Слесарное дело

Оксана Николаевна Шпортько, Сергей Владимирович Фокин, Алексей Иванович Долгих

Слесарное дело

Все права защищены. Никакая часть электронной версии этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для частного и публичного использования без письменного разрешения владельца авторских прав.

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.