Коршевер Наталья. Работы по металлу

   Плоские напильники нужно обрезать на необходимую длину так, чтобы остались только рабочие поверхности, и просверлить в них отверстия для крепления. Затем вырезать из дерева ручку (в виде бруска), соответствующую длине напильников. В ручке необходимо вырезать прямоугольную выемку и прикрутить к ее сторонам напильники таким образом, чтобы они плотно прилегали друг к другу под прямым углом. Крепежные винты не должны выходить за плоскость рабочей поверхности напильника, их надо утопить чуть глубже. Таким модернизированным двойным напильником зачищать кромку стального листа очень легко и быстро. Кроме того, значительно уменьшается опасность травмирования об его острые кромки во время работы.
   Прежде чем опиливать деталь, имеющую плоскопараллельные поверхности (например, в виде бруска, плиты), следует выбрать основную измерительную базу – как правило, это одна из наиболее широких поверхностей. Ее следует опилить окончательно, с проверкой плоскости и прямолинейности. Затем с помощью штангенциркуля проверяют параллельность широких поверхностей и толщину заготовки, определяя при этом подлежащий удалению припуск, замеры производят в 3–4 местах. После чего обрабатывают напильником вторую широкую сторону.
   Если, помимо широких поверхностей, требуется обработка и узких, то из них выбирается одна из более длинных сторон (она принимается за вспомогательную базу). После ее полной обработки опиливаются короткие поверхности, примыкающие к ней под углом 90°, с обязательной проверкой перпендикулярности относительно вспомогательной базы. В завершение опиливается вторая длинная сторона.
   При опиливании плоских поверхностей может применяться механический напильник (рис. 30).

   Рис. 30. Механический напильник: 1 – наконечник; 2 – эксцентрик; 3 – плунжер.
 
   В этом напильнике при вращении наконечника от гибкого вала через червячную передачу получает вращение эксцентрик, сообщающий возвратно-поступательное движение плунжеру, к которому крепится напильник.
   Можно сократить время опиловочных работ с помощью шлифовальных машинок, к которым крепятся абразивные круги (рис. 31).

   Рис. 31. Шлифовальные машинки: а – электрическая; б – пневматическая.

Опиливание сопряженных плоских поверхностей

   Чаще других слесарю приходится опиливать поверхности сопряженные, расположенные по отношению друг к другу под определенным углом. Наружные углы, как правило, обрабатываются плоскими напильниками, внутренние, в зависимости от их величины, трехгранными, квадратными, ромбическими, а если угол очень острый, то и надфилями.
   Как и при опиливании плоскопараллельных поверхностей, первой окончательно обрабатывают измерительную базу (наиболее длинную или широкую сторону). Затем проверяют угол между базой и необработанной поверхностью (с помощью угломера) и опиливанием доводят его до соответствия с требуемой величиной.
   Особой тщательности требует обработка мест сопряжения внутренних плоскостей угла, ибо именно там чаще всего выявляются погрешности обработки.

Опиливание криволинейных поверхностей

   Криволинейные поверхности подразделяются на выпуклые и вогнутые. Обработка таких поверхностей обычно связана со снятием относительно большого слоя металла (припуска).
   Выпуклые криволинейные поверхности сначала размечают, затем снимают лишний металл ножовкой или зубилом, а потом опиливают плоскими напильниками: основной припуск снимают напильником № 0, оставляя припуск до разметочной риски в 0,8–1 мм; далее напильником № 4 или № 5 снимают оставшийся припуск до риски.
   Сила нажима на напильник во время рабочего хода практически не меняется, а изменение его положения относительно обрабатываемой детали – балансировка – напоминает качели (в случае если деталь закреплена в тисках в горизонтальном положении) (рис. 32):
   – в начале рабочего хода носик напильника направлен вниз, а рукоятка приподнята;
   – в середине рабочего хода напильник располагается горизонтально;
   – в конце рабочего хода приподнятым должен быть носик напильника, а рукоятка – опущенной.

   Рис. 32. Приемы опиливания выпуклых криволинейных поверхностей.
 
