Теоретичний матеріал до уроків трудового навчання (технічна праця)

Тема 2.2. Контрольно-вимірювальний інструмент

Контрольно-вимірювальний інструмент призначений для визначення геометричних параметрів деталей машин і виробів, у тому числі різьб, зубцюватих коліс і т. ін. При вимірі довжин на практиці визначають, скільки разів міститься певна одиниця довжини (або її частина) в невідомій ще вимірюваній довжині. Відома одиниця, яка використовується для порівняння, а також її частки або кратні їй величини, реалізуються у вигляді жорсткого вимірювального інструмента, що має тільки один розмір, або розміри наносяться на вимірювальний інструмент, наприклад, у вигляді шкали.

Основною одиницею виміру лінійних розмірів у країнах з метричною системою є метр або тисячна частка метра – міліметр, а при точних вимірах довжини – тисячна частка міліметра – мікрон (мк). У країнах з дюймовою системою основною одиницею є дюйм.

Для грубих вимірів зазвичай використовують складні метри – металічні або дерев’яні складні лінійки довжиною 1 або 2 метри. Можлива погрішність виміру складає 1мм на довжині 1м. Для виміру довжин до 2 м застосовуються також стальні пружні стрічки – рулетки, що приміщують до футлярів різної форми.

Правильність заданих на кресленні розмірів і форм деталей у про­цесі їх виготовлення перевіряють за допомогою вимірювання, яке здійснюють спеціальними вимірювальними засобами.

Вимірювальні засоби - це технічні пристрої для проведення ви­мірювань. До них належать уже відомі тобі інструменти: масштабна лінійка, рулетка, кутник, малка, транспортир, перевірна лінійка та ін.

Точність вимірювань залежить від правильного ви­бору вимірювального засобу та уміння користуватися ним. Для цього необхідно знати його технічні дані, які в техніці називають метрологічними показниками. До них належать: ціна та інтервал поділки, допустима похибка вимірюваль­ного засобу, межі вимірювань тощо.

Ціна поділки шкали - різниця значень одиниць вимірювання ве­личин, що відповідають двом сусіднім рискам шкали.

Інтервал поділки шкали - відстань між двома сусідніми її познач­ками. Допустима похибка вимірювального засобу - найбільша похибка, за якої можна користуватися вимірювальним засобом.

Межі вимірювань вимірювального засобу - найбільше і найменше значення величини, які можна ним виміряти.

Під точністю вимірювань розуміють якість вимірювань, тобто на­ближення їх результатів до дійсного значення вимірюваної величини.

Вимірювальні інструменти й вимірювальні пристрої — це засоби вимірювання, здатні виробляти показання — числову вимірювальну інформацію — у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем. Ці показання виробляються у прийнятих одиницях вимірювання.

Спочатку одиниці фізичних величин обиралися довільно, без певного зв'язку одна з одною, що спричиняло великі труднощі. Значну кількість довільних одиниць однієї і тієї самої величини ускладнювало порівняння результатів вимірювань, здійснених різними спостерігачами.

У кожній країні, а іноді навіть у кожному місті створювалися свої одиниці. Переведення одних одиниць в інші було дуже складним і призводило до істотного зниження точності результатів вимірювань.

Окрім зазначеного розмаїття одиниць, яке можна назвати «територіальним», існувало розмаїття одиниць, застосовуваних у різних галузях науки, техніки, промисловості тощо.

Наявність низки систем одиниць вимірювання фізичних величин і велика кількість позасистемних одиниць, незручності, які виникають на практиці у зв'язку з перерахунками під час переходу від однієї системи до іншої, викликали необхідність створення єдиної універсальної системи одиниць, яка б охоплювала всі галузі науки і техніки і була б прийнята в міжнародному масштабі.

У 1960 р. XI Генеральна конференція щодо мір і вагів прийняла нову систему, назвавши її Міжнародна система одиниць (System International) із скороченим позначенням «SI», українською «СІ».

У 1963 р. було введено ГОСТ 9867—61 «Международная система единиц», згідно з яким СІ була визнана переважною. На сьогодні введено в дію Держстандартом єдиний державний стандарт — ГОСТ 8.417—81 «ГСИ. Единицы физических величин», що охоплює галузі науки і техніки і заснований на Міжнародній системі одиниць.

Потреба в єдиній Міжнародній системі одиниць настільки значна, а переваги її такі переконливі, що ця система упродовж короткого часу набула широкого міжнародного визнання і поширення.

Міжнародна організація зі стандартизації (ІСО) прийняла у своїх рекомендаціях з одиниць Міжнародну систему одиниць.

Організація об'єднаних націй з освіти, науки і культури (ЮНЕСКО) закликала всі країни — члени організації — прийняти Міжнародну систему одиниць.

Міжнародна організація законодавчої метрології (МОЗМ) рекомендувала державам — членам організації — ввести Міжнародну систему одиниць у законодавчому порядку і градуювати в одиницях СІ всі вимірювальні пристрої.

Міжнародна система одиниць увійшла в рекомендації з одиниць Міжнародної спілки чистої та прикладної фізики, Міжнародної електротехнічної комісії, Міжнародної газової спілки й інших міжнародних організацій.

Для вимірювання лінійних розмірів у системі СИ прийняті такі одиниці вимірювань: метр (м), міліметр (мм), мікрометр (мкм). Для вимірювання кутових розмірів — градус (°), хвилина ('), секунда (").

Первинні засоби вимірювань

Лінійка вимірювальна металева. Лінійка вимірювальна являє собою гнучку стальну смугу з нанесеною на ній прямою шкалою з ціною поділки 1 мм. Лінійки виготовляють зі шкалами від 0 до 150 мм, від 0 до 300 мм, від 0 до 500 мм і від 0 до 1000 мм. Початком шкали лінійки є площина торця смуги; торець розташований перпендикулярно поздовжньому ребру смуги. З торцем збігається середина нульового штриха шкали. Кінець штрихів шкали виходить на поздовжнє ребро. Кожний 5-й і 10-й штрих шкали подовжений, кожний 10-й — із цифрою, яка показує відстань у сантиметрах від цього штриха до початку шкали. Другий кінець смуги закруглений і має отвір для підвішування лінійки.

Металева лінійка дозволяє безпосередньо здобути значення вимірюваної величини.

На рис. 4.5 показано прийоми визначення міжосьової відстані отворів. Якщо отвори однакового діаметра (рис. 4.5, а), то можна виміряти лінійкою відстань mn, яка дорівнює міжосьовій відстані.

Рис. 4.5. Прийоми вимірювань металевою лінійкою

У разі різних діаметрів отворів (рис. 4.5, б) лінійкою вимірюється відстань між найближчими точками отворів і до неї додається сума розмірів радіусів великого й малого отворів.

Кронциркуль. Кронциркуль служить для вимірювання розмірів зовнішніх і внутрішніх поверхонь деталей (рис. 4.6, 4.7).

Рис. 4.6. Вимірювання зовнішніх розмірів деталі кронциркулем

Рис. 4.7. Вимірювання внутрішніх розмірів деталі кронциркулем

Криволінійна форма ніжок із загнутими всередину кінцями дозволяє зручно вимірювати діаметри поверхонь обертання (рис. 4.8, б).

Рис. 4.8. Прийоми вимірювань кронциркулем і нутроміром

Нутромір. Нутромір застосовують переважно для вимірювання розмірів внутрішніх поверхонь. Ніжки нутроміра прямі з відігнутими зовні кінцями (рис. 4.8, б, в).

При користуванні кронциркулем і нутроміром у жодному разі не виконувати вимірювання із зусиллям: інструмент має проходити вимірювані місця вільно під дією власної ваги. На рис. 4.8, б показано вимірювання кронциркулем діаметра циліндричної частини деталі, а нутроміром — діаметра отвору в основі цієї деталі. Лінійкою визначають розміри основи деталі. Значення виміряних кронциркулем і нутроміром величин визначають шляхом перенесення їх на лінійку (рис. 4.8, а, в).

