатываемого изделия и придания ему наибольшей точности. Притирка является очень точной чистовой отделочной операцией и применяется для обеспечения плотных, герметичных разъемных и подвижных соединений (соединение деталей кранов, клапанов, хорошо удерживающее жидкость и газы). Точность притирки деталей производится от 0,001 до 0,002 мм или до полного совпадения сопрягаемых поверхностей. Припуск на эту операцию составляет 0,01—0,02 мм. Притирка выполняется на плите. В качестве абразива применяют электрокорунд, наждак (окись алюминия), карбид кремния, крокус (окись железа), окись хрома, венскую известь, трепел, толченое стекло, алмазную пыль, пасты ГОИ и другие материалы. Из смазывающих веществ наиболее часто употребляют машинное масло, керосин, бензин, толуол, спирт.

Чтобы произвести притирку детали, на притирочную плиту наносят тонким равномерным слоем смешанный с маслом абразивный порошок. Деталь кладут притираемой поверхностью на плиту и круговыми движениями перемещают ее по всей плите до получения матового или глянцевого (блестящего) вида поверхности.

В процессе притирки механическое удаление частиц металла сочетается с химическими реакциями. При работе абразивными веществами обрабатываемая поверхность под действием абразива и кислорода воздуха окисляется. Движением притира эта пленка окисленного металла с поверхности снимается, но поверхность тут же снова окисляется. Таким образом металл удаляется до тех пор, пока поверхность не приобретет требуемой точности и чистоты обработки.

Доводку выполняют на предварительно ошлифованных поверхностях, с оставленным припуском на доводку от 0,01 до 0,02 мм. Доводка является разновидностью притирки и служит для получения не только требуемых форм и шероховатости поверхности, но и заданных размеров деталей с высокой точностью. Обработанные доводкой поверхности более долговечны, что является определяющим фактором для измерительных и поверочных инструментов и очень точных деталей.

4.2. Рабочий инструмент и приспособления

Важным условием высококачественной обработки подгоняемых поверхностей и отверстий является правильный выбор напильников. Напильники выбирают по профилю сечения в зависимости от формы обрабатываемых поверхностей и отверстий: для углублений и отверстий, имеющих квадратное сечение — квадратные напильники, для прямоугольных — плоские и квадратные напильники, для трехгранных — трехгранные, ромбовидные и полукруглые, для шестигранных отверстий — трехгранные и квадратные. Напильники должны иметь ширину рабочей части не более 0,6–0,7 размера стороны углубления или отверстия, длина напильника определяется размером обрабатываемой поверхности (по длине) плюс 200 мм. При обработке криволинейных поверхностей отверстий в виде радиусных, овальных или сложных криволинейных контуров применяют круглые или полукруглые напильники, у которых радиус закругления должен быть меньше радиуса закругления обрабатываемого контура. Припасовка производится напильниками с мелкой и очень мелкой насечкой — № 2, 3, 4 и 5, а также абразивными порошками и пастами.

Также высококачественной обработке деталей способствует правильный подбор крепежных приспособлений, таких как ручные тиски, позволяющие быстро закреплять обрабатываемую деталь. Их конструкция позволяет производить зажим детали в тисках конусным устройством, разводящим и сводящим губки при вращении круглой рукоятки с накатанной поверхностью. Косые губки к тискам применяются для зажима деталей при опиловке наклонных поверхностей и снятии фасок. Косые губки вставляют между губками обычных параллельных слесарных тисков. Лекальные тиски применяют для выполнения операций, при которых требуется высокая точность базирования и надежность закрепления детали (при разметке, сверлении, развертывании, плоском и профильном шлифовании). Эти тиски отличаются от машинных тисков высокой точностью изготовления и возможностью их установки на три взаимно перпендикулярные плоскости. Неподвижная губка составляет одно целое с корпусом. Конструкция подвижной губки позволяет ей перемещаться по точно отшлифованной плоскости корпуса. При этом направление губкам задают две шпонки. Подвижная губка удерживается на плоскости корпуса винтами, которые проходят через дистанционный упор и планку. Дистанционный упор при затянутых винтах позволяет перемещаться деталям по скользящей посадке относительно направляющих корпуса. Перемещение губки производится при помощи винта, вращающегося в гайке, неподвижно закрепленной на корпусе и застопоренной в подвижной губке штифтом. Боковые поверхности лекальных тисков строго перпендикулярны шлифованному основанию и параллельны между собой, а зажимные плоскости губок перпендикулярны основанию и верхней плоскости корпуса тисков. Все основные детали тисков изготовляют из стали У7А, подвергают термической обработке до твердости НRС 55–58 и шлифованию с допусками по второму классу точности. Струбцины широко используются при выполнении подгоночных операций, выполняемых слесарем. Например, струбцина с дифференциальным зажимным винтом имеет следующую конструкцию. Дифференциальный зажимной винт зажимает пакет плоскопараллельных деталей и регулирует как параллельность губок, так и силу зажима, что особенно важно при лекальных работах. Струбцина имеет две зажимные планки, соединенные двумя винтами. Винт дифференциальный, т. е. с двумя нарезками разного диаметра и разного шага. Винт имеет подпружиненный наконечник, самоустанавливающийся в углублении планки. Такое устройство позволяет в начале зажать детали винтом, а уже потом винтом, что при малых габаритах струбцины позволяет получать надежное закрепление со значительным усилием зажима.

Для облегчения работы и обеспечения более высокой точности обработки ребер деталей слесари используют специальные приспособления, обеспечивающие оптимальную установку обрабатываемой детали, надежное ее закрепление в требуемом положении и создание точного направления обрабатывающему инструменту (напильнику, надфилю, абразивному бруску, притиру). Существуют разнообразные конструкции приспособлений: от простейшего опиловочного угольника до сложных рамочных устройств с роликовыми направляющими, угломерами, синусными линейками. Для обработки прямолинейных поверхностей шаблонов и лекал применяют параллели (наметки). Параллель с призматическими направляющими вкладышами представляет собой две закаленные и хорошо отшлифованными под прямым углом планками с пазами, в которых размещены два направляющих вкладыша, плотно сидящие в пазах. Перемещение планок относительно друг друга и зажим обрабатываемой детали производится при помощи двух винтов.

Для слесарной обработки внутренних прямых углов у шаблонов, калибров и лекальных инструментов применяют раздвижные угольники. При ручной обработке шаблонов, лекал и различных калибров до и после закалки применяют универсальную параллель . Данное приспособление заменяет несколько параллелей, используемых для обработки отдельных элементов профиля шаблона. Оно состоит из корпуса, на боковых поверхностях которого имеется большое количество отверстий с резьбой М6. Отверстия расположены вертикальными и горизонтальными рядами на расстоянии 10 мм друг от друга. К одной из торцовых поверхностей корпуса прикреплена на штифтах и винтах планка с продольным пазом, выполняющая функцию направляющей плоскости, по которой перемещается рабочий инструмент. На лицевой стороне корпуса имеется вертикальный паз со сквозной прорезью по всей его длине, в которой помещен ползун, перемещающийся вдоль паза. В нужном положении ползун закрепляют винтом, расположенным с тыльной стороны корпуса. В верхней части ползуна имеется сквозное отверстие, две грани которого образуют призму. С торца ползуна ввернут винт, с помощью которого к призме прижимается штифт, служащий осью. На эту ось технологическим отверстием надевают обрабатываемый шаблон при воспроизведении дуговых участков его профиля. Диаметр выступающей части штифта равен 2 мм. Настройку на заданный радиус осуществляют перемещением ползуна по пазу с контролем расстояния от оси штифта до рабочей плоскости приспособления. Установку выполняют по блоку концевых мер и с помощью лекальной линейки.

Для обработки выпуклого дугового участка профиля применяют параллель следующей конструкции. В заготовке сверлят сквозное отверстие диаметром 2 мм. Ползун вместе со штифтом устанавливают так, чтобы ось штифта была расположена ниже рабочей плоскости параллели на расстоянии, равном определенной величине радиуса. Для этой цели концевую меру размером, несколько меньшим чем у радиуса, накладывают на штифт. Затем вертикальным перемещением ползуна его располагают так, чтобы плоскости концевой меры и параллели легли на одном уровне. И все это контролируется с помощью лекальной линейки. Заготовку надевают на штифт. Затем, поворачивая ее вокруг оси валика, постепенно опиливают поверхность до уровня рабочей плоскости параллели. Параллель имеет дополнительные детали, устанавливаемые на ее корпусе по мере необходимости: опорная планка, синусная линейка, два угольника. Планка имеет две пружины, через которые она может быть прикреплена к корпусу в любом месте, и используется для размещения на ней блоков концевых мер при обработке различных уступов или при настройке синусной линейки на заданный угол. Синусная линейка имеет прямоугольную форму, два продольных паза и отверстия, через которые могут быть пропущены винт при закреплении линейки на корпусе. С нижней стороны линейка имеет две призматические впадины, в которые помещены ролики с расстояниями между осями 100 мм. Верхняя плоскость линейки с помощью блоков концевых мер, устанавливаемых на плоскости планки, может быть настроена на угол от 0 до 45° по отношению к рабочей плоскости параллели. При необходимости обработки участков, наклоненных к базовой стороне на угол больше 45°, используется угольник. Линейку при этом настраивают на дополнительный угол, а заготовка своей базовой стороной прижимается к стороне угольника, установленного на плоскости синусной линейки. Этот же угольник может служить упором при передвижении заготовки по шагу. Данная необходимость возникает при обработке заготовки, имеющей вид гребенки. Угольник может быть использован как дополнительная рабочая плоскость в тех случаях, когда возникает необходимость в обработке двух участков, расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях, но в одной плоскости. Крепится угольник с лицевой стороны корпуса винтами, а его рабочая поверхность приводится в одну плоскость с рабочей поверхностью корпуса.

Притирами называются инструменты, предназначенные для абразивной доводки. Доводка — завершающий процесс изготовления измерительных и режущих инструментов, деталей измерительных приборов и контрольных приспособлений, прошедших термическую обработку. Доводка выполняется абразивными порошками или пастами, наносимыми на рабочую поверхность доводочных инструментов. Размеры и форма притиров зависят от формы и размеров обрабатываемой поверхности. Различают притиры для обработки плоскостей, профильных поверхностей, наружных и внутренних поверхностей тел вращения, резьбовых поверхностей. Притиры бывают подвижные и неподвижные. Подвижные притиры применяют в тех случаях, когда обрабатываемую деталь закрепляют в тисках или в зажимном приспособлении, а притир перемещают по обрабатываемой поверхности детали. Неподвижные притиры закрепляют в тисках или на рабочем столе (верстаке), а обрабатываемую деталь перемещают по притиру. Притиры независимо от формы рабочей поверхности предназначаются для черновых или чистовых доводочных работ. Черновые притиры на рабочей поверхности имеют канавки, а чистовые притиры — гладкую и сплошную рабочую поверхность. Окончательная доводка осуществляется почти сухим и не имеющим свободного абразива притиром. В простейших случаях доводка плоских поверхностей деталей выполняется на доводочных плитах различных размеров. Рабочая поверхность доводочных плит разделена на отдельные участки (поля), каждый из которых предназначается для определенной стадии доводочных работ. На участке А выполняется предварительная черновая доводка, для чего на эту часть поверхности плиты наносят перекрестные канавки, в которые западают крупные абразивные зерна или мельчайшая металлическая стружка, являющаяся отходом процесса обработки. На участок В наносят мелкие перекрестные или одинарные канавки, а на участке С канавок не делают, он должен иметь чистую, точно обработанную и гладкую поверхность для отделочной доводки. Такие плиты-притиры (по мере износа их рабочей поверхности) перешлифовывают и притирают по методу трех плит. Раздвижная плита-притир имеет две точно обработанные рабочие плоскости, одна из которых перемещается поперек плиты и может быть закреплена на нужном расстоянии от другой. Такие плиты используют для доводки одновременно двух плеч профильных и высотных шаблонов. Рабочие поверхности раздвижных плит-притиров делают без канавок.

Доводка наружных цилиндрических поверхностей выполняется с помощью колец-притиров, которые могут быть цельными, но чаще бывают разрезными. Черновые кольца-притиры на рабочих поверхностях имеют канавки, а чистовые делают без канавок. Для удержания колец-притиров во время доводки применяют держатели. Чтобы кольцо-притир можно было регулировать по ходу доводки, цилиндрический держатель имеет винт, которым поджимают кольцо-притир и тем самым изменяют его внутренний диаметр. На поверхности держателя предусмотрена накатка, что обеспечивает более удобное и надежное удерживание его рукой. В качестве основного инструмента для доводки отверстий применяют стержневые притиры, главной частью которых является втулка, сидящая на оправке. Притиры делят на нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые притиры не имеют разжимных устройств и наружный диаметр их в процессе доводки отверстия не может быть увеличен. Эти притиры применяют только для доводки отверстий малых диаметров. В эту группу входят притиры для доводки конических отверстий, а также резьбовые притиры. Регулируемые притиры снабжены разжимным устройством и их наружный диаметр может быть увеличен в процессе доводки. Разжимные притиры применяют для доводки цилиндрических отверстий диаметром более 15 мм. В зависимости от зернистости применяемых абразивно-доводочных материалов наружный диаметр втулки притира делают на 0,01—0,02 меньше диаметра обрабатываемого отверстия. Длину втулки делают на 30–60 % больше глубины обрабатываемого отверстия. Наружная поверхность втулки может быть гладкой или с канавками, при этом чем больше диаметр втулки, тем больше число канавок. У чистовых притиров канавок не делают. Регулируемый широкодиапазонный притир применяется для обработки отверстий разных размеров и различных форм (круглых, квадратных, многоугольных). Притир состоит из валика с гладким хвостовиком для зажима его в патроне или хомуте и утолщенной части с четырьмя пазами. Две специальные гайки, сидящие на резьбовой части валика, служат для зажима и установки на размер четырех притирочных планок. Концы планок имеют конусное окончание, входящее в выточки гаек, благодаря чему планки держатся на валике. Перемещая притирочные планки по пазу, можно увеличивать или уменьшать рабочий размер притира. Имея соответствующий набор притирочных планок и меняя их, можно притирать отверстия диаметром от 18 до 50 мм, а применяя планки с плоскими поверхностями — притирать квадратные и прямоугольные отверстия. Материал притирочных планок можно подбирать различный в зависимости от того, из какого материала изготовлена притираемая деталь. Доводочные призмы изготовляют из чугуна или из стали.

Притиры изготовляют из металлов, стекла, пластмасс. Свойства притиров, помимо физико-механических характеристик, зависят от структуры материала, отсутствия инородных включений и состояния их поверхности. Притир должен обладать равномерной структурой, его твердость должна быть меньше твердости обрабатываемых деталей и иметь хорошую шаржируемость. Наличие на поверхности притира микро- и макронеровностей и неравномерной твердости отрицательно сказывается на производительности и качестве доводки. Шероховатость рабочей поверхности притира должна быть на 1–2 класса ниже шероховатости обрабатываемой детали, достигаемой на данной операции. На притире недопустимы риски, царапины, заусенцы, надиры, посторонние включения. Материал притира не должен быть слишком мягким. В мягком материале абразивные зерна под влиянием действующих на них усилий утопают в притире, в результате чего снижается производительность обработки и ухудшается качество доводимой поверхности. Лучше противостоят износу твердые материалы притиров, например сталь, чугун. Притиры, изготовленные из серого чугуна, хорошо и легко шаржируются и хорошо удерживают абразив. Стальные притиры изготовляют из стали марок 20; 30. Твердость стальных притиров должна быть НВ 150–200. Износостойкость и прочность стальных притиров выше чугунных, но шаржируемость — более низкая. Для выполнения отделочных стадий доводки применяют стальные притиры твердостью НВ 200–220, шаржируемые доводочными пластами. Для выполнения обычных доводочных работ абразивным зерном применяют притиры из мягкого чугуна твердостью НВ 120–140; для точных доводочных работ применяют чугунные притиры твердостью НВ 180–200. Графит чугуна в данном случае является как бы смазывающим веществом и обладающим демпфирующими свойствами, устраняющими сцепление притира с обрабатываемой поверхностью детали. При доводке пастами применяют на черновых операциях притиры из обычного твердого чугуна, а на завершающих — из плотного чугуна или латуни. При выполнении доводочных работ с целью получения наивысшей точности и зеркальной поверхности на детали используют притиры, изготовленные из особого стекла, отличающегося высокой твердостью, прочностью и химической стойкостью. Этот вид стекла быстро правится свободным абразивом с последующей закалкой и шлифованием. Стеклянные притиры имеют вид прямоугольных брусков, и изготовляются с четырьмя вырезами под углом 90°, а в отдельных случаях призмы могут иметь один или два угловых выреза, поверхности которых строго перпендикулярны торцовым граням призмы. Призмы применяют для доводки различных профильных шаблонов на притирах и плитах. Притирку конических поверхностей можно выполнить, применяя коловорот или ручную дрель.

