Резка металла

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Резка металла — это операция по разделению металлических заготовок на части. В зависимости от формы и размеров заготовок резку проводят ручной ножовкой, ручными или рычажными ножницами.
Ручная ножовка состоит из стальной цельной или раздвижной рамки и ножовочного полотна, которое вставлено в прорези головок и закреплено штифтами. На хвостовике неподвижной головки закреплена рукоятка. Подвижная головка с винтом и барашковой гайкой служит для натяжения ножовочного полотна. Режущей частью ножовки является ножовочное полотно (узкая и тонкая пластинка с зубьями на одном из ребер), изготовленное из сталей марок У10А, 9ХС, Р9, Р18 и закаленное. Применяют ножовочные полотна длиной (расстояние между крепежными отверстиями) 250—300 мм. Зубья полотна разводят (отгибают) для того, чтобы ширина разреза была немного больше ширины полотна.
Круглые заготовки при разрезке предварительно размечают, зажимают в тиски и для лучшего направления ножовочного полотна по разметочной риске делают напильником неглубокую канавку. На неразмеченной заготовке у места реза ставят большой палец левой руки, к его ногтю плотно приставляют ножовочное полотно, а правой рукой перемещают ножовку.
При разрезании квадратного или полосового металла в начале операции ножовку наклоняют вперед, а затем режут при горизонтальном положении инструмента. Полосовой металл целесообразно резать по узкой стороне.
Трубы перед обработкой размечают по окружности изогнутым по трубе шаблоном, затем зажимают в тисках (чисто обработанные и тонкостенные трубы зажимают между специальными деревянными прокладками, которые с одной стороны имеют вогнутую цилиндрическую поверхность) и режут по риске, держа ножовку горизонтально. В процессе резания трубу необходимо поворачивать. Тонкий листовой металл режут вместе с деревянными прокладками, между которыми он зажимается. На практике листовой металл чаще режут ручными ножницами. Существуют прямые правые и прямые левые ручные ножницы. У правых ножниц верхнее лезвие (по отношению к нижнему) находится справа, а у левых — слева (рис. 122).


Рис. 122. Ножницы для резки тонкого
листового металла: а — прямые правые ножницы; б — прямые левые ножницы; в — криволинейные левые ножницы

В большинстве случаев применяют правые ножницы, так как линии разметки при работе ими хорошо видны. Левыми ножницами пользуются при вырезании криволинейных деталей, при этом резать нужно по направлению хода часовой стрелки, располагая ножницы так, чтобы они не закрывали лезвием линии разметки (рис. 123).


Рис.123. Разрезание листа ножницами: а — разрезание листа на широкие полосы; б — разрезание листа левыми ножницами; в, г — вырезание заготовки круглой формы

Если туже операцию делают правыми ножницами, то резание ведут в направлении против хода часовой стрелки. Существуют также ножницы с криволинейными лезвиями специально для резания листового металла по кривым линиям.
Разрезают листовой металл по заранее нанесенной разметочной линии. Ножницы располагают так, чтобы верхнее лезвие всегда находилось над линией разметки. При разрезании листа отрезаемую часть отгибают вверх, что облегчает процесс и предохраняет руки от порезов. При разрезании листа на узкие полосы его нужно положить на стол и следить за тем, чтобы нижнее лезвие опиралось на стол, а отрезаемые полосы отгибались вперед.
Ножницы следует раскрывать несильно — примерно на 2/3 длины лезвия, тогда они хорошо захватывают и режут металл; сильно раскрытые ножницы выталкивают металл. Лезвия ножниц должны быть перпендикулярны к плоскости листа, при перекосе они мнут металл, образуются заусенцы, а ножницы заедает. Вырезать отверстия в деталях лучше криволинейными ножницами.
Кровельные (или стуловые) ножницы применяют для разрезания более толстого листового металла (до 2—3 мм). Они отличаются тем, что верхняя рукоятка удлинена до 600—800 мм, а нижняя изогнута и крепится к верстаку. На этих ножницах работают всей рукой (а не кистью, как в ручных), что значительно увеличивает силу резания.
У рычажных ножниц нижнее лезвие неподвижное, закрепленное на столе, а верхнее сочленено с ним посредством шарнира. Ножницы снабжены прижимным устройством, которое компенсирует опрокидывающий момент, возникающий в процессе резания.