Вимірювання деталей кронциркулем, нутроміром і лінійкою не дають великої точності. Точність вимірювання цими інструментами при певному досвіді сягає 0,5 мм (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Читання показань при вимірюванні кронциркулем

Багато деталей мають криволінійні обриси. У таких випадках форму і розміри контуру цих деталей можна визначити вимірюванням координат його точок за допомогою рейсмуса. Під час вимірювання координат точок рейсмус і вимірювану деталь установлюють на гладкій рівній поверхні (розмічальній плиті). Пересуваючи стрижень рейсмуса по лінійці вгору або донизу і приводячи його гострий кінець у зіткнення з якоюсь точкою кривої, можна визначити координати цієї точки. Узявши за початок координат нульову поділку лінійки-рейсмуса, можна за її шкалою знайти координати Б₁, Б₂, Б₃, а за шкалою стрижня — координати А₁, А₂, А₃. Точніше координати точок можуть бути визначені за допомогою штангенрейсмуса, який обладнаний ноніусом (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Штангенрейсмус

Штангенциркуль ШЦ-1 (рис. 4.11, а). Штангенциркулем називають засіб для вимірювання лінійних розмірів, заснований на штанзі 3, на якій нанесено шкалу з ціною поділки 1 мм. Штангою 3 пересувається рамка 6 із допоміжною шкалою-ноніусом 5. Штангенциркуль обладнаний губками для зовнішніх вимірювань 7 і для внутрішніх вимірювань 1, а також затиском 2. До рамки 6 прикріплено лінійку глибиноміра 4.

Рис. 4.11. Штангенциркуль ШЦ-1:
а — вимірювання елементів деталей штангенциркулем ШЦ-1; б — розмір вимірювальної величини 18 мм; в — розмір вимірювальної величини 18,2 мм; г — розмір вимірювальної величини 18,4 мм; 1 — губки для внутрішніх вимірювань; 2 — затиск; 3 — штанга; 4 — лінійка глибиноміра; 5 — шкала-ноніус; 6 — рамка; 7 — губки для зовнішніх вимірювань

Ноніус 5 (рис. 4.11, б) служить допоміжною шкалою, яка дозволяє відлічувати частки поділки шкали штанги. Він наноситься на скошеній поверхні рамки або від подільної пластинки, закріпленої у вікні рамки.

Ноніус має десять рівних поділок 9 мм, тобто кожна поділка ноніуса менше поділки штанги на 0,1 мм. При зіткнутих губках нульові поділки штанги і ноніуса збігаються.

При вимірюванні зовнішнього діаметра циліндричної деталі (рис. 4.11) вона дещо затискається губками 7, рамка з ноніусом закріплюється на шкалі гвинтом 2, а за шкалами штанги і ноніуса виконується обчислення.

При діаметрі деталі, що дорівнює 18 мм, нульова поділка ноніуса точно збігається з вісімнадцятою поділкою штанги (рис. 4.11, б).

Якщо діаметр деталі дорівнює 18,2 мм, то нульову поділку ноніуса буде зсунуто вправо від вісімнадцятої поділки штанги на 0,2 мм, а отже, друга поділка ноніуса збігається із двадцятою поділкою штанги (рис. 4.11, в). При величині діаметра деталі 18,4 мм четверта поділка збігається з двадцять другою поділкою штанги (рис. 4.11, г).

Таким чином, щоб установити розмір вимірюваної величини, необхідно визначити за лінійкою штанги ціле число міліметрів, а за ноніусом число десятих часток міліметрів. Десятих часток міліметрів буде стільки, скільки можна відрахувати поділок ноніуса від його нульового штриха до його найближчого штриха, що збігається з яким-небудь штрихом штанги (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Розмір, отриманий при вимірюванні штангенциркулем, дорівнює 67,18 мм

Вимірювання діаметра отвору виконується за допомогою вимірювальних губок 1 (рис. 4.11, 4.13).

Рис. 4.13. Вимірювання отвору деталі

У пазу зі зворотного боку штанги 3 розташована вузька лінійка глибиноміра 4, жорстко з'єднана з рамкою 6. При зімкнутому положенні губок торець глибиноміра збігається з торцем штанги. При вимірюванні глибини отвору або уступу в деталі торець штанги упирається в торець деталі, а глибиномір за допомогою рамки пересувається до упора в дно отвору або границю уступу. Розмір виміряної глибини визначається за поділками штанги і ноніуса (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Вимірювання розміру глибини деталі

Мікрометр гладкий (рис. 4.15). Основою мікрометра є скоба 1, а передавальним (перетворювальним) пристроєм служить гвинтова пара, що складається з мікрометричного гвинта 3 і мікрометричної гайки, закріпленої всередині стебла 5, які часто називають мікропарою. У скобу 1 запресовані п'ятка 2 і стебло 5. Вимірювана деталь охоплюється вимірювальними поверхнями мікрогвинта 3 і п'ятки 2. Барабан 6 приєднаний до мікрогвинта 3 корпусом тріскачки 7. Для наближення мікрогвинта 3 до п'ятки 2 його обертають за барабан або за тріскачку 8 за годинниковою стрілкою (від себе), а для видалення мікрогвинта від п'ятки його обертають проти годинникової стрілки (на себе). Закріплюють мікрогвинт у потрібному положенні стопором 4.

Рис. 4.15. Мікрометр гладкий:
1 — скоба; 2 — п'ятка; 3 — мікрометричний гвинт; 4 — стопор; 5 — стебло; 6 — барабан; 7 — корпус тріскачки; 8 — тріскачка

При щільному зіткненні вимірювальних поверхонь мікрометра з поверхнею вимірюваної деталі тріскачка прокручується з легким тріском, при цьому обмежується вимірювальне зусилля мікрометра. Результат вимірювання розміру мікрометром відраховується як сума відліків за шкалою стебла 5 і барабана 6. Слід пам'ятати, що ціна поділки шкали стебла становить 0,5 мм, а шкали барабана — 0,01 мм. Крок різі мікропари (мікрогвинт і мікрогайка) Р = 0,5 мм.

Кількість поділок барабана — 50. Якщо зрушити барабан на одну поділку його шкали, то торець мікрогвинта переміститься відносно п'ятки на 0,01 мм, оскільки 0,5 мм : 50 = 0,01 мм.

Показання за шкалами гладкого мікрометра відлічують у такому порядку: спочатку за шкалою стебла 5 читають значення штриха, найближчого до торця скоса барабана 6 (на рис. 4.16 — це число 15,00 мм). Далі за шкалою барабана читають значення штриха, найближчого до поздовжнього штриха стебла (на рис. 4.16 — це число 0,20 мм). Додавши обидва значення, отримують показання мікрометра (на рис. 4.16 — це значення 15,20 мм).

Рис. 4.16. Відлік показань за шкалами гладкого мікрометра

Діапазони вимірювання гладкого мікрометра: від 0...25 мм; 25...50 мм тощо до 275...300 мм, далі 300...400; 400...500 і 500...600 мм.

До мікрометрів із нижньою границею понад 25 мм додають встановлювальні міри для перевірки нульового положення. Мікрометри з верхньою границею понад 300 мм мають змінну або пересувну п'ятку для збільшення діапазону вимірювань до 50 мм (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Мікрометри типу МК

Для підвищення зручності і прискорення відліку показання мікрометра випускаються накладні пристрої з точністю 0,01 мм, такі як комбінований мікрометр гладкий (дюйм/метр) із цифровою індикацією й електронний мікрометр з комп'ютером і принтером (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Накладні пристрої для вимірювань із точністю 0,01 мм:
а — електронний мікрометр з принтером; б — комбінований мікрометр гладкий з цифровою індикацією

Індикатор годинникового типу. Індикатор годинникового типу з ціною поділки 0,01 мм з пересуванням вимірювального стрижня паралельно шкалі призначений для відносних вимірювань зовнішніх розмірів, відхилень форми і розташування поверхонь (рис. 4.19). Він є також показуючим пристроєм індикаторної скоби, індикаторного глибиноміра й індикаторного нутроміра. На лицьовому боці циферблата індикатора є дві стрілки і дві шкали; велика стрілка 1 над оцифрованою круговою шкалою 2 і мала стрілка 4 над відліковою шкалою 5. Кругова шкала має ціну поділки 0,01 мм, а мала шкала — 1 мм. Пересування вимірювального стрижня 6 на 1 мм викликає поворот стрілки 1 на 100 поділок (один повний оберт), а стрілки 4на одну поділку. Шкала 2 індикатора разом із обідком при установці шкали на нульову поділку повертається відносно великої стрілки 1 і фіксується стопором 3.