4.3. Контроль качества выполнения работ

Качество притираемых поверхностей проверяют на краску. На хорошо притертых поверхностях краска равномерно ложится по всей поверхности. Наличие плоской поверхности при притирке проверяют лекальной линейкой с точностью 0,001 мм. Параллельность плоских поверхностей проверяют микрометром, индикатором или иными рычажно-механическими приборами. Заданный профиль поверхности проверяют шаблонами, лекалами по методу световой щели. Углы проверяют угольниками, угломерами, угловыми плитками, шаблонами.

При измерении следует иметь в виду, что во избежание ошибок при контроле все измерения надо проводить при температуре 20 °C. Оценка качества подгоняемых деталей заключается в точности их изготовления, которая проверяется мерительным инструментом, например микрометром. Измерение цилиндрических деталей микрометром производят следующим образом. Измерительные поверхности микрометра разводят немного больше размера диаметра, подлежащего измерению. Держа микрометр за скобу, его устанавливают на деталь между измерительными поверхностями так, чтобы их ось была размещена диаметрально детали. Слегка покачивая микрометр, в его плоскости для установления более правильного контакта с деталью одновременно вращают трещотку до соприкосновения измерительных поверхностей с поверхностью измеряемой детали до тех пор, пока трещотка не будет вращаться вхолостую. Правильность диаметрального положения и точность измерения определяется путем перемещения микрометра по поверхности измеряемой детали с легким трением. Зажимное кольцо или стопорный винт вращают и фиксируют установленное положение. Затем микрометр снимают с детали и производят отсчет результата измерений. Проверку точности измерений проводят повторным измерением размеров детали.

Для измерения углов применяют угломер с нониусом, который является многомерным инструментом, предназначенным для измерения наружных и внутренних углов с точностью измерения до 2°. Такой угломер применяется для проверки только чисто обработанных поверхностей. При измерении наружных углов от 0 до 50° применяют наладку, где измерительными сторонами угломера являются ребра съемной линейки и измерительной линейки. Точность отсчета, полученного при измерении угловых величин или при установке заданного угла, проверяют по градусной шкале и нониусу. По градусной шкале, размещенной на дуге основания, определяют, на каком целом делении (или между ними) остановилось нулевое деление нониуса, которое соответствует числу целых градусов угловой величины. По шкале нониуса определяют, какое из делений совпало с делением градусной шкалы, по цифрам нониуса определяют число минут. Метод отсчета величины угла по угломеру с нониусом заключается в следующем. Вращением винта подачи добиваются, чтобы измерительные стороны угломера разошлись на угол, несколько больший измеряемого наружного угла. Помещают измеряемый наружный угол детали между измерительными сторонами угломера так, чтобы одна его сторона находилась в плотном соприкосновении с рабочим ребром линейки. Затем плавно вращают микрометрический винт, подводя плоскость измерительной линейки ко второй грани угла до плотного соприкосновения поверхности со второй плоскостью угла. Добившись равномерного светового зазора между поверхностями, фиксируют положение дуги стопорным винтом. Снимают угломер с изделия и отсчитывают число градусов и минут. После окончания измерения угломер кладут в футляр, предварительно протерев его промасленной чистой тряпкой во избежание коррозии.

Качество притирки проверяют мелом или цветным карандашом. Во избежание брака необходимо следить, чтобы в притирочный порошок не попадали посторонние примеси, мусор, крупные зерна, которые оставляют на притираемых поверхностях царапины.

4.4. Требования к организации рабочего места и безопасности выполнения пригоночных работ

Поверочные линейки, угольники, штангенциркули и кронциркули следует оберегать от механических повреждений, которые делают инструмент непригодным к пользованию. Инструмент запрещается разбрасывать по поверхности рабочего места и класть его друг на друга. При измерении деталей большие усилия, прилагаемые к подвижной губке штангенциркуля, могут привести к изгибу губок и искажению показания прибора. При закреплении стопорного винта штангенциркуля не следует применять больших усилий, так как это может привести к срыву резьбы. Стопорные винты необходимо отвинчивать только на один оборот. Поверочную линейку и угольник при проверке плоскостей нужно накладывать осторожно без рывков и ударов. Перемещать поверочный измерительный инструмент по металлу нельзя, так как в этом случае рабочая кромка изнашивается и теряет точность. Новыми напильниками запрещается опиливать поверхности с окалиной или литейной коркой. Поверхность с окалиной надо снимать на обдирочном наждачном точиле или насечным ребром старого напильника. Если во время опиливания напильник скользит, его необходимо прочистить стальной щеткой, движением от себя вдоль насечек. Не следует употреблять новые напильники для опиливания мягких металлов, так как стружка этих металлов забивает впадины между режущими кромками. При опиливании следует пользоваться только одной стороной напильника до тех пор, пока она не сработается, только после этого необходимо работать второй стороной. Сила нажима при опиливании должна зависеть от насечки: чем меньше насечка, тем меньше должна быть сила нажима. Напильники необходимо оберегать от попадания на них масла, воды, пыли и грязи. Нельзя класть напильники друг на друга или на другой инструмент, так как при этом забивается насечка. Чистку засаленных напильников необходимо производить твердым древесным углем или мелом, натирая поверхность напильника в направлении насечек до полного уничтожения следов масла. Перед опиливанием алюминия напильники следует натирать стеарином. Напильники, забитые опилками дерева, эбонита, резины, фибры, пластмасс, капрона, погружают на 15–20 мин. в горячую воду, а затем очищают кардной щеткой. По окончании работы весь мерительный и поверочный инструмент следует протереть сначала чистой тряпкой насухо, а затем тряпкой, слегка смоченной в масле. Инструмент следует хранить в мягких футлярах, где для каждого инструмента должно быть отведено свое необходимое место. Работать неисправным инструментом запрещено. Напильники, находящиеся в работе, не должны иметь трещин, отколов и заточенных концов. Хвостовая часть не должна быть сломанной. Ручки напильников должны быть изготовлены из твердых пород древесины и не иметь трещин и отколов. Поверхность ручки должна быть чистой и гладкой. Для предупреждения раскалывания ручки на нее плотно насаживают металлическое кольцо. Ручка должна плотно и надежно насаживаться на хвостовую часть напильника и входить на 2/3—3/4 своей длины. Ручку на хвостовик напильника насаживают двумя способами. При первом способе хвостовик напильника вставляют в отверстие ручки, удерживая напильник правой рукой за насечку. Для плотной насадки ударяют головкой ручки о твердый предмет до ее полной насадки. При втором способе хвостовик напильника вставляют в отверстие ручки и, взяв напильник в левую руку ручкой вверх, наносят несколько легких ударов молотком по торцу ручки до полной насадки.

При проведения пригоночных работ запрещается:

1) во время рабочего хода доводить напильник до удара ручкой о деталь, так как это может вызвать соскакивание ручки и нанести ранение;

2) поджимать пальцы левой руки под напильник при обратном ходе, так как при опиливании деталей с острыми краями можно поранить левую руку;

3) проверять пальцами качество опиленной поверхности, так как жир, выделяемый кожей рук, затрудняет дальнейшее опиливание;

4) удалять руками металлическую стружку с опиливаемой поверхности или тисков, так как стружка может врезаться в кожу рук и вызвать заболевание. Нельзя сдувать стружку, так как это может привести к засорению глаз. С опиливаемой поверхности и тисков стружку следует удалять только щеткой или тряпкой.

Во время работы при установке в тисках различных притиров следует надежно закреплять их (круглые и тяжелые притиры при слабом креплении могут упасть и вызвать ушибы ног работающего). Запрещается применять приставные бруски и призмы с острыми кромками, так как при перемещении их по притиру можно поранить руку. В процессе выполнения притирочных работ необходимо обрабатываемую поверхность очищать не рукой, а тряпкой (ветошью), пользоваться защитными устройствами для отсасывания абразивной пыли, осторожно обращаться с пастами, так как они содержат кислоты.

При работе ручным электрифицированным инструментом запрещается:

1) выполнять работу неисправным электроинструментом (неисправным электрокабелем и штепсельным соединением);

2) производить частичную разборку и ремонт электроинструмента;

3) работать электрифицированным инструментом в сырых помещениях и на открытом воздухе во время дождя, допускать попадания влаги внутрь электроинструмента, иначе корпус может оказаться под напряжением;

4) держать подключенный к сети электрифицированный инструмент за электропровод, за режущий инструмент, прижимать корпус инструмента к телу, класть его на колени;

5) оставлять электроинструмент подключенным к сети без надзора при временном перерыве в работе или отключении тока;

6) переходить от одного участка работы на другой с включенным электродвигателем;

7) выполнять обработку материалов, дающих отскакивающую стружку, без защитных очков;

8) допускать к работе с электрифицированным инструментом лиц без надлежащего инструктажа и обучения безопасным методам работы с ним;

9) производить лицам, не имеющим на то прав, исправления или замену предохранителей в электросети, разборку электродвигателя и выключателя электрифицированного инструмента.

При работе электрифицированным инструментом разрешается производить работу только с заземленным корпусом инструмента в резиновых перчатках и галошах или стоя на изолированной поверхности (резиновом корпусе, деревянном щите). Заземление выполняется специальным проводом, присоединенным одним концом к корпусу электроинструмента, а другим к контуру заземления. Без применения защитных средств можно выполнять работу высокочастотными электрифицированными инструментами, а также под током обычной частоты при напряжении до 36 В. Следует немедленно останавливать электроинструмент при заклинивании инструмента, малейшей неисправности или поломке режущего инструмента.

При работе ручными пневматическими инструментами запрещается:

1) работать пневматическим инструментом без рукавиц;

2) держать пневматический инструмент за шланг или рабочий инструмент и работать им на приставной лестнице;

3) производить ремонт и частичную разборку пневматического инструмента без отключения его от воздухопровода;

4) вставлять и вынимать рабочий инструмент во время работы пневматического инструмента.

Присоединять резиновый шланг к пневматическому инструменту нужно только при закрытом кране воздухопровода на подводящей линии. Прежде чем отсоединить шланг от пневматического инструмента, нужно обязательно закрыть кран, подающий сжатый воздух из воздухопровода в шланг. Сжатый воздух, выходящий из отверстия шланга, может вырвать шланг из рук и вызвать травму.

4.5. Выполнение пригоночных операций

При изготовлении и припасовке шаблонов с полукруглыми наружным и внутренним контурами вначале изготовляют деталь с внутренним контуром — пройму (1-я операция). К обработанной пройме подгоняют (припасовывают) вкладыш (2-я операция).

При обработке проймы сначала точно опиливают широкие плоскости как базовые поверхности, затем начерно — ребра (узкие грани) 1, 2, 3 и 4, после чего размечают циркулем полуокружность, вырезают ее ножовкой (или как показано штрихом на рисунке); производят точное опиливание полукруглой выемки и проверяют точность обработки вкладышем, а также симметричность по отношению к оси с помощью штангенциркуля. Далее размечают и вырезают ножовкой углы. После этого производят точное опиливание и припасовку ребер 5 и 6. Затем выполняется точное опиливание и припасовка вкладыша к пройме. Точность припасовки считается достаточной, если вкладыш входит в пройму без перекоса, качки и просветов.

При изготовлении и припасовке косоугольных вкладышей в проймы типа «ласточкин хвост» сначала обрабатывают вкладыш (обработка и его проверка несколько проще).

Обработку ведут в следующем порядке. Вначале точно опиливают широкие плоскости как базовые поверхности, затем все четыре узкие грани (ребра) 7, 2, 3 и 4. Далее размечают острые углы, вырезают их ножовкой и точно опиливают. Сначала опиливают ребра 5 и 6 в плоскости, параллельной ребру 7, затем ребра 7 и 8 по линейке и под углом 60° к ребру 4. Острый угол (60°) измеряют угловым шаблоном. Пройма обрабатывается в следующем порядке. Вначале точно опиливают широкие плоскости, после чего опиливают все четыре ребра. Далее производится разметка, вырезка ножовкой паза и опиливание ребер 5, 6 и 7. Сначала ширина паза делается меньше требуемой на 0,05—0,1 мм при сохранении строгой симметричности боковых ребер паза по отношению к оси проймы. Глубина паза выполняется сразу точной по размеру. Затем при припасовке вкладыша и проймы ширина паза получает точный размер по форме выступа вкладыша. Точность припасовки считается достаточной, если вкладыш входит в пройму туго от руки без просветов, качки и перекосов.

При припасовке шаблона к контршаблону шаблон накладывают на контршаблон и с небольшим усилием нажимают на него. Затем проверяют плотность соединения плоскостей и углов на просвет. Процесс подгонки чередуют с накладыванием шаблона на контршаблон, определяя на просвет несколько раз до тех пор, пока шаблон без большого усилия войдет в контршаблон с перекантовкой. После окончания припасовки выполняют окончательную обработку наружных поверхностей под размер. Для повышения производительности труда и точной обработки узких поверхностей шаблона и контршаблона можно использовать приспособление — цельную рамку. Применяя в работе это приспособление, выполняют следующее. На обрабатываемых заготовках делают разметку всего контура шаблона и контршаблона по чертежу. Устанавливают заготовку в рамке обрабатываемой стороной вверх, предварительно закрепляют ее по риске винтами. Потом точно выверяют установку заготовки в рамке так, чтобы прочерченная риска разметки точно совпала с рабочей верхней плоскостью приспособления. Зажимают рамку с заготовкой в тисках. Берут в руки напильник, встают в рабочее положение и предварительно опиливают напильником выступающую часть кромки заготовки, не доходя 0,3–0,5 мм до рабочих поверхностей рамки. При опиливании надо соблюдать строгую параллельность движений напильником по отношению к верхней рабочей плоскости приспособления. Окончательно опиливают выступающие кромки заготовки заподлицо с плоскостью приспособления. При этом необходимо пользоваться старыми напильниками, так как при соприкосновении насечки напильника с закаленными поверхностями приспособления напильник притупляется. Заканчивают опиливание, когда напильник перестает снимать слой металла с обрабатываемой плоскости и будет скользить по всей поверхности. Для опиливания второй и последующих кромок заготовку переставляют и закрепляют в новом положении так, чтобы размеченная риска точно совпала с рабочей поверхностью рамки.

