Слесарное дело: Практическое пособие для слесаря Костенко Евгений
Чаще всего подвергают правке проволоку, горячекатаный или холоднотянутый пруток, полосовой и листовой металл. Реже правке подвергается сортовой металл (угольники, швеллеры, тавры, двутавры и рельсы).
Материал или изделие из цветных металлов следует править с учетом его физико-механических свойств молотком, изготовленным из соответствующего металла. Используют молотки из следующих цветных металлов: меди, свинца, алюминия или латуни, а также деревянные и резиновые молотки.
Гибкой называют операцию придания металлу определенной конфигурации без изменения его сечения и обработки металла резанием. Гибку производят холодным или горячим способом вручную либо с использованием приспособлений и машин. Гибку можно осуществлять в тисках или на наковальне. Гибку металла и придание ему определенной формы может облегчить использование шаблонов, стержневых форм, гибочных штампов и приспособлений. Гибка большого количества металлических прутков для придания им определенной формы возможна только в специально сконструированных и изготовленных для этой цели штампах и гибочном оборудовании.
Проволока гнется под определенным радиусом или по окружности круглозубцами, а при гибке под небольшим углом – плоскогубцами;
при сложной гибке могут одновременно использоваться круг-лозубцы и плоскогубцы. В ряде случаев при гибке проволоки используются тиски.
Гибку труб можно производить горячим или холодным способом с использованием специальных шаблонов или роликов при помощи гибочных приспособлений (рис. 12) или трубоги-бочных машин.
Толстостенные трубы диаметром не более 25 мм и радиусом гибки свыше 30 мм можно гнуть в холодном состоянии без заполнения их сухим мелким песком, свинцом, канифолью и не вставляя в них винтовую пружину. Трубы больших диаметров (в зависимости от толщины стенки и марки металла, из которого изготовлена данная труба) гнутся, как правило, с подогревом места гиба и наполнением трубы соответствующим материалом. При этом концы трубы заглушают пробками, что уменьшает возможность ее поломки или сплющивания при гибке. Трубы со швом следует гнуть в таком положении, чтобы действующее гибочное усилие прилагалось в плоскости, перпендикулярной шву.
Развальцовка труб – это диаметральная раздача наружу торцов труб с целью получения плотного и прочного прессового соединения торцов труб с отверстиями, в которые они вставлены. Применяется при изготовлении котлов, цистерн и др. Развальцовка выполняется в основном ручным развальцовочным роликовым инструментом или коническими дорнами.
Пружина – это деталь, которая под действием внешних сил упруго деформируется, а после прекращения действия этих сил возвращается в первоначальное состояние. Пружины используются в разных машинах, приспособлениях, станках и оборудовании. Пружины классифицируют по форме, условиям работы, виду нагрузки, виду натяжения и т. д. По форме пружины делятся на плоские, винтовые (цилиндрические, фасонные, телескопические) и конусные. По виду нагружения они подразделяются на пружины растяжения, кручения и сжатия. Пружины изготавливают с правой или левой навивкой, спиральные тарельчатые, гнутые, плоские, фигурные и кольцевые (рис. 13).
Пружина должна поддерживать в определенном положении детали или сборочные единицы машин, ликвидировать или успокаивать колебания, а также воспринимать энергию детали или узла машины в движении, давать возможность упруго подвесить детали машин или противодействовать определенной силе. Пружина выполняет также роль индикатора определенной силы.
Пружины изготавливают из пружинной или рессорной стали. Это может быть высокоуглеродистая сталь или легированная пружинная и рессорная сталь с добавлением марганца, хрома, вольфрама, ванадия, кремния. Химический состав пружинной и рессорной стали, условия термической обработки, а также механические свойства определяются соответствующими ГОСТ и техническими условиями.
Пружины изготавливают вручную или машинным способом. Одним из самых простых ручных способов является изготовление пружин в тисках (рис. 14) с помощью круглого стержня с рукояткой диаметром, несколько меньшим внутреннего диаметра пружины, и специальных деревянных щек, вложенных между губками щек тисков. Винтовые пружины можно навивать также на сверлильном, токарном или специальном навивочном станках.
Длина проволоки круглого сечения, необходимая для навивки винтовой пружины, определяется по формуле:
L = Dcpn,
где L – полная длина проволоки;
Dcp – средний диаметр витков пружины (равен внутреннему диаметру плюс диаметр проволоки); n – число витков.
Резиновая соединительная пружинящая муфта – это разновидность пружины. Резиновые соединительные пружинящие детали находят применение в разных машинах, механизмах и оборудовании для соединения валов и ряда других деталей, работающих в условиях динамических нагрузок. Они обладают способностью принимать и накапливать энергию, гасить колебания и используются как гибкие и упругие муфты.
Перед установкой пружины или резиновой соединительной пружинящей детали следует прежде всего проверить соответствие вида, характеристики и качества пружины чертежу и техническим требованиям на сборку машины или механизма. Не соответствующие этим требованиям или имеющие механические повреждения пружина или резиновая соединительная пружинящая деталь не обеспечат работоспособности машины или механизма.
При правке и гибке металла необходимо проверить техническое состояние используемых инструментов, правильно и точно закрепить материал на плите, в тисках или другом приспособлении. Рукава одежды на запястьях должны быть застегнуты, на руки следует надеть рукавицы.
2.8. Ручная и механическая разрезка и распиловка
Разрезкой называется операция разделения материала (предмета) на две отдельные части с помощью ручных ножниц, зубила или специальных механических ножниц.
Распиловкой называется операция разделения материала (предмета) с помощью ручной либо механической ножовки или круглой пилы.
Простейшим инструментом для разрезки металла являются обычные ручные ножницы (рис. 15), правые и левые (верхняя режущая кромка может находиться справа или слева от нижней режущей кромки).
Ножницы могут быть ручными или стационарными, закрепленными на верстаке. К механическим устройствам и оборудованию относятся вибрационные ножницы и машинки, рычажные механические ножницы, а также гильотинные ножницы и прессы. Резка листового материала, особенно вырезка фасонных деталей, производится газовой ацетиле-но-кислородной горелкой, а в ряде случаев – на фрезерных станках пальцевыми и другими специальными фрезами. Резка пруткового материала может производиться на токарных станках отрезными резцами. Отрезка труб производится специальными труборезами. Для распиловки материалов используются ручные и механические ножовки с постоянной или раздвижной рамкой, ленточные пилы, круглые пилы и другие механизмы.