Рис. 4.19. Індикатор годинникового типу:
1 — велика стрілка; 2 — шкала індикатора; 3 — стопор; 4 — стрілка; 5 — відлікова шкала; 6 — вимірювальний стрижень

Конструкція індикатора годинникового типу являє собою вимірювальну головку з поздовжнім пересуванням наконечника (рис. 4.20). Основою індикатора є корпус, усередині якого змонтовано перетворювальний механізм — рейково-зубчаста передача. Крізь корпус проходить вимірювальний стрижень 2 із наконечником 1. На стрижні нарізано рейку. Рухи вимірювального стрижня-рейки 2 передаються зубчастими колесами — рейковим 8, передавальним 6 і трибкою 4 основній стрілці 5, величина повороту якої відлічується за круглою шкалою — циферблатом. Для установки на «0» кругла шкала повертається обідком.

Кругла шкала індикатора годинникового типу складається зі 100 поділок, ціна кожної поділки — 0,01 мм. Це означає, що при пересуванні вимірювального наконечника на 0,01 мм стрілка індикатора перейде на одну поділку шкали.

Рис. 4.20. Пристрій індикатора годинникового типу:
1 — наконечник; 2 — вимірювальний стрижень-рейка; 3 — гільза; 4 — трибка; 5 — стрілка; 6 — передавальне зубчасте колесо; 7 — стрілка; 8 — зубчасте рейкове колесо; 9 — пружина; 10 — зубчасте колесо; 11 — пружинний волосок

Найпоширенішим засобом для вимірювання, який використовують у шкільних майстернях, є штангенциркуль. У технічній літературі його скорочено записують

ШЦ-І (мал. 33).

Він призначений для вимі­рювання лінійних розмірів, зовнішнього і внутрішнього діаметрів, довжини, товщини, глибини тощо (мал. 34).

Штангенциркуль ШЦ-І застосовують для вимірювання розмірів у межах 0...125 мм з точністю вимірювання до 0,1 мм. Він складається із штанги 6 з масштабною лінійкою і двома нерухомими губками 1. По штанзі 6 переміщується рамка 4 з ноніусом 7 і двома рухомими губками 2. Коли губки зімкнуті, нульові поділки ноніуса й штанги збігаються.

Під час вимірювання рамку переміщують по штанзі, поки робочі поверхні губок щільно не торкатимуться деталі. Переконавшись, що губки інструмента розмістились без перекосів, гвинтом 3 закріплюють рухому рамку і читають показ розміру, що вимірюється. При цьому напрямок погляду має бути спрямований прямо (мал. 35, а). Непра­вильний погляд (мал. 35, б) призводить до зчитування неправильних розмірів.

Відлік цілих міліметрів виконують до нульового штриха ноніуса, а десяті частки міліметра визначають за штрихом ноніуса, який збігаєть­ся зі штрихом штанги. Наприклад, нульовий штрих ноніуса пройшов 39-й штрих на штанзі і не дійшов до 40-го (мал. 36), а сьома поділка ноніуса збіглася з одним із штрихів штанги. Вимірюваний розмір буде 39 + 0,7 = 39,7 мм.

Для вимірювання зовнішніх розмірів корис­туються нижніми губками, а для вимірювання внутрішніх розмірів - верхніми. Глибину отворів, пазів або виступів вимірюють висувним глиби­номіром 5, причому результат читають так само, як і при вимірюванні губками.

Для вимірювання розмірів з точністю до 0,05 мм на промислових підприємствах застосовують також штангенциркуль ШЦ-ІІ (мал. 37). Вимірювальний інструмент, який дає змогу здійсню­вати контроль розмірів з точністю від 0,001 до 0,01 мм, називається мікрометром (мал. 38). Про особливості їх будови та застосування ти дізнаєшся у старших класах.

Для вимірювання лінійних розмірів використовують також вимірювальні прилади та пристрої, основним елементом яких є індикатори різного роду. Вони дозволяють визначити відхилення від певного номінального розміру. Широко розповсюджено використання індикаторів при визначенні внутрішніх діаметрів. Основними частинами таких приладів є індикатор та державка з вимірювальною та передаточною частинами. Перед вимірюванням необхідно встановити вимірювальні наконечники на певне номінальне значення і привести шкалу індикатора в нульове положення.

Для швидкого вимірювання площинності також існує низка вимірювальних приладів. В більшості випадків вони складаються із контрольної лінійки та повзунка з індикатором. Повзунок пересувають по плоскій грані лінійки; при цьому індикатор своїм вимірювальним штифтом торкається поверхні, яку вимірюють. Відхилення від площинності вимірюють безпосередньо по індикатору.

Для особливо точних вимірювань використовують оптико-механічні прилади, робота яких заснована на комбінації про-Розділ 6. Інструмент та підшипники кочення

стих підоймових передач і оптичних систем з використанням штучних джерел світла або денного світла, дзеркал, лінз та ін. Такі прилади значно точніші чисто механічних приладів. Цей принцип використовується в таких приладах як оптотести, оптиметри, мікролюкси, ультраоптиметри.

В приладах для фотоелектричного вимірювання використовується фотоелемент, дія якого заснована на фотоелектричному ефекті, який полягає в тому, що деякі речовини при бомбардуванні їх фотонами (світловими квантами) виділяють електрони. Інтенсивність цього виділення залежить від енергії світла та характеристики електронної лампи. Прилади з фотоелементами досить часто використовують для безконтактних вимірювань деталей. Ними можна, зокрема, вимірювати і розміри рухомих деталей. Фотоелектричні пристрої частіше всього використовують у контрольно-вимірювальних пристроях.

Тема 2.3. Прийоми розмічання заготовки з сортового прокату та листового металу

Підготовлені заготовки піддають подальшій обробці різними інструментами. Для забезпечення відповідності форми зображення на кресленні формі деталі слід виконати розмічання Розмічанням називають операцію нанесення на поверхню заготовки ліній, які визначають контури обробки відповідно до креслення або місця, що підлягає обробці. Розмічання слід виконувати ретельно, адже всі похибки під час розмічання можуть призвести до невідповідності розмірів та форми деталей виробу. Розмічання поділяють на площинне та просторове.

Площинне розмічання використовують під час обробки деталей, що виготовляють як правило, з листового матеріалу та на плоских поверхнях  прокату. При цьому обмежуються нанесенням рисок лише на одній площині. Крім того, до площинного розмічання відносять розмічання окремих площин деталей складної форми, якщо їхнє розмічання не пов’язане між собою.

Складність просторового розмічання полягає в тому, що доводиться розмічати окремі поверхні деталі, що розташовані в різних площинах, і пов’язувати розмічання поверхонь між собою.

Розмічання може бути за кресленням або шаблоном.. За кресленням розмічають деталі, які виготовляються у малій кількості. Такими деталями є деталі конструкції творчого виробу. Для виготовлення шаблону розмічають теж за кресленням. Розмічання виконують кресляркою (рисувалкою), продряпуючи риску на поверхні заготовки.

Рисувалки є різних конструкцій, які підвищують продуктивність та якість роботи. Традиційно в шкільних майстернях використовують  прямі креслярки із загостренням на одному боці та петлею на протилежному. Петля виконана для безпечної роботи та зручного зберігання креслярки. Зігнуті креслярки використовуються рідко. Але вони незамінні під час виконання робіт у важкодоступних місцях там, де не поміщається пряма креслярка. Сучасна промисловість виготовляє креслярки зі змінними голками, зі вставками алмазу або твердого сплаву, які не потребують загострення.