Для производительной и точной притирки необходимо правильно выбирать и строго дозировать количество абразивных материалов, а также смазки. Излишнее количество абразивного порошка или смазки препятствует соприкосновению притираемых поверхностей, отчего производительность и качество притирки снижаются. При окончательной притирке повышение производительности и качества притирки достигается путем покрытия притира тонким слоем абразивного порошка с тончайшим слоем стеарина, разведенного в бензине. При притирке необходимо учитывать величину давления на притир. При повышении давления между притиром и деталью увеличивается скорость процесса, но только до известных пределов. При очень большом давлении зерна раздавливаются, поверхность детали получается с задирами и иногда приходит в негодность. Обычно давление при притирке составляет 150–400 кПа / кв. см. При окончательной притирке давление на притир надо уменьшить. Притирка плоских поверхностей обычно производится на неподвижных чугунных притирочных плитах. Форму и размеры плит выбирают в зависимости от величины и формы притираемых деталей. На поверхность притирочной плиты посыпают шлифующий порошок. Операция притирки обычно подразделяется на предварительную притирку (черновую) и окончательную (чистовую). Изделие или притир передвигают круговыми движениями. Притирку ведут до тех пор, пока притираемая поверхность не будет иметь матовый цвет или зеркальный вид. Для получения блестящей поверхности притирку заканчивают на притире из твердого дерева, покрытом разведенной в спирте венской известью. Притирка на плитах дает очень хорошие результаты. Поэтому на них притираются детали, требующие высокой точности обработки (шаблоны, калибры, плитки и т. п.). Чтобы плита изнашивалась равномерно, притираемую деталь перемещают равномерно по всей ее поверхности. Во избежание коробления при притирке необходимо следить, чтобы обрабатываемая деталь сильно не нагревалась. Если деталь нагрелась, притирку следует приостановить и вести медленнее, дать детали охладиться, после этого продолжают обработку. Для быстрого охлаждения деталь кладут на чистую массивную металлическую плиту. Абразивный порошок или паста срабатывается после 8—10 круговых движений по одному и тому же месту, после чего его удаляют с плиты чистой тряпкой и заменяют новым абразивно-притирочным материалом. Предварительную притирку ведут на плите с канавками, окончательную притирку — на гладкой плите на одном масле, используя лишь остатки порошка, сохранившегося на детали от предыдущей операции.

Притирка тонких и узких деталей (например, шаблонов, угольников, линеек) ведется с помощью чугунных или стальных направляющих брусков (кубиков) и призм. К бруску или призме прикладывают притираемую деталь и вместе перемещают по притирочной плите.

Одновременную притирку нескольких деталей, соединенных винтами, заклепками, струбцинами в пакет, выполняют путем перемещения по притирочной плите. При этом обеспечивается высокая производительность и отпадает необходимость в дополнительных приспособлениях.

Притирку конических поверхностей приходится выполнять при ремонте кранов, клапанов, гнезд под клапаны и т. п. Притирку внутренних конических поверхностей выполняют с помощью конического притира-пробки. Он имеет винтовые канавки для удержания абразивно-притирочного материала. На квадратный хвостовик надевается вороток для вращения притира-пробки. На притир-пробку наносят ровным слоем абразивно-притирочный материал, затем вводят его в притираемое отверстие и с помощью воротка делают неполные обороты то в одну, то в обратную сторону и затем делают почти полный оборот. После 15–18 оборотов притир вынимают, насухо протирают тряпкой, наносят на него абразивно-притирочный материал и снова вводят в притираемое отверстие, продолжая притирку до тех пор, пока обрабатываемая поверхность не станет матовой равномерно по всей площади. Подобным образом притирают наружные конические поверхности, используя для этой цели специальные притиры в виде колец с коническим отверстием, соответствующим протираемому конусу. Арматура, пробки, фланцы, клапаны, а также краны специальных притиров не требуют. После изготовления их соприкасающиеся рабочие поверхности взаимно притираются друг к другу (клапан к гнезду, пробка к крану).

Наружную резьбу притирают резьбовыми кольцами, а внутреннюю — цельными резьбовыми оправками (если, отверстие малого диаметра), изготовляемыми из серого чугуна. Резьбу больших диаметров притирают сменными регулируемыми кольцами, устанавливаемыми на разжимной стальной оправке.

Высокая твердость сплавов не позволяет вести притирку их обычными абразивами. В качестве абразивов для притирки твердых сплавов применяют алмаз, карбид бора, карбид кремния и некоторые другие материалы; лучшим из них является алмаз, который обеспечивает высокое качество отделки поверхности.

Более производительной, а также менее утомительной для рабочего является притирка на притирочных станках. Наряду со специальными станками для механизированной притирки могут быть соответствующим образом приспособлены и металлорежущие станки — сверлильные, строгальные и др.

При использовании станка для притирки деталь устанавливают притираемой поверхностью на доводочный диск в текстолитовый сепаратор, имеющий прорезь по контуру детали. Притирка поверхности происходит в результате сложного рабочего движения, т. е. вращения доводочного диска в сочетании с деталью, самоустанавливающейся на плоскости диска. Качество притирки литых деталей на этом станке значительно повышается, производительность увеличивается в 1,5–2 раза.

Контрольные вопросы

1. Какие операции называются пригоночными?

2. Перечислите основные технологические приемы выполнения пригоночных работ.

3. Что такое припасовка деталей?

4. В каких случаях выполняются притирочные работы?

5. При каких условиях осуществляется доводка изделий?

6. Перечислите основные виды ручного слесарного инструмента.

7. Какие существуют основные приспособления для слесарной обработки деталей?

8. Как оценивается качество обработанных поверхностей деталей?

9. Какой измерительный инструмент и приспособления применяются для оценки точности изготовления деталей?

10. Какие существуют требования по технике безопасности выполнения пригоночных работ ручным способом?

11. Какие существуют требования по технике безопасности выполнения пригоночных работ механизированным способом?

12. Опишите как производится припасовка деталей.

13. Как производится притирка изделий ручным и механизированным способом?

Глава 5 Технологический процесс слесарной обработки

5.1. Понятие, требования к процессу

В зависимости от масштаба производственной деятельности и номенклатуры изделий в машиностроении различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется изготовлением каждого изделия в одном или нескольких экземплярах, причем факт повторного изготовления этих изделий бывает очень редким или вообще отсутствует.

Основными особенностями этого типа производства являются:

1) применение универсальных станков общего назначения;

2) использование универсальных приспособлений и нормальных инструментов;

3) установка и обработка деталей в основном по разметке;

4) пригоночные работы при сборке;

5) высокая квалификация рабочих;

6) высокая себестоимость продукции по сравнению с другими видами производства.

Серийное производство распространено во всех отраслях машиностроения.

Серийное производство характеризуется изготовлением одинаковых по конструкции и размерам изделий партиями (сериями) от 5–10 до нескольких тысяч штук в год и менее разнообразной номенклатурой изготовляемых изделий.

В зависимости от количества изделий в серии, их размеров и трудоемкости различают три разновидности серийного производства:

1) мелкосерийное;

2) среднесерийное;

3) крупносерийное.

Основными особенностями серийного производства являются:

1) применение универсального оборудования и специализированных станков для изготовления основных деталей машин;

2) использование специальных станочных и сборочных приспособлений и специальных режущих измерительных инструментов;

3) соблюдение принципа взаимозаменяемости;

4) средняя квалификация рабочих;

5) себестоимость продукции ниже, чем в единичном производстве.

Массовое производство характеризуется большим количеством выпуска одинаковых изделий — от нескольких тысяч до миллионов штук в год и более узкой номенклатурой изделий, чем в серийном производстве.

Основными особенностями этого типа производства являются:

1) резко выраженная специализация завода, выпускаются изделия только одного типа и даже одного типоразмера;

2) широкое применение высокопроизводительных станков для выполнения одной какой-либо операции над определенной деталью и также автоматов и автоматических линий;

3) очень широкое применение специальных приспособлений инструментов и автоматических измерительных устройств;

4) закрепление за каждым рабочим местом одной постоянно повторяющейся операции;

5) строгое соблюдение принципа взаимозаменяемости;

6) невысокая квалификация рабочих на операционных станках и высокая квалификация наладчиков.

Предприятия машиностроения представляет собой комплекс различных связанных между собой цехов, участков и отделов.

Цехи заводов делятся на:

1) основные;

2) вспомогательные;

3) обслуживающие.

Основные цехи осуществляют технологический процесс изготовления изделия. К ним относятся литейные, кузнечнопрессовые, механические, термические, деревообделочные, сборочные и т. д.

Вспомогательные цехи непосредственного участия в производстве продукции не принимают, а обслуживают основные цехи заводов. К ним относятся инструментальные, модельные, ремонтные и др. От организации работы вспомогательных цехов, зависит выпуск продукции основных цехов завода.

Обслуживающие цехи и хозяйства обеспечивают основные и вспомогательные цехи электроэнергией, газом, смазочно-охлаждающей жидкостью, транспортом, сырьем и полуфабрикатами и т. п.

Как правило, процесс изготовления машин и механизмов в основном имеет много общего. Металл, поступающий в литейный или кузнечный цех, отливают, куют или штампуют. После этого заготовки передают в механические цехи для обработки на металлорежущих станках — токарных, фрезерных, строгальных, зуборезных, шлифовальных и др. или для слесарной обработки и пригонки деталей.

Производственным процессом называется совокупность действий людей и машин для превращения материалов и полуфабрикатов в готовую продукцию.

Производственный процесс состоит из нескольких этапов. На машиностроительных заводах такими этапами являются: подготовка производства, получение материала, изготовление заготовок, обработка заготовок, изготовление деталей, контроль качества деталей, сборка из деталей узлов и изделий, испытание готовой продукции, окраска, упаковка, транспортировка и хранение. Производственный процесс является многогранным, он требует четкого планирования и организации, бесперебойного снабжения, правильной организации инструментального хозяйства, учета и т. п.

Чтобы обеспечить высокопроизводительный процесс изготовления изделия необходимо определить порядок обработки, а также потребность в оборудовании, инструментах и приспособлениях, необходимых для работы.

Часть производственного процесса, которая связана с последовательным изменением формы, размеров или свойств материала для превращения его в готовое изделие, называется технологическим процессом . Технологический процесс — основная часть производственного процесса. Он предусматривает время, место и последовательность совершения тех или иных действий рабочим при обработке деталей, виды оборудования и инструмента, с помощью которых должна производиться обработка, виды, количество и качество обрабатываемых материалов. Правильно организованным технологическим процессом считается процесс, который предусматривает прогрессивную технологию, применение передовой техники и передовых методов труда, разработку документации с целью уменьшения трудоемкости изготовления и сборки изделий. Основным элементом технологического процесса механической обработки является операция.

Операцией называется законченная часть технологического процесса обработки детали, которую выполняет один рабочий (или бригада рабочих) на одном рабочем месте. Если слесарю нужно опилить поверхность какой-либо либо детали сначала напильником с более крупной насечкой (драчевым), а уже потом окончательно с мелкой насечкой (личным) и в конце опиливания снять фаски у изделия. Это является одной операцией, которая называется опиливанием. Если выполняется пришабривание подшипников, то сначала их пришабривают, а потом собирают. При таких действиях слесаря выполняется две операции: шабрение и сборка. В зависимости от объема партии деталей, их конструкции, уровня техники и организации производства данного предприятия операция может быть укрупненной или расчлененной. В единичном производстве изделие выполняет один рабочий на одном рабочем месте, которая планируется и учитывается как одна операция. Такая же работа в крупносерийном и массовом производствах разделяется на целый ряд мелких самостоятельных операций, выполняемых разными рабочими на различных рабочих местах. Чем крупнее и сложнее операция, тем ниже производительность труда и тем выше должна быть квалификация рабочих, при расчленении крупной операции мелкие производительность труда становится выше, а стоимость обработки снижается. Расчленение крупных операций позволяет применять приспособления, повышающие производительность труда и качество обработки

Операция может выполняться за одну или несколько установок детали. Установкой называют часть операции, выполняемой при одном закреплении детали. Например, опиливание детали с одной стороны, а затем после перестановки и закрепления ее с другой стороны является одной операцией, выполненной за две установки.

Позицией называется каждое из различных положений детали относительно станка и режущего инструмента при одной ее установке (не считая перемещений, связанных с рабочими движениями детали или инструмента). Операция может быть выполнена за один или несколько переходов.

Переходом называется часть операции по обработке одной поверхности (или нескольких одновременно), выполняемая без изменения режущего инструмента и режима работы станка. Опиливание плоскости какого-либо изделия сначала напильником с крупной насечкой, а потом с более мелкой составит два перехода. Одновременное сверление и зенкерование отверстий является также одним переходом.

Проходом называется часть перехода, охватывающая все действия, связанные со снятием одного слоя металла без изменения инструмента, поверхности обработки и режима резания станка. Каждый переход или проход включает в себя, кроме процесса снятия стружки, относящиеся к ним рабочие приемы.

Приемом называют законченное действие рабочего из числа необходимых для выполнения операции или ее подготовки; например, установка и снятие детали, измерение ее, пуск и остановка станка и т. п.

Наименьшая возможная по времени часть рабочего приема, которая является отдельным, но законченным движением рабочего, называется элементом приема.

Различают еще один элемент работы — установку. Установка — положение, приданное детали в тисках или на станке после ее зажима с целью подвергнуть деталь установке.

5.2. Порядок разработки технологического процесса

На выбор разработки технологического процесса изготовления деталей в машиностроении влияют вид заготовок, материал детали, ее конструкции и размеры, а также обеспечение наименьшего расхода металла, степень приближения размеров и формы заготовки к размерам и форме детали.

Для изготовления детали используют различные заготовки:

1) отливки из чугуна, стали и сплавов цветных металлов;

2) поковки, полученные свободной ковкой, горячей штамповкой и холодной штамповкой (из листа);

3) сортовые материалы круглого и квадратного сечения полученные прокатом;

4) заготовки из металлокерамики и пластмасс.

Базы и их выбор . Термин «база» происходит от греческого слова «базис» — основание. Базами называют поверхности, от которых задаются размеры, ведется установка и контроль при обработке и сборке детали. Различают основные типы баз: конструкторские, технологические и сборочные.

Конструкторскими базами называют поверхности или оси определяющие положение детали относительно других деталей в машине при сборке. Две взаимно перпендикулярные оси, которые совмещают ось отверстия корпуса с осями отверстий кондукторных втулок приспособления, являются конструкторскими базами детали.

Технологическими базами называют поверхности, определяющие положения детали при ее установке на станке или в приспособлении. Технологические базы подразделяются на установочные и измерительные.

Установочными базами называют поверхности, по которым деталь устанавливается и ориентируется при обработке. При разметке установочной базой является поверхность, по которой заготовку устанавливают на разметочную плиту. При обработке в тисках установочными базами будут поверхности, по которым ведется закрепление детали. При обработке на станке заготовку закрепляют на столе или в приспособлении. Установочной базой при этом будет та поверхность, по которой ориентируют деталь. Установочные базы могут быть черновыми и чистовыми.

Черновая база — необработанная поверхность, используемая для первой установки заготовки.

Чистовые базы — обработанные поверхности, по которым устанавливают деталь для окончательной обработки.

Измерительными базами называют поверхности, от которых ведется отсчет размеров при измерении детали.

Сборочными базами называют поверхности, по которым детали присоединяются к другим деталям, определяющим ее положение в узле или машине.

Базы выбирают следующим образом. В качестве черновой базы принимают поверхность, которая должна остаться необработанной в готовой детали; такая базировка обеспечит правильное взаимное расположение обработанных поверхностей относительно необрабатываемой. После выполнения этого условия черновые базы должны быть заменены чистовыми — обработанными базами Основное назначение черновых базирующих поверхностей сводится к обеспечению правильной ориентации детали при выполнении первой механической обработки — создании чистовых баз. Вначале обрабатывается поверхность, относительно которой чертежом задана координация большего числа других поверхностей. Поверхности, принимаемые за чистовые базы, должны обеспечить жесткое крепление заготовки, позволяющее производить обработку изделия с образованием с стружки большого сечения. При точной обработке следует принимать за чистовую базу основные поверхности детали. Установочная база должна иметь достаточную протяженность для обеспечения устойчивости детали при ее обработке. Следует стремиться выполнять, по возможности, все операции (кроме первой), используя одну установочную базу. Измерительная база должна быть выбрана так, чтобы было удобно и просто выполнять процесс измерений. Целесообразно совмещать технологическую и измерительную базу со сборочной, тогда погрешности при обработке и при контроле детали будут наименьшими.