   Если же деталь закреплена в тисках в вертикальном положении, то движение напильника будет иным:
   – в начале рабочего хода носик напильника направлен несколько вверх и влево;
   – в конце рабочего хода напильник носиком смотрит прямо вперед.
   В ходе опиливания деталь периодически освобождают из тисков и поворачивают относительно ее оси на небольшой угол (приблизительно на 1/5 оборота). Качество работы проверяют с помощью шаблона.
   Обработку вогнутых криволинейных поверхностей также начинают с нанесения разметки контура детали на заготовке.
   Большую часть лишнего металла можно удалить зубилом, ножовкой (при этом используется ножовка без рамки) или одновременно высверливанием и выпиливанием, оставив небольшой припуск, а затем полукруглым или круглым напильником спилить припуск до разметочной риски (рис. 33).

   Рис. 33. Приемы обработки вогнутых криволинейных поверхностей.
 
   При выборе напильника следует учесть, что радиус его сечения должен быть несколько меньше радиуса опиливаемой поверхности. Во время работы сочетают два вида движений напильником: прямолинейное (от себя – на себя) и вращательное. Качество работы контролируется наложением шаблона.

Шабрение металлических поверхностей

   Шабрение поверхностей металлических деталей применимо главным образом в слесарно-сборочных работах, когда требуется плотная подгонка плоскостей прилегающих друг к другу деталей (например, измерительных и направляющих поверхностей приборов и станков, опорных поверхностей машин). Операция шабрения заключается в соскабливании тонких слоев металла, для чего при обработке напильником оставляют припуск в 0,1–0,4 мм.
   Для того чтобы определить на деталях участки, на которых необходимо производить шабрение, используется шабровочная краска (смесь машинного масла и сажи). Если требуется определить такие участки на мелких деталях, то шабровочную краску тампоном наносят тонким слоем на слесарную плиту, на нее осторожно опускают проверяемой плоскостью деталь и медленно передвигают ее по всей поверхности плиты круговыми движениями, а затем также осторожно снимают деталь с плиты. Большие детали и заготовки обрабатывают краской на месте: краску наносят на контрольную плитку, опускают плитку на плоскость детали и круговыми движениями проходят всю эту плоскость.
   И в том и в другом случае пятна, оставшиеся на поверхности детали, указывают места шабрения, причем белые пятна (отсутствие краски) – наиболее углубленные участки поверхности детали, темные пятна (толстый слой краски) – менее углубленные, а серые пятна (тонкий слой краски) – наиболее выступающие части (они и подвергаются шабрению).
   После каждого цикла шабрения обрабатываемую поверхность насухо вытирают и проверку на шабровочную краску повторяют. Качество шабрения определяется с помощью контрольной рамки 25 х 25 мм. Ее накладывают на прошабренную поверхность и считают число пятен: шабрение считается грубым, если пятен в рамке 5–6, чистовым – 6–10 пятен, точным – 10–14 пятен, тонким – более 22 пятен.
   Выбор шабера по форме и геометрическим параметрам зависит от свойств обрабатываемого материала и, конечно же, от формы и размеров прошабриваемой поверхности (см. рис. 11):
   – для обработки краев заготовки удобнее всего использовать шабер с прямой режущей кромкой;
   – для плоских поверхностей более подходит шабер с радиусной режущей кромкой;
   – криволинейные и внутренние поверхности деталей шабрят трехгранными и фасонными шаберами;
   – режущая кромка шабера должна быть тем уже, чем тверже обрабатываемый материал.
   К операции шабрения допускаются только правильно заточенные шаберы.
   Угол заострения трехгранного шабера должен быть 60–70°. Торцовую (режущую) поверхность плоского шабера затачивают (относительно оси инструмента): для чугуна и бронзы, а также для особо точного шабрения под углом 90–100°, для стали и для грубой обработки – 75–90°, для мягких металлов – 35–40°.
   После заточки на заточном станке режущие кромки шаберов доводят или заправляют на оселках зернистостью М14 (удаляют заусенцы и неровности на кромках). Порядок заточки и заправки шаберов показан на рис. 34.

   Рис. 34. Заточка и заправка шабера: а – заточка; б – заправка.
 