Кресляркою проводять риску під лінійку або слюсарний кутник. Під час роботи креслярку нахиляють у бік руху та відхиляють від лінійки. Так риска буде знаходитись точно біля лінійки, а не відступати на певну відстань від кромки лінійки. Чітка та тонка риска утвориться тільки від гострої креслярки.

Слюсарні кутники використовують для нанесення рисок перпендикулярно до рівної кромки та самоперевірки прямих кутів заготовки, яку обробляють.

Кутники для виконання розмічальних робіт мають широку основу для притискання до кромки заготовки, ними можна контролювати прямі кути під час виготовлення деталей. Тільки для перевірки прямих кутів використовують плоскі слюсарні кутники. Під час розмічання кутник притискають до поверхні заготовки, а широку основу – до рівної кромки. Рівну кромку, відносно якої виконують розмічання, називають базовою кромкою. Вона може бути відразу на заготовці. У деяких випадках її слід самостійно утворити за допомогою напилка. Крім рисок, у розмічальних роботах часто утворюють невеличкі заглиблення – керни. Їх наносять на місці центра отвору для того, щоб під час свердління свердло не ковзало по заготовці.

Неглибокі керни можна наносити на риску на певній відстані один від одного для попередження стирання риски в процесі подальшої обробки. На довгих лініях відстань між кернами 20-100 мм, на коротких 5-10 мм, обов’язково кернять перетин ліній. Також керни необхідні для упору голки слюсарного циркуля. Виконують накернювання за допомогою кернера та молотка.

Для утворення якісних лунок  вістря кернера має кут  60° . Кернер беруть у ліву руку, ставлять на риску або перетин рисок перпендикулярно до площини заготовки та наносять легкий удар. Перевіряють чи керн розміщений точно на необхідному місці. Накернюють ще раз, але сильнішим ударом молотка.

Кола та елементи кіл наносять на поверхню металевої заготовки за допомогою слюсарного циркуля. Промисловість випускає різноманітні конструкції слюсарних циркулів. Найбільш поширена конструкція з планкою для фіксації ніжок. Циркуль має загострені ніжки, хоча відомі циркулі зі змінними голками.

Тема 2.4.  Процес різання листового металу та сортового прокату

Різання – відділення частин заготовок від сортового або листового металу. Різання виконують як зі зняттям стружки, так і без зняття. Різання зі зняттям стружки здійснюють ручною ножівкою, на ножівкових, круглопиляльних, токарно-відрізних верстатах, а може бути газове, дугове тощо. Без зняття стружки матеріали розрізують ручними важільними і механічними ножицями, гострозубцями, труборізами, прес-ножицями у штампах. До різання належить також надрізування металу. Суть процесу різання ножицями полягає у відокремленні частини металу під дією пари різальних ножів, які виготовляють зі сталі У7, У8

Для поділу великого шматка жерсті на малі частини та вирізання заготовок використовують технологічну  операцію різання. Різання за допомогою ножиць ґрунтується на різнобічній дії двох клинів (ножів). У результаті механічного зусилля різальні кром­ка ножиць розділяють сусідні шари металу на у різних напрямках. Тобто, відбувається поділ металу на частини.

Ручні механічні ножиці застосовують для різання стальної жерсті завтовшки 0,2... 1,0 мм і кольорової ~ до 1,5 мм.

Залежно від розміщення різальних кромок но­жиці діляться на праві - зі скосом різальних кро­мок з правого боку і ліві - зі скосом різальної кромки з лівого боку. Прави­ми ножицями зручно різати вздовж прямої лінії і по кривій без малих заокруглень. Ліві ножиці при­значені для виконання таких самих операцій, але вздовж правої кромки листа жерсті проти годинни­кової стрілки. Різання по дузі з малими заокруглен­нями виконують за допомогою ножиць з криволінійними лезами. Для зручності різання невеликих за розмірами заготовок нижню ручку ножиць, що не мають пластмасових ручок, затискують у лещатах.

Ручні важільні ножиці  застосовують для різання листової сталі завтовшки до 4 мм, алюмінієвих листів - до 6 мм. Вони дають мож­ливість різати заготовку без згину країв з достат­ньою точністю. Конструкція ножиць, які є в майстерні дозволяє різати стальний лист до 2 мм. При різання необхідно слідкувати за гвинтами та болтами та своєчасно їх затискати.

На підприємствах для точного різання листової жерсті без додаткової обробки застосовують ме­ханічні махові ножиці. За допомогою еле­ктричних ножиць виконують різання ли­стового металу завтовшки до 2,7 мм.

При різанні ручними ножицями жерсть вставляють у розведені ле­за якомога далі від їх зовнішніх країв, потім стискують рукоятки, але не повністю, а роблячи ними кілька рухів.

Після виконання надрізу ножиці розкривають майже на всю довжину різальних кромок і ріжуть далі. Вирізання внутрішнього контуру роз­починають з центра, рухами ножиць по кругу.

При роботі прямими лівими ножицями в жерсті ліва частина загинається вгору, а при роботі прямими правими ножицями, навпаки - вниз. В усіх випадках краї металевого листа дуже гострі, тому для безпеч­ної роботи необхідно працювати в рукавицях.

Під час різання на краях листа утворюються за­дирки. У товстих листах їх спилюють напилком, а в тонких - відбивають киянкою. У цьому випадку лист жерсті кладуть задирками вниз на підкладну дошку, щоб не пошкодити ударну частину киянки. Оскільки при різанні утворюються задирки, а краї вздовж лінії різання згинаються (деформуються), то обов'язково треба враховувати припуск на різання під час розмічання.

Важливу роль відіграють інструменти за допомогою яких можна різати сортовий прокат, нагадаємо які існують види сортового прокату:

Розглянемо такий ручний інструмент для різання профільного прокату як  ручна ножівка по металу

Ручну ножівку використовують для розрізання сортового прокату на шматки необхідної форми, зрізування зайвого металу, вирізування канавок тощо.

Різання ножівкою відносять до чорнових (неточних) операцій.

Ручна ножівка складається зі сталевої рамки (станка) й ножівкового полотна. На одному кінці рамки є хвостовик із ручкою, а на другому — натяжний гвинт з баранцевою гайкою для натягування полотна.

Головки мають прорізи, у які вставляють полотно й кріплять за допомогою штифтів.

Рамки виготовляють суцільними й розсувними (для кріплення полотен різної довжини. Сучасні ножівки мають пластикові ручки, якими зручно працювати.

Ножівкове полотно— це тонка й вузька сталева пластина із зубчиками з одного чи двох боків. Виготовляють полотно з інструментальної сталі. Довжина полотна найчастіше становить 300 мм. Зубці на полотні мають нахил в один бік, тому вставляють полотно так, щоб зубчики були направлені уперед, до натяжного гвинта.

Перед роботою оглядають ножівку та переконуються в правильному положенні полотна та його натязі. Оглядають зубці. Вони мають бути гострими й не зламаними. За необхідності змінюють полотно. Для цього відкручують гайку натяжного гвинта та виймають обидва штифти. Складають ножівку у зворотній послідовності.

Біля риски з боку залишку металу ребром напилка виконують невеличку канавку. Вставляють полотно в канавку та виконують пиляння. Під час пиляння правою рукою тримають за ручку, а лівою обхвачують натяжний гвинт. Натискують на рамку обома руками, але більші зусилля прикладають лівою рукою. Права виконує зворотно-поступальний рух. Робочий хід ножівки від себе.

Працюють ножівкою плавно, без ривків. Виконують 30-60 подвійних рухів за хвилину. Чим м’якша заготовка, тим частіше рухаємо ножівкою.

У роботі має брати участь не менш як 2/3 довжини полотна для рівномірного зношування зубців полотна. Для глибокого різання сортового прокату полотно змащують мастилом. Прутки різного перерізу надрізають з обох боків і ламають. Раціональним вважають  різання смугового та кутового прокату не по широкому боці, а по вузькому. Так зменшується  тертя полотна та зусилля під час пиляння.