Припуском называется слой материала, снимаемый с заготовки для получения окончательно обработанной поверхности детали. Припуск представляет собой разницу между параметрами заготовки и размером готовой детали. Поверхности, которые механически не обрабатываются припусков не имеют. Применение прогрессивных способов изготовления заготовок (штамповка на ковочных прессах, прецизионное литье, чеканка, литье под давлением) позволяет уменьшить припуски, повысить производительность обработки резанием и снизить расход металла. Припуски подразделяются на общие и межоперационные. Общим припуском называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки на всех операциях для получения готовой детали. Межоперационным припуском называется слой металла, который удаляется на данной операции, в результате выполнения которой получают поверхность заданного размера и чистоты. Значения припусков в зависимости от вида обработки приводятся в таблицах. Недостаточный припуск затрудняет и удорожает обработку, а большой припуск приводит к непроизводительной затрате времени и снижает производительность. Величины межоперационных припусков устанавливаются в зависимости от характера производства (массовое, серийное и индивидуальное), принятого технологического процесса, формы деталей, материала и технических требований.

Размер припуска должен быть минимальным, но достаточным для получения заданной точности, надлежащей чистоты поверхности н размеров детали. Припуски под шабрение вследствие трудоемкости этой операции должны быть минимальными.

Технологический процесс, разработанный заводским или цеховым технологическим отделом, записывается в документ, называемый технологической картой. Она служит основой для планирования и распределения работы в цехе и на заводе, а также исходным документом для подготовки производства, снабжения необходимыми материалами, заготовками. При серийном производстве технологическая карта является основным документом. На заводах применяются различные формы технологических карт, но независимо от формы каждая технологическая карта содержит следующие данные: наименование изделия, чертеж, материал, технические требования, номера операций в определенной последовательности, наименование и содержание операций и переходов, наименование оборудования приспособлений, измерительного, режущего и вспомогательного инструментов.

На заводах крупносерийного и массового производства разрабатывают операционные карты . В них записывают данные о порядке обработки при выполнении только одной операции, предусмотренной технологическим процессом. В такой карте указывается название детали и операции, приводятся эскизы, проставляются те размеры, допуски и классы чистоты, которые должны быть получены на данной операции, наименование инструментов и приспособлений, могут указываться положения инструментов, баз и зажимов.

Инструкционно — технологической карте приводятся дополнительные указания о выполнении операции.

В единичном и мелкосерийном производстве составляют маршрутно-технологическую карту. Она выполняется либо на специальных бланках, либо на обороте чертежа детали. В этой карте указываются наименования всех цехов, участков, где должна обрабатываться заготовка; данные об оборудовании и приспособлениях; перечисляются все операции: разряд работы, норма времени и иногда количество обрабатываемых заготовок и размер партии. Маршрутные карты чаще всего применяются в инструментальных цехах заводов, где инструмент изготовляется небольшими партиями.

При разработке технологической документации предусматривают применение новой прогрессивной технологии, автоматизацию и новые средства механизации.

Режим выполнения установленного технологического процесса, оформленного в виде технологических карт, называется технологической дисциплиной. Соблюдение технологической дисциплины является основным условием, обеспечивающим выпуск высококачественной продукции, высокую производительность труда, уменьшение брака и снижение себестоимости изделий. Технологическая дисциплина требует от всех рабочих, мастеров и инженеров обеспечения строжайшего выполнения операций технологического процесса и выпуска продукции согласно требованиям технических условий и государственных стандартов. Тем не менее, это не значит, что технологический процесс не может быть изменен. Наоборот, технология любого производства должка совершенствоваться так, чтобы непрерывно росла производительность труда, снижалась себестоимость продукции, и улучшалось ее качество. Соблюдение технологической дисциплины не должна противоречить проявлению идей новаторства, применению наиболее рациональных приемов труда и передовой технологии, которые организованно внедряются в производство через существующие на всех заводах бюро рационализации и изобретательства. Но все изменения в технологические карты имеют право вносить только работники технологической службы предприятия. Поэтому произвольное изменение технологии рабочим, мастером и т. д. является нарушением технологической дисциплины.

5.3. Выбор режущего и измерительного инструмента и приспособлений

Правильный выбор режущего и измерительного инструмента и приспособлений оказывает существенное влияние на качество производимых изделий в машиностроении.

Выбор приспособлений зависит от ряда факторов — от характера обработки, механических свойств обрабатываемого материала, геометрических форм поверхности обработки, размеров детали, выбранных баз и других условий. Приспособления делятся на две группы: универсальные и специальные. К числу универсальных приспособлений относятся слесарные и машинные тиски, сверлильные патроны, струбцины и т. д. Специальные приспособления применяют в том случае, когда нельзя использовать универсальные приспособления, а также при обработке большого количества одинаковых деталей, т. е. в массовом производстве, так как затраты в этом случае на изготовление специальных приспособлений быстро возмещаются.

Режущий инструмент выбирают так, чтобы обеспечить заданную форму, чистоту и точность обрабатываемой поверхности; при этом учитывают размер и механические свойства обрабатываемой детали, программу выпуска. В первую очередь стремятся выбрать стандартизованные и нормализованные инструменты. В редких случаях применяются специальные режущие инструменты.

При выборе измерительных инструментов прежде всего нужно руководствоваться соответствием точности показания данного инструмента техническим условиям на обработку детали. Предпочтение отдается универсальным инструментам. Принимают во внимание удобство измерения инструментом и затраты времени на измерение.

Контрольные вопросы

1. Какие типы производства существующие в машиностроении вы знаете?

2. Дайте краткую характеристику каждому типу производства.

3. Какие виды цехов вы знаете?

4. Дайте определение производственного процесса.

5. Охарактеризуйте основные части производственного процесса.

6. Назовите последовательность разработки технологического процесса.

7. Что обозначает термин «база детали», какой она бывает?

8. Дайте определение припуска и назовите его основные виды.

9. Назовите основные виды технической документации, необходимой для производства изделий в машиностроении.

10. На чем основывается выбор режущего, измерительного инструмента и приспособлений при изготовлении деталей?

Раздел II Основы резания металлов на металлорежущих станках

Глава 6 Процесс механической обработки металла резанием

6.1. Общие сведения о резании металлов

Обработка металлов резанием — это процесс срезания режущим инструментом с поверхностей заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.

Заготовками для механических цехов служат прокат (круглый, квадратный, полосовой, трубы и т. д.), поковки, штамповки и отливки. Заготовки, поступающие в механические цехи, имеют припуск на обработку резанием. Припуск зависит от ряда факторов: размеров, формы и конструктивных особенностей изготовляемой детали, вида заготовки, масштабов производства (числа изготавливаемых деталей) и др. Припуск на сторону для штамповок составляет 1,5–7 мм, для поковок — 2,5–20, для отливок (в земляные формы) — 3–30 мм.

К основным методам обработки металлов резанием относятся точение (рис. 6.1а), сверление (рис. 6.1б), фрезерование (рис. 6.1в), строгание (рис. 6.1 г) и шлифование (рис. 6.1д). Из них наиболее распространенным и изученным методом с точки зрения теории резания металлов считается точение, у которого много общего со всеми другими методами механической обработки металлов, поэтому правильное понимание этого процесса облегчает изучение всех других методов обработки резанием.

Рис. 6.1. Схемы основных методов обработки материалов резанием:

а — точение; б — сверление; в — фрезерование; г — строгание; д — шлифование

I — главное движение; II — движение подачи

Чтобы с заготовки срезать слой металла, необходимо режущему инструменту и заготовке сообщить относительные движения. Инструмент и заготовку устанавливают и закрепляют в рабочих органах станков, обеспечивающих эти относительные движения: в шпинделе, на столе, в револьверной головке и т. д. Движения рабочих органов станков делят на движения резания, установочные и вспомогательные. Движения, которые обеспечивают срезание с заготовки слоя металла или вызывают изменение состояния обработанной поверхности заготовки, называют движениями резания . К ним относят главное движение и движение подачи.

За главное движение принимают то движение, которое определяет скорость деформирования и отделения стружки. За движение подачи принимают то движение, которое обеспечивает непрерывность врезания режущей кромки инструмента в материал заготовки. Эти движения могут быть непрерывными или прерывистыми, а по своему характеру вращательными, поступательными, возвратно-поступательными и т. д. Скорость главного движения обозначают v , величину подачи — s .

Движения, обеспечивающие взаимное расположение инструмента и заготовки для срезания с нее определенного слоя материала, называют установочными . К вспомогательным движениям относят транспортирование заготовки, закрепление заготовок и инструмента, быстрые перемещения рабочих органов станка на холостом ходу, переключение скоростей резания и подачи и т. п.

При токарной обработке (рис. 6.1а) главное движение резания I — вращение обрабатываемой детали, движение подачи II — движение резца. При строгании (рис. 6.1 г) главное движение I — перемещение резца относительно детали или детали относительно резца, что физически равноценно; движение подачи II — перемещение обрабатываемой детали на двойной ход резца в направлении, перпендикулярном к главному движению. При фрезеровании (рис. 6.1в) главное движение I определяется вращением фрезы, а движение II — движением подачи. При сверлении (рис. 6.1б) главное движение I — вращение сверла; движение подачи II — перемещение сверла в осевом направлении. При шлифовании (рис. 6.1д) главное движение I — вращение круга; движение подачи II — продольное или поперечное перемещение детали.

Главное движение по величине значительно больше движения подачи. Вспомогательные движения — установочные перемещения суппортов, задней бабки, поворот резцедержателя, перемещение траверсы и др.

При обработке резанием на детали различают обрабатываемую 1 (рис. 6.2) и обработанную 3 поверхности, поверхность резания 2.

Обрабатываемая поверхность — поверхность, с которой снимается стружка.

Обработанная поверхность — поверхность, полученная после снятия стружки.

Поверхность резания — поверхность, образуемая режущей кромкой резца в результате движений резания. Такая поверхность служит переходной между обработанной и обрабатываемой поверхностями.

Углы режущих инструментов наиболее часто определяют в статической системе координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки резца, ориентированной по направлению скорости главного движения резания. Для этого устанавливают исходные плоскости: основную и рабочую плоскости, плоскость резания.

Основная плоскость — плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно к направлению скорости главного движения v .

Плоскость резания — плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости.

Рабочая плоскость — плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения v и движения подачи v s (рис. 6.2). Скорость результирующего движения резания обозначена v e . При установке резца по центру детали основная плоскость параллельна плоскости основания резца.

Рис. 6.2. Поверхности и плоскости при обработке резцом:

1 и 3 — обрабатываемая и обработанная поверхности; 2 — поверхность резания; 4 и 6 — основная и рабочая плоскости; 5 и 7 — плоскости резания и основания резца

Пространственную конструктивную форму любой детали определяет сочетание различных поверхностей. Для облегчения обработки заготовки конструктор стремится использовать следующие геометрические поверхности: плоские, круговые цилиндрические и конические, шаровые, торовые, геликоидные и др. Любая геометрическая поверхность представляет собой совокупность последовательных положений (следов) одной производящей линии, называемой образующей, движущейся по другой производящей линии, называемой направляющей. Например, для образования круговой цилиндрической поверхности необходимо прямую линию (образующую) перемещать по окружности (направляющей).

При обработке поверхностей на металлорежущих станках образующие и направляющие линии в большинстве случаев являются воображаемыми. Они воспроизводятся во времени комбинацией движений заготовки и инструмента, скорости которых строго согласованы между собой. Движения резания являются также формообразующими движениями. Механическая обработка заготовок деталей машин реализует в основном четыре метода формообразования поверхностей. Рассмотрим их на конкретных примерах.

Получение поверхностей по методу копирования состоит в том, что режущая кромка инструмента является реальной образующей линией 1, форма которой совпадает или обратна той, которая является образующей линией поверхности детали (рис. 6.3а). Направляющая линия 2 воспроизводится во времени вращением заготовки. Главное движение здесь является формообразующим. Движение подачи необходимо для того, чтобы получить геометрическую поверхность определенного размера. Метод копирования широко используют при обработке фасонных поверхностей деталей на различных металлорежущих станках.

Рис. 6.3. Схемы методов формообразования поверхностей:

а — копирования; б — следов; в — касания; г — обкатки

Образование поверхностей по методу следов состоит в том, что образующая линия 1 является траекторией движения точки (вершины) режущей кромки инструмента, а направляющая линия 2 — траекторией движения точки заготовки (рис. 6.3б). Здесь движения резания являются формообразующими. Этот метод формообразования поверхностей деталей распространен наиболее широко.

Образование поверхностей по методу касания состоит в том, что образующей линией 1 является режущая кромка инструмента (рис. 6.3в), а направляющая линия 2 поверхности служит касательной к ряду геометрических вспомогательных линий — траекториям точек режущей кромки инструмента. Здесь формообразующим является только движение подачи.

Образование поверхностей по методу обкатки (огибания) заключается в том, что направляющая линия 2 воспроизводится вращением заготовки. Образующая линия 1 получается как огибающая кривая к ряду последовательных положений режущей кромки инструмента относительно заготовки (рис. 6.3 г) вследствие согласования между собой движения резания и движения подачи. Скорости этих движений согласуются так, что за время прохождения круглым резцом расстояния 1 резец должен сделать один полный оборот относительно своей оси вращения. Здесь все три движения являются формообразующими.

6.2. Смазочно-охлаждающие жидкости: виды и назначение

При использовании смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии. Кроме того, уменьшается коэффициент внешнего трения (оказывается смазывающее действие), облегчается процесс пластических деформаций, уменьшается потребляемая мощность (молекулы поверхностно-активного вещества, проникая в микротрещины, оказывают расклинивающее действие) и снижается нагрев в зоне резания (охлаждающее действие). Применение СОЖ также препятствует образованию нароста у режущей кромки инструмента и способствует удалению стружки и абразивных частиц из зоны резания.

У СОЖ должны быть антикоррозионные свойства. Они должны быть также нетоксичными и достаточно устойчивыми при хранении и эксплуатации. Их делят на следующие группы:

● жидкости с лишь охлаждающим свойством — вода, смешанная с антикоррозионным веществом (11,5 % кальцинированной соды и мыла);

● жидкости с охлаждающим и частично смазывающим свойствами — вода, поверхностно-активные (0,1–1 % олеиновой, стеариновой кислоты или их соли) и антикоррозионные вещества;

● эмульсии и прозрачные растворы водорастворимых масел с охлаждающим и частично смазывающим свойством — спиртовой эмульсол, состоящий из 7 % олеиновой кислоты, 10 % канифоли, 4 % раствора каустической соды, 2,5–4 % спирта, остальное — индустриальное масло марки 12;

● жидкости со смазывающим и частично охлаждающим свойствами — минеральные масла (например, сульфофрезолы — осерненные масла, содержащие в качестве активизирующей добавки 1,5–1,7 % серы).

Выбор СОЖ зависит от условий обработки. При черновой токарной обработке применяют эмульсии 2–5 %-ной концентрации. При чистовой обработке используют эмульсии повышенной концентрации (12–15 %). Сверление, зенкерование и фрезерование производят с 5–8 %-ной эмульсией. В процессе обработки чугуна и других хрупких материалов СОЖ не применяют, так как эффект от их действия в этом случае незначителен. При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях в зону резания необходимо подавать обильную и непрерывную струю жидкости во избежание растрескивания пластинки твердого сплава.