Рубка металла

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Рубка металла — слесарная операция, при выполнении которой режущим и ударным инструментом с заготовки удаляют лишние слои металла, вырубают пазы и канавки или разделяют заготовку на части. Режущим инструментом служат зубило, крейцмейсель, а ударным — молоток. Точность обработки при рубке 0,5—0,7 мм. Рубка — тяжелый процесс и очень малопроизводительный. В настоящее время рубку стараются заменить механической обработкой на станках. В условиях небольшой мастерской рубка все же является часто незаменимым методом обработки металла.
Зубилом (рис. 119, а) рубят металл и обрубают заусенцы. Оно имеет рабочую 2, среднюю 3 и ударную 4 части. Рабочая часть зубила клиновидной формы с режущей частью 7, заточенной в зависимости от твердости обрабатываемого металла под определенным углом. За среднюю часть зубило держат при рубке, ударная часть (головка) сужается кверху и для центрирования удара закруглена.
Крейцмейселем (рис. 119, б) вырубают пазы и узкие канавки, а для прорубания профильных канавок используют специальные крейцмейсели — «канавочники», которые отличаются формой режущей кромки.


Рис. 119. Зубило (а) и крейцмейсель (б)

Зубила и крейцмейсели изготавливают из стали У7 и У8. Их рабочие и ударные части закаливают и отпускают. Геометрия заточки зубил и крейцмейселей, как указывалось ранее, зависит от твердости обрабатываемого металла: угол заострения зуба для рубки чугуна — 70°; для стали — 60°; латуни и меди — 45°; алюминиевых сплавов — 35°. В домашней мастерской целесообразно иметь несколько зубил и крейцмейселей, рассчитанных для обработки различных материалов.
Слесарные молотки — ударные инструменты, необходимые для рубки. Они бывают с круглым и квадратным бойком. Сила удара молотка по зубилу зависит от веса молотка, величины размаха и скорости движения руки. Тяжелый молоток увеличивает силу удара, но быстрее утомляет работающего. Выбор молотка определяется физической силой работающего, его вес колеблется от 600 до 800 г.
Рубку металла производят в тисках, на металлической плите или наковальне. Качество рубки во многом зависит от положения корпуса и ног работающего, от того, как он держит молоток и зубило.
Корпус должен быть выпрямлен и находиться по отношению к оси губок тисков под углом 45°. Левую ногу выставляют на полшага вперед (рис. 120). Зубило держат, слегка сжав, в левой руке за среднюю часть на расстоянии 20 мм от конца ударной части. Молоток держат за рукоятку на расстоянии 20—30 мм от ее конца.


Рис. 120. Положение ног и корпуса при рубке металла

Удары, наносимые молотком по зубилу, бывают кистевые, локтевые и плечевые. Кистевой удар применяют при легкой рубке, выполнении точных работ. Кисть сгибают до отказа, разжав слегка пальцы, кроме большого и указательного, при этом мизинец не должен сходить с рукоятки молотка. Затем пальцы сжимают и наносят удар. При рубке толстого листового металла применяют локтевой удар. Это
более мощный удар, нежели предыдущий. В этом случае руку сгибают в локте. Разгибать руку следует быстро — это увеличивает силу удара.
Если нужно подвергнуть рубке особо толстые заготовки, применяют плечевой удар, во время которого рука движется в плече.
При разметке металла перед рубкой учитывают припуск 1—2 мм на чистовую обработку.
Вырубание заготовок из листового металла делают в следующем порядке: кладут заготовку на плиту или наковальню; придают зубилу вертикальное положение и наносят молотком легкие удары по всему контуру изделия; затем выполняют глубокую рубку по надрубленному контуру. Переставляя зубило, следует часть лезвия (примерно 1/4) оставлять в прорубленной канавке — это обеспечит точность и чистоту рубки; переворачивают лист металла и ведут рубку по ясно обозначившемуся на противоположной стороне контуру; снова переворачивают лист и заканчивают рубку.
Рубка листового металла в тисках показана на рис. 121.