Під час різання тонкостінних труб можуть відламатись зубчики.  Тоді заготовку закріплюють у дерев’яних оправках з канавками та ріжуть ножівкою з провертанням труби. Під час різання може зламатись полотно (не натягнуте полотно, надмірні зусилля під час різання, хитання рамкою ножівки) і можна дістати травму гострими частинами зламаного полотна. Тому під час різання слід працювати в рукавицях, міцно стояти на ногах. Заготовки після різання мають дуже гострі краї, що теж може бути причиною травмування. Ошурки після пиляння обов’язково змітають щіткою.

Кожному промисловому підприємству або приватній особі, яке займається металообробкою, потрібно верстат для різання металу, що відповідає заданим вимогам до вартості, продуктивності та безпеки. Сьогодні виділяють велику кількість різних методів обробки металу – обробка металу плазмою, лазером і тиском, а також ручне різання металу ножицями.

Види різання металу

Процес різання металу представляє з себе відділення заготовок від металу литого , сортового або листового . Найбільш поширеними і ефективними з економічної позиції на сьогоднішній день виступають такі методи, як плазмова, лазерна і газова різка. Дуже часто метал ріжуть прес-ножицями , які здатні пробивати пази і отвори різних форм в сталі різноманітної міцності.

При виборі одного методу обробки металу з вище перерахованих рекомендується орієнтуватися на якість самого процесу роботи, кількість кінцевих відходів і точність виконання. Важливим моментом виступає і можливість створення невеликої партії деталей в максимально стислі рядки при оптимальній ціні різання на профільних виробництвах .

Більше, того вибір одного з них виправданий при обліку певних критеріїв, таких як ефективність роботи, кінцевий результат , вартість виробу. При цьому існує певний список металів і сплавів, з якими доцільно працювати тим чи іншим обладнанням.

Газове різання металу

Газове різання являє собою процес різання металевих виробів, який заснований на властивості металів, що нагріті до певної температури (1200-1300 градусів) , горіти в чистому кисні. Завдяки газовому різанні листового металу в наш час можна здійснювати найрізноманітніші типи обробки – підготовка кромок для процесу зварювання , пряма різка металу, процедура різання під кутом.

Плазмова різка металу

Різання металів із використанням струменя плазми замість різця називається плазмової. Потік плазми формується в результаті обдування стислій електричної дуги газ, який нагрівається і в процесі іонізується – розпадається на позитивно і негативно заряджені частинки. Плазмовий потік зазвичай має температуру близько 15 тисяч градусів Цельсія.

Повітряно-плазмова різка металу - це найбільш ефективний і економічний спосіб заготівельного розкрою металу до 50 мм. Ця технологія дозволяє відмовитися від дорогих і вибухонебезпечних газових балонів (тільки повітря і електрика) і, при цьому, якісно і швидко різати будь-який струмопровідний метал , в тому числі алюміній, мідь, нержавіючу сталь, титан і т.д.

Повітряно-плазмова різка є ефективним способом різання низьколегованих і легованих сталей, кольорових металів і сплавів. Плазмова різка за швидкістю перевершує газокисневе різання при роботі з металами товщиною до 30 мм. Апарати для плазмового різання є високошвидкісними машинами з програмним керуванням. Широке застосування знайшла також розділова напівавтоматична ( ручна ) плазмова різка. В даний час існують установки для плазмового різання, розраховані на струми від 50 до 400 А, що забезпечують високоякісне різання в діапазоні товщин металу, що розрізається, від 2 до 100 мм.

Переваги повітряно - плазмового різання.

Якісне різання металу - це повітряно - плазмова різка .

Нині застосування такої технології, як повітряно - плазмова різка металу у виробництві металоконструкцій (особливо будівельних і машинобудуванні), представляється найбільш перспективним. Повітряно-плазмова різка - високоефективний процес, який використовується в різних галузях промисловості для різання чорних і легованих металів. Такого типу різання металів має високу продуктивність, точність і якість різу.

Повітряно - плазмова різка полягає в локальному розплавленні металу в зоні різу і видуванні його потоком обтиснутої повітрям електричної дуги, температура якої досягає 15 000-2000 0С. Повітряно - плазмова різка забезпечує високу концентрацію в зоні різу, що гарантує малу ширину різу (при ширині заготівки 20 мм ширина різу - не більше 2,5 мм). Крім того, повітряно - плазмова різка дозволяє досягати гарної якості окрайок (без напливів і грата) і відсутність деформації (навіть на листових заготівках малої товщини) . Завдяки цьому стає можливим застосовувати схеми економічного розкрою, виконувати зварювання конструкцій без механічної обробки.

Сьогодні плазмова різка стала одним з найбільш конкурентоспроможних методів обробки листового матеріалу завдяки продуктивності, точності, легкості перестроювання під конкретну конфігурацію деталі, можливості використання в тих областях, у яких традиційні підходи призводять до значних труднощів.

Плазмова технологія забезпечує оптимальне співвідношення якості, продуктивності й експлуатаційних витрат.

Плазмова різка дає можливість швидко і якісно різати метал товщиною до 50 мм. Варто відзначити і універсальність методу, оскільки він дає можливість різання на одному і тому ж обладнанні металів різного виду.

Основними перевагами плазмового різання є:
• Компактність обладнання.
• Невеликий рівень енерговитрат;
• Надійність отримання різу різних металів.
• Високий ККД.
• Високошвидкісна обробка металу.
• Незалежність від перепадів напруги в мережі.
• Наявність примусового повітряного охолодження і захисту від перегріву.
• Простий запуск пристрою.

Лазерне різання металу

Різка лазером є принципово новим видом обробки металу, який відрізняється вкрай високою точністю і продуктивністю. Подібні ріжучі верстати у світі металообробки зробили революцію, зробивши процедуру створення складних металевих конструкцій простіше, швидше і доступніше за ціною. Лазерне різання в наш час впевнено витісняє інші різновиди обробки металевих заготовок і стає все більш популярною.

Сучасне лазерне устаткування підприємства відповідає вимогам світових стандартів – при виконанні робіт використовується високотехнологічний лазерний комплекс різки з числовим програмним управлінням. Лазерний промінь надає широкі можливості для різання практично будь-яких металів (у тому числі з твердих сплавів) будь-якої заданої конфігурації з мінімальними затратами часу.

 Відсутність механічної дії на матеріал, що обробляється, дозволяє мінімізувати як тимчасові деформації, що виникають у процесі різання, так і залишкові після повного остигання деталі. За рахунок температурних властивостей лазера відбувається й підгартовування кромки оброблюваної деталі, що підвищує її міцність.

 Лазерна порізка відзначається високим ступенем точності та чистоти поверхні різу. Деталі, виготовлені цим методом, мають гладкі кромки і можуть використовуватись без додаткової механічної обробки.

 Лазерний комплекс є ідеальним засобом для заготовки листового прокату в дрібносерійному та дослідному виробництві. При виготовленні невеликих партій продукції доцільніше і практичніше здійснити лазерний розкрій матеріалу, ніж виготовляти дорогі ливарні форми або прес-форми.

 Для автоматичного лазерного розкрою матеріалу досить лише підготувати файл креслення в будь-якій креслярській програмі та перенести цей файл на комп’ютер установки.

 Товщина різки лазерним устаткуванням становить:

• для чорного металу ≤ 25 мм;
• нержавіючого металу ≤ 12 мм

Особливості лазерного різання забезпечують:

- Високу швидкість різання;

- Різання м'якого металу, здатного до деформації;

- Повне виключення механічних впливів на оброблювані деталі;

- Можливість різання великої кількості матеріалу з різними характеристиками;

- Максимальну точність;

- Низьку вартість виконуваних робіт.

Тема 2.5.  Процес рубання листового металу

Рубанням називається операція обробки металу зубилом, крейцмейселем або канавочником за допомогою молотка.

Різальним інструментом для рубання є зубило, крейцмейсель, канавочник. Точність обробки, яка досягається під час рубання, становить 0,4—0,7 мм.