В зону резания СОЖ подают несколькими способами.

Охлаждение свободной струей (рис. 6.4а) — наиболее распространенный способ подачи жидкости, однако при его использовании непосредственно в зону резания жидкости попадает недостаточно. Кроме того, при этом способе расход жидкости достигает 10–15 л/мин.

При охлаждении высоконапорной струей (рис. 6.4б) жидкость поступает под большим давлением — 2–3 МПа со стороны задней поверхности резца через отверстие диаметром 0,2–0,4 мм. При этом способе расход жидкости резко снижается и составляет примерно 0,5 л/мин. Кроме того, жидкость интенсивнее проникает в зону резания, быстрее испаряется и больше отводит теплоты.

Распыленную жидкость подают с помощью специальной установки (рис. 6.5). Сжатый воздух из цеховой воздушной сети поступает через шланг в редуктор 7, в котором давление воздуха понижается до 0,2–0,45 МПа и поддерживается постоянным в процессе работы. С помощью крана 2 можно прекратить подачу воздуха. Из редуктора сжатый воздух направляется одновременно в инжектор 4 и верхнюю часть бачка 7 с эмульсией. Под действием давления воздуха она поднимается по трубке в инжектор, где распыляется, и далее по шлангу через стопорный кран 5 и сопло 6 подается в зону резания со стороны задней поверхности инструмента.

Рис. 6.4. Схемы подвода СОЖ струей:

а — свободной; б высоконапорной

Рис. 6.5. Схема установки для охлаждения распыленной жидкостью

Подачу жидкости и степень ее распыления можно регулировать с помощью регулировочного винта 3. При этом способе наиболее полно и эффективно используются охлаждение и смазывающие свойства применяемых жидкостей. Жидкость поступает со скоростью до 300 м/с, превышая скорость свободной струи примерно в 300 раз. Это усиливает отвод теплоты от резца, детали и стружки. При выходе из сопла воздушно-жидкостная смесь резко расширяется, вследствие чего ее температура снижается на 8–12 °C. Частицы распыленной жидкости, попадая на сильно нагретые поверхности инструмента, сразу испаряются и тем самым отводят большое количество теплоты. Для обеспечения охлаждающего эффекта необходимо затрачивать 200–400 г/ч жидкости. Стойкость инструмента из быстрорежущей стали по сравнению с его стойкостью при охлаждении свободной струей повышается примерно в 2 раза.

6.3. Металлорежущие станки: классификация, назначение

Металлорежущие станки классифицируют по отдельным признакам и по комплексу признаков. В качестве таких признаков принимают технологический метод обработки, назначение, степень автоматизации, число главных рабочих органов, особенности конструкции, точность изготовления, массу и т. д. Классификацию по технологическому методу обработки проводят в соответствии с такими признаками, как вид режущего инструмента, характер обрабатываемых поверхностей и схема обработки.

Все станки делят на токарные, сверлильные, шлифовальные, полировальные и доводочные, зубообрабатывающие, фрезерные, строгальные, разрезные, протяжные, резьбообрабатывающие и т. д.

Классификация по назначению характеризует степень универсальности станка.

Различают станки универсальные, специализированные и специальные. На универсальных станках выполняют самые разнообразные виды работ, используя заготовки многих наименований. Примерами таких станков являются токарно-винторезные, горизонтально-фрезерные консольные и др.

Специализированные станки предназначены для обработки заготовок одного наименования, но разных размеров (например, станки для обработки коленчатых валов). Специальные станки выполняют определенный вид работ на одной определенной заготовке.

По степени автоматизации различают станки с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

По числу главных рабочих органов станки делят на одношпиндельные, многошпиндельные, односуппортные, многосуппортные и т. д.

Классификация по конструктивным признакам выделяет станки с существенными конструктивными особенностями (например, вертикальные и горизонтальные токарные полуавтоматы).

Классификация по точности устанавливает 5 классов станков: Н — нормальной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой точности и С — особо точные станки (прецизионные).

Классификация по массе и габаритам устанавливает следующие группы станков: легкие — до 1 т, средние — до 10 т, тяжелые — свыше 10 т. Тяжелые станки в свою очередь делятся на крупные (от 10 до 30 т), тяжелые (от 30 до 100 т) и особо тяжелые (более 100 т).

Все металлорежущие станки разбиты на 9 групп, каждая группа — на 9 типов. В группу объединены станки по общности технологического метода обработки или близкие по назначению (например, сверлильные и расточные). Типы станков характеризуют такие признаки, как назначение, степень универсальности, число главных рабочих органов, конструктивные особенности. Внутри типа станки различают по техническим характеристикам.

В соответствии с этой классификацией каждому станку присваивают определенный шифр. Первая цифра шифра определяет группу станка, вторая — тип, третья (иногда третья и четвертая) показывает условный размер станка. Буква на втором или третьем месте позволяет различать станки одного типоразмера, но с разными техническими характеристиками. Буква в конце шифра указывает на различные модификации станков одной базовой модели.

Рассмотрим несколько примеров.

Станок 1К62: цифра 1 — станок относится к токарной группе; буква К — станок модернизированный; цифра 6 — тип станка (токарно-винторезный); цифра 2 — высота центров станка, равная 200 мм.

Станок 2Н135А: цифра 2 — вторая группа (сверлильный станок); буква Н — станок модернизированный; цифра 1 — вертикально-сверлильный; цифры 35 — максимально допустимый диаметр сверления, мм, в стали средней твердости; буква А — станок может работать на автоматическом цикле.

Станок 736: цифра 7 — седьмая группа (строгальные, долбежные и протяжные станки); цифра 3 — поперечно-строгальный (шепинг); цифра 6 — максимальный ход ползуна 600 мм.

6.4. Основные требования к организации рабочего места и безопасности работы на металлорежущих станках

Рабочим местом станочника называется участок производственной площади, закрепленный за данным рабочим и предназначенный для выполнения токарной работы. Рабочее место оснащается в соответствии с характером выполняемых работ на металлорежущем станке, применяемых приспособлений, режущего и измерительного инструмента.

На рабочем месте станочника находятся станок, шкафчик с режущими и измерительными инструментами и принадлежностями к станку (патроном, планшайбой, закаленными и сырыми кулачками, люнетом, ключами, центрами и т. д.), заготовки и готовые детали.

Рациональная организация рабочего места станочника предусматривает наиболее удобные для производительной работы планировку и размещение заготовок, приспособлений и инструментов, обеспечение безопасности работы, установление и поддержание чистоты, порядка и нормальных условий труда на рабочем месте, организацию бесперебойного обслуживания его всем необходимым.

Рациональная организация рабочего места, постоянное совершенствование и поддержание его в должном порядке составляют характерную особенность передовых методов работы.

При планировке рабочего места станочника надо руководствоваться следующими правилами:

● все должно быть сосредоточено вокруг рабочего на возможно близком расстоянии, но так, чтобы не мешало его свободным движениям;

● все, что во время работы употребляется часто, располагать ближе; все, что употребляется редко, укладывать дальше;

● класть заготовки и инструменты необходимо таким образом, чтобы их месторасположение соответствовало естественным движениям рук рабочего. Например, заготовки, которые берутся левой рукой, должны быть уложены в ящики слева. Если же заготовку трудно поднять одной рукой, надо ее класть так, чтобы можно было удобно взять обеими руками;

● чертежи и операционные карты располагают на планшете, а рабочие наряды кладут в один из ящиков инструментального шкафчика;

● заготовки и готовые детали не должны загромождать рабочее место станочника и должны быть расположены так, чтобы от начала взятия заготовки с места, где она лежит, и до момента складывания ее как уже готовой детали направление всех движений рабочего совпадало с направлением технологического потока. Это особенно важно при обработке крупных деталей.

Мелкие заготовки, обрабатываемые в больших количествах, следует хранить в ящиках, расположенных у станка на уровне рук рабочего. Готовые детали нужно складывать в такие же ящики, расположенные вблизи рабочего места.

Для расположения крупных заготовок и приспособлений, а также и обработанных деталей на рабочем месте должны быть предусмотрены стеллажи.

Инструменты, мелкие приспособления и документы следует хранить в инструментальном ящике.

Поддерживание порядка и чистоты является частью рациональной организации рабочего места. Необходимо соблюдать правила ухода за рабочим местом. В условиях массового производства, а также во всех случаях, когда выполняется ограниченный круг работ, составляются специальные инструкции по обслуживанию каждого рабочего места. Эти инструкции могут быть оформлены в виде карт организации труда и рабочего места. Такие правила инструкции вывешиваются на рабочих местах.

Организация условий труда предусматривает рациональное освещение, борьбу с производственным шумом, создание нормальной температуры, влажности и чистоты воздуха, обеспечение безопасности работы.

Во время работы станочник должен:

● строго выполнять установленный технологический процесс;

● экономить смазочные и обтирочные материалы, а также электроэнергию, не допуская работы станка вхолостую; не уходить от станка без разрешения мастера;

● каждую заготовку, обработанную деталь, приспособление и инструмент (режущий и измерительный) класть только на предусмотренные для них места, а не бросать куда попало;

● пользоваться каждым предметом только по прямому назначению, т. е. не применять резец вместо молотка, не пользоваться случайными обрезками вместо подкладок для резца и т. д.;

● беречь рабочие поверхности станка от ударов и грязи, не класть режущие и измерительные инструменты, ключи и детали на рабочие поверхности станка;

● работать только острым, хорошо заточенным инструментом, так как тупой резец сильно увеличивает нагрузку станка, дает нечистую поверхность детали и ведет к поломке станка и инструмента.

По окончании работы станочник должен:

● разложить все инструменты по своим местам; протереть все инструменты и рабочие поверхности приспособлений промасленной ветошью;

● предъявить обработанные детали контролеру вместе с рабочим нарядом;

● сдать в кладовую ненужные больше инструменты и приспособления;

● смести щеткой стружку со станка, протереть станок обтирочным материалом, тщательно удалив всю грязь;

● бросить промасленную ветошь в отведенные для этого ящики; получить задание на следующий день, чтобы заранее ознакомиться с чертежом и технологическим процессом и подготовить инструмент и приспособления.

Основными причинами травматизма при работе на металлорежущих станках являются несоблюдение правил безопасности труда, а также работа на неисправном станке с нарушением режима обработки.

Перед началом работы станочник обязан:

● привести в порядок одежду, подобрать волосы под головной убор и застегнуть обшлага рукавов;

● осмотреть рабочее место и убрать лишние предметы;

● проверить наличие заграждений на станке;

● проверить заземление;

● проверить исправность станка на холостом ходу.

Во время работы на станке запрещается:

● работать без защитных экранов или очков;

● удалять стружку предметами, не предназначенными для этого;

● останавливать вращающийся патрон рукой после выключения вращения.

Необходимо соблюдать следующие правила:

● следить за тем, чтобы при закреплении заготовки в патроне кулачки не выступали из корпуса более чем на 1/3 длины заготовки;

● длинные и тонкие заготовки обрабатывать только с использованием люнетов;

● не устанавливать резец ниже центров заготовки, что может привести к вырыву детали со станка;

● не оставлять ключ в патроне станка после снятия детали;

● измерение обрабатываемой детали производить только при остановленном шпинделе;

● изменение частоты вращения шпинделя и подачи производить только при остановленном шпинделе;

● установку и снятие режущего инструмента производить только при выключенном электродвигателе станка;

● пользоваться только исправным режущим инструментом, приспособлениями и вспомогательным оборудованием;

● тяжелые заготовки устанавливать на станок с помощью подъемных устройств;

● работать на станке с соблюдением рекомендуемых технологической картой режимов обработки;

● в случае поломки станка вывешивать надпись «НЕ ВКЛЮЧАТЬ»;

● содержать рабочее место в чистоте и своевременно убирать лишние предметы.

По окончании работы необходимо:

● остановить станок, убрать стружку, вытереть и смазать станок;

● привести в порядок рабочее место;

● сообщить мастеру о работоспособности станка.

Электробезопасность при работе на станках

Основными причинами поражения работающих электрическим током являются:

● неисправность электрооборудования, проводов и пусковых устройств станка;

● прикосновение к находящимся под напряжением токопроводникам с поврежденной изоляцией и неогражденным токоведущим частям станка;

● отсутствие заземления приборов, устройств и станка.

Если на металлических частях станка обнаружено напряжение или электродвигатель работает в двухфазном режиме (признаком является гудение двигателя при отсутствии вращения), необходимо выключить станок и немедленно доложить мастеру.

При поражении электрическим током необходимо:

● выключить рубильник, снять предохранитель соответствующей цепи проводов; отделить пострадавшего от токоисточника, не прикасаясь к открытым частям тела пострадавшего. При этом оказывающий помощь должен стоять на сухой деревянной доске, избегая прикосновения с окружающими металлическими предметами;

● немедленно вызвать врача. До его прихода необходимо: положить пострадавшего на спину так, чтобы голова лежала немного ниже плеч; если дыхания нет или оно слабое, то следует применить искусственное дыхание.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные методы обработки металлов резанием.

2. Объясните, что такое главное движение и движение подачи?

3. Какие поверхности различают на детали при обработке резанием?

4. Расскажите о способах подачи смазочно-охлаждающих жидкостей в зону резания.

5. Как классифицируют металлорежущие станки по технологическому методу обработки?

6. Приведите марку станка и дайте ее расшифровку.

7. Что должно находиться на рабочем месте станочника?

8. Какими правилами надо руководствоваться при планировке рабочего места станочника?

Глава 7 Точение

7.1. Общие сведения о токарной обработке

Станки токарной группы предназначены для обработки поверхностей заготовок, имеющих форму тел вращения, посредством снятия стружки режущим инструментом. Иными словами, обработка на токарных станках представляет собой изменение формы и размеров заготовки путем снятия припуска.

Технологический метод формообразования поверхностей точением характеризуется вращательным движением заготовки и поступательным движением инструмента-резца. Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно оси вращения заготовки (поперечная подача) и иногда под углом к оси вращения заготовки (наклонная подача).

Под термином « точение » понимают обработку наружных поверхностей заготовок. Разновидностями точения являются: растачивание — обработка внутренних поверхностей; подрезание — обработка плоских (торцевых) поверхностей; резка — разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от ее заготовки — пруткового проката.

Кроме того, на токарных станках могут выполняться зенкование, сверление, зенкерование и развертывание, нарезание наружных и внутренних резьб. Для выполнения этих работ используют резцы, сверла, развертки, зенковки, зенкеры, метчики и плашки и т. п.

На вертикальных полуавтоматах, автоматах и токарно-карусельных станках заготовки имеют вертикальную ось вращения, на других типах токарных станков — горизонтальную.

На токарных станках выполняют черновую, получистовую и чистовую обработку поверхностей заготовок.

При работе на токарных станках различают следующие характеристики резания: глубину резания t, подачу s и скорость резания v (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема получения вида стружки в зависимости от вида обработки:

а — наружное обтачивание; б — отрезание; в — подрезание; г — растачивание

Глубиной резания t (мм) называется слой металла, срезаемый за один рабочий проход резца,7 измеряемый как расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями и определяемый по формуле:

t = (D — d)/2,

где D — наибольший и d — наименьший диаметры обработки, мм.

Скорость резания при токарной обработке — скорость перемещения в главном движении режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности детали в единицу времени (м/мин). При точении скорость резания определяется по формуле:

где D — наибольший диаметр обработки, мм; n — частота вращения детали, мин–1.

Подачей s называется величина перемещения режущей кромки за один оборот обрабатываемой детали.

В зависимости от направления, по которому перемешается резец при точении относительно оси центров станка, различают:

● продольную подачу — вдоль оси центров;

● поперечную подачу — перпендикулярно к оси центров;

● наклонную подачу — под углом к оси центров (при обтачивании конической поверхности).