Рис. 121. Рубка листового металла в тисках

Заготовку крепко зажимают в тисках, так, чтобы разметочная линия совпадала с уровнем губок тисков. Угол наклона зубила к обрабатываемой поверхности составляет 30—35°. Лезвие зубила должно находиться под углом 45° по отношению к оси губок тисков. Срубив первый слой металла, заготовку переставляют выше губок тисков на 1,5—2 мм и срубают следующий слой.
При рубке стали и меди полезно обтирать лезвие зубила тканью, смоченной в машинном масле и мыльном растворе, при рубке алюминия — в скипидаре. Чугун нужно рубить сухим зубилом. При рубке хрупких материалов, например чугуна, необходимо пользоваться защитными очками.

Разметка металла

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Разметка металла — операция нанесения на заготовку линий (рисок), определяющих согласно чертежу контуры детали и места, подлежащие обработке. Разметка бывает плоскостная и пространственная. Плоскостную разметку применяют в том случае, когда контуры детали лежат в одной плоскости; при пространственной разметке линии наносят в нескольких плоскостях или на нескольких поверхностях.
Линии при плоскостной разметке наносят чертилкой (рис. 117, а), при пространственной — чертилкой, закрепленной в хомутике рейсмуса (рис. 117, б). Чертилки изготавливают из стали марок У10 и У12, рабочие концы их закаливают и остро затачивают.
Кернер (рис. 117, в) предназначен для нанесения углублений (кернов) на предварительно размеченных линиях. Изготавливают кернеры из сталей марок У7, У8. Рабочий конец кернера закаливают и затачивают под углом 60°. Ударная часть (боек) инструмента для центрирования удара имеет сферическую форму и тоже закалена. Для особо точного кернения применяют пружинный и электрокернер.


Рис. 117. Инструменты для разметки металла:
а — чертилка; б — чертилка, закрепленная в хомутике рейсмуса; в — кернер;
г — разметочный циркуль

Разметочный циркуль (рис. 117, г) служит для проведения окружностей, деления углов и нанесения линейных размеров на заготовку.
Детали размечают по чертежу, шаблону, образцу. При разметке по чертежу сначала наносят осевые линии, затем — горизонтальные и вертикальные, а в последнюю очередь — наклонные линии, окружности и дуги. После этого контуры детали накернивают. Разметку по шаблону применяют при изготовлении большого количества одинаковых по форме и размерам деталей.
Центры на торцах цилиндрических деталей находят при помощи центроискателей и циркулей. Центроиска-тель представляет собой угольник с прикрепленной к нему линейкой, являющейся биссектрисой прямого угла. Угольник устанавливают на торец и чертилкой проводят линию, которая пройдет через центр окружности, затем поворачивают угольник на угол около 90° и проводят вторую линию. На пересечении линий и находится центр.
Кернер-центроискатель используют при малом диаметре изделий. Центр накернивают, прижимая колокол к торцу изделия и ударяя молотком по головке.
Поверхности, подлежащие разметке, часто бывает целесообразно предварительно окрасить, чтобы на них лучше были видны разметочные линии. Для окраски применяют следующие средства:
для необработанных поверхностей отливок из черных и цветных металлов — мел, разведенный в воде до состояния молока, и 50 г столярного клея на 1 л воды (клей разводят отдельно, затем его кипятят с мелом);
для обработанных поверхностей стали и чугуна — медный купорос (2—3 чайные ложки на стакан горячей воды) или натирание смоченной поверхности порошком медного купороса.
Цветной и стальной прокат, а также драгоценные металлы не окрашивают, так как разметочные линии хорошо видны. В отдельных случаях для более четкого нанесения рисунка разметочные линии окрашивают белой акварельной краской.
Разметку начинают с выбора базы, то есть линии или плоскости, от которых будут откладываться размеры. Если на заготовке есть обработанные поверхности, за базы принимают их; у симметричных деталей за базы удобно принимать оси симметрии, центровые линии. Для повышения качества разметки производят дополнительное накернивание разметочных линий на концах и в местах пересечения с другими разметочными линиями.
При пространственной разметке очень важно правильно выдержать взаимное расположение плоскостей, на которых ведут разметку.
При разметке чертилку ведут вдоль линейки, плотно прижимая ее к ней. Чтобы чертилка примыкала к линейке, ее наклоняют под углом 75—80° к размечаемой поверхности (рис. 118); кроме того, она должна быть наклонена под тем же углом по направлению движения. В процессе проведения риски наклон чертилки не должен изменяться; линию проводят только один раз; если линия проведена неправильно, ее следует закрасить и провести вновь.