   Рабочее положение шабера: угол наклона к шабруемой поверхности – 30–40°. Рабочий ход – либо вперед, от себя, либо назад, на себя, – производится с усилием, холостой ход – возвращение шабера в исходное положение – производится с отрывом режущей кромки от обрабатываемой поверхности. Начинают шабрение длинным ходом – 15–20 мм, по мере выравнивания поверхности длина хода сокращается до 2–5 мм. Направление движений шабера каждый раз нужно изменять, чтобы штрихи, им нанесенные, пересекались между собой под углом 45–60°.
   Приемы шабрения зависят от типа обрабатываемой поверхности.
   Шабрение плоских поверхностей начинают с края детали, наиболее удаленного от слесаря, и постепенно обрабатывают всю поверхность. Шабрят при этом только места с крупными серыми пятнами, разбивая их на более мелкие.
   После предварительной обработки, которая производится шабером с длинной режущей кромкой (20–30 мм), переходят к окончательному шабрению, для которого используется шабер с более короткой режущей кромкой (15–20 мм). В ходе этой операции круглые пятна разбивают пополам, а продолговатые – на более мелкие в поперечном направлении.
   Если необходимо добиться наибольшей точности поверхности или плотности прилегания деталей друг к другу (это возможно в условиях домашней мастерской), то следует произвести еще и точное шабрение инструментом с короткой режущей кромкой – 10–15 мм.
   При шабрении криволинейных поверхностей шабровочная краска наносится не на плиту, а на шаблон (или контрольный стержень или вал, если шабрят, например, внутреннюю часть подшипника).
   Приемы шабрения те же, что и при обработке плоских поверхностей, а из инструментов используют в основном трехгранные и изогнутые шаберы.
   Сложность шабрения внутренних углов сопряженных поверхностей заключается в том, что они очень часто бывают труднодоступны при работе плоским шабером. Поэтому для обработки этих участков используются, как правило, фасонные шаберы.
   Вообще шабрение – одна из самых трудоемких слесарных операций. В заводских, промышленных условиях шабрение часто заменяют чистовым строганием широкими резцами или шлифованием.
   В домашней мастерской к таким видам обработки прибегнуть вряд ли удастся (нужно специальное точное оборудование).
   Значительно ускоряют процесс шабрения усовершенствованные шаберы (фасонные, вставные, дисковые, цельные и др.), представленные на рис. 35.

   Рис. 35. Усовершенствованные шаберы: а – фасонные; б – вставной: 1 – корпус шабера; 2 – сменная режущая пластинка; 3 – зажимной кулачок; 4 – винт; 5 – рукоятка; в – дисковый; г – с радиусной заточкой.
 
   Фасонные шаберы (рис. 35, а) выполняются в виде набора стальных пластин различной конфигурации, закрепляемых на державке. Очертания пластин соответствуют форме фасонной поверхности, для шабрения которой они предназначены (пазы, канавки, желобки и т. д.).
   На рис. 35, б показан вставной универсальный шабер, позволяющий выполнять работы по шабрению сменными режущими пластинами. Корпус шабера имеет ось, на которой может поворачиваться зажимной кулачок. При вращении винта насаженной на него рукояткой кулачок, стремясь повернуться, другим своим концом надежно зажимает режущую пластинку из быстрорежущей стали или твердого сплава.
   Для ускорения ручного шабрения больших плоскостей можно применять дисковый шабер (рис. 35, в). Режущей частью этого шабера являются специально изготовленный термообработанный диск или изношенная фреза диаметром 50–60 мм и толщиной 3–4 мм.
   Заточенный на круглошлифовальном станке режущий диск закрепляется болтом на державке инструмента. По мере затупления режущей грани диск можно перезакрепить и продолжать работу его новым острым участком, что значительно экономит время на заточку.
   Шабер с радиусной заточкой (рис. 35, г) обеспечивает плавное и более легкое врезание инструмента в тело детали.
   Цельные шаберы изготавливаются из инструментальной стали (Р18, ШХ15), а державка – из более дешевой углеродистой. Для шабрения белого чугуна и других твердых металлов могут применяться пластинки из твердых сплавов.
   Шабрение – трудоемкий процесс, поэтому можно использовать при наличии возможности механизированные шаберы, ускоряющие процесс в 20–25 раз (рис. 36).