Ручные ножницы служат для резки жести и железного листа толщиной до 1 мм, а также для разрезания проволоки. Листовой материал толщиной до 5 мм разрезается на рычажных ножницах, а материал толщиной более 5 мм – на механических ножницах. Перед резкой режущие кромки следует смазать маслом.
Угол заострения режущих частей ножниц зависит от характера и марки разрезаемого металла и материала. Чем меньше этот угол, тем легче врезаются режущие кромки ножниц в материал, и наоборот. Однако при малом угле заострения режущие кромки быстро выкрашиваются. Поэтому на практике угол заточки выбирают в пределах 75–85°. Затупившиеся кромки ножниц затачивают на шлифовальном станке. Правильность заточки и разводки между фомками проверяют, разрезая бумагу.
Ручная ножовка состоит из постоянной или регулируемой рамки, рукоятки и ножовочного полотна. Полотно крепится в рамке с помощью двух стальных штифтов, болта и гайки-барашка. Болт с гайкой служит для натяжения полотна в рамке (рис. 16).
Ручное ножовочное полотно – это тонкая стальная закаленная полоса толщиной от 0,6 до 0,8 мм, шириной 12–15 мм и длиной 250–300 мм с нарезанными зубьями вдоль одной или обеих кромок. Ножовочное станочное полотно имеет толщину 1,2–2,5 мм, ширину 25–45 мм и длину 350–600 мм.
Зуб полотна характеризуется следующими углами: для ручного ножовочного полотна передний угол 0°, задний угол 40–45°, шаг 0,8 мм, ширина развода зубьев 1,2–1,5 мм; для ножовочных станочных полотен передний угол 0–5°, задний угол 35–40°, угол заострения зуба 50–55°, шаг зубьев 2–6 мм. Зубья бывают волнообразные и разведенные. Мягкие металлы и искусственные материалы распиливаются ножовкой с зубьями большого шага, твердые и тонкие материалы – мелНожовочные полотна выполняют из инструментальной высокоуглеродистой стали У10, У12, У10А, У12А, для особо ответственных работ – из стали Р9, Х6ВФ, Х12Ф1, вольфрамовой и хромистой. После нарезки зубьев полотно подвергается закалке полностью или частично (только зубья) до твердости HRC 60–61. Рабочая длина полотна составляет около 2/3 его длины. Каждый зуб ножовочного полотна представляет собой строгальный резец (рис. 17).
Перед распиловкой или разрезанием материала следует подготовить материал, разметить его чертилкой или обозначить накернванием.
Перекос ножовки в процессе распиловки вызывает значительные напряжения изгиба полотна, что может послужить причиной появления трещины или поломки полотна.
В случае поломки одного или нескольких зубьев на полотне следует прервать распиловку, вынуть полотно из рамки и сошлифовать выкрошенные зубья. После этого можно продолжать использование полотна.
Распиловку труб большого диаметра нужно выполнять обязательно с постепенным поворотом трубы: в противном случае может произойти поломка зубьев. Тонкую трубу следует закреплять в тисках или приспособлениях с обжимом по радиусу при незначительном усилии зажатия, иначе может произойти смятие трубы. Для распиловки труб следует использовать полотно с целыми и острыми зубьями малого шага. В место реза, где треснуло старое полотно или выкрошились его зубья, не следует вставлять новое полотно.
Если линия реза пошла под углом к поверхности металла, следует прервать распиловку с этой стороны и начать с другой. Чтобы избежать скольжения полотна по материалу, нужно первоначальный рез произвести трехгранным напильником.
Твердые материалы распиливают, как правило, механической рамной, ленточной или дисковой пилами. Ручное распиливание этих материалов очень трудоемко, а иногда просто невозможно. При механической распиловке получается ровный рез.
Труборез – это инструмент для разрезания труб (рис. 18). Труборезы бывают разных видов: одно-, двух– и трехножевые, а также цепные.
В труборезе роль режущей части выполняет ролик с заточенными кромками. Трехножевой труборез состоит из щеки, в которой находятся два ножа-ролика, обоймы, в которой установлен один ролик, рукоятки и рычага. На закрепленную в тисках или захватывающем приспособлении трубу накладывают труборез и с помощью рукоятки затягивают до упора. Колебательным или вращательным движением рычага и постепенным сближением ножей-роликов производится разрезка трубы. Равномерную и чистую линию реза трубы можно получить с помощью цепного трубореза.
В целях безопасности при разрезании и распиловке материала следует проверить инструмент, правильно и надежно закрепить материал в тисках или приспособлениях, а также правильно и крепко осадить рукоять рамной пилы. Опасные места возле механических ножниц закрывают кожухом или щитами. Механические ножницы обслуживаются согласно инструкции по эксплуатации специально обученным работником.
2.9. Ручное и механическое опиливание
Опиливание – это процесс снятия припуска напильниками, надфилями или рашпилями. Оно основано на ручном или механическом снятии с обрабатываемой поверхности тонкого слоя материала. Опиливание относится к основным и наиболее распространенным операциям. Оно дает возможность получить окончательные размеры и необходимую шероховатость поверхности изделия.
Опиливание может производиться напильниками, надфилями или рашпилями. Напильники подразделяются на следующие виды: слесарные общего назначения, слесарные для специальных работ, машинные, для затачивания инструмента и для контроля твердости.
Напильники изготавливают из инструментальной высокоуглеродистой стали У12А, У13А, а также из стали марок Р9, Р7Т, ШХ9, 111X15.
Зубья напильника могут быть образованы насеканием, фрезерованием, нарезанием, протягиванием и точением методом обкатывания. Наиболее распространен способ насекания. Насечка напильников общего назначения двойная перекрестная, а у напильников для специальных работ – двойная и одинарная. Благодаря перекрестной насечке на опиливаемой поверхности не получается рисок от следов движения зубьев. Насекание зубьев производится на заготовках до их термической обработки. После насекания напильники закаливаются до твердости не ниже HRC 54.
При ремонте износившихся напильников перед нанесением насечки производится отпуск и шлифовка поверхности напильников. Все напильники должны быть тестированы.
