Слесарное дело

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.