   Рис. 36. Механизированный электрический шабер: 1 – электромотор; 2 – редуктор; 3 – гибкий вал; 4 – кривошип; 5 —шатун; 6 – шабер.
 
   От электромотора через редуктор и гибкий вал получает вращение кривошип, сообщающий возвратно-поступательное движение шатуну и прикрепленному к нему шаберу.

Притирка металлических поверхностей

   Опиливания, зачистки и шабрения поверхностей зачастую бывает недостаточно, чтобы достигнуть достаточно плотного прилегания деталей друг к другу. Поэтому в процессе сборки механизмов слесари прибегают к притирке (доводке) поверхностей с использованием абразивных порошков и паст. В процессе притирки деталям сообщается наиболее точный размер за счет снятия очень малого припуска (около 0,05 мм). Притиркой можно достичь такого плотного прилегания поверхностей, что соединение будет гидронепроницаемым.
   Сразу стоит оговориться, что далее речь пойдет о ручной притирке, ибо вряд ли домашняя мастерская может быть оснащена специальными механическими притирочными станками.
   Притирку можно производить двумя способами: одной деталью о другую (так притирают в основном криволинейные прилегающие друг к другу поверхности – клапаны, пробки и пр.) или деталью о притир (так доводят фланцы, крышки и пр.). В качестве притиров используются плиты, бруски или другие детали, сделанные из более мягкого материала, чем сами притираемые элементы (например, для притирки стальных деталей используются чугунные притиры, для притирки деталей из цветных металлов – стеклянные притиры).
   Притирка, подобно шабрению, осуществляется в два этапа: предварительная притирка (предназначенные для этого притиры имеют на своей поверхности канавки, куда собирается металлическая стружка) и окончательная – доводка (она производится притирами с гладкой поверхностью).
   В качестве притирочных порошков используются: корундовый, карборундовый, наждачный порошки, окись железа, алюминия, хрома, толченое стекло.
   Зернистость абразивных порошков – от М40 до М7.
   В качестве смазки применяются олеиновая кислота, машинное масло, керосин, скипидар, техническое сало. При доводке вместо абразивных порошков используются пасты, в частности паста ГОИ.
   Нанесение притирочных порошков на притиры (или на поверхности деталей, если притирка осуществляется одной деталью о другую) называется шаржированием и осуществляется двумя способами: во-первых, абразивный порошок можно вдавить в притир стальным закаленным валиком, после чего лишний порошок удалить, а поверхность притира смазать; во-вторых, притир можно смазать и уже поверх смазки насыпать абразивный порошок и вдавить его валиком. Притирочная паста наносится на поверхность притира тонким слоем без вдавливания. Перед шаржированием поверхность притира предварительно промывают керосином и начисто протирают.
   По плоскому притиру с легким нажимом прокатывают стальной закаленный валик (рис. 37, в). Если шаржируется круглый притир, то притирочную массу наносят на две стальные закаленные плиты и притир прокатывают между ними (рис. 37, г). После шаржирования, когда абразивные зерна вдавлены в поверхность притира, избыточную притирочную массу убирают.

   Рис. 37. Притиры и шаржирование притиров: а – плоский притир с канавками; б – плоский притир без канавок; в – шаржирование плоского притира; г – шаржирование круглого притира: 1 – нижняя стальная закаленная плита; 2 – притир; 3 – верхняя стальная закаленная плита.
 
   Притирка плоских поверхностей происходит следующим образом: деталь обрабатываемой стороной накладывают на подготовленную плоскость притира (или другой притираемой детали) и производят 20–30 сложных кругообразных движений с сильным нажимом.
   Внимание! Траектория движений должна быть действительно сложной (даже можно сказать – хаотичной), чтобы они не накладывались друг на друга. Скорость движений должна быть приблизительно 20 м/мин (рис. 38).

   Рис. 38. Притирка плоских поверхностей: а – предварительная; б – окончательная.
 