В зависимости от формы различают следующие типы напильников (рис. 19): а – слесарные плоские тупоносые; б – круглые; в – полукруглые, г – квадратные; д – трехгранные; е – плоские остроносые; ж – ножовочные; з – овальные; и – линзовые; к – ромбические; л – полукруглые широкие; ж – рашпили, н – для опиловочных станков; о – для мягких металлов, а также выгнутые напильники. Размеры напильников даны в табл. 2.
По величине и густоте насечек в зависимости от числа насечек на 10 мм длины напильники разделяются на драчевые № 0, и 1, личные № 2 и 3 и бархатные № 4 и 5. Драчевый № 0 имеет самую грубую насечку. При длине драчевого напильника 100 мм число насечек на длине 10 мм составляет 14, в то время как бархатный № 5 имеет очень мелкую насечку – 56 насечек на 10 мм при той же длине напильника (табл. 3–5).
Напильники бывают с единичной и двойной насечкой (рис. 20). Единичная насечка может быть с наклоном в одну сторону, наклонная с промежутками, волнистая, рашпильная. При опиливании поверхностей мягких металлов используют напильники с единичной насечкой. Двойная насечка характеризуется тем, что шаг (расстояние между вершинами двух соседних зубьев) не составляет целой величины, что предотвращает появление борозд на спиливаемой поверхности.
Различают следующие виды опиливания: плоских и криволинейных поверхностей; угловых поверхностей; параллельных поверхностей; сложных и фасонных поверхностей.
Выбор напильника зависит от вида материала, вида опиливания, величины снимаемого слоя и величины обрабатываемой детали. Например, при окончательной обработке куба, выполненного из стали с длиной грани 30 мм, нужно использовать напильник с двойной насечкой № 5 (бархатный) длиной 160 мм.
Форму напильников выбирают в зависимости от конфигурации обрабатываемого места. Плоские напильники используют для опиливания плоских, криволинейных выпуклых и наружных сферических поверхностей; квадратные напильники – для опиливания квадратных и прямоугольных отверстий; трехгранные – для обработки трехгранных поверхностей, для заточки пил, а также для опиливания плоских поверхностей, расположенных под острым углом; ножовочные – для опиливания кромок острых углов, а также для выполнения узких канавок; ромбические – для обработки очень сложных контуров изделий; круглые – для выполнения полукруглых и круглых отверстий; овальные – для опиливания овальных отверстий; полукруглые и линзовые – для обработки криволинейных и вогнутых поверхностей.
В табл. 6 даны классы шероховатости и соответствующие им величины высот микронеровностей поверхности, получаемые при разных видах слесарной обработки.
Правильное и надежное закрепление материала в тисках или приспособлении при опиливании обеспечивает точную обработку материала, минимальное усилие работника и безопасность труда.
Во избежание повреждения поверхностей неметаллических материалов и изделий, закрепленных в тисках, следует использовать накладки. Накладки из мягких металлов (медь, цинк, свинец, алюминий, латунь), из дерева, искусственного материала, фетра или резины накладываются на щеки тисков. Изделие или материал вкладывают между накладками, а затем закрепляют.
Высоту установки тисков при опиливании следует подбирать в соответствии с ростом работника. На практике высоту установки тисков определяют, опираясь локтями на щеки тисков (кулак при вертикальном положении руки должен доставать до подбородка стоящего прямо работника). Если тиски установлены ниже данного положения, то подкладывают прокладки, а если высота установки тисков велика, то прокладки вынимаются или под ноги слесарю укладывается подставка или трап. Работающий у тисков должен занять такое положение, чтобы стопы ног были под углом 45° друг к другу, причем левая нога должна быть выставлена вперед на расстояние 25–30 см от оси стопы правой ноги. Ось левой стопы по отношению к рабочей оси напильника должна находиться под углом около 30°. Такое положение гарантирует производительную и безопасную работу слесаря и уменьшает его усталость.
Восстановление режущих способностей напильника после износа обеспечивается путем снятия затупившихся зубьев и нанесения на напильник новой насечки. Восстановление производится путем отжига напильника, сошлифования старой насечки и выполнения новой (вручную или механически) с последующей закалкой. Восстановление напильника можно производить несколько раз, но с каждым разом он становится тоньше и более подвержен трещинам.
Напильники необходимо предохранять от воздействия влаги для предупреждения коррозии; во избежание порчи насечки не следует их бросать или класть на другие напильники, инструменты или металлы. Поверхность напильников оберегают от попадания масла или смазки, а также от попадания пыли со шлифовальных кругов.
Новый напильник следует использовать сначала с одной стороны, а после ее затупления – с другой. Не следует использовать личные и бархатные напильники для опиливания мягких металлов (олова, свинца, меди, цинка, алюминия, а также латуни). Опилки этих металлов забивают канавки насечки напильника и не дают возможности обрабатывать поверхности других металлов.
Напильник во время работы и после работы следует очищать стальной щеткой. После окончания работы его убирают в ящик или шкаф.
Следует обращать особое внимание на состояние рукоятки и правильную насадку ее на напильник (рукоятку насаживают по оси напильника). При насадке рукоятки нельзя поднимать напильник вверх. Не следует использовать напильники без рукоятки. Особенно осторожно нужно работать маленькими напильниками. Конец длинного напильника не следует держать пальцами. Материал для опиливания должен быть закреплен правильно и крепко.
2.10. Сверление и развертывание. Сверлильные станки
Сверлением называется выполнение в изделии или материале круглого отверстия с использованием специального режущего инструмента – сверла, которое в процессе сверления одновременно имеет вращательное и поступательное движение вдоль оси просверливаемого отверстия. Сверление применяется в первую очередь при выполнении отверстий в деталях, соединяемых при сборке.
При работе на сверлильном станке сверло выполняет вращательное и поступательное движение; при этом обрабатываемая деталь неподвижна. Обработка деталей на токарном станке, автомате или револьверном станке выполняется при вращении детали, а инструмент совершает только поступательное движение.
В зависимости от требуемой степени точности используют следующие виды обработки: сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, расточку, зенкование, зацентровывание.
На сверлильных станках можно выполнять следующие операции: сверление, рассверливание на больший диаметр ранее просверленного отверстия, зенкерование, развертывание, торцевание, цекование, зенкование, нарезание резьб.