Рис. 118. Разметка металла чертилкой

При вычерчивании окружностей циркулем усилие нужно прилагать к той ножке циркуля, которая вставлена в центр. Если же приложить усилие к ножке, очерчивающей окружность, циркуль легко может сместиться и окружность не получится.

Химико-термическая обработка стали

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Химико-термическая обработка стали. Такая обработка изменяет не только структуру металла, но и химический состав его верхнего слоя. Благодаря этому деталь может иметь вязкую сердцевину, которая выдерживает ударные нагрузки, высокую твердость и износостойкость снаружи.
Существует несколько способов химико-термической обработки стали, однако в условиях небольшой мастерской можно осуществить только цементацию. Цементация — это поверхностное науглероживание стали. Чаще всего цементации подвергают изделия из малоуглеродистых сталей с содержанием углерода не выше 0,2 %, а также из некоторых легированных сталей. Детали, предназначенные для цементации, предварительно очищают, а поверхности, не подлежащие науглероживанию, покрывают предохранительными веществами, именуемыми противоцементационными обмазками. Простейшая обмазка — это огнестойкая глина с добавкой 10 % асбестового порошка. Эту смесь замешивают на воде до консистенции густой сметаны и наносят на нужные участки поверхности изделия. Дальнейшую цементацию изделия можно производить после высыхания обмазки. Удобна в использовании и такая обмазка: каолин (25 %), тальк (50 %), вода (25 %). Эту обмазку разводят до нужной консистенции жидким стеклом или силикатным клеем. Последующую цементацию делают после полного высыхания обмазки.
Вещества, при помощи которых производят цементацию, называют карбюризаторами. Они бывают твердые, жидкие и газообразные.
Цементация в твердом карбюризаторе. В условиях домашней мастерской целесообразно производить цементацию при помощи пасты, состоящей из смеси сажи (55 %), кальцинированной соды (30 %) и щавелевокислого натрия (15 %), размешанных в воде до консистенции сметаны. Пасту наносят на изделие, дают ей подсохнуть, а затем помещают в печь, выдерживая при температуре 900—920°С в течение 2—2,5 ч. Цементация при помощи пасты обеспечивает толщину науглеро-женного слоя 0,7—0,8 мм.
Жидкостную цементацию используют для науглеро живания инструментов и других изделий путем погружения их в печь-ванну, содержащую 75—85 % соды, 10—15 % хлористого натрия и 6—10 % карбида кремния. Процесс протекает при температуре 850—860°С в течение 1,5—2 ч; глубина науглероженного слоя достигает 0,3—0,4 мм.
Газовую цементацию осуществляют в производственных условиях в смеси раскаленных газов, содержащих метан и окись углерода, в специальных камерах при температуре 900—950°С. Процесс протекает быстро и весьма экономично по сравнению с цементацией в твердых и жидких карбюризаторах.
После цементации детали охлаждают вместе с печью, затем закаляют при температуре 760—780°С с последующим охлаждением в масле.

Термическая обработка цветных металлов

Рубрика:  Ремонтно-строительные работы  Автор  admin

Термическая обработка цветных металлов. Как правило, цветные металлы подвергают термической обработке для удобства работы с ними.
Медь отжигают, нагревая ее до температуры 500— 650°С и охлаждая в воде. Если мягкую медь нагреть, а потом постепенно охладить на воздухе, она станет более твердой.
Латунь и алюминий отжигают при нагревании соответственно до 600—750°С и 350—410°С с последующим охлаждением на воздухе.
Бронзу закаливают нагреванием до 800—850°С с последующим охлаждением в воде. Если ее нагреть до той же температуры и охладить на воздухе, она отпустится.
Дюралюминий Д1 и Д6 закаливают нагреванием до 500°С с последующим охлаждением в воде, однако окончательную твердость он приобретет при комнатной температуре через 4—5 дн. Этот процесс называется старением. Для облегчения сгибания, особенно под острыми углами, дюралюминиевые детали отжигают. Для этого деталь нагревают до 350—400°С, затем медленно охлаждают на воздухе.