   Затем отработанную притирочную массу убирают с поверхности притира и детали и наносят новый слой (зернистость используемого порошка на этот раз должна быть меньше). Таким образом чередуют притирочные движения с заменой притирочного слоя до получения соответствующего вида изделия (при последних подходах абразивный порошок заменяют пастой: сначала грубой, затем средней и в последнюю очередь тонкой. Окончательную притирку (доводку) осуществляют без нанесения пасты, а лишь со смазыванием притира смесью керосина и машинного масла.
   Если заготовка очень тонкая в сечении и ее неудобно двигать по притиру, то ее закрепляют на деревянном бруске и перемещают по плите вместе с ним.
   Притирка узких граней деталей или мелких заготовок производится пакетом. Несколько заготовок с помощью струбцин соединяют в пакет и притирают как широкую поверхность. Для этой цели можно использовать стальные или чугунные направляющие бруски или призмы.
   Притирка криволинейных поверхностей имеет свои особенности. Чаще всего криволинейные поверхности двух деталей взаимосоприкасаемы, при этом одна из поверхностей выпуклая, а другая вогнутая (например, пробка и гнездо под нее, вместе составляющие самоварный краник), поэтому притирку этих поверхностей производят одна об другую.
   Пробку смазывают и присыпают абразивным порошком, вставляют в гнездо и вращают попеременно в разные стороны приблизительно на 1/4 оборота 5–6 раз, после чего делают полный оборот пробки вокруг ее оси. Чередование притирки с заменой притирающих материалов аналогично притиранию широких плоских поверхностей.
   Проверку точности притирки можно осуществить с помощью грифельного карандаша: наносят линию на одну из притертых поверхностей и проводят ею по другой притертой поверхности. При удовлетворительном качестве притирки карандашная линия равномерно стирается или смазывается по всей длине.
   В завершение операции притирки (доводки) детали при необходимости обрабатывают полировальниками – эластичными кругами из фетра или войлока. В качестве механического привода полировальника может выступать двигатель от бормашины или электрическая дрель. Полировку производят очень тонкими абразивными порошками со связкой из вазелина, говяжьего сала, воска или полировальными пастами.

Обработка отверстий

Сверление металла

   Пожалуй, трудно себе представить изготовление и сборку какого-либо механизма без того, чтобы не возникла необходимость в сверлении и дальнейшей обработке отверстий. Да и в других направлениях слесарного производства, будь то сантехнические работы или установка бытового газового оборудования, прокладка трубопровода или ремонт автомобиля, вряд ли можно обойтись без такой слесарной операции, как сверление всевозможных отверстий.
   Сущность данных операций заключается в том, что процесс резания (снятия слоя материала) осуществляется вращательными и поступательными движениями режущего инструмента (сверла, зенкера и т. д.) относительно своей оси. Эти движения создаются с помощью ручных (коловорот, дрель) или механизированных (электрическая дрель) приспособлений, а также станков (сверлильных, токарных и т. д.).
   Сверление заключается в получении и обработке отверстий резанием с помощью специального инструмента – сверла. По конструкции и назначению сверла делятся на перовые, спиральные, центровочные и т. д. Чаще применяются спиральные сверла.
   Спиральное сверло (рис. 39) состоит из рабочей части, хвостовика и шейки.

   Рис. 39. Элементы спирального сверла: 2? – угол при вершине; ? – угол наклона винтовой канавки; ? – угол наклона поперечной кромки.
 