Для выполнения операции сверления используются сверла с коническим или цилиндрическим хвостовиком, конусные переходные втулки, клинья для выбивания сверла, сверлильные самоцентрирующие патроны двух– и трехщековые, рукоятки для крепления сверл в патронах, быстрозажимные патроны, патроны пружинные с автоматическим отключением сверла, машинные тиски, коробки, призмы, прихваты, угольники, ручные тиски, наклонные столы, а также разного вида приспособления, ручные и механические сверлильные станки и дрели.
Различают сверлильные станки с ручным и механическим приводом. К ручным сверлильным станкам с ручным приводом относятся: коловороты, дрели, сверлильные трещотки и ручные сверлильные верстачные станки. К ручным сверлильным станкам с механическим приводом относятся электрические и пневматические дрели, позволяющие при использовании специальных хвостовиков сверлить отверстия в труднодоступных местах.
К сверлильным станкам с механическим приводом относятся вертикально-сверлильные, радиально-сверлильные, горизонтально-расточные и специальные сверлильные станки. Вертикально-сверлильные станки могут иметь устройства для применения многошпиндельных головок. Специальные сверлильные станки могут быть агрегатными, многопозиционными и многошпиндельными.
Вертикально-сверлильный станок отличается от других сверлильных станков тем, что имеет станину с вертикальным расположением направляющих, по которой может перемещаться стол станка. Кроме того, он имеет механизм подачи, насос для подачи охлаждающей жидкости, а также коробки скоростей для получения разных частот вращения сверлильного шпинделя станка.
На вертикально-сверлильных станках (в зависимости от типа) можно сверлить отверстия сверлами диаметром до 75 мм, на верстачных сверлильных станках – сверлами диаметром до 15 мм, на настольных сверлильных станках – сверлами диаметром до 6 мм. Ручными электрическими сверлильными дрелями (в зависимости от типа) можно сверлить отверстия диаметром до 25 мм, ручными пневматическими сверлильными машинами – сверлами диаметром до 6 мм.
Сверлильные трещотки используют для сверления отверстий в труднодоступных местах в стальных конструкциях. Ручной привод, обеспечиваемый колебательным движением рычага трещотки, создает вращение сверла и его подачу вдоль оси отверстия.
Недостатком сверления трещоткой является малая производительность и большая трудоемкость процесса.
Сверло – это режущий инструмент, которым выполняют цилиндрические отверстия (рис. 21).
По конструктивному оформлению режущей части сверла делятся на перовые, с прямыми канавками, спиральные с винтовыми канавками, для глубокого сверления, центровочные и специальные.
Спиральные сверла в зависимости от их выполнения делятся на скрученные, фрезерованные, литые (для больших диаметров), с пластинками из сплавов карбидов металлов и сварные.
Сверла изготавливают из инструментальной углеродистой стали У10А, У12А, легированной стали 9ХС или из быстрорежущей стали Р18, Р9, РЭМ. Часто используются сверла, облицованные пластинками из сплавов карбидов вольфрама и титана.
Спиральным сверлом выполняют отверстия, к которым предъявляются высокие требования по точности, отверстия, предназначенные для дальнейшей обработки развертыванием, расточкой или протягиванием, отверстия под нарезание резьб (табл. 7).
Спиральное сверло состоит из хвостовика и рабочей части, которая делится на направляющю и режущую части. Между направляющей частью и хвостовиком находится шейка.
Хвостовик – это часть сверла цилиндрической или конусной формы (сверла по дереву имеют четырехгранный конический хвостовик), которая служит для закрепления сверла при конической форме в конических переходных втулках с конусом Морзе, а при цилиндрической – в двух-или трехкулачковом сверлильном патроне. Концевые втулки и сверлильный патрон закрепляются в отверстии шпинделя. Конусные хвостовики заканчиваются лапкой, которая служит для выбивания сверла из шпинделя или конусной переходной втулки. Цилиндрический хвостовик заканчивается поводком. Для сверления отверстий сверлильными трещотками или ручными коловоротами чаще всего используются сверла с квадратными хвостовиками. Сверла с цилиндрическим хвостовиком обычно имеют малые диаметры (до 20–30 мм).
Рабочая часть сверла состоит из направляющей и режущей частей.
Направляющая часть сверла – это часть, находящаяся между шейкой и режущей частью. Она служит для направления сверла вдоль оси отверстия. Направляющая часть имеет винтовые канавки для отвода стружки и стержень сверла. На наружной винтовой поверхности направляющей части сверла имеется ленточка.
Режущая часть спирального сверла состоит из двух режущих граней, соединенных третьей гранью – так называемой поперечной перемычкой.
Ленточкой называется узкий поясок вдоль винтовой канавки, плавно сбегающий к хвостовику. Цель ленточки – принять на себя часть трения сверла о стенки отверстия, появляющегося во время вхождения инструмента в материал. Диаметр сверла измеряется по расстоянию между ленточками.
Величина угла наклона винтовой канавки сверла зависит от вида обрабатываемого материала (табл. 8).
Процесс резания металла режущей кромкой осуществляется путем врезания ее в металл под действием вращения сверла и его осевой подачи. Величина угла режущей кромки определяется углом наклона винтовой линии и задним углом заточки сверла. Величина необходимого усилия подачи и сила резания определяются величиной переднего и заднего углов резания и величиной поперечной кромки. Уменьшить необходимое усилие подачи при сверлении можно за счет подточки поперечной кромки (перемычки) и выбора для данного материала оптимального угла резания.
Если сверло плохо сверлит, его следует заточить. Заточку можно выполнять вручную или машинным способом. Правильная заточка сверла дает возможность получать необходимые углы, удлиняет срок службы сверла, уменьшает усилия, а также дает возможность получать правильно выполненные отверстия.
Подбор необходимых для данного материала углов резания и заточка на специальных заточных станках для сверл обеспечивают получение правильных углов заточки и положение поперечной кромки в центре сверла. После заточки можно проверить углы заточки с помощью угломера или шаблона.
Перовые сверла (рис. 21, б) обычно изготавливаются из углеродистой инструментальной стали У10А или У12А. В этих сверлах различают следующие элементы: двусторонняя режущая часть с углом 116°, односторонняя – с углом 90–120°, направляющая часть с углом 100–110°, конусная рабочая часть, шейка и хвостовик.
Двусторонняя режущая часть обеспечивает рабочее движение при вращении сверла в обе стороны. Односторонняя режущая часть обеспечивает работу сверла только в одном направлении.