Термическая обработка стали

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Термическая обработка стали. Отжиг — нагревание стального изделия до температуры 700—900°С (в зависимости от марки стали) и охлаждение вместе с печью. Отжиг применяют при изготовлении из одного закаленного изделия другого или в случае неудачной закалки.
Если закаливать неотожженные изделия, в них могут возникнуть трещины, структура металла станет неоднородной, что резко ухудшает качество изделия.
Мелкие детали отжигают, нагревая их на массивных стальных плитах, которые предварительно раскаляют. После этого детали медленно остывают одновременно с плитой. Иногда изделие нагревают ацетиленовой горелкой, которую потом постепенно удаляют от изделия, делая процесс его охлаждения медленным. Этот метод применяют для отжига небольших стальнУх деталей.
Нормализация — нагрев стали до температуры 900°С с последующим охлаждением на воздухе (в нормальных условиях) для улучшения внутренней микроструктуры стали и повышения механических свойств, а также для подготовки ее к последующей термической обработке.
Закалка заключается в придании стальному изделию высокой прочности и твердости. Однако при закалке сталь становится более хрупкой. Этот недостаток ликвидируют в процессе отпуска стали.
При закалке изделие нагревают до высокой температуры, а затем быстро охлаждают в специальных охлаждающих средах. В зависимости от режима закалки у изделия из одной и той же стали можно получить различные структуры и свойства.
Для достижения наилучших результатов стальное изделие нагревают до температуры 750—850°С. Разогрев должен происходить равномерно. Затем разогретое изделие быстро охлаждают до температуры около 400°С. Скорость охлаждения должна быть не меньше 150°С в секунду, то есть охлаждение изделия должно произойти в течение всего 2—3 с. Дальнейшее охлаждение до нормальной температуры может протекать при любой скорости, так как полученная при закалке структура достаточно устойчива и скорость дальнейшего охлаждения на нее не оказывает влияния.
В качестве охлаждающих средств чаще всего употребляют воду и трансформаторное масло. Скорость охлаждения в воде больше, чем в масле: при температуре воды 18°С скорость охлаждения достигает 600°С в секунду, а в масле — 150°С. Иногда для повышения закаливающей способности в воду добавляют поваренную соль (до 10 %) или серную кислоту (10—12 %), например, при закалке плашек и метчиков. Более высокий нагрев, чем это необходимо, равно как и чрезмерная скорость охлаждения в холодной воде, приводит к нежелательным результатам — деформации стали и появлению в ней паразитных напряжений.
При закалке инструментов из углеродистой стали применяют закалочные печи с температурой нагрева до 900°С, а для нагрева легированных и быстрорежущих сталей — до 1325°С. Печи для закалки бывают следующих видов: камерные, или пламенные, в которых изделия нагревают открытым пламенем; муфельные, нагревающие за счет сопротивления электрических обмоток; печи-ванны, представляющие собой тигли, наполненные расплавами солей, например хлористым барием.
Закалочное нагревание в ваннах удобно вследствие того, что температура содержащегося в ней расплава всегда постоянна и закаливаемое изделие не может нагреться выше этой температуры. Кроме того, нагрев в жидкой среде происходит быстрее, чем в воздушной. В небольших мастерских целесообразно использовать для закалочного нагрева муфельные электрические печи, например МП-8. Инструмент или деталь помещают в холодную муфельную печь, потом ее включают и начинают медленно нагревать до требуемой температуры. Поскольку время нагрева продолжительно, внутренние напряжения, возникающие в изделии, минимальны.
После закалки изделия производят его отпуск. Он смягчает негативные явления при закалке, повышает вязкость и уменьшает хрупкость изделия. Кроме того, отпуск устраняет большую часть внутренних напряжений, возникших при закалке.
Для определения температуры при отпуске изделия пользуются цветами побежалости. Если очищенное от окалины стальное изделие нагреть до 220°С, на нем образуется тонкая пленка окислов железа, придающая изделию различные цвета — от светло-желтого до серого. С повышением температуры или увеличением времени пребывания изделия при данной температуре окисная пленка утолщается и цвет ее изменяется. Цвета побежалости одинаково проявляются как на сырой, так и на закаленной стали. При отпуске закаленных изделий применяют два способа:
1. Поверхность закаленного изделия хорошо отшлифовывают мелкой шкуркой и нагревают. По мере того как температура нагрева повышается, на чистой поверхности изделия появляются цвета побежалости. Когда изделие будет нагрето до определенной температуры и появится нужный цвет, его быстро охлаждают в воде
2. При закалке многих инструментов, например чеканов, штихелей, резцов, молотков и т. п., требуется, чтобы закаленной была только рабочая часть, а сам инструмент оставался бы незакаленным, сырым. В этом случае закалку производят так: инструмент нагревают немного выше режущего (рабочего) конца до требуемой температуры, после чего опускают в воду только рабочую часть, а металл выше рабочей части остается горячим. Вынув инструмент из воды, быстро зачищают его рабочую часть (наждачной шкуркой или трением о землю). Тепло, оставшееся в неохлажденной части, поднимет температуру охлажденного конца, и после появления на нем нужного цвета побежалости инструмент окончательно охлаждают.
Образование на поверхности изделия окалины приводит к угару металла, деформации, уменьшению теплопроводности, что понижает скорость нагрева изделия в печи. Кроме того, возрастает твердость и затрудняется механическая обработка. Окалину удаляют с изделий либо механическим способом, либо травлением.
Обезуглероживание стали заключается в выгорании углерода с поверхности изделия. Обезуглероженный слой обладает пониженными прочностными характеристиками. Интенсивность, с которой происходит окисление и обезуглероживание, зависит от состава атмосферы печи и температуры нагрева. Чем выше нагрев, тем процессы идут быстрее Чтобы избежать образования окалины при нагреве, под закалку иногда применяют пасту, состоящую из жидкого стекла — 100 г, огнеупорной глины — 75 г, графита — 25 г, буры — 14 г, карборунда — 30 г, воды — 200 г.
Пасту наносят на изделие и дают ей просохнуть, затем изделие нагревают обычным способом. После закалки его промывают в горячем содовом растворе. Для предупреждения образования окалины на инструментах из быстрорежущей стали часто применяют покрытие бурой. Для этого инструмент, нагретый до 850°С, погружают в насыщенный водный раствор или порошок буры.
Теперь рассмотрим особенности закаливания некоторых стальных изделий. Углеродистые стали при закалке лучше охлаждать сначала в воде до температуры 400—350°С, а потом в масле. Это предотвращает возникновение внутренних напряжений. Во время охлаждения изделие рекомендуется быстро перемещать сверху вниз.
Тонкостенные длинные детали (например, ножи) при охлаждении опускают в воду или масло строго вертикально, в противном случае они могут сильно деформироваться.
Зубила целесообразно закаливать в мокром песке, который увлажняют раствором соли.
Тонкие сверла закаливают в сургуче. Для этого разогретый до светло-красного цвета конец сверла погружают в сургуч и оставляют там до полного охлаждения.

Цементация в твердом карбюризаторе

Рубрика:  Работы с деревом и металлом  Автор  admin

Цементация в твердом карбюризаторе. В условиях домашней мастерской целесообразно производить цементацию при помощи пасты, состоящей из смеси сажи (55 %), кальцинированной соды (30 %) и щавелевокислого натрия (15 %), размешанных в воде до консистенции сметаны. Пасту наносят на изделие, дают ей подсохнуть, а затем помещают в печь, выдерживая при температуре 900—920°С в течение 2—2,5 ч. Цементация при помощи пасты обеспечивает толщину науглеро-женного слоя 0,7—0,8 мм.
Жидкостную цементацию используют для науглеро живания инструментов и других изделий путем погружения их в печь-ванну, содержащую 75—85 % соды, 10—15 % хлористого натрия и 6—10 % карбида кремния. Процесс протекает при температуре 850—860°С в течение 1,5—2 ч; глубина науглероженного слоя достигает 0,3—0,4 мм.
Газовую цементацию осуществляют в производственных условиях в смеси раскаленных газов, содержащих метан и окись углерода, в специальных камерах при температуре 900—950°С. Процесс протекает быстро и весьма экономично по сравнению с цементацией в твердых и жидких карбюризаторах.
После цементации детали охлаждают вместе с печью, затем закаляют при температуре 760—780°С с последующим охлаждением в масле.