   На направляющей части расположены 2 винтовые канавки, по которым отводится стружка в процессе сверления. Направление винтовых канавок обычно правое. Левые сверла применяются очень редко. Узкие полосочки на цилиндрической части сверла называются ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия (сверла диаметром 0,25–0,5 мм выполняются без ленточек).
    Режущую частьсверла образуют 2 кромки, расположенные под определенным углом друг к другу (угол при вершине). Величина угла зависит от свойств обрабатываемого материала. Для стали и чугуна средней твердости он составляет 116–118°.
    Хвостовикслужит для закрепления сверла в шпинделе станка или сверлильном патроне и может быть конической или цилиндрической формы. Конический хвостовик имеет на конце лапку, которая служит упором при выталкивании сверла из гнезда.
    Шейкасверла соединяет рабочую часть и хвостовик и служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования сверла при его изготовлении. На шейке обычно проставляется марка сверла.
   Изготавливаются сверла преимущественно из быстрорежущей стали или твердых спеченных сплавов марок ВК6, ВК8 и Т15К6. Из таких сплавов делается только рабочая (режущая) часть инструмента.
   Перед сверлением отверстие необходимо предварительно разметить; центр и его окружность должны быть накернены. Центр размечаемого отверстия рекомендуется углубить большим кернером.
   При работе ручным инструментом необходимо обращать внимание на точность разметки.
   При сверлении сквозных отверстий под изделие помещают деревянную подкладку или металлическую плитку с отверстием для выхода сверла (рис. 40).

   Рис. 40. Сверление сквозных отверстий: 1 – сверло; 2 —деталь; 3 – пластина.
 
   Особенно внимательным надо быть при сверлении неполных или боковых отверстий. Неполные отверстия сверлят, зажимая изделие и прокладку (рис. 41).

   Рис. 41. Сверление неполных отверстий: 1 – изделие; 2 – прокладка; 3 – сверло; 4 – параллельные тиски.
 
   При сверлении боковых отверстий на криволинейных поверхностях нужно предварительно обработать площадку так, чтобы сверло было перпендикулярно к этой площадке (рис. 42, а).

   Рис. 42. Сверление боковых и полых отверстий: а – обработка и сверление боковых отверстий; б – сверление полых отверстий: 1 – изделие; 2 – деревянная пробка; 3 – сверло.
 
   При ручном сверлении отверстий для приведения сверла во вращательное движение применяются трещотки, коловороты, ручные, пневматические и электрические дрели (рис. 43).

   Рис. 43. Приспособления для ручного сверления: а – трещотка: 1 – скоба; 2 – верхний упор; 3 – гайка; 4 – рукоятка; 5 – патрон; 6 – шпиндель; 7 – зубья колеса; 8 – собачка; 9 – сверло; б – коловорот: 1 – опорная подушка; 2 – рукоятка; 3 – патрон со сверлом; в – ручная дрель: 1 – патрон со сверлом; 2 – шпиндель; 3 – зубчатая передача; 4 – рукоятка; 5 – нагрудник; 6 – неподвижная рукоятка.
 
   Трещотка (рис. 43, а) работает следующим образом: при повороте рукоятки по направлению, указанному штриховой стрелкой, собачка скользит по зубьям колеса; при вращении рукоятки по направлению сплошной стрелки собачка входит в паз храповика, вращает его и связанный с ним шпиндель. Для подачи сверла после каждого хода рукоятки поджимают гайку. Трещотка применяется для сверления отверстий больших диаметров.
   При работе коловоротом (рис. 43, б) усилие подачи осуществляется нажимом руки на опорную подушку.
   Ручная дрель (рис. 43, в) применяется для сверления отверстий диаметром до 8 мм. При сверлении дрелью левой рукой нажимают на неподвижную рукоятку, а грудью – на нагрудник и, вращая с помощью рукоятки правой рукой большую коническую шестерню, сообщают вращение сверлу.
   Применение переносных пневматических сверлильных машинок (дрелей) позволяет механизировать работы по сверлению деталей, нарезке резьбы и развертке отверстий. Они работают под действием сжатого воздуха при определенном давлении, имеют небольшие размеры и массу.
   Пневматические дрели с упорным центром могут применяться для сверления и развертывания отверстий диаметром до 75 мм.
   Электрические переносные сверлильные машинки используют для сверления отверстий до 50 мм. С их помощью можно производить шлифование, развертывание, завинчивание винтов, гаек и т. д. Они имеют ряд преимуществ по сравнению с пневматическими дрелями: более экономичны, легче переключаются на обратный ход.
   При работе пневматическими и электрическими дрелями не рекомендуется давать сверлу большую подачу. При сверлении глубоких отверстий сверло следует чаще вынимать для очистки от стружки.