Недостатком этих сверл является отсутствие направляющей и изменение диаметра при каждой заточке. Применяются для отверстий малого диаметра, которые не требуют высокой точности исполнения.
Перовые сверла с удлиненной направляющей частью обеспечивают лучшее направление и более точный размер отверстия, дают возможность получать одинаковый диаметр до тех пор, пока не сошлифу-ется направляющая часть. Однако эти сверла малопроизводительны.
Перед сверлением необходимо соответствующим образом подготовить материал (разметить и обозначить места сверления), инструмент и сверлильный станок. После закрепления и проверки установки детали на столе сверлильного станка или в другом приспособлении, а также после закрепления сверла в шпинделе станка приступают к сверлению согласно инструкции и требованиям безопасности труда. Нельзя забывать об охлаждении сверла.
В процессе сверления могут иметь место различные дефекты: поломка сверла, выкрашивание режущих кромок, отклонение сверла от оси отверстия и т. д.
В табл. 9 указаны виды дефектов, причины их возникновения, а также способы устранения.
Сверлильный кондуктор (рис. 22) – это приспособление с кондукторной плитой для обработки большого количества одинаковых деталей с одинаково расположенными отверстиями без предварительной разметки. Сверлильные кондукторы могут быть разной конструкции. Они могут устанавливаться на деталь и крепиться непосредственно к детали, могут представлять собой приспособление с кондукторной плитой, в которое устанавливается и зажимается деталь. В этом случае в кондукторной плите находятся соответствующим образом расположенные отверстия со вставленными в них кондукторными втулками с определенным диаметром отверстий, через которые сверло направляется в зажатую в приспособление для сверления деталь. В ряде случаев кондукторные плиты имеют отверстия без кондукторных втулок.
При сверлении важную роль играет охлаждение и применяемые охлаждающие жидкости. Смазоч-но-охлаждающая жидкость (СОЖ) выполняет три основных функции: является смазкой для уменьшения трения между режущим инструментом, сверлом, металлом детали и стружки, является охлаждающей средой, интенсивно отводящей тепло, возникающее в зоне резания, и облегчает удаление стружки из этой зоны.
СОЖ применяются при всех видах обработки металла резанием. Хорошая СОЖ не вызывает корродирования инструмента, приспособления и детали, не оказывает вредного влияния на кожу человека, не имеет неприятного запаха и хорошо отводит тепло. При сверлении отверстий в стали используется водный раствор мыла, 5 %-ный раствор эмульсии Э-2 или ЭТ-2; при сверлении в алюминии – 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или жидкость следующего состава: масло «Индустриальное» – 50 %, керосин – 50 %. При сверлении мелких отверстий в чугуне СОЖ не используют. При сверлении в чугуне глубоких отверстий используется сжатый воздух или 1,5 %-ный раствор эмульсии Э-2 или ЭТ-2. При сверлении меди и сплавов на ее основе применяется 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или масло «Индустриальное».
Чтобы получить в металле или детали отверстия с диаметром свыше 30 мм, следует применить двукратное сверление. Первая операция выполняется сверлом диаметром 10–12 мм, вторая – сверлом требуемого диаметра (рассверливание). При сверлении с двумя рассверливаниями или сверлении, рассверливании и зенковании значительно снижаются усилия резания и время выполнения операций.
Удалить из просверливаемого отверстия сломанное сверло можно путем вывертывания его в сторону, обратную спирали сломанной части, щипцами (если имеется выступающая часть сверла). Если сломанное сверло находится внутри материала, то просверливаемую деталь нагревают вместе со сверлом до покраснения, а затем постепенно охлаждают. Отпущенное сверло можно выкрутить специальным приспособлением или высверлить другим сверлом.
Центровочным сверлом называют инструмент, используемый для выполнения центровых отверстий в торцевых поверхностях валов. Различают два вида центровочных сверл: для обычных центровых отверстий без предохранительного конуса и для центровых отверстий с предохранительным конусом (рис. 23). Нормализованным углом обычного центровочного сверла является 60°, а сверла с предохранительным конусом – 60 и 120°.
На больших и тяжелых валах центровое углубление с торцов выполняется за три операции: сверление, зенкование на 60° и зенкование предохранительного конуса на 120°.
Зенкерование – это увеличение диаметра ранее просверленного отверстия или создание дополнительных поверхностей. Для этой операции служат зенкеры, режущая часть которых имеет цилиндрическую, конусную, торцевую или фасонную поверхности (рис. 24).
Цель зенкерования – создать соответствующие посадочные места в отверстиях для головок заклепок, винтов или болтов или выравнивание торцевых поверхностей.
Зенкеры выполняются из углеродистой инструментальной стали У10А, У12А, легированной стали 9ХС или быстрорежущей стали Р9, Р12. Они могут иметь напаянные режущие пластинки из твердых сплавов. Хвостовики зенкеров и корпуса наборных зенкеров делаются из стали 45 или 40Х.
Зенкеры могут быть сплошными цилиндрическими, коническими, фасонными, сварными с приваренным хвостовиком, насадными сплошными, насадными сборными. Зенкеры малых диаметров делаются обычно сплошными, а больших диаметров – сварными или насадными. Конусные зенкеры имеют углы при вершине 60, 75, 90 и 120°.
Развертка – это многолезвийный режущий инструмент, используемый для окончательной обработки отверстий с целью получения отверстия высокой степени точности и с поверхностью незначительной шероховатости.
Развертки подразделяются на черновые и чистовые. Окончательным развертыванием достигается точность 2–3 классов (10 –7 квали-тет), а при особо тщательном выполнении – 1-го класса (6–5 квалите-та) при шероховатости поверхности 7–8 классов чистоты (высота микронеровностей 1,25–0,32 мкм).
Развертывание дает окончательный размер отверстия, требуемый по чертежу. Диаметр отверстия под развертывание должен быть меньше окончательного на величину припуска на развертывание (табл. 10).
Различают следующие виды разверток: по способу использования – ручные и машинные, по форме – с цилиндрической или конической рабочей частью, по точности обработки – черновые и чистовые, по конструкции – с цилиндрическим хвостовиком, с коническим (конус Морзе) хвостовиком и насадные. Насадные развертки могут быть цельными, со вставными ножами и плавающие. Ручные развертки могут быть цельными и разжимными. Развертки могут иметь простые и винтовые зубья. На рис. 25 представлены ручные развертки.
