Слесарное дело. Раздел I. Слесарная обработка деталей (А. И. Долгих, 2013)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В слесарном деле основными видами опиловочных работ являются:

1) опиливание наружных плоских и криволинейных поверхностей;

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

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

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

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

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

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

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

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

К специальным напильникам относятся:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.2. Слесарный инструмент и приспособления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.3. Контроль качества выполнения слесарных работ

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

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

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

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

Методы измерения подразделяют на:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Контрольные вопросы

1. Какие основные слесарные операции вы знаете?

2. Область применения разметки и какая она бывает?

3. Перечислите основной разметочный инструмент.

4. Какими способами и в какой последовательности производится разметка?

5. Для чего производится рубка металла?

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

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

8. Как производится рубка металла ручным и механизированным способом?

9. Что такое резка металла?

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

11. Какова последовательность приемов при ручной резке металла?

12. Какова последовательность приемов при механизированной резке металла?

13. Для чего производится опиливание поверхности детали?

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

15. Какие требования предъявляются к опиловочному инструменту?

16. Какие виды опиливания вы знаете?

17. Для чего применяется контурное травление?

18. Что такое правка металла?

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

20. Какой механизированный правильный инструмент вы знаете?

21. Назовите основной слесарный инструмент и приспособления.

22. Что такое точность изготовления детали?

23. Какие методы измерения точности детали вы знаете?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Наружный диаметр d_o – это наибольший диаметр резьбы детали, измеряемый по вершине резьбы перпендикулярно к оси резьбы.

Внутренний диаметр d₁ – наименьший диаметр резьбы, измеряемый по впадинам перпендикулярно к оси резьбы.

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

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

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

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

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

3.2. Резьбонарезной и резьбонакатный инструмент

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Комбинированные метчики состоят из двух частей, разделенных шейкой.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Раздвижные плашки изготовляют для метрической резьбы диаметром от М6 до М52, для дюймовой – от ¼ до 2" и для трубной резьбы – от 1/8 до 1^3/4². Клуппы, в которых устанавливают призматические плашки, изготовляют шести размеров – от № 1 до № 6.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Контрольные вопросы

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

2. Какие основные элементы резьбы вы знаете?

3. Опишите основные виды треугольной резьбы.

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

5. Как подразделяется машинный резьбонарезной инструмент?

6. Назовите основной резьбонакатный инструмент.

7. Какой существует инструмент для нарезания резьбы на трубах?

8. Как осуществляется контроль качества нарезания резьбы?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4.2. Рабочий инструмент и приспособления

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

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

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

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

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

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

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

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

4.3. Контроль качества выполнения работ

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

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

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

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

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

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

При проведения пригоночных работ запрещается:

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

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

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

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

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

При работе ручным электрифицированным инструментом запрещается:

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

2) производить частичную разборку и ремонт электроинструмента;

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

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

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

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

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

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

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

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

При работе ручными пневматическими инструментами запрещается:

1) работать пневматическим инструментом без рукавиц;

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

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

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

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

4.5. Выполнение пригоночных операций

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Контрольные вопросы

1. Какие операции называются пригоночными?

2. Перечислите основные технологические приемы выполнения пригоночных работ.

3. Что такое припасовка деталей?

4. В каких случаях выполняются притирочные работы?

5. При каких условиях осуществляется доводка изделий?

6. Перечислите основные виды ручного слесарного инструмента.

7. Какие существуют основные приспособления для слесарной обработки деталей?

8. Как оценивается качество обработанных поверхностей деталей?

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

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

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

12. Опишите как производится припасовка деталей.

13. Как производится притирка изделий ручным и механизированным способом?

5.1. Понятие, требования к процессу

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

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

Основными особенностями этого типа производства являются:

1) применение универсальных станков общего назначения;

2) использование универсальных приспособлений и нормальных инструментов;

3) установка и обработка деталей в основном по разметке;

4) пригоночные работы при сборке;

5) высокая квалификация рабочих;

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

Серийное производство распространено во всех отраслях машиностроения.

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

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

1) мелкосерийное;

2) среднесерийное;

3) крупносерийное.

Основными особенностями серийного производства являются:

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

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

3) соблюдение принципа взаимозаменяемости;

4) средняя квалификация рабочих;

5) себестоимость продукции ниже, чем в единичном производстве.

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

Основными особенностями этого типа производства являются:

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

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

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

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

5) строгое соблюдение принципа взаимозаменяемости;

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

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

Цехи заводов делятся на:

1) основные;

2) вспомогательные;

3) обслуживающие.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5.2. Порядок разработки технологического процесса

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

Для изготовления детали используют различные заготовки:

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

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

3) сортовые материалы круглого и квадратного сечения полученные прокатом;

4) заготовки из металлокерамики и пластмасс.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Инструкционно – технологической карте приводятся дополнительные указания о выполнении операции.

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

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

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

5.3. Выбор режущего и измерительного инструмента и приспособлений

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

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

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

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

Контрольные вопросы

1. Какие типы производства существующие в машиностроении вы знаете?

2. Дайте краткую характеристику каждому типу производства.

3. Какие виды цехов вы знаете?

4. Дайте определение производственного процесса.

5. Охарактеризуйте основные части производственного процесса.

6. Назовите последовательность разработки технологического процесса.

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

8. Дайте определение припуска и назовите его основные виды.

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

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