Кроме глубины резания и подачи, различают еще толщину и ширину среза (стружки).

Шириной среза b (мм) называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностью, измеренное по поверхности резания.

Толщиной среза называют расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки за один оборот детали, измеряемое перпендикулярно к ширине среза (рис. 7.2). Толщина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой а. Зависимость толщины среза от величины подачи s и угла в плане φ выражается формулой:

а = s * sin φ.

Площадью поперечного сечения среза называют произведение глубины резания t на подачу s или ширины среза b на толщину а. Площадь поперечного сечения среза обозначается буквой f (мм2) и определяется по формуле:

f= t * s = а * b

Рис. 7.2. Элементы резания в зависимости от вида обработки:

а — наружное обтачивание, б — отрезание, в — подрезание, г — растачивание

7.2. Токарно-винторезные станки

Токарные станки составляют наиболее многочисленную группу металлорежущих станков на машиностроительных заводах и являются весьма разнообразными по размерам и по типам.

Основными размерами токарных станков являются:

● наибольший допустимый диаметр обрабатываемой заготовки над станиной, или высота центров над станиной;

● расстояние между центрами, т. е. расстояние, равное наибольшей длине детали, которая может быть установлена на данном станке.

Все токарные станки по высоте центров над станиной могут быть разделены на:

● мелкие станки — с высотой центров до 150 мм;

● средние станки — с высотой центров 150–300 мм;

● крупные станки — с высотой центров более 300 мм.

Расстояние между центрами у мелких станков не более 750 мм, у средних — 750, 1000 и 1500 мм, у крупных — от 1500 мм и больше. Наиболее распространены на машиностроительных заводах средние токарные станки.

По типам различают:

● токарно-винторезные станки, предназначенные для выполнения всех токарных работ, включая нарезание резьбы резцом (эти станки имеют самое широкое распространение);

● токарные станки, предназначенные для выполнения разнообразных токарных работ, за исключением нарезания резьбы резцом.

К станкам токарной группы относятся револьверные, карусельные и многорезцовые токарные станки; токарные автоматы и полуавтоматы; специальные токарные станки, например для обработки коленчатых валов, вагонных осей и др.

При выполнении работ на токарных станках обрабатываемая заготовка получает вращательное движение, а резец — поступательное перемещение, или движение подачи. Сочетание таких движений обеспечивает получение разнообразных поверхностей вращения: цилиндрических, конических, фасонных и др.

Станки токарной группы имеют однотипную компоновку узлов.

Рассмотрим основные узлы станка на примере токарно-винторезного станка (рис. 7.3): станина 21, передняя бабка с коробкой скоростей 2, задняя бабка 15, коробка подач 23, суппорт 10 с фартуком 20, привод быстрых перемещений суппорта 17, гитара со сменными колесами 7, шкаф с электрооборудованием 16. У многих моделей универсальных токарных станков отсутствуют привод быстрых перемещений суппорта и шкаф с электрооборудованием.

Станина с двумя ножками (тумбами) служит для установки на ней всех остальных узлов станка. Ее изготовляют обычно из серого чугуна. На верхней части предусмотрены направляющие, по которым перемещаются каретка суппорта и задняя бабка.

Передняя бабка представляет собой коробку скоростей, неподвижно закрепленную на станке и предназначенную для вращения обрабатываемой детали с разной скоростью. Важная часть передней бабки — шпиндель, представляющий собой стальной пустотелый вал, установленный в подшипниках. На наружном конце шпинделя имеются посадочные поверхности для установки патрона или планшайбы. Коническое отверстие в переднем конце шпинделя служит для установки хвостовика центра в случае обработки деталей в центрах. Сквозное отверстие в шпинделе используют для размещения длинных заготовок (прутков) и удаления из шпинделя центров.

Рис. 7.3. Схема токарно-винторезного станка

Задняя бабка служит для подержания правого конца длинных заготовок с помощью центра 4 (рис. 7.4а), для крепления инструмента (сверла, зенкера, развертки) при обработке отверстий, а также используется при обточке конических поверхностей. Центры и инструменты устанавливают в пиноли 6. Ее осевое перемещение выполняют маховиком 9 с помощью винта 7 и гайки 8. Пиноль закрепляют в требуемом положении рукояткой 5. Для точения конусов корпус 3 смещают винтом 10 по направляющим нижней плиты 2 в поперечном направлении. Заднюю бабку можно перемещать по направляющим станины 1 и закреплять в определенном месте болтами с гайками и планкой.

Коробка подач служит для получения различных подач. Она получает движение от шпинделя станка через механизм гитары со сменными зубчатыми колесами. От коробки подач движение передается ходовому валику или ходовому винту.

Суппорт предназначен для закрепления и подачи режущего инструмента. Он состоит из 4 основных частей: каретки (нижних салазок) 8 (рис. 7.4б), нижней 6, средней поворотной 5 и верхней 2 (верхних салазок) частей. Каретка 8 перемещается в продольном направлении по направляющим станины как механически (от ходового винта или ходового вала), так и вручную. Нижняя часть суппорта 6 движется по направляющим каретки в поперечном направлении также механически и вручную.

Механический привод суппорта осуществляется от фартука через зубчатые колеса на поперечный винт каретки 9, а ручное перемещение — посредством рукоятки 7 Среднюю часть суппорта 5 можно поворачивать относительно нижней части в обе стороны на угол 45° и закреплять в требуемом положении двумя болтами 3 и гайкой 4. Поворот суппорта используют при точении конусов. Верхняя часть 2 суппорта, несущая резцовую головку 7, перемещается только вручную по направляющим средней части суппорта 5 от рукоятки с помощью винта и гайки. Благодаря независимому перемещению каждой из основных частей суппорта режущему инструменту можно сообщать продольное, поперечное и криволинейное движение, а также движение под углом (для точения на конус). Гайка ходового винта нижней части поперечного суппорта сделана разрезной и состоит из двух половинок 11 и 10.

Фартук прикреплен к нижней части суппорта и служит для размещения механизмов преобразования вращательного движения ходового винта или ходового вала в поступательное движение подачи суппорта.

Для управления станком служат рукоятки, маховички и другие органы управления (см. рис. 7.3): 3 и 6 — рукоятки переключения скоростей; 4 — рукоятка переключения звена увеличенного шага; 5– «грибок» управления для нарезания правых и левых резьб; 7 — маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 8 — ползунок с пуговкой для включения и выключения реечной шестерни фартука; 9 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 11 — кнопочная станция; 12 — рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 13 — кнопка включения быстрых перемещений суппорта; 14 — рукоятка включения, выключения, реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 18 и 22 — рукоятки включения, выключения и реверса шпинделя; 19 — рукоятка включения маточной гайки фартука; 24 и 25 — рукоятки управления коробкой подач.

Рис. 7.4. Схемы задней бабки (а) и суппорта (б) токарно-винторезного станка

7.3. Режущий инструмент: виды, назначение

Основные части и элементы резца

Резец состоит из двух основных частей — головки и стержня (рис. 7.5а).

Головка — это режущая часть резца; стержень служит для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца состоит из передней поверхности, по которой сходит стружка, задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали, и режущих кромок. Одна из задних поверхностей называется главной , а другая — вспомогательной .

Режущие кромки получаются от пересечения передней и задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.

Вершиной резца называется пересечение главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть острой или закругленной.

Углы резца . У резца имеются углы (рис. 7.5б): передний угол, задний угол, главный угол в плане и др.

Рис. 7.5. Основные части и элементы резца (а); углы резца (б)

Передний угол γ служит для создания наиболее благоприятных условий деформации срезаемого слоя и стружкоотделения.

В зависимости от материала обрабатываемой детали этот угол может иметь значения от 5° до 30°.

Задний угол α предназначен для уменьшения трения между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью; обычно у резцов α = 6–12°.

Главный угол в плане φ определяет толщину и ширину среза. Наиболее часто у проходных токарных резцов φ = 45°.

Типы токарных резцов. Токарные резцы подразделяются по роду выполняемой работы, по направлению подачи, по форме готовки, по материалу режущей части и по способу присоединения режущей части резца к его стержню.

По роду выполняемой работы различают следующие токарные резцы (рис. 7.6): проходные, подрезные, прорезные, отрезные, расточные, резьбовые и фасонные.

Рис. 7.6. Токарные резцы:

а — проходной обдирочный, б — проходной упорный, в — подрезной, г — прорезной, д — отрезной, е, ж — расточные, з — резьбовой для наружной резьбы, и — резьбовой для внутренней резьбы, к, л — фасонные

Проходные резцы (рис. 7.6а) применяют для наружного точения деталей с продольной подачей. Они разделяются на проходные с углом φ = 45; 60 и 75° и проходные-упорные с углом φ = 90° (рис. 7.6б) для обработки уступов..

Подрезные торцевые резцы (рис. 7.6в) применяют для обработки торцевых поверхностей.

Прорезные резцы (рис. 7.6 г) используют для прорезания прямоугольной канавки определенной ширины b.

Отрезные резцы (рис. 7.60д) служат для отрезания обработанной детали.

Расточные резцы применяют для растачивания сквозных (рис. 7.6е) и глухих (рис. 7.6ж) отверстий.

Резьбовые резцы применяют для нарезания наружной (рис. 7.6з) и внутренней (рис. 7.6и) резьб.

Фасонные резцы (рис. 7.6к, 7.6л) используют для обработки различных фасонных поверхностей.

По направлению подачи резцы делятся на правые и левые.

Правыми называют резцы, которыми работают при подаче справа налево, т. е. от задней к передней бабке станка, и у которых соответственно этому главная режущая кромка расположена слева (рис. 7.7а).

Левыми называют резцы, которыми работают при подаче слева направо, т. е. от передней к задней бабке станка. Главная режущая кромка левых резцов расположена справа (рис. 7.7б).

Рис. 7.7. Определение правого (а) и левого (б) резца

Рис. 7.8. Правый (а) и левый (б) отогнутые резцы

Чтобы определить, является ли резец правым или левым, поступают так: накладывают на него ладонью вниз руку таким образом, чтобы пальцы были направлены к вершине резца (рис. 7.7). Правым будет резец, главная режущая кромка которого окажется со стороны большого пальца при наложении правой руки (рис. 7.7а), левым — если главная режущая кромка окажется со стороны большого пальца при наложении левой руки (рис. 7.7б).

По форме головки резцы делятся на прямые и отогнутые. Прямыми (рис. 7.7) называют резцы, у которых ось резца в плане прямая, отогнутыми (рис. 7.8) — резцы, у которых ось резца в плане отогнута вправо или влево.

Отогнутые проходные резцы очень удобны при продольном обтачивании поверхностей, расположенных близко к кулачкам патрона. Кроме того, эти резцы применяют при продольном обтачивании с последующей обработкой торцевой поверхности детали.

По материалу режущей части резцы разделяются на быстрорежущие, твердосплавные, минералокерамические и алмазные.

Быстрорежущие резцы применяют для черновой и чистовой обработки стали на станках сравнительно небольшой мощности.

Твердосплавные резцы используют для черновой и чистовой обработки чугуна, стали, цветных металлов и неметаллических материалов с большой скоростью резания на современных мощных, быстроходных токарных станках.

Рис. 7.9. Твердосплавные резцы:

а — с припаянной пластинкой твердого сплава, б — с механическим креплением пластинки твердого сплава

Резцы с минералокерамическими пластинками применяют для получистовой и чистовой обработки чугуна и стали при условии безударной нагрузки.

Алмазные резцы предназначены для тонкого точения и растачивания преимущественно цветных металлов и сплавов.

По способу присоединения режущей части резца к его стержню различают резцы с неразъемным креплением (наварные, напайные) и сборные (с механическим креплением). Резцы из быстрорежущей стали делают не цельными, а наварными: у них пластинка из быстрорежущей стали приваривается к стержню, изготовленному из конструкционной углеродистой стали.

Твердосплавные резцы делают чаще всего напайными.

Рис. 7.10. Резцы с керамическими пластинками:

а — пластинка припаяна, б — пластинка механически прикреплена к державке

У такого резца (рис. 7.9а) к стержню 1, изготовленному из конструкционной углеродистой стали, припаяна электролитической красной медью пластинка 2 твердого сплава. Такие резцы просты в изготовлении, но имеют ряд недостатков. Одним из недостатков такого метода крепления твердосплавной пластинки является образование после напайки мелких трещин в пластинке. Эти трещины снижают прочность пластин и приводят их к выкрашиванию во время работы.

Этих недостатков не имеют сборные резцы с механическим креплением твердосплавной пластинки (рис. 7.9б). Пластинка из твердого сплава 2 крепится к стержню 1 прижимной планкой 3 и болтом 4.

Керамические пластинки, как и твердосплавные, обычно впаивают к стержням резцов (рис. 7.10а) или крепят механически (рис. 7.10б).

7.4. Техника и технология выполнения токарных работ

Обработка наружных цилиндрических поверхностей

В зависимости от требований, предъявляемых к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности детали, различают следующие виды обработки: черновое обтачивание, получистовое и чистовое точение и тонкое (алмазное) точение.

Черновое обтачивание применяют для предварительной обработки (точность обработки при этом не превышает 12–13-го квалитета, а шероховатость обработанной поверхности Ra = 20–80 мкм).

При получистовом обтачивании припуск на обработку составляет 3–6 мм на диаметр, точность обработки не превышает 11-го квалитета, a Ra = 5– 10 мкм.

Чистовое обтачивание обеспечивает точность размеров до 6-го квалитета и Ra = 2,5–5 мкм.

Тонкое (алмазное) обтачивание производится после чистовой обработки с незначительной глубиной резания (t = 0,05–0,01 мм), малыми подачами (s = 0,1–0,02 мм/об), но большими скоростями резания ( v = 50–300 мм/мин).

В зависимости от размеров, конфигурации и материала заготовки применяют следующие способы обтачивания: в патроне; в патроне с поджатым центром; в центрах; в центрах с неподвижным и подвижным люнетом.

Обтачивание в патроне производят, как правило, из прутковой заготовки при соотношении длины заготовки к ее диаметру L/d < 1,5. При большем соотношении обтачивание производится с поджатым центром.

Обтачивание в патроне с неподвижным люнетом производится для нежестких ступенчатых заготовок при L/d > 12. Обтачивание в центрах без люнетов производится при L/d < 12, а при L/d > 12 применяют люнеты.

При наружном обтачивании выполняются: отрезание заготовки; подрезание торцов; обтачивание; прорезание канавок и снятие фасок. Отрезание заготовки и подрезание торцов производятся только при креплении заготовки в патроне. Остальные виды обработки могут производиться как при креплении заготовки в патроне, так и при ее креплении в центрах.

Для расчета диаметра заготовки и ее длины необходимо знать припуск на обработку (по справочным таблицам). При расчете диаметра заготовки необходимо к номинальному диаметру детали прибавить припуск на черновое и чистовое обтачивание. Полученный диаметр заготовки округляют до размера проката, указанного в ГОСТе. Длину заготовки определяют исходя из суммы номинальной длины детали по чертежу, ширины резца и припуска на подрезку торцов.

Установка резцов на станке

От способа установки резцов в резцедержателе зависят точность обработки, качество обработанной поверхности и производительность обработки. Выступающая часть резца (рис. 7.11а, 7.11б) должна быть по возможности короче, и не выступать из резцедержателя более чем на 1,5 высоты Н державки резца. На рис. 7.11(в, г, д) показана неправильная установка резца.

Рис. 7.11. Схема установки резца в резцедержателе

Для совпадения вершины резца с осью центров используют прокладки (рис. 7.11б). Токарь должен иметь набор плоских стальных прокладок (разных по толщине) длиной 150–200 мм. Для проверки совпадения вершины резца с осью центра станка необходимо подвести его вершину к центру задней бабки.