У сучасному машинобудуванні до процесу рубання металу вдаються лише у тих випадках коли заготовки з тих або інших причин не вдається обробити на верстатах. Рубанням виконуються такі операцій видалення зайвих шарів металу з поверхні заготовок (обрубування литва, зварних швів, прорубування кромок у стик під зварювання і ін.), видалення твердої кірки; обрубування кромок і зайвого металу на кованих і литих заготовках; розрубування на частини листового матеріалу; вирубування отворів у листовому матеріалі, прорубування мастильних канавок і ін.

Технологія рубання металу залежить від роду роботи. Рубання проводиться в лещатах, на плиті або на ковадлі.

Заготовки і виливки дрібних розмірів під час рубання закріплюються в стулових лещатах. Обрубування дефектів зварних швів і прикипів у крупних деталях здійснюється на місці.

Рубання металу ручним зубилом — дуже трудомістка і важка операція. Тому необхідно прагнути максимально її механізувати.

Засобами механізації рубання металу є: заміна обрубування обробкою абразивним інструментом, а також заміна ручного зубила пневматичним або електричним рубальним молотком.

Розглянемо спочатку основні правила і прийоми робіт під час ручного рубання. Приступаючи до рубання, слюсар повинен підготувати своє робоче місце. Діставши з верстакової шухляди зубило і молоток, він розташовує зубило на верстаку з лівого боку лещат різальною кромкою до себе, а молоток — з правого боку лещат бойком, направленим до лещат.

Велике значення для рубання має правильне положення корпуса слюсаря: під час рубання треба стояти біля лещат впівоберта до них; корпус робітника повинен знаходитися лівіше від осі лещат.

Ліву ногу виставляти на півкроку вперед так, щоб вісь ступні відносно лещат була розташована під кутом 70—75⁰. Праву ногу трохи відставити назад і поставити так, щоб ступня відносно осі лещат була під кутом 40—45° .

 Молоток треба брати за рукоятку так, щоб рука знаходилась на відстані 20—30 мм від кінця рукоятки. Рукоятку обхоплюють чотирма пальцями і притискують до долоні; при цьому великий палець накладають на вказівний і всі пальці міцно стискують. Тримати зубило треба лівою рукою, не стискуючи сильно пальці, на відстані 20—30 мм від головки

 У процесі рубання зубило повинно направлятися під кутом 30—35° відносно оброблюваної поверхні. При меншому куті нахилу воно ковзатиме, а не різатиме, а при більшому — надто заглиблюватиметься у метал і даватиме великі нерівності обробки.

Істотне значення для процесу ручного рубання в лещатах має також правильне встановлення зубила відносно вертикальної площини нерухомої губки лещат. Нормальним встановленням різальної кромки зубила слід вважати кут 40—45°. При меншому куті площа зрізу збільшується, рубання стає важчим,

 і процес його сповільнюється. При більшому куті стружка, завиваючись, створює додатковий опір зрізуванню, поверхня зрізу утворюється грубою і рваною; можливе зміщення заготовки в лещатах.

Продуктивність і якість рубання залежать від виду замаху і удару молотком. Розрізняють удар кистьовий, ліктьовий і плечовий. При кистьовому замаху удари молотком провадяться силою кисті руки. Таким ударом користуються при легкій роботі для знімання тонких стружок або під час видалення нерівностей. При ліктьовому ударі рука згинається в лікті, удар виходить більш сильним. Ліктьовий удар застосовують при звичайному рубанні, коли доводиться знімати шар металу середньої товщини, або під час прорубування пазів і канавок. При плечовому ударі замах буде найбільший, а удар — найсильнішим. Застосовується плечовий удар для рубання товстого металу, коли необхідно знімати великі шари за один прохід, для розрубування металу і обробки великих площин.

  Продуктивність праці слюсаря під час рубання залежить також від характеру і місця рубання, сили удару молотком і від темпу рубання.

При рубанні з застосуванням кистьового удару роблять в середньому 40—50 ударів на хвилину; при більш важкій роботі і плечовому ударі темп рубання знижується до 30—35 ударів на хвилину. Удар молотка по зубилу повинен бути влучним. Влучним вважається такий удар, при якому центр бойка влучає в центр головки зубила, а рукоятка молотка з зубилом утворює прямий куг. Рубати можна лише гостро заточеним зубилом; тупе зубило зісковзує з поверхні, рука від цього швидко стомлюється і в результаті втрачається правильність удару.

   Розміри стружки, що знімається зубилом, залежить від фізичної сили працюючого, розмірів зубила, ваги молотка і твердості оброблюваного металу. Найпродуктивнішим вважається рубання, при якому за один прохід знімається шар металу завтовшки 1,5—2 мм. При зніманні шару більшої товщини слюсар швидко втомлюється, а поверхня рубання утворюється нечистою.

Рубання крихких металів (чавун, бронза) слід провадити від краю до середини заготовки, щоб уникнути відколювання краю

деталі. Іноді для цієї мети з краю заготовки напилком знімають фаску і тоді рубання ведуть в звичайному напрямі. При рубанні в’язких металів (м’яка сталь, мідь, латунь) різальну кромку зубила рекомендується періодично змащувати машинним маслом або мильною емульсією.

Рубання в лещатах можна виконувати за рівнем губок лещат або вище цього рівня — за розміченими рисками. За рівнем губок лещат найчастіше рубають тонкий метал, а вище рівня — широкі поверхні заготовки.

Для обрубування широких поверхонь з метою скорочення часу слід користуватися крейцмейселем і зубилом. Спочатку крейцмейселем прорубують канавки, а потім зрубують зубилом виступи, що утворилися.

Щоб правильно виконувати рубання, треба добре володіти зубилом і молотком, тобто правильно тримати зубило і молоток, правильно робити замахи і ударяти без промахів по головці зубила.

Під час вивчення процесу рубання стає очевидним, що ручне рубання — трудомістка і малопродуктивна операція. Тому в практиці слюсарної обробки і на складанні промислової продукції, при монтажних і інших роботах надається велика увага механізації процесів рубання.

Механізація рубання здійснюється застосуванням:

 - ручних механізованих інструментів (пневматичних або електричних рубальних молотків);

 - спеціальних інструментів і пристроїв, що прискорюють процес рубання;

 - металорізальних верстатів і переносних машинок для механічної обробки, що замінює операцію рубання.

Рубання ручним механізованим інструментом у кілька разів прискорює процес роботи і підвищує якість обробки. Так, застосування пневматичних молотків під час прорубування мастильних канавок у втулках у 5—6 раз підвищує продуктивність праці порівняно з рубанням ручним канавочником.

Тема 2.6.  Процес обпилювання  заготовок із сортового прокату та листового металу

Заготовки зі сталі розрізають ножівкою з деякою відстанню до ліній розмічання. Тобто залишають припуск на подальшу обробку. За допомогою слюсарної операції обпилювання, видаляючи припуск, заготовкам надають необхідної форми та розмірів, чистоти поверхні.
Обпилювання — слюсарна операція з обробки металів та інших матеріалів зняттям незначного шару матеріалу напилками.

За допомогою напилків обробляють зовнішні та внутрішні поверхні, прямолінійні та фасонні поверхні.

Обпилювання поділяють на попереднє (грубе, чорнове) та остаточне (чистове). Припуск на обпилювання залишають приблизно 0,5 мм, для перших робіт учнів бажано залишати припуск до міліметра. Точність обробки 0,2 мм і менше.

Швидкість та якість обробки поверхонь залежить від правильного вибору напилків. Тому слід знати основні види та параметри напилків, розрізняти напилки.

Напилок — це брусок з інструментальної сталі певного профілю та розмірів, на поверхні якого є насічки, які утворюють зубці. Напилки мають високу твердість, але ударні, навантаження вони витримують погано.

У напилку розрізняють частини, які мають різне призначення.

Напилки розрізняють за розміром насічки, формою та довжиною.

Для обпилювання сталей використовують перехресну насічку, яка утворює зубці за допомогою основної (глибшої) та допоміжної насічок. Перехресна насічка зменшує величину ошурок, що значно полегшує роботу.