Число зубьев развертки зависит от ее диаметра и назначения. Число зубьев у ручных и машинных разверток с прямыми зубьями чаще всего четное (например, 8, 10, 12, 14). Развертки со спиральными зубьями имеют лево– и правосторонние режущие части.
Разжимные и регулируемые развертки используются при ремонтных работах для развертывания отверстий, которые имеют разный допуск, а также для минимального увеличения уже окончательно выполненного отверстия.
В комплект конических разверток для гнезд с конусом Морзе входят три развертки: черновая, промежуточная и чистовая (коническая) развертки.
Котельные развертки находят применение при котельных работах для увеличения отверстий под заклепки.
Развертка имеет следующие элементы: рабочую часть, шейку и хвостовик (конусный или цилиндрический).
Хвостовики ручных трехперых разверток закрепляются в постоянных или регулируемых державках.
Развертки имеют неравномерный шаг режущих кромок: с целью улучшения качества отверстия и предупреждения его граненности зубья располагаются по окружности на разном расстоянии один от другого.
Для охлаждения инструмента, уменьшения трения, а также для увеличения срока службы режущей части инструмента используются СОЖ. В табл. 11 приведены составы СОЖ, используемые при развертывании отверстий в различных материалах.
Для изготовления разверток применяются углеродистые инструментальные стали У10А и У12А, легированные инструментальные стали 9ХС, ХВ, ХГСВФ, быстрорежущие стали Р9 и Р18, а также твердые сплавы марки Т15К6 для обработки стали, меди и других вязких металлов и марки ВК8 для обработки чугуна и других хрупких металлов. Развертки из быстрорежущей стали делаются с приваренными хвостовиками из стали 45. Корпуса сборных, а также регулируемых и насадных разверток делаются из конструкционных сталей.
Пробойник (рис. 26) – это слесарный инструмент, выполняемый из углеродистой инструментальной стали У7 или У8, который служит для пробивания отверстий в листовых или полосовых металлических или неметаллических материалах толщиной не более 4 мм.
Рабочая часть пробойника может иметь круглую, прямоугольную, квадратную, овальную или другую форму. Пробойник для кожи и жести имеет в рабочей части слепое отверстие, которое соединяется с продольным боковым отверстием, проходящим через стенку нижней части пробойника. Через это отверстие удаляются отходы.
Пробивание отверстия выполняется, когда допускается некоторое повреждение поверхности в зоне отверстия и не требуется чистота и точность выполнения отверстия.
При работе на сверлильных станках необходимо выполнять следующие требования безопасности.
Перед началом работы следует проверить техническое состояние сверлильного станка и инструментов. Включать и останавливать станок нужно сухими руками.
Работать на станке необходимо в соответствии с инструкцией по эксплуатации оборудования, а также в соответствии с инструкцией по охране труда. Следует использовать специальную рабочую одежду, обязательно подбирать волосы под головной убор.
Детали должны быть правильно и надежно закреплены в тисках или приспособлениях, имеющих хорошее техническое состояние. При сверлении малых отверстий левая рука, придерживающая деталь, должна оказывать сопротивление, противоположное направлению вращения шпинделя. Во время рабочего хода шпинделя сверлильного станка нельзя придерживать или тормозить шпиндель, менять скорость и подачу, очищать стол или деталь от стружки.
Сверло следует охлаждать СОЖ с помощью кисточки или поливом. Не допускается охлаждение влажными ветошью или тряпками.
Все поломки, которые можно устранить, должен устранять обученный этому работник.
2.11. Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент
Нарезание резьбы – это образование винтовой поверхности на наружной или внутренней цилиндрической или конической поверхностях детали.
Нарезание винтовой поверхности на болтах, валиках и других наружных поверхностях деталей можно выполнять вручную или машинным способом. К ручным инструментам относятся: круглые разрезные и неразрезные плашки, а также четырех– и шестигранные пластинчатые плашки, клуппы для нарезания резьбы на трубах. Для крепления плашек используются плашкодержатели и клуппы. Круглая плашка используется также для машинного нарезания резьбы.
Нарезание наружной резьбы машинным способом может производиться на токарных станках резьбовыми резцами, гребенками, резьбонарезными головками с радиальными, тангенциальными и круглыми гребенками, вихревыми головками, а также на сверлильных станках резьбонарезными головками, на фрезерных станках резьбонарезными фрезами и на резьбошлифовальных станках однониточными и много-ниточными кругами.
Получение наружной резьбовой поверхности может быть обеспечено ее накатыванием плоскими плашками, круглыми роликами на резьбонакатных станках. Применение резьбонакатных головок с осевой подачей позволяет накатывать наружные резьбы на сверлильном и токарном оборудовании.
Нарезание резьбы в отверстиях выполняют метчиками вручную и машинным способом. Различают цилиндрические и конические метчики. Ручные метчики бывают одинарные, двухкомплектные и трех-комплектные. Обычно используют комплект, состоящий из трех метчиков: чернового, обозначенного одной черточкой или цифрой 1; среднего, обозначенного двумя черточками или цифрой 2; и чистового, обозначенного тремя черточками или цифрой 3 (табл. 12, рис. 27).
Имеются специальные метчики: для плашек (плашечные метчики с длинной режущей частью), для гаек, для труб, для легких сплавов, а также с конической рабочей частью. Метчиками можно нарезать резьбу в сквозных и глухих отверстиях или калибровать маточными метчиками ранее нарезанную резьбу.
На хвостовик ручного метчика, заканчивающийся квадратной головкой, надевается вороток с постоянным или регулируемым квадратным отверстием.
В ряде случаев применяются комбинированные метчики, которыми можно производить сверление и нарезание резьбы.
Машинные метчики применяются для нарезания внутренней резьбы на сверлильных и токарных станках всех типов. Ими можно нарезать резьбы за один или несколько проходов. За один проход нарезают резьбу с шагом до 3 мм, а за 2–3 прохода – резьбы с более крупным шагом, особо длинные резьбы, а также гладкие резьбы в труднообрабатываемых материалах независимо от шага.
Для нарезания резьбы в гайках на станках применяются гаечные метчики. Они работают без реверсирования и при нарезании гайки нанизываются на хвостовик. Различают гаечные метчики с прямым и изогнутым хвостовиком.