Закрепление резца в резцедержателе производят затяжкой болтами. Болты должны быть затянуты туго. При обработке резец всегда необходимо установить по центровой линии обрабатываемой детали. При черновом точении, когда действует большая сила резания, допускается устанавливать резец выше линии центров на 1/100 диаметра заготовки.

Большое влияние на качество детали при обработке в центрах оказывают центровые отверстия в торцах детали. Центровое отверстие (рис. 7.12а) состоит из цилиндрической и конической частей. Цилиндрическая часть отверстия служит для размещения смазки и разгрузки острия центра. Диаметр цилиндрической части отверстия должен быть в 4–6 раз меньше диаметра заготовки. Коническая часть центрового отверстия служит для опоры заготовки. Она делается под углом 60°. Центровые отверстия делают в деталях, которые не подвергают многократной обработке в центрах.

Центровые отверстия (рис. 7.12б) с предохранительным конусом с углом 120° делают в деталях длительного цикла обработки, подвергающихся дополнительной обработке при эксплуатации.

Рис. 7.12. Центровые отверстия

Центрование заготовок

Конус с углом 120° служит для предохранения основного конуса от повреждений и позволяет подрезать торцы заготовки при работе в центрах. Центровые отверстия с обоих торцов должны быть по форме и размерам одинаковы. Размеры центрового отверстия определяют по наибольшему диаметру заготовки.

На рис. 7.12в показано влияние формы центрового отверстия на центр станка. Центровые отверстия, у которых углы основного конуса отверстия детали не соответствуют углу центра станка, не получают достаточной площади опоры. В этом случае радиальная нагрузка распределяется по узкой полосе поверхностей соприкосновения, что приводит к быстрому изнашиванию центров и снижает точность обработки.

Центрование заготовок производят на токарном станке с креплением заготовки в трехкулачковом патроне или на сверлильных станках по заранее выполненной разметке.

Установка и крепление заготовки в патроне

На токарных станках применяют два вида трехкулачковых самоцентрирующих патронов: с фланцевым креплением на шпинделе и с резьбовым креплением на шпинделе. Прежде чем установить патрон на шпиндель, необходимо ветошью, смоченной в керосине, протереть резьбу на конце шпинделя и в отверстии патрона.

При установке патронов диаметром свыше 320 мм необходимо в отверстие шпинделя вставить оправку. Для этого надо взять патрон двумя руками, надеть его на оправку и, перемещая по оправке к шпинделю, навернуть патрон на шпиндель до упора. Патрон с фланцевым креплением закрепить посредством шпилек и гаек. После установки патрона вынуть из шпинделя оправку. Съем трехкулачкового самоцентрирующего патрона со шпинделя производят в обратном порядке. Не допускаются навертывание и съем патрона при вращении шпинделя.

Перед установкой заготовки следует в патроне развести (вращая против часовой стрелки) кулачки ключом, правой рукой вставить заготовку в патрон. Придерживая заготовку правой рукой, левой (вращая ключ по часовой стрелке) зажать заготовку кулачками патрона (рис. 7.13). Вынуть ключ из патрона и включить шпиндель. Проверить правильность зажима заготовки (при прикосновении мела к детали на ней должна образовываться сплошная линия). После этого окончательно закрепить заготовку и вынуть ключ из патрона.

Рис. 7.13. Схема установки заготовки в патроне

Установка и крепление заготовки в центрах

Перед установкой центров необходимо резьбу шпинделя, коническое отверстие пиноли задней бабки, коническую часть центра и резьбу поводкового патрона протереть ветошью. Взять правой рукой центр и резким движением вставить его конической частью в отверстие шпинделя. Включить шпиндель и проверить биение вершин центра с помощью индикатора. Если есть биение, центр следует заменить.

Перед установкой заднего центра выдвинуть пиноль задней бабки на 60–80 мм (вращая маховичок по часовой стрелке правой рукой), взять центр левой рукой и резким движением вставить его конической частью в отверстие пиноли задней бабки. Правой рукой, повернув ручку крепления задней бабки на себя, взяться за маховичок задней бабки и переместить ее к передней бабке до совпадения осей центров.

Если оси центров не совпадают, сместить корпус задней бабки установочными винтами до совмещения центров. Взять заготовку в левую руку, правой установить на ней с необрабатываемой стороны хомутик и, придерживая одновременно заготовку и хомутик левой рукой, правой рукой закрепить винт хомутика гаечным ключом. Смазать густой смазкой центровое отверстие заготовки и установить ее в центрах. Закрепить заднюю бабку рычагом и, вращая правой рукой маховичок, закрепить пиноль в том положении, при котором заготовка свободно вращается без продольного качения.

Настройка станка на требуемую скорость резания и подачу

После установки заготовки на станке исходя из вида обрабатываемого материала, материала инструмента, размеров его державки и диаметра заготовки определяют подачу. Подачу устанавливают рукоятками (рис. 7.14). Определяют глубину резания на черновое и чистовое точение; по справочнику определяют скорость.

Рис. 7.14. Схема установки подачи и частоты вращения шпинделя

Рукоятками 1 и 4 обеспечивается установка частот вращения шпинделя. Рукоятка 2 служит для установки нормального или увеличенного шага резьбы; рукоятка 3 — для переключения направления резьбы; рукоятка 5 — для переключения вращения шпинделя; рукоятки 6, 7 и 8 — для установки подачи и шага резьбы.

После наладки станка на требуемую скорость резания и подачи по лимбу установить нужную глубину резания. Для этого, включив станок, подвести резец к вращающейся заготовке до соприкосновения вершины резца с ее поверхностью. Затем переместить резец вправо на расстояние 5–8 мм от торца заготовки. Придерживая левой рукой рукоятку винта поперечной подачи, правой рукой повернуть кольцо лимба до совпадения с риской нулевого значения. Закрепить лимб стопорным винтом. Переместить резец по лимбу на требуемую глубину.

Продольное точение Большинство применяемых в машиностроении деталей имеет цилиндрическую форму. При вращении прямоугольника ABCD вокруг оси AD (рис. 7.15) получается цилиндрическая поверхность. На токарном станке цилиндрическая поверхность образуется при сложении двух движений: вращательного движения заготовки и поступательного параллельного оси центров станка движения резца. При продольном точении заготовка получает вращение от шпинделя, а резец двигается вдоль оси вращения заготовки, обтачивая при этом наружную поверхность.

Рис. 7.15. Цилиндрическая поверхность

При продольном точении применяют проходные, прямые и отогнутые резцы. Измерение размеров при черновом точении поверхность производят штангенциркулем с ценой деления 0,1 мм, при чистовом — микрометром с ценой деления 0,01 мм. В серийном производстве для измерения диаметра детали применяют предельные скобы. При продольном точении следует соблюдать последовательность в работе.

1. Установить трехкулачковый самоцентрирующий патрон при обтачивании заготовок в патроне. При обтачивании в центрах проверить совпадение осей центров. При несовпадении осей центров корпус задней бабки перемещают в поперечном направлении до совмещения центров. Установить резец строго по линии центров.

2. Установить исходя из припуска на обработку и глубину резания, геометрических параметров резца и материала резца и заготовки подачу и частоту вращения шпинделя.

3. Установить и закрепить в резцедержателе резцы — проходной черновой и чистовой.

4. Установить и закрепить заготовку в трехкулачковом самоцентрирующем патроне или в центрах.

5. Включить станок.

6. Подвести к вращающейся заготовке резец до соприкосновения с поверхностью заготовки. Отвести резец вправо и по лимбу установить глубину резания.

7. Подвести вручную резец к торцу заготовки и включить механизм продольной подачи. Обточить диаметр заготовки на длине 5–10 мм, выключить механизм подачи и отвести резец за торец заготовки.

8. Выключить станок. Измерить диаметр обработанной заготовки штангенциркулем. Если диаметр обработанной части заготовки соответствует заданному, то надо вручную подвести резец к торцу обрабатываемой заготовки, включить станок и механизм подачи. Если диаметр обработанной заготовки не соответствует заданному, то скорректировать глубину резания по лимбу.

9. Обточить заготовку на заданную длину, выключить механизм подачи, отвести резец от обработанной поверхности в исходное положение и измерить диаметр обточенной поверхности.

Если на заготовке имеется конусность, то необходимо произвести корректировку смещения задней бабки.

Особенности продольного точения

1. При закреплении заготовки в патроне необходимо помнить, что запрещается работать с выступающими из корпуса патрона кулачками. Следует быть внимательным при обтачивании заготовки вблизи кулачков патрона. При ударе резца о кулачки рабочий может получить травму. Не следует допускать превышения выступающей длины заготовки из патрона. При увеличении глубины резания заготовку может «вырвать» из патрона, что приведет к поломке резца. Не допускается смещение оси заготовки более половины припуска на обработку.

2. При работе в центрах при обтачивании тонких и длинных заготовок не следует устанавливать большие глубины резания и подачи. При больших скоростях резания не разрешается работать с упорными центрами, а необходимо применять вращающиеся центры.

3. Не разрешается работать с большим зазором в винте поперечного суппорта, поскольку это может привести к поломке резца.

Обтачивание длинных цилиндрических деталей

Обработку длинных нежестких деталей, длина которых в 10–12 раз больше диаметра, производят в люнетах. В местах крепления детали предварительно протачивают шейку. Если заготовка очень длинная (в середине детали шейку проточить невозможно из-за ее прогиба), то сначала протачивают шейку ближе к патрону. Затем, установив люнет в проточенную шейку, протачивают вторую шейку и переставляют люнет в проточенную шейку.

Если заготовки из калиброванного прутка, то шейку под люнет не обрабатывают. Для точной установки люнета необходимо в патроне закрепить короткий пруток, обточить его под размер шейки обрабатываемой детали и установить по обточенному диаметру нижние кулачки люнета. После этого обрабатываемую деталь устанавливают проточной шейкой на нижние кулачки люнета и прижимают верхним кулачком.

При обработке в люнете угол наклона главной режущей кромки резца должен быть положительным, чтобы стружка сходила в противоположную от люнета сторону. Подвижный люнет устанавливают на каретке суппорта за резцом, и они совместно перемещаются вдоль заготовки. При обработке детали с подвижным люнетом угол наклона главной режущей кромки делают отрицательным, так как в этом случае стружка с резца сходит влево и не попадает под кулачки люнета. Подвижные люнеты применяют преимущественно для чистовой обработки.

Обтачивание длинных заготовок в люнетах производят различными способами закрепления заготовки: патрон — люнет — центр; патрон — неподвижный люнет; центр шпинделя — люнет — центр.

При точении длинных заготовок с неподвижным люнетом токарный станок оснащается трехкулачковым самоцентрирующим патроном или поводковой планшайбой; неподвижным люнетом; проходными упорными резцами; штангенциркулем и микрометром. При обтачивании длинных заготовок в неподвижном люнете следует соблюдать следующую последовательность в работе:

● установить патрон на шпинделе при обработке заготовки в патроне или планшайбу поводковую при обработке в центрах. Установить центр при обработке заготовки в центрах;

● установить требуемую подачу и скорость резания;

● установить и закрепить в резцедержателе резец;

● установить заготовку на станке;

● проточить шейку под люнет в середине заготовки;

● установить и закрепить неподвижный люнет на направляющих станины. Перед установкой люнета его кулачки развести на размер проточенной шейки;

● включить станок;

● вручную подвести резец к торцу заготовки и обточить заготовку до кулачков люнета;

● выключить станок и переустановить заготовку;

● включить станок и обточить левую часть заготовки;

● выключить станок, отвести резец от заготовки. Открыть откидную крышку люнета и снять заготовку.

Для обтачивания длинных заготовок в подвижном люнете следует соблюдать следующую последовательность в работе:

● установить трехкулачковый самоцентрирующий патрон или планшайбу;

● установить требуемые подачу и частоту вращения заготовки;

● установить проходной резец в резцедержатель и закрепить заготовку на станке. Установить подвижный люнет на каретку суппорта;

● включить станок. Подвести резец и обточить заготовку со стороны задней бабки на длину 15–20 мм. Отвести резец и выключить станок;

● подвести кулачки люнета до соприкосновения с обработанной поверхностью и закрепить их;

● включить станок и подвести резец к обработанной поверхности. Включить механизм продольной подачи и обточить заготовку на требуемую длину;

● выключить станок и измерить диаметр заготовки.

При протачивании канавок и отрезании заготовки возникают условия, при которых скорость резания (при одних и тех же частотах вращения шпинделя) переменная. Чем глубже резец врезается в заготовку, тем меньше скорость резания

При отрезании заготовок резец должен быть установлен строго по линии центров. При установке резца выше линии центров резец перед окончанием отрезки не режет, а давит своей задней поверхностью на поверхность резания и ломает заготовку, оставляя на обработанной заготовке бобышку. При установке резца ниже центровой линии резец перед окончанием резания перемещается под заготовку, что приводит к его поломке.

Для предупреждения появления бобышек на отрезанной заготовке необходимо заточить резец так, чтобы режущая кромка располагалась под углом к оси резца, а не перпендикулярно, как принято в отрезных резцах (рис. 7.16). При отрезании заготовок больших диаметров часто возникают вибрации резца. Для устранения вибраций резец закрепляют режущим лезвием вниз, а шпинделю сообщают вращение по часовой стрелке. Другим способом гашения вибрации является способ, при котором резцу, помимо поперечного движения к центру детали, сообщают еще и небольшое продольное перемещение.

Рис. 7.16. Схема расположения режущей кромки резца при отрезании (а) и подрезки торца заготовки (б)

Протачивание канавок по цилиндрической поверхности заготовки в зависимости от их ширины производят двумя способами. Узкие канавки протачивают за один рабочий ход. При этом ширина соответствует ширине режущей кромки резца. По этому способу протачивают канавки шириной до 5–20 мм. На заготовках из цветных металлов и чугунов допускается за один рабочий ход протачивать канавки в 1,5–2 раза шире.

При протачивании канавки за один рабочий ход глубину резания устанавливают по лимбу. Резец подводят до касания с вращающейся заготовкой, устанавливают лимб поперечной подачи на нуль и, перемещая резец в поперечном направлении, протачивают канавку на необходимую глубину.

Узкие, точные по расположению (от буртика или торца) канавки протачивают за 3 рабочих хода. За первый рабочий ход резец прорезает канавку предварительно с припуском по ее боковым сторонам и дну, за второй рабочий ход производят окончательную обработку боковой стенки, до которой заданы размер и часть дна канавки. За третий рабочий ход резца обрабатывают другую стенку и оставшуюся часть дна канавки.

При протачивании канавок резец закрепляют в резцедержателе на уровне линии центров с наименьшим вылетом. Режущее лезвие устанавливают параллельно оси заготовки. Установку канавочного резца от торца (буртика) заготовки производят с помощью масштабной линейки, прикладывая ее к поверхности заготовки.

Широкие канавки протачивают за несколько рабочих ходов. Вначале с помощью линейки отмечают расположение правой стенки канавки (рис. 7.17а), подводят резец так, чтобы правый угол резца совпадал с краем линейки. Резец перемещают на глубину h канавки минус припуск а на чистовой рабочий ход. Затем выводят резец из канавки, перемещают на ширину b резца в продольном направлении и поперечном s (рис. 7.17б) перемещением резца расширяют ширину b канавки и т. д. При этом последний рабочий ход намечают с помощью линейки. Резец перемещают поперечной подачей по лимбу на требуемую глубину (рис. 7.17в), затем резцу сообщают продольное перемещение s слева направо (рис. 7.17 г) и обрабатывают дно канавки начисто. При протачивании точных широких канавок обработку производят в той же последовательности с оставлением припуска на чистовое протачивание по обеим сторонам канавки и ее дну.