Відстань між зубчиками називають кроком. Від кроку зубців залежить величина зуба і, відповідно, швидкість обробки та чистота поверхні.

Значний припуск у заготовці необхідно зняти за короткий час за допомогою чорнового обпилювання, нехтуючи чистотою поверхні.

Тому використовують напилки з крупною насічкою — драчові.

Кількість насічок залежить від довжини напилка. Будемо вказувати для довжини напилків 200-315 мм. Драчові напилки мають від 4-12 насічок на 10 мм довжини робочої частини напилка. Після чорнового обпилювання залишають незначний припуск на подальше обпилювання, який залежить від розмірів та форми деталей.

Більш точні роботи з відносно задовільною чистотою поверхні заготовки виконують личкувальними напилками, які мають 13-24 насічки на 10 мм довжини робочої частини напилка.

Найбільш точні роботи виконують бархатними напилками, які мають більше ніж 25 насічок на 10 мм довжини напилка.

Найчастіше в шкільних майстернях використовують плоскі напилки.

Для окремих робіт використовують трикутні, круглі, півкруглі, квадратні та іншої поперечної форми напилки.

Для виконання дрібних слюсарних робіт використовують малі напилки — надфілі. Класифікують надфілі за розміром робочої частини (40, 60, 80 мм), кількістю насічок та формою.

Для зручності користування ручку надфілів часто виготовляють змінною, але є надфілі з насадженими незмінними дерев’яними або пластиковими ручками.

Безпека робіт залежить від рукоятки напилка. Для збільшення міцності вона має металеве кільце. Отвір під хвостовик напилка висвердлюють. При насаджуванні хвостовик вставляють у отвір рукоятки беруть рукою в рукавиці за напилок і вертикальними рухами вдаряють рукояткою по твердій міцній поверхні (верстак, плита). Можна також забивати рукоятку молотком, однак існує більша ймовірність розколоти рукоятку.

Працюють напилком двома руками, міцно стоячи на ногах.

Під час роботи слід прямо стояти, необхідну висоту регулювати за допомогою підставок або підйому чи опускання верстака .

Стійка під час обпилювання та хватка напилка

Важливо правильно тримати напилок. Правою рукою тримають за широку частину ручки. Ліву руку кладуть на кінець робочої частини напилка ні відстані приблизно 20 мм від краю. Підгинати пальці лівої руки та обхвачувати напилок спереду не потрібно, тому що можна поранити пальці об гострі краї заготовок. Робочим рухом під час обпилювання є рух від себе.

Напилок є незамінним інструментом під час ручної обробки сталей та інших сплавів. Тому необхідно знати, як правильно його використовувати.

На тривалість строку служби значно впливає твердість поверхні, що обробляють. Тому не бажано обробляти інструменти (гайкові ключі, викрутки тощо), зварні шви.

Личкувальними напилками не бажано обробляти м’які метали та сплави, оскільки дуже швидко ошурки застрягають між зубчиками.

Під час обробки личкувальним та бархатним напилками м’яких сталей робочу частину напилка слід натерти крейдою.

Під час зберігання та роботи необхідно слідкувати за тим, щоб на напилок не потрапляли вода та мастильні речовини, абразивні речовини.

Під час обробки сортового прокату важливе значення має не лише дотримання форми контуру деталі, а й площинність поверхонь та їх взаємне розташування.

Тому важливим під час обробки сортового прокату є правильний розподіл зусиль під час руху напилка.

На початку робочого руху найбільше зусилля докладають лівою рукою.

Під час руху натиск лівою рукою поступово зменшують, але збільшують натиск правою рукою.

Наприкінці робочого ходу, навпаки, максимальне зусилля докладають правою рукою.

Загальна схема тримання напилка і розподіл навантаження

 Якщо на напилок натискувати руками з однаковою силою, то утвориться випукла, так звана подушкова поверхня.

Рекомендують обробляти площини способом перехресного обпилювання. Так легше контролювати якість поверхні по блиску поверхні. Суть методу в тому, що кожний шар металу знімають рухом напилка в іншому напрямку.

Деякі деталі мають опуклі поверхні, округлення. Працюють напилком коливальними рухами: ліва рука під час руху вперед повинна опускатися вниз, а права рука з рукояткою поступово піднімається вгору. Такі рухи забезпечують одержання плавного округлення поверхні.

Ввігнуті поверхні обпилюють круглими й напівкруглими напилками. Напилок має бути меншим, ніж заглиблення, лише у випадку коли радіуси напилка та заглиблення однакові, дозволяють використовувати відповідний напилок. Під час роботи суміщають два рухи — прямолінійний та обертальний. Більшу частину матеріалу висвердлюють або вирізують ножівкою .

Напилками також обробляють отвори. Таку операцію називають розпилювання. Суть процесу розпилювання зводять до обробки напилками різного профілю круглого або висвердленого отвору та утворення отвору необхідної форми. Розпилювання виконують напилками різної форми але меншими розмірами, ніж отвір.

Розглянемо деякі випадки розпилювання.

Порядок розпилювання квадратного отвору невеликих розмірів. Вибирають свердло, діаметр якого на 0,5 мм менший від сторони квадрат, і виконують свердління. У просвердленому отвору квадратним напилком надпилюють чотири кути не доходячи 0,5 мм до рисок розмічання. Далі виконують чистове обпилювання з постійним самоконтролем розмірів та форми отвору в порядку.

 Розпилюючи великі отвори, у заготовці попередньо по контуру висвердлюють отвори. За допомогою напилків або надфілів спилюють перемички та обробляють отвір до необхідної форми. Відстань між перемичками має бути не більшою ніж 1 мм .

Контролюють розміри та форму постійно різними інструментами. За допомогою перевірної лінійки способом «на просвіт» перевіряють площинність. Лінійку слід розташовувати в різних положеннях на площині. Взаємне розташування площин під прямим кутом перевіряють слюсарним кутником. Розміри контролюють штангенциркулем.

Розглянемо поширені види браку під час обпилювання. Найчастіше це завали країв заготовки, гвинтова поверхня, нерівності, невідповідність розмірам та чистоті поверхні. Виникнення таких дефектів спричинює неправильне користування напилком, неправильний вибір напилка, відсутність навичок обпилювання. Неточні розміри є результатом неправильного розмічання, знімання зайвого матеріалу, відсутність постійного контролю, поспіх, неточність вимірювального інструменту

Тема 2.7. Процес свердління отворів. Нарізання  різьби

Свердління є одним з найпоширеніших та продуктивних способів одержання круглого отвору. Різальним інструментом є свердло, яке дає можливість утворювати отвір у суцільному металі та збільшувати розміри вже просвердленого отвору.

Найбільш поширені свердла, які використовують у шкільних майстернях, спіральні. Свердло має робочу частину та циліндричний хвостовик, за допомогою якого воно закріплюється. Робоча частина  має ріжучі кромки, стрічки та канавки.

Ріжучі кромки зрізують шар металу під час обертання свердла. Стрічки зменшують тертя свердла об стінки отвору, направляють свердло та остаточно формують отвір.

По канавках відводять стружку із зони різання для запобігання заклинюванню свердла.

Кут між ріжучими кромками спірального свердла для свердління сталей становить 116-118°. Загострювати свердло повинен лише вчитель. Перевіряють свердло за допомогою шаблонів. Під час загострення слід формувати задній кут для утворення гострого зуба.

Свердління металів виконують за допомогою свердлильних верстатів та електричних дрилів.

Ручний дриль малоефективний у роботі.

Найбільш безпечними та ефективними під час роботи є свердлильні вертати. Заготовку міцно закріплюють у машинних лещатах, свердло не змінює напрямку свердління, і за дотримання правил свердління та безпечної роботи інструмент не ламається.

Найбільш поширеною моделлю свердлильного верстата є 2М112, хоча загальна будова більшості свердлильних верстатів схожа.

Для надійного кріплення заготовок використовують машинні лещата або набори призм та прихватів. Машинні лещата дають можливість швидко та надійно закріплювати більшість деталей. За допомогою болтів їх можна зафіксувати на столі верстата.