Для нарезания внутренней резьбы большого диаметра применяются резьбонарезные головки с регулируемыми гребенками или сходящимися плашками.
Элементы метчика: рабочая часть, состоящая из режущей и калибрующей частей, и хвостовик. На рабочей части нанесены спиральная нарезка и продольные канавки для удаления стружки. Режущие кромки получаются на пересечении спиральной нарезки и продольных канавок для удаления стружки. Хвостовая часть заканчивается квадратной головкой для установки в патрон. Метчики изготавливают из углеродистой инструментальной стали У12 и У12А, быстрорежущей стали Р12 и Р18, легированной стали Х06, ХВ, ИХ.
Винтовая поверхность – это поверхность, описываемая кривой-образующей, равномерно вращающейся вокруг оси и одновременно совершающей равномерное поступательное движение вдоль этой оси. Применительно к резьбовой поверхности образующей является треугольник (для метрических и дюймовых резьб), трапеция (для трапецеидальных резьб) и прямоугольник (для прямоугольных резьб, например, в ходовых винтах домкратов).
Профиль резьбы – это контур, полученный путем рассечения винтовой поверхности плоскостью, проходящей через ось винта. Профиль резьбы состоит из выступов и впадин витков. Ось вала является осью винтовой поверхности. Параметрами резьбы являются наружный диаметр d, внутренний диаметр d1, средний диаметр d2, шаг Р, угол профиля резьбы d. Профиль резьбы делится на две части: выступы и впадины. Резьбы могут быть однозаходные и многозаходные.
Под шагом резьбы следует понимать поступательное перемещение средней точки образующей профиля, соответствующее одному ее полному обороту относительно оси резьбы.
Шаг резьбы определяется расстоянием между осями двух идентичных точек следующих один за другим одноименных витков или расстоянием, на которое перемещается гайка по винту при выполнении одного полного оборота для однозаходной резьбы (табл. 13, 14).
Винтовую поверхность многозаходной резьбы можно рассматривать как несколько винтовых канавок, имеющих один номинальный диаметр (следовательно, и один номинальный шаг, который в много-заходной резьбе называется ходом t) и образованных на одной гладкой цилиндрической поверхности с равномерно расположенными по окружности заходами. Таким образом, ход резьбы t – это расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы.
Ход резьбы – это относительное осевое перемещение винта или гайки за один оборот. Если резьба однозаходная, то ход резьбы t равен шагу резьбы Р. Если резьба многозаходная, то ход резьбы t равен произведению шага Р на число заходов n:
t = Pn.
Резьбы бывают однозаходные и многозаходные, а также правые и левые. Резьба многозаходная, если на один ход нарезки попадает два или более профиля резьбы.
В зависимости от конфигурации резьбы бывают метрические (нормальные и мелкие), дюймовые, трубные, трапецеидальные, симметричные и несимметричные, закругленные, прямоугольные. Они могут быть цилиндрические и конические.
Угол профиля метрических резьб – 60°, дюймовых цилиндрических – 55°, дюймовых конических – 60°, трубной цилиндрической и конической – 55°, трапецеидальной – 30°.
Обозначение резьб дано в табл. 15.
В зависимости от профиля резьбы делятся на треугольные, трапецеидальные симметричные и несимметричные, прямоугольные и закругленные.
Резьба М4 имеет шаг 0,7 мм; М6 – 1 мм; М8 – 1,25 мм; М10 – 1,5 мм; М12 – 1,75 мм; М14 – 2 мм; М16 – 2 мм; М18 – 2,5 мм; М20 – 2,5 мм; М22 – 2,5 мм; М24 – 3 мм; М27 – 3 мм; М30 – 3,5 мм.
Раньше чаще применялись дюймовые резьбы, сейчас – метрические, реже – дюймовые.
В метрических резьбах различают 3 класса точности: точный (обозначение полей для наружных резьб 4п, для внутренних – 4Н5Н), средний (обозначение полей допусков для наружных резьб 6h, 6g, 6е и 6d, для внутренних – 5Н6Н, 6Н, 6G), грубый (обозначение полей допусков для наружных резьб 8h, 8g, для внутренних–7Н, 7G).
Для трапецеидальных резьб имеются два класса точности: средний (обозначение поля допуска длинной наружной резьбы 7п, 7е, и 8е, внутренней 7Н и 8Н); грубый (обозначение поля допуска длинной наружной резьбы 8е, 8с, 9с, внутренней 8Н и 9Н).
В резьбе различают номинальный диаметр резьбы, который чаще всего является наружным диаметром винтовой поверхности d, внутренний диаметр d1, средний диаметр d2 винта и внутренний диаметр отверстия гайки D1, диаметр резьбы гайки D, средний диаметр резьбы гайки D2 чаще всего равный d2 (рис. 28).
Средний диаметр винта определяется по формуле:
d2 = (d+ d1)/2.
Диаметр отверстия под резьбу можно подсчитать по приближенной формуле:
dо = d – 1,1P,
диаметр стержня dc под треугольную резьбу – по приближенной формуле:
dc = d – 0,1Р.
Диаметры отверстий и стержней под резьбу даны в табл. 16 и 17.
Перед нарезанием резьбы пруток должен быть очищен от ржавчины; на его торцевой поверхности должна быть снята заходная фаска.При нарезании резьбы в деталях из углеродистых и легированных конструкционных сталей применяют следующие СОЖ: для метчиков – сульфофрезол или 5 %-ный раствор эмульсии Э-2 или ЭТ-2, для плашек, гребенок, резьбонарезных головок – сульфофрезол, масло «Индустриальное 20».
Для нержавеющих и труднообрабатываемых сталей применяется сульсрофрезол, олеиновая кислота или жидкость следующего состава: сульфофрезол – 60 %, керосин – 25 %, олеиновая кислота – 15 %.
Для серого чугуна при нарезании метчиками применяется керосин или масло «Индустриальное 200».
Для алюминия и его сплавов применяется 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или жидкость следующего состава: масло «Индустриальное 20» – 50 %, керосин – 50 %.
Для меди и ее сплавов применяется 5 %-ный раствор эмульсии Э-2, ЭТ-2 или масло «Индустриальное 20».