Рис. 7.17. Схема обработки широких канавок

Чистовую обработку канавки производят канавочным резцом при поперечной подаче. Причем первой обрабатывают ту стенку, до которой задан размер, определяющий положение канавки.

Протачивание фасонных канавок: черновую обработку производят канавочными резцами с прямолинейным расположением режущей кромки, чистовое протачивание — фасонным резцом. Измеряют канавки штангенциркулем.

Обработка торцевых поверхностей

При обтачивании торцевых поверхностей резец перемещается поперечным суппортом. Для обтачивания применяют подрезные и проходные упорные резцы. Точение торцевых поверхностей производят как от наружной боковой поверхности к центру заготовки, так и наоборот.

Если заготовки имеют на наружной поверхности твердую корку, резец подается от центра заготовки к периферии, что предупреждает преждевременный износ режущей кромки. Для обработки торцов применяют проходной упорный резец, позволяющий производить как продольное, так и торцевое точение поверхностей (рис. 7.18а).

Рис. 7.18. Продольное и торцевое точение упорным проходным резцом:

d1 — фактический диаметр; d2 — заданный диаметр

Особое внимание следует уделять заточке резца по задней поверхности и его точному закреплению, чтобы избежать трения резца о заготовку (рис. 7.18б).

При точении торцевых поверхностей подрезной резец устанавливают точно по центру, так как в противном случае поверхность торца не будет обработана до конца и останется выступ.

При обработке больших торцевых поверхностей следует применять станок с бесступенчато регулируемой частотой вращения, что позволит сохранять постоянной скорость резания. Установку и закрепление деталей при подрезании торцов и уступов производят в основном теми же способами, что и при продольном обтачивании. Короткие детали закрепляют в патроне; длинные детали устанавливают в центрах. Крупные и длинные детали устанавливают и закрепляют одним концом в патроне, а другой конец поддерживают задним центром.

Прутки и длинные заготовки небольших диаметров (до 50 мм) обычно устанавливают через сквозное отверстие шпинделя, выдвигая заготовку на требуемую длину.

При подрезании торцов деталей, устанавливаемых в центрах, обычный центр не следует применять, так как можно повредить режущую кромку резца. В этих случаях ставят упорный полуцентр (рис. 7.18в), обеспечивающий свободный подвод резца для подрезания всего торца с подачей от наружной поверхности к центру.

Подрезание торцов деталей, закрепляемых в патроне, целесообразно производить не подрезным, а проходным упорным отогнутым резцом с подачей резца от периферии к центру и наоборот. Последний имеет более массивную режущую часть и допускает более высокие режимы резания. На рис. 7.18 г показано подрезание уступа высотой до 5 мм за один рабочий ход при продольной ручной подаче. В этом случае используют проходной упорный резец с многогранной неперетачиваемой пластиной из твердого сплава. При подрезании уступа высотой более 5 мм подрезание производят за несколько рабочих ходов.

Обработку уступов большой высоты производят за несколько рабочих ходов, сочетая продольную подачу с поперечной. При подрезании большого количества одинаковых деталей с уступами применяют упоры, ограничивающие перемещение резца.

При обработке деталей ступенчатой формы по упорам, когда требуется выдержать длины отдельных ступеней независимо от глубины центровых отверстий, применяют так называемые плавающие центры.

При подрезании торцов и уступов припуски в зависимости от длины и диаметра заготовки определяют по справочным таблицам. Подачу при черновом и чистовом точении торцов и уступов определяют, исходя из глубины резания, шероховатости поверхности и физико-механических свойств заготовки. При этом меньшее значение подачи берется для более прочных материалов. Скорость резания при подрезании торцов непостоянна и уменьшается к центру детали по мере уменьшения диаметра обработки. При подрезании торцов скорость резания определяется в зависимости от наружного диаметра заготовки.

Обработка конических поверхностей

Такую обработку выполняют различными способами: смещением задней бабки в поперечном направлении, поворотом верхней части суппорта, с помощью конусной (копировальной) линейки и широкого резца.

Смещением задней бабки в поперечном направлении (7.19а) обрабатывают на длинных валах конические поверхности с углом конуса α ≤ 8–10°. Ось задней бабки смещена в поперечном направлении по отношению к оси шпинделя станка на величину h = L sin α, где

При малых углах sin α ≈ tg α, тогда

; при L = l h = (D — d)/2.

Заднюю бабку смещают на величину h, используя деления на торце опорной плиты и риску на торце корпуса задней бабки. Недостатки этого метода: невозможность растачивания конических отверстий; сильное затирание на центрах и большая разработка центровых отверстий заготовки; ограничение детали по углу конусности; ограничения по режиму обработки.

Поворот верхней части суппорта применяют при обработке коротких наружных и внутренних конических поверхностей. Верхнюю часть суппорта (рис. 7.19б) поворачивают на угол α, равный углу конуса, указанному на чертеже детали. Резец подают вручную рукояткой винта верхнего суппорта. Недостатки этого метода — необходимость использования ручной подачи и небольшая длина обрабатываемой конической поверхности, которая ограничивается длиной хода верхнего суппорта.

Рис. 7.19. Схемы точения конической поверхности:

а — смещением задней бабки; б — поворотом верхней части суппорта; в — с применением конусной линейки; г — широким резцом

Точение по конусной линейке применяют на специально оборудованных станках. Конусная линейка служит для обработки наружных и внутренних конических поверхностей с углом при вершине до 25° (рис. 7.19в). Работу ведут в следующем порядке. К станине станка прикрепляют плиту 6 с нанесенными на ней делениями, определяющими угол поворота линейки 5. Линейку поворачивают вокруг пальца 4 на необходимый угол и закрепляют болтами 7. По линейке свободно скользит ползун 3, соединяющийся с нижней поперечной частью 10 суппорта с помощью тяги 1 и зажима 2. Для свободного перемещения поперечного суппорта по направляющим необходимо отсоединить винт поперечной подачи. При продольном перемещении суппорта резец получает два движения: продольное и поперечное от конусной линейки. При сложении этих движений обеспечивается перемещение резца вдоль образующей обрабатываемого конуса. После каждого прохода резец устанавливают на глубину резания с помощью рукоятки 8 верхней части 9 суппорта. Эта часть суппорта должна быть повернута на 90° относительно ее нормального положения. Если даны диаметры оснований конуса D и d и его длина l , то угол поворота линейки можно найти по формуле:

tg a = (D — d) / (2 * l).

Если деления на плите обозначены не в градусах, а в миллиметрах, то число делений С, на которое необходимо повернуть линейку, определяют по формуле:

C = (D — d) * H / 2 * l,

где Н — расстояние от оси линейки до ее конца, мм; l — длина конуса, мм.

При использовании конусной линейки обеспечиваются простота настройки, возможность растачивания внутренних конических поверхностей и обработки с ручной или механической подачей. Для обработки фасонных поверхностей вместо линейки устанавливают специальный фасонный копир с профилем, соответствующим профилю детали.

Обработку конических поверхностей широким резцом применяют при небольшой длине конуса (до 50 мм). Широкий резец должен иметь угол в плане, соответствующий углу уклона конуса на обрабатываемой детали (рис. 7.19 г). В этом случае резцу сообщается подача в поперечном или продольном направлении.

Растачивание отверстий

Растачиванием называется увеличение диаметра отверстия в заготовке. Растачивание осуществляют снятием металла с поверхности отверстия расточным резцом. Растачивание производят для исправления соосности отверстия к нарушенной поверхности и обработки отверстий больших размеров. Исправить просверленное или неравномерно изношенное отверстие можно только растачиванием. Заготовки с отверстиями, полученные при отливке, и детали с изношенными отверстиями обычно растачивают.

При растачивании отверстий можно получить отверстие с точностью по 8–10-му квалитету, шероховатость поверхностей для чистового растачивания Ra = 12,5–42,5 мкм. При растачивании цветных металлов твердосплавными резцами точность отверстия соответствует 6–7-му квалитету с Ra = 0,32–12,5 мкм.

Углы заточки расточных резцов выбирают в основном такими же, как у резцов для наружного точения (за исключением заднего угла, который для расточных резцов имеет большую величину). Величина заднего угла зависит от диаметра растачиваемого отверстия (чем меньше диаметр отверстия, тем больше должен быть задний угол резца).

При растачивании поперечное сечение резца должно быть меньше диаметра отверстия, а вылет резца из резцедержателя больше глубины растачиваемого отверстия на 5–10 мм, поэтому при растачивании глубокого отверстия возможны пружинение и изгиб резца, а при высоких скоростях резания — сильные вибрации.

Для определения глубины отверстия при растачивании глухих отверстий и уступов применяют различные упоры, позволяющие быстро расточить отверстие с требуемой глубиной. Глубину растачиваемого отверстия устанавливают путем нанесения риски на стержне резца (рис. 7.20а, 7.20б) на расстоянии от вершины А, равном расстоянию от торца заготовки до уступа.

Рис. 7.20. Схема растачивания отверстий

Чтобы расточить ступенчатое отверстие с применением упора, необходимо упор закрепить в резцедержателе вместе с резцом и расточить отверстие до тех пор, пока торец планки не подойдет вплотную к торцу заготовки.

При растачивании длинных небольших отверстий расточной резец (рис. 7.20в) отжимается под действием упругой деформации на величину припуска t1 относительно заданного диаметра обработки, а при выходе из отверстия возвращается в первоначальное положение.

При черновом растачивании резец необходимо устанавливать на высоте центров или немного ниже. При чистовом растачивании режущую кромку нужно располагать выше линии центров, учитывая, что вследствие действия силы резания резец отожмет вниз.

При растачивании деталей с тонкими стенками (втулок, стаканов, гильз), необходимо иметь в виду, что при закреплении заготовки в патроне возникает деформация (изменение формы) вследствие сильной затяжки.

На рис. 7.21 показано деформированное отверстие, полученное при сильном зажиме детали в патроне. Отверстие после зажима приняло трехгранную форму (рис. 7.21а).

Рис. 7.21. Схема растачивания детали с тонкими стенками

При последующем растачивании резец обрабатывает точную цилиндрическую поверхность, но после снятия готовой детали со станка она примет прежнюю форму: ее наружная поверхность станет снова цилиндрической, а обработанное отверстие примет треугольную огранку (рис. 7.21б). Такое искажение формы не может быть обнаружено обычными способами измерения, так как наружный диаметр по всем сечениям одинаков. Обнаружить такую погрешность можно только с помощью индикаторного нутромера с трехточечным касанием (рис. 7.21в). Поэтому перед чистовым растачиванием рекомендуется немного ослабить затяжку кулачков.

Если требуется обработать отверстие точно, необходимо либо закрепить деталь, равномерно прилагая небольшие усилия по всей окружности в специальном патроне, либо закрепить ее на планшайбе с торца.

7.5. Контроль качества обработанных поверхностей

Отклонение от цилиндричности является комплексным показателем отклонения формы цилиндрических деталей. Так как отсутствуют приборы, контролирующие этот параметр, то на практике используют такие показатели, как отклонение от круглости и отклонение профиля продольного сечения цилиндрической поверхности.

Отклонениями от круглости являются овальность и огранка, отклонениями профиля в продольном сечении — конусообразность, бочкообразность, седлообразность.

Дефектами торцевой поверхности являются неплоскостность (выпуклость и вогнутость) и неперпендикулярность торца к оси цилиндра. Все эти виды дефектов обусловлены наличием случайных и систематических погрешностей динамической системы станка, на котором обрабатывают детали.

Отклонения от круглости измеряют на специальных приборах — кругломерах, принцип работы которых заключается в воспроизведении идеальной окружности и ее сравнении с реальным профилем измеряемого изделия.

Отклонения профиля продольного сечения цилиндрических поверхностей контролируют различными индикаторами. Во время контроля деталь устанавливают на специальное приспособление в центрах, в которых она вращается, а индикаторы перемещают вдоль оси детали.

При обработке цилиндрических отверстий возникают те же дефекты, что и при обработке наружных поверхностей.

Цилиндрические отверстия контролируют калибрами — пробками и универсальными измерительными инструментами — штангенциркулем, штихмасом, индикаторным нутромером. Для контроля отверстий диаметром до 100 мм рекомендуется применять полные пробки и штангенциркули, до 250 мм — неполные пробки и штангенциркули и свыше 250 мм — штихмасы и нутромеры.

Если в технических условиях содержатся требования по овальности, конусности, бочкообразности или другим отклонениям от правильной геометрической формы отверстия, то для контроля применяют различные универсальные инструменты и приборы.

Для контроля конических поверхностей применяют угловые меры, шаблоны, угольники, конусные калибры, синусные и тангенсные линейки, универсальные микроскопы, оптические делительные головки и др.

Углы у конических валов и втулок измеряют угломерами, которые могут быть снабжены нониусами или оптическими приспособлениями.

Для проверки угла конусности вала применяют конусные калибры-втулки, а для проверки угла конусных втулок — конусные калибры-пробки.

Контрольные вопросы

1. Назовите характеристики резания на токарных станках.

2. Расскажите об основных узлах токарно-винторезного станка.

3. Какие типы токарных резцов существуют?

4. Перечислите способы обтачивания заготовок.

5. Каким образом устанавливают резцы на станке?

6. Какую последовательность в работе следует соблюдать при продольном точении деталей?

7. Опишите последовательность обтачивания длинных цилиндрических деталей.

8. Какими способами осуществляют обработку конических поверхностей?

9. Что такое растачивание отверстий и как его выполняют?

10. Что контролируют кругломерами и индикаторами?

Глава 8 Фрезерование

8.1. Общие сведения о фрезеровании

Фрезерование — это высокопроизводительный метод формообразования поверхностей деталей многолезвийным режущим инструментом — фрезами. Для фрезерования характерны непрерывное главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи заготовки. В некоторых случаях заготовка совершает круговое или винтовое движение подачи.

При фрезеровании образуется прерывистая стружка переменного сечения. Режущие зубья могут располагаться на цилиндрической и на торцевой поверхностях фрезы. Каждый зуб фрезы является простейшим инструментом — резцом. Фрезы, как правило, — многозубый инструмент. Иногда применяют однозубые фрезы.

Каждый отдельный зуб фрезы за время одного полного ее оборота находится в контакте с обрабатываемой поверхностью детали относительно малое время: большую часть времени зуб проходит по воздуху и при этом охлаждается, что является положительным фактором. Врезание зуба в заготовку сопровождается ударами, что осложняет работу фрезы и станка.

Режущую часть фрез изготавливают из инструментальных углеродистых и быстрорежущих сталей, твердых и минералокерамических сплавов.

В зависимости от поверхности, по которой производится затачивание фрезы, различают 2 конструкции зубьев: остроконечный зуб — зуб, затачиваемый по его задней поверхности (рис. 8.1а); затылованный зуб — зуб, затачиваемый только по его передней поверхности (рис. 8.1б).

Различают следующие элементы зуба:

● высота зуба фрезы h (рис. 8.2) — это расстояние между режущей кромкой зуба и дном канавки, измеренное в радиальном сечении фрезы перпендикулярно к ее оси;

● ширина задней поверхности зуба f (рис. 8.2) — расстояние от режущей кромки до линии пересечения задней поверхности зуба с его спинкой, измеренное в направлении, перпендикулярном к режущей кромке;

● окружной шаг зубьев — это расстояние между одноименными точками режущих кромок двух смежных зубьев, измеренное по дуге окружности с центром на оси фрезы и в плоскости, перпендикулярной к этой оси. Окружной шаг может быть равномерным и неравномерным.

● величина затылования К — понижение кривой затылования между режущими кромками двух соседних зубьев (рис. 8.1б).

Рис. 8.1. Зубья фрезы:

а — острозаточенный; б — затылованный; К — величина затылования

Рис. 8.2. Элементы зуба фрезы