Деталі можна закріпити безпосередньо на столі свердлильно верстата за допомогою наборів прихватів та призм. Для фіксування деталі прихвати опираються одним боком у сталеву призму, а другим притискають деталь до столу. Форма головки: болта така, що дозволяє вільно входити в пази на робочому столі і не провертатися. Для наскрізного свердління під деталь підкладають призми, щоб не пошкодити стола верстата.

Свердла з циліндричним хвостовиком кріплять у свердлильних трикулачкових патронах. Більш розповсюдженою є конструкція свердлильного патрона з ключем.

Сьогодні використовують патрон, який затискається за допомогою руки — швидкозатискний. Такий патрон має пластикове покриття для безпечного користування. Швидкозатискні патрони більше використовують в електричних дрилях.

Електричні дрилі використовують тоді, коли важко виконати свердлильні роботи на верстаті: громіздкі конструкції, ремонтні

роботи поза приміщенням. Однак точно просвердлити отвір електродрилями складно.

Свердлять тільки після розмічання та накернювання центра майбутнього отвору для запобігання зміщення отвору.

Під час свердління в’язких сталей та сплавів стружка звивається у вигляді спіралі та може досягати значної довжини й поранити руки. Тому слід припинити подачу свердла й потім продовжити свердління.

На свердла малого діаметра не можна занадто натискати під час свердління, щоб не зламати.

Отвори великого діаметра свердлять у декілька прийомів. Спочатку малим свердлом, потім розсвердлюють отвір більшим свердлом.

Під час закінчення свердління слід зменшити натиск на рукоятку подачі свердла, тому що свердло під натиском прориває тонкий шар металу й намагається зрізати більший шар, ніж під час свердління. Часто свердла, особливо малого діаметра, ламаються або провертаються у патроні.

Найчастіше учні виконують свердління наскрізних отворів на площині. Однак під час виготовлення деяких деталей виникає необхідність виконувати інші варіанти свердління.

Свердління глухих отворів виконують, спостерігаючи за глибиноміром на верстаті або використовуючи упорну втулку. Її виточують на шкільному токарному верстаті, на зовнішній циліндричній поверхні втулки свердлять отвір під різьбу для гвинта. Наскрізний діаметральний отвір дає можливість міцніше кріпити втулку на свердлі за допомогою двох гвинтів. Розміри втулки та діаметр різьби залежать від розміру свердла, для якого призначена втулка. Добре, якщо в майстерні є 1-2 комплекти з втулками для різних діаметрів свердел.

Під час свердління циліндричної поверхні збоку або навіть зверху слід підготувати майданчик для того, щоб свердло не ковзало.

Продуктивним вважається свердління отворів у спеціальних пристосуваннях — кондукторах. Свердління виконують без розмічання. Заготовку слід лише правильно закріпити в пристосуванні, використовуючи базові поверхні. Кондуктори використовують у виробництві великої кількості однотипних деталей.

Нарізування різьби — це слюсарна операція, за допомогою якої на циліндричних або конічних поверхнях утворюють гвинтові канавки із зняттям стружки або способом накатування.

Різьбу мають кріпильні вироби (гвинти, болти, шпильки, гайки) та окремі деталі. Значна область використання різьби в різноманітних конструкціях спричинила велику кількість видів різьби, які класифікують за багатьма ознаками: профіль різьби, система різьби, напрям різьби тощо.

Профілі різьби бувають різні: стандартизовані і нестандартизовані. У кріпильних виробах використовують трикутний профіль, для переміщення деталей за допомогою різьби (колона свердлильного верстата) краще підходить різьба з прямокутним або трапецієвидним профілем.

Найбільш поширеною є права різьба, у якій гвинтова канавка підіймається зліва направо. Загвинчування відбувається за годинниковою стрілкою. Ліву різьбу, у якій гвинтова канавка підіймається справа наліво, використовують рідко, тільки в тих випадках, коли необхідно попередити самовільне відгвинчування деталей під час обертання.

Різьбу, утворену на зовнішній поверхні (гвинт), називають зовнішньою. Різьбу, утворену в отворі, називають внутрішньою.

В Україні, Росії та багатьох інших країнах в машинобудуванні використовують метричну систему різьби. Усі розміри різьби визначають у міліметрах, профіль різьби трикутний, кут при вершині 60°. Крок різьби Р може бути нормальним (крупним) або дрібним. У різьбі розрізняють внутрішній діаметр d і зовнішній діаметр D.

Позначають різьбу літерою М та числом, яке вказує на зовнішній діаметр різьби. Наприклад, різьба М10 є метричною різьбою із зовнішнім діаметром 10 мм та нормальним кроком. Реальний зовнішній діаметр трішки менший, оскільки різьба при вершинах трохи притуплена. Різьбу з малим кроком позначають через знак «х» та терок різьби у міліметрах: М8х0,5. Ліву різьбу позначають після умовного позначення за допомогою літер LH: М8 LH.

На кресленнях різьбу умовно позначають за допомогою суцільної тонкої лінії, а з торця розімкненим колом тонкою суцільною лінією. Невидиму різьбу показують штриховими лініями .

Дюймову різьбу використовують у Канаді, Великій Британії та її колишніх колоніях. Вона має трикутний профіль з кутом 55°. Вершини мають плоский зріз.

Трубна різьба схожа за параметрами на дюймову, однак має менший крок різьби, що визначається кількістю витків різьби на1              дюйм (25,4 мм).

Відомі й інші системи різьби, та ми не будемо їх розглядати.

У шкільних майстернях різьбу нарізають за допомогою ручного різьбонарізного інструмента.

Зовнішні різьби нарізують плашкою, внутрішні — мітчиками.

Мітчик складається з двох частин: робочої 1 та хвостовика 2. Робоча частина має забірну 3 і калібрувальну 4 частини. Забірна частина — конічну поверхню з неповним профілем різьби і призначення для врізання мітчика в отвір та зрізування більшої частини металу. Калібрувальна частина мітчика остаточно нарізає різьбу (калібрує).

Для відведення стружки утворено канавки вздовж робочої частини.

Різьби з кроком до 3-х міліметрів нарізують ручними мітчиками в комплекті з двох штук. Різьби з кроком більше ніж 3-й мм нарізують трьома мітчиками. Однак такі різьби нарізувати дуже складно, слід докласти значних зусиль, тому їх не використовують у шкільних майстернях.

Найчастіше учням доводиться нарізувати різьби М4, М5, Мб, М8, М10 та М12. їх нарізують двома мітчиками. Спочатку утворюють різьбову канавку першим мітчиком (позначений кільцем на хвостовику). Перший мітчик має довшу забірну частину, а калібруюча частина має неповний профіль різьби. Другий мітчик має коротку забірну частину, основне його призначення — дорізати різьбу до потрібного розміру.

Універсальний (машинно-ручний) мітчик використовують для нарізання різьби малого діаметра. Різьбу нарізують за один прохід.

Для нарізування внутрішньої різьби необхідно просвердлити отвір, діаметр якого вибирають за таблицею ї. Мітчик вставляють у вороток та фіксують. Ставлять його перпендикулярно до поверхні з отвором, притискаючи, обертають декілька разів за годинниковою стрілкою до врізування. Для запобігання утворенню зривів різьби капають масло. Роблять до 2-х обертів уперед, а потім півоберта назад, щоб зламати стружку. Під час роботи слідкують за положенням мітчика, щоб не допустити його перекошення.

Різьбу простіше нарізувати, якщо попередньо виконати невелику фаску.

Зовнішню різьбу нарізають плашками.

Діаметр стержня визначають за таблицею  та перевіряють розмір. Став­лять плашку в плашкотримачеві перпендикулярно до осі стержня. Виконують декілька обертів із натиском для врізання, змащують стержень. Нарізають, зробивши до 2-х обертів за годинниковою стрілкою і півоберт проти. Брак трапляється в разі використання тупого інструмента, не­правильного діаметра отвору або стержня, без змащування