Смазка уменьшает трение, охлаждает инструмент, удлиняет срок службы инструмента и облегчает отвод стружки.
Основные причины брака при нарезании резьбы следующие: несоответствие диаметров отверстий или стержней нарезаемой резьбе, повреждение инструмента, нарезание резьбы без применения смазки, тупой инструмент, плохое закрепление или плохая установка инструмента, а также недостаток профессиональных навыков (табл. 18).
При нарезании резьбы существует опасность ранения рук острой кромкой детали или инструмента. Не следует пальцами очищать ручные инструменты от стружки; категорически запрещается очищать пальцами рук инструменты, находящиеся в движении на станках.
2.12. Клепальные работы и инструмент для клепки
Клепка – это операция получения неразъемного соединения материалов с использованием стержней, называемых заклепками. Заклепка, заканчивающаяся головкой, устанавливается в отверстие соединяемых материалов. Выступающая из отверстия часть заклепки расклепывается в холодном или горячем состоянии, образуя вторую головку.
Заклепочные соединения применяются:
в конструкциях, работающих под действием вибрационной и ударной нагрузки, при высоких требованиях к надежности соединения, когда сварка этих соединений технологически затруднена или невозможна;
когда нагревание мест соединения при сварке недопустимо вследствие возможности коробления, термических изменений в металлах и появляющихся значительных внутренних напряжениях;
в случаях соединения различных металлов и материалов, для которых сварка неприменима.
Для выполнения заклепочных соединений применяются следующие виды заклепок: с полукруглой головкой, с потайной головкой, с полупотайной головкой, трубчатая, взрывная, разрезная (рис. 29). Кроме того, применяются заклепки с плоскоконической головкой, с плоской головкой, с конической головкой, с конической головкой и подголовкой, с овальной головкой.
Заклепки изготавливаются из углеродистой стали, меди, латуни или алюминия. При соединении металлов подбирают заклепку из того же материала, что и соединяемые элементы.
Заклепка состоит из головки и цилиндрического стержня, называемого телом заклепки. Часть заклепки, выступающая с другой стороны соединяемого материала и предназначенная для формирования замыкающей головки, называется ножкой.
Длина заклепки с полукруглой головкой измеряется до основания головки (длина тела), длина заклепки с потайной головкой измеряется вместе с головкой, длина заклепки с полупотайной головкой измеряется от грани перехода сферы к конусу до торца тела заклепки.
Диаметр заклепки определяется диаметром тела и измеряется на расстоянии 6 мм от основания головки. Диаметр отверстия под заклепку при горячей клепке должен быть на 1 мм больше диаметра заклепки.
Стальную заклепку диаметром до 14 мм можно расклепывать в холодном состоянии. Заклепки диаметром более 14 мм клепаются в горячем состоянии. Диаметры заклепок от 10 до 37 мм увеличиваются через 3 мм.
При клепке используются просверленные, проколотые или пробитые отверстия. При прочных, плотных и прочно-плотных заклепочных соединениях используются исключительно просверленные отверстия.
Заклепочные соединения бывают внахлестку, встык с одной накладкой, встык с двумя накладками симметрично, встык с двумя накладками несимметрично (рис. 30).
С точки зрения прочности и плотности используются следующие виды заклепочных соединений: прочные, от которых требуется только механическая прочность; плотные, к которым предъявляются только требования плотности и герметичности; прочно-плотные, от которых помимо механической прочности требуется также герметичность соединения. Последнее достигается увеличением головки и наличием подголовка заклепки, достаточно частым размещением заклепок подчеканкой обреза соединяемых листов и головок заклепок.
Заклепочные швы делятся на продольные, поперечные и наклонные. Они могут быть однорядные, двухрядные и многорядные (параллельные и с шахматным расположением заклепок). Швы могут быть полные и неполные (рис. 31).
Перед клепкой различных видов заклепочных соединений следует определить шаг клепки (шаг данного ряда – это расстояние между двумя ближайшими заклепками в этом ряду, шаг шва – это наименьшая кратность всех шагов в рядах) и расстояние от оси заклепок до края полосы.
В зависимости от диаметра заклепки, потребности и вида клепки используются ручная и механическая клепка.
Замыкающую головку получают ударной клепкой и клепкой давлением. Ударная клепка универсальная, но шумная; клепка давлением более качественна и бесшумна.
Для ручной клепки используются молотки для формирования головки заклепки, обжимки, поддержки, прихваты и клещи.
Для механической клепки используются пневматические или электрические молотки, клепальные клещи, подпоры подголовки заклепок, консоли. На больших промышленных предприятиях используются клепальные машины – эксцентриковые и гидравлические.
Заклепки можно нагревать в кузнечном горне, контактно, токами промышленной частоты на электрических нагревательных установках, а также газовым пламенем.
Неправильная клепка имеет место вследствие недогретой или перегретой заклепки, плохой подгонки друг к другу соединяемых элементов, ошибки при формировании головки, чрезмерно короткого или длинного тела заклепки, искривления тела заклепки в отверстии, а также из-за слишком глубокого отверстия, просверленного для потайной головки.
Для клепки необходимо использовать исправный инструмент. На руки следует надеть рукавицы, глаза защитить очками. Следует правильно установить головку заклепки в поддержку или консоль, правильно установить обжимку на тело заклепки. Во время клепки нельзя касаться обжимки рукой.
2.13. Шабрение и инструмент для шабрения
Шабрение – это процесс получения требуемой по условиям работы точности форм, размеров и относительного положения поверхностей для обеспечения их плотного прилегания или герметичности соединения.
При шабрении производится срезание тонких стружек с неровных поверхностей, предварительно уже обработанных напильником или другим режущим инструментом.
Инструменты для шабрения называются шаберами. Для изготовления шаберов используют инструментальные углеродистые стали У10, У10А, У12, У12А, легированную сталь Х05, а также твердосплавные пластины, вставляемые в стальные державки. Бывшие в употреблении и вышедшие из строя трехгранные или плоские напильники после соответствующего шлифования также могут использоваться в качестве шаберов.
Различают ручные и механические шаберы. Они могут быть плоские односторонние и двухсторонние, цельные и со вставленными пластинками, трехгранные цельные и трехгранные односторонние, полукруглые односторонние и двухсторонние, ложкообразные и универсальные (рис. 32).
Читать бесплатно другие книги:
