Сверление, зенкование, зенкерование и развертывание при слесарных работах в автомобилестроении. Обработка отверстий

К атегория:

Сверление металла

Сверление, зенкерование и развертывание

Сверление, зенкерование и развертывание производится на сверлильных станках различных типов, расточных агрегатных, а также станках токарной группы. Кроме того, эти операции могут производиться с помощью ручных и механических дрелей.

Сверление. Сверлением называют операцию механической обработки с целью получения отверстий в сплошном материале. Режущими инструментами для сверления служат сверла различной конструкции. Главное движение при сверлении вращательное, движение подачи - поступательное. На сверлильных станках общего назначения и расточных станках главное движение имеет сверло; на токарных станках и специальных сверлильных станках для глубокого сверления сверло имеет только поступательное движение, а заготовка - вращательное; это определяет более высокую точность обработки.

Рис. 1. Спиральное сверло

Поперечная кромка при работе сверла не режет, а давит металл заготовки. Установлено, что около 65% усилия подачи приходится на поперечную кромку.

Рис. 2. Двойная заточка спирального сверла

Для облегчения условий работы сверла производят подточку поперечной кромки. С этой же целью производят двойную заточку сверл, работающих по чугуну и стали, с углом 2 ф! = 75-80° . Ширина Ь задней поверхности второй заточки делается в пределах 0,18-0,22 диаметра сверла. В результате двойной заточки увеличивается ширина стружки за счет толщины, уменьшается главный угол в плане, поэтому повышается стойкость сверла.

Центровочные сверла применяются для сверления центровых отверстий при зацвнтровывании заготовок. Эти сверла делаются комбинированными и двусторонними для лучшего использования инструментальной стали.

Перовые сверла выполняются в виде лопаток. Они применяются редко, в основном при сверлении отверстий в твердых поковках и литье.

Сверла с пластинками из твердых сплавов изготовляются диаметром от 3 до 50 мм и применяются для сверления отбеленного чугуна, твердых сталей и т. п.

Глубокими отверстиями считаются отверстия, имеющие длину в пять раз и более превышающую их диаметр.

Сверла для глубокого сверления изготовляются диаметром от 6 до 100 мм. Сверление отверстий такими сверлами производится на специальных сверлильных станках, причем в большинстве случаев сверлу сообщается лишь движение подачи, а главное движение (вращательное) сообщается заготовке.

Рис. 3. Центровочное сверло

Рис. 4. Перовое сверло

Рис. 5. Сверло с пластинкой из твердого сплава

На рис. 6 изображено пушечное сверло, изготовляемое из круглого стержня. Режущая кромка сверла образуется передней поверхностью и задней поверхностью (резание одностороннее).

Рис. 6. Пушечное сверло

Рис. 7. Ружейное сверло

Рис. 8. Схема зенкерования

Помимо пушечных сверл, для сверления глубоких отверстий применяют:
а) ружейные сверла для сверления отверстий малого диаметра и большой глубины. Эти сверла внутри полые (для подачи охлаждающей жидкости) и имеют канавку для отвода жидкости вместе со стружкой;
б) сверла одностороннего и двустороннего резания для сверления глубоких отверстий средних и больших диаметров;
в) головки для кольцевого сверления глубоких отверстий большого диаметра. Qi.noшное высверливание металла при диаметрах свыше 100 мм невыгодно, поэтому в таких случаях применяют пустотелые сверлильные головки с закрепленными в них резцами.

Зенкерование. Зенкерованием называют операцию механической обработки резанием стенок или входной части отверстия; зенкерование производится по отверстиям, полученным при отливке или ковке (черным) или по просверленным заранее. Цель зенкерова-ния - получение более точных размеров отверстий и положения их осей, фасонная обработка торцовой (входной) части отверстия для получения углублений под головки винтов и пр.

Процесс резания при зенкеровании подобен одновременной работе нескольких расточных резцов, которыми в данном случае можно считать зубья зенкера.

Существуют четыре основных типа зенкеров: для расширения отверстий, для получения цилиндрических углублений отверстий, для получения конических углублений отверстий, для зачистки торцовых поверхностей.

Зенкеры для расширения отверстий изготовляются трехзубыми (для отверстий до 30 мм) и четырехзубыми (для отверстий до 100 мм). На рис. 9, а показан трехзубый зенкер с коническим хвостовиком для крепления в шпинделе станка, а на рис. 281, б - четырехзубый насадной зенкер. С целью повышения производительности зенкеры оснащают пластинками из твердых сплавов.

Помимо цельных зенкеров изготовляют также зенкеры со вставными ножами, изготовленными из быстрорежущей стали или армированными твердыми сплавами. Преимуществом таких зенкеров является экономия быстрорежущей стали и возможность регулирования диаметра обработки. Насадные зенкеры со вставными ножами могут иметь 6 зубьев-

Обработка зенкерами обеспечивает исправление оси отверстиями, повышает точность до 4-5-го классов и чистоту поверхности до 4-6-гсг классов:

Зенкеры для получения цилиндрических углублений (рис. 281, в) имеют направляющую цапфу, которая изготовляется за одно целое с корпусом зенкера или (в других конструк-1 циях) делается сменной.

Зенкеры для получения конических углублений - зенковки (рис. 281, г) - чаще всего имеют угол 2cf> = 60o, реже 75, 90 и 120°. Число зубьев в зенковках колеблется от 6 до 12.

Зенкеры для зачистки торцовых поверхностей (рис. 281, д) имеют зубья только на торце. Число зубьев этих зенкеров, в зависимости от их диаметра, бывает равно 2, 4 или 6.

Кроме описанных, существуют также комбинированные зенкеры для получения ступенчатых отверстий. Эти зенкеры позволяют производить сложную обработку на простом станке, чем достигается уменьшение стоимости обработки.

Рис. 9. Зенкеры

Развертывание. Развертыванием называют операцию механической обработки резанием стенок отверстий с целью получения высокой точности и чистоты поверхности. При развертывании со стенок предварительно обработанных (сверлением и зенкерованием или только сверлением) отверстий снимается слой металла в несколько десятых миллиметра; отверстия получаются в пределах 1-3-го классов точности и 6-9-го классов чистоты. Для получения точных и чистых отверстий применяют последовательно черновое и чистовое развертывание.

Рис. 10. Развертки

По форме обрабатываемого отверстия развертки делятся на цилиндрические и конические.

Развертки, так же как и зенкеры, делают хвостовыми и насадными.

Рабочая часть 1 цилиндрической развертки состоит из режущей части 2 калибрующей части и заднего конуса. Число зубьев развертки берется четным (шесть и больше) для достижения точного промера диаметра развертки. Во избежание получения граненого отверстия распределение зубьев по окружности делают неравномерным, однако с учетом того, чтобы обеспечить возможность промера диаметра по ленточке (колебание шага 1-4°).

По способу применения развертки разделяют на машинные и ручные; по конструкции - на цельные и сборные со вставными ножами. Для увеличения стойкости режущую часть зубьев армируют пластинками твердых сплавов.

В работе слесаря по изготовлению, ремонту или сборке деталей механизмов и машин часто возникает необходимость получения в этих деталях самых различных отверстий. Для этого производят операции сверления, зенкования, зенкерования и развертывания отверстий.

Сущность данных операций заключается в том, что процесс резания (снятия слоя материала) осуществляется вращательным и поступательным движениями режущего инструмента (сверла, зенкера и т. д.) относительно своей оси. Эти движения создаются с помощью ручных (коловорот, дрель) или механизированных (электрическая дрель) приспособлений, а также станков (сверлильных, токарных и т.д.).

Сверление - это один из видов получения и обработки отверстий резанием с помощью специального инструмента - сверла.

Как и любой другой режущий инструмент, сверло работает по принципу клина. По конструкции и назначению сверла делятся на перовые, спиральные, центровочные и др. В современном производстве применяются преимущественно спиральные сверла и реже специальные виды сверл.

Спиральное сверло состоит из рабочей части, хвостовика и шейки. Рабочая часть сверла, в свою очередь, состоит из цилиндрической (направляющей) и режущей частей.

На направляющей части расположены две винтовые канавки, по которым отводится стружка в процессе резания.

Направление винтовых канавок обычно правое. Левые сверла применяются очень редко. Вдоль канавок на цилиндрической части, сверла имеются узкие полосочки, называемые ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия (сверла диаметром 0,25-0,5 мм выполняются без ленточек).

Режущая часть сверла образуется двумя режущими кромками, расположенными под определенным углом друг к другу. Этот угол называют углом при вершине. Его величина зависит от свойств обрабатываемого материала. Для стали и чугуна средней твердости он составляет 116-118°.

Хвостовик предназначен для закрепления сверла в сверлильном патроне или шпинделе станка и может быть цилиндрической или конической формы. Конический хвостовик имеет на конце лапку, которая служит упором при выталкивании сверла из гнезда.

Шейка сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования сверла при его изготовлении. На шейке обычно обозначают марку сверла.

Изготовляются сверла преимущественно из быстрорежуще стали марок Р9, Р18, Р6М5 и др. Все шире применяются металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6 Пластинками из твердых сплавов обычно оснащают только рабочую (режущую) часть сверла.

В процессе работы режущая кромка сверла притупляется поэтому сверла периодически затачивают.

Сверлами производят не только сверление глухих (засверливание) и сквозных отверстий, т.е. получение этих отверстий в сплошном материале, но и рассверливание - увеличение размера (диаметра) уже полученных отверстий.

Зенкованием называется обработка верхней части отверстий в целях получения фасок ил цилиндрических углублений, например, под потайную головку винта или заклепки. Выполняется зенкование с помощью зенковок сверлом большего диаметра; Зенкерование - это обработка отверстий, полученных; литьем, штамповкой или сверлением, для придания им цилиндрической формы, повышения точности и качества поверхности. Зенкерование выполняется специальными инструментами - зенкерами (20, в). Зенкеры могут быть с режущими кромками на цилиндрической или конической поверхности (цилиндрические и конические зенкеры), а также с режущими кромками, расположенными на торце (торцовые зенкеры). Для обеспечения соосности обрабатываемого отверстия и зенкера на торце зенкера иногда делают гладкую цилиндрическую направляющую часть.

Зенкерование может быть процессом окончательной обработки или подготовительным к развертыванию. В последнем случае при зенкеровании оставляют припуск на дальнейшую обработку.

Развертывание - это чистовая обработка отверстий. По своей сущности она подобна зенкерованию, но обеспечивает более высокую точность и малую шероховатость обработки поверхности отверстий. Выполняется эта операция слесарными (ручными) или станочными (машинными) развертками. Развертка состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть подразделяется на заборную, режущую (коническую) и калибрующую части. Калибрующая часть ближе к шейке имеет обратный конус (0,04-0,6) для уменьшения трения развертки о стенки отверстия. Зубья на рабочей части (винтовые или прямые) могут быть расположены равномерно по окружности или неравномерно. Развертки с неравномерным шагом зубьев используются обычно для обработки отверстий вручную. Они позволяют избежать образования так называемой огранки, т.е. получения отверстий неправильной цилиндрической формы. Хвостовик ручной развертки имеет квадрат для установки воротка. Хвостовик машинных разверток диаметром до 10 мм выполняется цилиндрическим, других разверток - коническим с лапкой, как у сверл.

Для черновой и чистовой обработки отверстия применяют комплект (набор) разверток, состоящий из двух-трех штук. Изготовляют развертки из тех же материалов, что и другие режущие инструменты для обработки отверстий.

Рассмотренные операции обработки отверстий выполняются в основном на сверлильных или токарных станках. Однако, в тех случаях, если деталь невозможно установить на станок или отверстия расположены в труднодоступных местах, обработка производится вручную с помощью воротков, ручных или механизированных (электрических и пневматических) дрелей.

Вороток с квадратными отверстиями используют при работе инструментом, имеющим на хвостовике квадрат, например ручной разверткой.

Ручная дрель состоит из остова с упором /, который нажимают, чтобы придать сверлу поступательное движение, зубчатой передачи с ручным приводом, рукоятки для держания дрели 6, шпинделя А установленным на нем патроном для закрепления режущего инструмента.

В целях облегчения труда при обработке отверстий и повышения его производительности используют механизированные дрели (ручные сверлильные машинки). Они могут быть электрическими или пневматическими. В практике работы в учебных мастерских более широкое; применение имеют электрические дрели, так как пневматические требуют подвода к ним сжатого воздуха.

Электрические сверлильные машинки изготовляются трех типов: легкого, среднего и тяжелого. Машинки легкого типа предназначены для сверления отверстий диаметром до 8-9 мм. Корпус таких машинок часто выполняется в форме пистолета.

Машинки среднего типа обычно имеют замкнутую рукоятку; на задней части корпуса. Они используются для сверления отвертствий диаметром до 15 мм.

Машинки тяжелого типа применяют для получения и обработки отверстий диаметром 20-30 мм. Они имеют две рукоятки на корпусе (или две рукоятки и упор) для удержания машинки и передачи поступательного движения рабочему инструменту.

Рассмотрим устройство вертикально-сверлильных станков на примере станка типа 2А135. Этот станок предназначен для сверления и рассверливания глухих и сквозных отверстий диаметром до 35 мм, а также зенкования, зенкерования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.

Он имеет станину, в верхней части которой установлена шпиндельная головка. Внутри коробки головки расположена коробка скоростей, передающая вращение от электродвигателя на шпиндель. Осевое перемещение инструмента производится при помощи коробки подач, установленной на станине. Обрабатываемая заготовка закрепляется на столе, который может подниматься и опускаться при помощи рукоятки, что дает возможность обрабатывать заготовки различной высоты. Смонтирован станок на плите

При работе на сверлильных станках применяют различные приспособления для закрепления заготовок и режущего инструмента.

Машинные тиски - приспособление для закрепления заготовок разного профиля. Они могут иметь сменные губки для зажима деталей сложной формы.

Призмы служат для закрепления цилиндрических заготовок.

В сверлильных патронах закрепляют режущие инструменты с цилиндрическими хвостовиками.

С помощью переходных втулок устанавливают режущие инструменты, у которых размер конуса хвостовика меньше размера конуса шпинделя станка.

На сверлильных станках могут выполняться все основные операции по получению и обработке отверстий сверлением, зенкованием, зенкерованием и развертыванием.

Для настройки станка на тот или иной вид обработки отверстий важно правильно установить скорость резания и подачу.

Скоростью резания (м/мин) при сверлении называют величину пути, проходимого в направлении главного движения наиболее отдаленной от оси инструмента точкой режущей кромки в единицу времени.

Скорость резания выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала, диаметра, материала и формы заточки режущей части инструмента и других факторов.

В соответствии с полученной частотой вращения инструмента устанавливается частота вращения шпинделя станка.

Подача - это величина перемещения режущего инструмента относительно заготовки вдоль его оси за один оборот. Она измеряется в миллиметрах за один оборот (мм/об).

Значения подач также зависят от свойств обрабатываемого материала, материала сверла и других факторов.

При определении скорости резания и подачи учитывается глубина резания. Глубина резания t при сверлении и других видах обработки отверстий - это расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное перпендикулярно оси заготовки.

Поскольку глубина резания при обработке отверстий - величина относительно неизменная (заданная чертежом или припуском на обработку), то основное влияние на производительность обработки будут оказывать выбираемые значения скорости резания и подачи.

С увеличением скорости резания процесс обработки ускоряется. Но при работе со слишком большими скоростями режущие кромки инструмента быстро затупляются и его приходится часто затачивать. Увеличение подачи тоже повышает производительность обработки, но при этом обычно увеличивается шероховатость поверхности отверстия и затупляется режущая кромка.

Приемы нарезания резьбы, и особенно применяемый при этом режущий инструмент, во многом зависят от вида и профиля резьбы.

Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), или многозаходные, образованные двумя и более нитками.

По направлению винтовой линии резьбы подразделяют на правые и левые.

Профилем резьбы называется сечение ее витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра или конуса, на котором выполнена резьба.

Для нарезания резьбы важно знать основные ее элементы: шаг, наружный, средний и внутренний диаметры и форму профиля резьбы.

Шагом резьбы S называют расстояние между двумя одноименными точками соседних профилей резьбы, измеренное параллельно оси резьбы.

Наружный диаметр d - наибольшее расстояние между крайними наружными точками, измеренное в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Внутренний диаметр di - наименьшее расстояние между крайними внутренними точками резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси.

Средний диаметр di - расстояние между двумя противоположными параллельными боковыми сторонами профиля резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси.

Основание резьбы Вершина резьбы

По форме профиля резьбы подразделяют на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, упорные (профиль в виде неравнобокой трапеции) и круглые.

В зависимости от системы размеров резьбы делятся на метрические, дюймовые, трубные и др.

В метрической резьбе угол треугольного профиля ф равен 60°, наружный, средний и внутренний диаметры и шаг резьбы выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М20Х Х1.5 (первое число-наружный диаметр, второе - шаг).

Трубная резьба отличается от дюймовой тем, что ее исходным размером является не наружный диаметр резьбы, а диаметр отверстия трубы, на наружной поверхности которой нарезана резьба. Пример обозначения: труб. 3/У (цифры - внутренний диаметр трубы в дюймах).

Нарезание резьбы производится на сверлильных и специальных резьбонарезных станках, а также вручную.

При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную - плашками.

Метчики по назначению делятся на ручные, машинно-ручные и машинные, а в зависимости от профиля нарезаемой резьбы - на три типа: для метрической, дюймовой и трубной резьб.

Метчик состоит из двух основных частей: рабочей части и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт с несколькими продольными канавками и служит для непосредственного нарезания резьбы. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из заборной (режущей) и направляющей (калибрующей) частей. Заборная (режущая) часть производит основную работу при нарезании резьбы и изготовляется обычно в виде конуса. Калибрующая (направляющая) часть, как видно из самого названия, направляет метчик и калибрует отверстие.

Продольные канавки служат для образования режущих перьев с режущими кромками и размещения стружки в процессе нарезания резьбы.

Хвостовик метчика служит для закрепления его в патроне или в воротке во время работы.

Для нарезания резьбы определенного размера ручные (слесарные) метчики выполняют обычно в комплекте из трех штук.

металл слесарь деталь

К атегория:

Автомобилестроение

Сверление, зенкование, зенкерование и развертывание при слесарных работах в автомобилестроении

Сверлением называется процесс образования сверлом отверстии в сплошном материале. Сверлением достигаются 4-5-й классы точности и шероховатость.

Сверла по конструкции бывают спиральные и др. Наибольшее применение находят спиральные сверла, которые по форме хвостовика могут быть с цилиндрическим и коническим хвостовиком. Спиральные сверла изготавливают главным обра-30м из быстрорежущих сталей, для сверления чугуна и материалов повышенной твердости применяют спиральные сверла, оснащенные пластинками твердого сплава ВК8 или монолитные сверла из твердых сплавов марок ВК6М, ВКЮМ .

Спиральное сверло (рис. 0) имеет форму цилиндрического стержня с конусообразным рабочим концом, у которого по сторонам имеются две винтовые канавки с наклоном к продольной оси сверла в 25-30°. По этим канавкам стружка отводится наружу. Угол заточки при

вершине сверла может быть разным и зависит от обрабатываемого материала. Для обработки мягких материалов он должен быть от 80 до 90°, для стали и чугуна 116-118°, для очень твердых металлов 130-140°.

Заточка сверл. В процессе работы сверла изнашиваются по передней и задней поверхностям, срабатывается фаска, округляются уголки (рис. 1, а). Затупленные сверла затачивают на заточных станках. Контроль основных элементов режущей части осуществляется шаблонами (рис. 1, б).

Рис. 0. Спиральное сверло: 1 - рабочая часть сверла, 2 - шейка, 3 - хвостовик, 4 - лапка, 5 - канавка, 6 - перо, 7 - направляющая фаска (ленточка), 8 - поверхность задней заточки, 9 - режущие кромки, 10 - перемычка, 11 - режущая часть

Ручное сверление осуществляют ручными дрелями, электрическими дрелями и пневмодрелями.

Ручная дрель (рис. 2) состоит из шпинделя, на котором находится патрон, конической зубчатой передачи (состоящей из большого и малого зубчатых колес), неподвижной рукоятки, подвижной рукоятки и нагрудника. Сверло вставляется в патрон и закрепляется в нем. При сверлении слесарь удерживает дрель левой рукой за неподвижную рукоятку, а правой вращает подвижную рукоятку, опираясь грудью на нагрудник.

Рис. 1. Схема износа (а) и шаблон для контроля основных элементов (б) сверла

Электрическая дрель (рис. 3) состоит из электродвигателя, находящегося в корпусе дрели, зубчатой передачи и шпинделя с патроном, в котором зажимается сверло. Различают электрические дрели легкого типа - для сверления отверстий диаметром до 15 мм в форме пистолета; среднего типа - для сверления отверстий диаметром 15-20 мм с замкнутой рукояткой на конце; тяжелого типа - для сверления отверстий диаметром до 32 мм с двумя боковыми рукоятками и грудным упором.

Рис. 2. Ручная дрель: 1 - патрон, 2 - зубчатая передача, 3 - подвижная рукоятка, 4 - нагрудник, б - неподвижная рукоятка

Пневматическая дрель (рис. 4) изготавливается с пневматическими двигателями поршневого и ротационного типа. Пневматическая дрель удобна в работе, так как имеет небольшие габариты и массу. Для механизации процесса сверления используются сверлильные станки.

Рис. 3. Электрическая дрель: 1 - рукоятка, 2 - корпус, 3 - шпиндель

Сверлильные станки подразделяются на настольно- -сверлильные, вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. Настольно-сверлильные станки предназначены для сверления отверстий небольшого диаметра (до 12-15 мм). Радиально-сверлильные

станки применяют для сверления отверстий в крупных деталях. Они дают возможность обработать отверстие в любом месте детали в пределах кольцевой площадки.

Более всего распространены универсальные вертикально-сверлильные станки (рис. 5). Обрабатываемая заготовка или деталь помещается на столе, который можно поднимать и опускать при помощи винта. Рукояткой стол закрепляют на станине на неооходимои высоте. Сверло устанавливают и закрепляют в шпинделе. Шпиндель приводится во вращение электродвигателем через коробку скоростей, автоматическая подача осуществляется коробкой подач. Вертикальное перемещение шпинделя осуществляется вручную маховиком.

Рис. 4. Пневматическая дрель: 1 - шпиндель, 2 - корпус, 3 - ниппель

Техника сверления. Сверление производят по разметке, по кондуктору, с применением универсально-сборных приспособлений (УСП ).

При сверлении по разметке размечают отверстие, накернивают его по окружности и по центру, закрепляют обрабатываемую заготовку в тисках или в другом приспособлении. Сверление по разметке обычно осуществляют в два приема. Сначала просзерливают отверстие на глубину четверти диаметра. Если полученное отверстие (несквозное) совпадает с размеченным, то продолжают сверление, в противном случае исправляют установку сверла и только после этого продолжают сверление.

При сверлении отверстия под резьбу необходимо пользоваться справочными пособиями для выбора величины диаметра сверла в соответствии с видом резьбы, а также с учетом механических свойств обрабатываемого материала.

При обработке большого количества одинаковых деталей применяются кондукторы. Они состоят из корпуса, куда укладывается и ориентируется в определенном положении деталь, и кондукторной плиты с отверстиями и запрессованными в них кондукторными втулками для направления сверла.

Кроме кондукторов, применяются универсально-сборные приспособления (УСП ), состоящие из нормализованных элементов (плит с Т-образными пазами, установочных деталей - пальцев, дисков, шпонок, подкладок, направляющих, прижимных и крепежных деталей). Из них собирают приспособления для определенной операции. По окончании работы приспособления разбирают, а их детали используют вновь. УСП значительно уменьшают стоимость обработки и обеспечивают высокую точность.

Зенкован и ем называется последующая (после сверления) обработка отверстий, заключающаяся в удалении заусенцев, снятии (фасок и получении конусного или цилиндрического углубления у входной части отверстия. Зенкование осуществляется зенковками.

По форме режущей части зенковки делятся на цилиндрические и конические (рис. 6, а, б). Конические зенковки применяют для обработки конических углублений под головки винтов, потайные заклепки, клапаны. Конические зенковки бывают с углом при вершине 60, 75, 90 и 120°.

Цилиндрическими зенковками обрабатывают цилиндрические углубления под крепежные детали, плоскости бобышек. Цилиндрическая зенковка имеет направляющую цапфу, которая входит в обрабатываемое отверстие и обеспечивает правильное направление зенковки. Зенковки изготавливают из быстрорежущей стали и с пластинками из твердого сплава.

Рис. 5. Одношпиндель-ный вертикально-сверлильный станок: 1 - винт, 2 - стол, 3 - шпиндель, 4 - маховик, 5 - коробка подач, 6 - коробка скоростей, 7 - электродвигатель, 8 - рукоятка, 9 - станина

Зенкерован и е - операция по увеличению размеров или изменению формы отверстия, полученного сверлением, штамповкой или отливкой. При зенкеровании получается точность За - 5-го класса.

Зенкерование отверстий выполняют зенкером. По внешнему виду зенкер напоминает сверло и состоит из тех же основных элементов, но имеет больше режущих кромок (3-4) и спиральных канавок. По конструкции зенкеры разделяют на цельные (рис. 7, а), насадные (рис. 7, б) с напаянными пластинками и сборные со вставными ножами (рис. 7, в). Материалы для зенкеров: быстрорежущие стали Р9, Р18, Р9К5, Р9КЮ, пластинки твердого сплава марок ВК6, ВК8, ВК6М, ВК8В, Т5К10, Т15К6. Зенкерование выполняют на сверлильных станках или при помощи электрических и пневматических дрелей.

Развертывание - окончательная обработка отверстий после сверления, зенкерования или расточки для придания им высокой точности и малой шероховатости. Развертыванием достигается 2-3-й классы точности и классы шероховатости.

Развертывание отверстий выполняется разверткой.

По форме обрабатываемого отверстия развертки подразделяются на цилиндрические и конические, по способу применения - на ручные и машинные, по способу закрепления - на хвостовые и насадные.

Ручные развертки (рис. 58) состоят из рабочей части и хвостовика. Хвостовик цилиндрический с квадратом на конце под вороток. Рабочая часть делится на режущую и калибрующую. Режущая часть имеет коническую форму с углом заборного конуса <р = 1°, на конце для предохранения зубьев от выкрашивания делается фаска под углом 45°.

Чтобы развертка свободно входила в отверстие, диаметр заборной части делают меньше диаметра предварительно обработанного отверстия. Калибрующая часть направляет развертку в отверстие и калибрует его, у заборного конуса она имеет цилиндрическую форму, ближе к хвостовику - обратный конус для уменьшения трения.

Рис. 6. Зенковки: а - цилиндрическая, б - коническая

Рис. 7. Зенкеры: а - цельный, б - насадной, в - со вставными ножами

Число зубьев развертки четное - 6, 8, 10, 12; выполняют их с неравномерным шагом, что обеспечивает лучшую обработку.

Машинные развертки.отличаются от ручных меньшей длиной рабочей части и длинной шейкой (для развертывания глубоких отверстий). Заборный конус у них короткий с углом ср = 5° для обработки хрупких материалов и ср = 15° для вязких материалов. Развертки, оснащенные твердыми сплавами, имеют угол ф = 35-45°.

Конические развертки служат для обработки предварительно просверленного цилиндрического отверстия на конус или калибрования конического отверстия, выполненного другим способом.

Ручные развертки изготовляют из стали У12А, 9ХС, Р9 и Р18, машинные - из стали Р9, Р18, РК8; они оснащаются твердыми сплавами ВК2, ВК4, ВК6, ВК8, Т15К6. Рабочая часть термически обрабатывается.

Рис. 8. Основные элементы ручной цилиндрической развертки

На развертках наносятся номинальный диаметр (на сборных - предельные диаметры), номер по точности или посадка для доведенной развертки, марки стали или твердого сплава. На конических развертках маркируются номинальный диаметр или номер конуса, конусность, марка стали.

Ручное развертывание. При ручном развертывании инструмент вращается воротками. Для обработки глубоких отверстий на развертку надевают удлинители. Мелкие заготовки или детали закрепляют в тисках, а большие обрабатывают без закрепления.

Машинное развертывание выполняется на сверлильных станках, а также при помощи механизированного инструмента.

Лучше развертывание выполнять сразу после сверления, не перезажимая детали. Это обеспечивает соосность отверстий. При работе на станках применяют качающиеся оправки, они дают возможность развертке самоустанавливаться по оси предварительно обработанного отверстия и исключают влияние неточностей станка на точность отверстия.

К атегория: - Автомобилестроение

Сверление-это один из видов получения и обработки отверстий резанием с помощью специального инструмента- сверла.

Спиральное сверло () состоит из рабочей части, хвостовика и шейки. Рабочая часть сверла, в свою очередь, состоит из цилиндрической (направляющей) и режущей частей.

На направляющей части расположены две винтовые канавки, по которым отводится стружка в процессе резания.

Хвостовик предназначен для закрепления сверла в сверлильном патроне или шпинделе станка и может быть цилиндрической или конической формы. Конический хвостовик имеет на" конце лапку, которая служит упором при выталкивании сверла из

Изготовляются сверла преимущественно из быстрорежуще стали марок Р9, Р18, Р6М5 и др. Все шире применяются ме таллокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6 Пластинками из твердых сплавов обычно оснащают только рабочую (режущую) часть сверла.

В процессе работы режущая кромка сверла притупляется поэтому сверла периодически затачивают.

Зенкованием называется обработка верхней части отверстий в целях получения фасок ил цилиндрических углублений, например, под потайную головку винта или заклепки. Выполняется зенкование с помощью зенковок (20, а, б) ил! сверлом большего диаметра; Зенкерование - это обработка отверстий, полученных; литьем, штамповкой или сверлением, для придания им цилиндрической формы, повышения точности и качества поверхности. Зенкерование выполняется специальными инструментами- зенкерами (20, в). Зенкеры могут быть с режущими кромками на цилиндрической или конической поверхности (цилиндрические и конические зенкеры), а также с режущими кромками, расположенными на торце (торцовые зенкеры). Для обеспечения соосности обрабатываемого отверстия и зенкера на торце зенкера иногда делают гладкую цилиндрическую направляющую часть.

Развертывание - это чистовая обработка отверстий. По своей сущности она подобна зенкерованию, но обеспечивает более высокую точность и малую шероховатость обработки поверхности отверстий. Выполняется эта операция слесарными (ручными) или станочными (машинными) развертками. Развертка (20, г) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть подразделяется на заборную, режущую (коническую) и калибрующую части. Калибрующая часть ближе к шейке имеет обратный конус (0,04-0,6) для уменьшения трения развертки о стенки отверстия. Зубья на рабочей части (винтовые или прямые) могут быть расположены равномерно по окружности или неравномерно. Развертки с неравномерным шагом зубьев используются обычно для обработки отверстий вручную. Они позволяют избежать образования так называемой огранки, т.е. получения отверстий неправильной цилиндрической формы. Хвостовик ручной развертки имеет квадрат для установки воротка. Хвостовик машинных разверток диаметром до 10 мм выполняется цилиндрическим, других разверток - коническим с лапкой, как у сверл.

Ручная дрель (121) состоит из остова с упором /, который нажимают, чтобы придать сверлу поступательное движение, зубчатой передачи 2 с ручным приводом 3, рукоятки для держания дрели 6, шпинделя А установленным на нем патроном 4 для закрепления режущего инструмента.

Машинки среднего типа обычно имеют замкнутую рукоятку; на задней части корпуса. Они используются для сверления отвёрстий диаметром до 15 мм.

Машинки тяжелого типа применяют для получения и обработки отверстий диаметром 20-30 мм. Они имеют две рукоятки на корпусе (или две рукоятки и упор) для удержания машинки и nepeдачи поступательного движения рабочему инструменту.

В цехах индивидуального и мелкосерийного производства" наибольшее распространение получили вертикально-сверлильные станки.

Рассмотрим устройство вертикально-сверлильных станков на примере станка типа 2А135 (22). Этот станок предназначен для сверления и рассверливания глухих и сквозных отверстий диаметром до 35 мм, а также зенкования, зенкерования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.

Он имеет станину 8, в верхней части которой установлена шпиндельная головка 5;. Внутри коробки головки расположена коробка скоростей, передающая вращение от электродвигателя 6 на шпиндель 3. Осевое перемещение инструмента производится при помощи коробки подач 4, установленной на станине. Обрабатываемая заготовка закрепляется на столе 2, который может подниматься и опускаться при помощи рукоятки 9, что дает возможность обрабатывать заготовки различной высоты. Смонтирован станок на плите

Машинные т и с к и - приспособление для закрепления заготовок разного профиля. Они могут иметь сменные губки для зажима деталей сложной формы.

П р и з м ы служат для закрепления цилиндрических заготовок.

В сверлильных патронах закрепляют режущие инструменты с цилиндрическими хвостовиками.

Значения подач также зависят от свойств обрабатываемого материала, материала сверла и других факторов.

Таким образом, повышение производительности обработки зависит прежде всего от стойкости инструмента, т. е. от времени его работы до затупления. Задача состоит в том, чтобы выбрать такие оптимальные значения скорости резания и подачи, чтобы обеспечивалась, с одной стороны, необходимая стойкость инструмента и, с другой стороны, высокая производительность обработки и требуемая шероховатость поверхности отверстия.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Обработка металлов резанием (ОМР) – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.

Заготовками для деталей служат отливки, поковки и штамповки, сортовой прокат. Используются как черные так и цветные металлы.

Слой металла, удаляемый с заготовки при резании, называется припуском .

Основным режущим элементом любого инструмента является режущий клин (Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства). К инструменту прикладывается усилие резания, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью ν. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку. Стружка образуется в результате интенсивной упругопластической деформации сжатия материала, приводящей к его разрушению у режущей кромки, и сдвигу в зоне действия максимальных касательных напряжений под углом φ. Величина φ зависит от параметров резания и свойств обрабатываемого материала. Она составляет ~30° к направлению движения резца. Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушения материала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типа образующихся стружек: сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома (рисунок 1, б).

В зависимости от применяемого инструмента различают следующие виды обработки металлов резанием точение, строгание, сверление, развертывание, протягивание, фрезерованиеи зубофрезерование,шлифование, хонингование и др. (рисунок 2).

Рисунок 1 - Условная схема процесса резания:

а – 1 – обрабатываемый материал; 2 – стружка; 3 – подача смазочно-охлаждающих средств; 4 – режущий клин; 5 – режущая кромка; φ – угол сдвига, характеризующий положение условной плоскости сдвига (П) относительно плоскости резания; γ – главный передний угол режущего клина; Рz – сила резания; Рy – сила нормального давления инструмента на материал; h – глубина резания; Н – толщина зоны пластического деформирования (наклепа) металла;

б – типы стружки.

Закономерности ОМР рассматриваются как результат взаимодействия системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД)

Станки для обработки резанием

Существует большое разнообразие типов и моделей металлорежущих станков . Они различаются по виду технологических процессов, осуществляемых на данном станке, типу применяемых инструментов, степени чистоты обрабатываемой поверхности, конструктивным особенностям, степени автоматизации, числу важнейших рабочих органов станка.

Рисунок 2 - Схемы способов обработки резанием:

а –точение; б –сверление; в – фрезерование; г –строгание; д – протягивание; е –шлифование; ж –хонингование; з –суперфиниширование; Dr – главное движение резания; Ds – движение подачи; Ro – обрабатываемая поверхность; R – поверхность резания; Rоп – обработанная поверхность; 1 – токарный резец; 2 – сверло; 3 – фреза; 4 – строгальный резец; 5 – протяжка; 6 –абразивныйкруг; 7 – хон; 8 – бруски; 9 – головка.

По виду обработки и виду режущего инструмента станки напиваются токарными, сверлильными, фрезерными, шлифовальными и т. д.

Классификация металлорежущих станков производится по системе, предложенной экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). Согласно этой системе все станки делятся на девять групп. Каждому станку присваивается трех- или четырехзначный номер. Первая цифра номера означает группу станка: 1 - токарные, 2 - сверлильные и другие. Вторая цифра означает разновидность (тип) станков, например токарно- винторезные станки имеют вторую цифру 6, токарные полуавтоматы и автоматы одношпиндельные - вторую цифру 1 и т. д. Третья и четвертая цифры номера станка обозначают условно размеры обрабатываемой заготовки или размеры режущего инструмента. Для отличия новой модели станка от старой, выпускавшейся ранее, к номеру добавляют букву. Буква после первой цифры указывает на модернизацию станка (например, токарно-винторезный станок модель 1А62, 1К62), буква после всех цифр обозначает видоизменение (модификацию) основной модели станка (1Д62М - токарно-винторезный, 3153М - круглошлифовальный, 372Б - плоскошлифовальный модифицированный)

Рассмотрим устройство и назначение токарных, фрезерных и сверлильных станков

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Рисунок 3 - Токарно-винторезный станок 1К62

На рисунке 3 показан токарно-винторезный станок 1К62. Станина 1, установленная на передней 2 и задней 3 тумбах, несет на себе все основные узлы станка. Слева на станине размещена передняя бабка 4. В ней имеется коробка скоростей со шпинделем, на переднем конце которого закреплен патрон 5. Справа установлена задняя бабка 6. Ее можно перемещать вдоль направляющих станины и закреплять в зависимости от длины детали на требуемом расстоянии от передней бабки. Режущий инструмент (резцы) закрепляют в разцедержателе суппорта 7.

Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляются с помощью механизмов, расположенных в фартуке 10 и получающих вращение от ходового вала 9 или ходового винта 10. Первый используют при точении, второй - при нарезании резьбы. Величину подачи суппорта устанавливают настройкой коробки подач 11. В нижней части станины имеется корыто 12, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

Фрезерные станки предназначены для фрезерования поверхностей планок, рычагов, крышек, корпусов и кронштейнов простой конфигурации; контуров сложной конфигурации; поверхностей корпусных деталей. Фрезерные станки бывают горизонтально-фрезерными, горизонтально-фрезерными, универсальными и специальными. Схема универсального фрезерного станка приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Широкоуниверсальный фрезерный станок: 1 - накладной стол; 2, 3 - вертикальная и горизонтальная фрезерные бабки; 4 - суппорт; 5 - стойка; 6 - основание

Сверлильные станки предназначены для выполнения следующих работ: сверление, рассверливание, зенкерование и развёртывание отверстий, а также нарезание внутренних резьб машинными метчиками. Инструмент вставляется в шпиндель станка, а обрабатываемая деталь крепится на столе.

Схема станка представлена на рисунке 5.

Режимы резания. Режущие инструменты

Любой вид ОМР характеризуется режимом резания, представляющим собой совокупность следующих основных элементов: скорость резания V , подача S и глубина резания t

Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.

При точении скорость резания равна (в м/мин):

где D заг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки в минуту.

Рисунок 4 - Сверлильный станок

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – коробка скоростей; 4 – рукоятки управления механизма скоростей; 5 – рукоятки управления механизма коробки подач; 6 – коробка подач; 7 – рукоятка включения механической подачи; 8 – рукоятка пуска, останова и реверса шпинделя; 9 – шпиндель; 10 – стол; 11 – рукоятка подъёма стола

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.

Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:

мм/об – для точения и сверления;

мм/об, мм/мин, мм/зуб – для фрезерования;

мм/дв.ход – для шлифования и строгания.

По направлению движения различают подачи: продольную S пр, поперечную S п, вертикальную S в, наклонную S н, круговую S кр, тангенциальную S т и др.

Глубина резания t - толщина (в мм ) снимаемого слоя металла за один проход (расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали).

Элементы режима резания на примере токарной обработки

показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя: Dзаг - диаметр обрабатываемой заготовки; d - диаметр детали после обработки; а и б - толщина и ширина срезаемого слоя.

В зависимости от условий резания стружка, снимаемая режущим инструментом в процессе О. м. р., может быть элементной, скалывания, сливной и надлома. Характер стружкообразования и деформации металла рассматривается обычно для конкретных случаев, в зависимости от условий резания; от химического состава и физико-механических свойств обрабатываемого металла, режима резания, геометрии режущей части инструмента, ориентации его режущих кромок относительно вектора скорости резания, смазывающе-охлаждающей жидкости и др. Отличительной особенностью лезвийной обработки является наличие у обрабатываемого инструмента острой режущей кромки определенной геометрической формы, а для абразивной обработки – наличие различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.

Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:

Резцы: инструмент однолезвийного типа, позволяющий выполнять металлообработку с возможностью разнонаправленного движения подачи;

Фрезы: инструмент, при использовании которого обработка выполняется вращательным движением с траекторией, имеющей неизменный радиус, и движением подачи, которое по направлению не совпадает с осью вращения;

Сверла: режущий инструмент осевого типа, который используется для создания отверстий в материале или увеличении диаметра уже имеющихся отверстий. Обработка сверлами осуществляется вращательным движением, дополненным движением подачи, направление которого совпадает с осью вращения;

Зенкеры: инструмент осевого типа, с помощью которого корректируются размеры и форма имеющихся отверстий, а также увеличивается их диаметр;

Развертки: осевой инструмент, который применяется для чистовой обработки стенок отверстий (уменьшения их шероховатости);

Цековки: металлорежущий инструмент, также относящийся к категории осевых и используемый для обработки торцовых или цилиндрических участков отверстий;

Плашки: используются для нарезания наружной резьбы на заготовках;

Метчики: также применяются для нарезания резьбы – но, в отличие от плашек, не на цилиндрических заготовках, а внутри отверстий;

Ножовочные полотна: инструмент многолезвийного типа, имеющий форму металлической полосы с множеством зубьев, высота которых одинакова. Долбяки: применяются для зуботочения или зубодолбления шлицев валов, зубчатых колес, других деталей;

Шекеры: инструмент, название которого происходит от английского слова «shaver» (в переводе – «бритва»). Он предназначен для чистовой обработки зубчатых колес, которая выполняется методом «скобления»;

Абразивный инструмент: бруски, круги, кристаллы, крупные зерна или порошок абразивного материала. Инструмент, входящий в данную группу, применяется для чистовой обработки различных деталей.

Материалы для изготовления режущих инструментов

К материалам, применяемым при изготовлений, инструментов для обработки металлов резанием, предъявляются высокие требования в отношении прочности, твердости, теплостойкости (красностойкости), износостойкости.

В качестве режущих материалов используются углеродистые и легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали, металлокерамические твердые сплавы и минералокерамические материалы. Особую группу составляют технические алмазы и искусственные сверхтвердые материалы типа эльбор.

Рисунок 7 - Металлорежущий инструмент: 1 - Резцы; 2 - Сверла; 3 - Зенкеры; 4 - Цековки; 5 - Развертки; 6 - Плашки; 7 - Борфрезы; 8 - Фрезы; 9 - Метчики; 10 - Твердосплавные пластины; 11 - Долбяки; 12 - Гребенки; 13 - Пилы сегментные

Важнейшее свойство инструментального материала – теплостойкость (красностойкость) - способность сохранить режущие свойства (твердость, износоустойчивость) при повышенных температурах. Теплостойкость, по существу, это максимальная температура до которой резец сохраняет режущие свойства. Чем больше теплостойкость режущей части инструмента, тем большую скорость резания он допускает при неизменной стойкости. Стойкость – время (в минутах) непрерывной работы инструмента между двумя его перезаточками.

Элементы и геометрические параметры токарного резца. Любой режущий инструмент состоит из двух частей: I- режущей части; II- крепежной части (рисунок 8).

Рисунок 8 - Элементы токарного резца

1-передняя поверхность, по которой сходит стружка; 2-главная задняя поверхность, примыкающая к главному лезвию; 3-главное режущее лезвие; 4-вершина резца; 5-вспомогательная задняя поверхность, примыкающая к вспомогательному лезвию; 6-вспомогательное режущее лезвие.

Рисунок 9 - Геометрические параметры режущей части прямого токарного резца

Углы токарного резца (рисунок 9) γ - передний угол - угол между передней гранью и основной плоскостью;

α- главный задний угол - угол между главной задней гранью и плоскостью резания;

λ- угол наклона главной режущей кромки - угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью;

φ- главный угол в плане - угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи;

φ1- вспомогательный угол в плане - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, противоположным движению подачи.

Различают также углы, производные от перечисленных:

угол резания δ=90°-γ;

угол заострения β=90°-(γ+α);

угол при вершине резца ε=180°-(φ+φ1) и др.

Задний угол α делается для уменьшения трения между задней поверхностью резца и поверхностью резания. Задний угол α в практике назначают в пределах 6 - 12º.

Передний угол γ - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания . Чем больше передний угол, тем легче будет врезание резца в металл, меньше деформация срезаемого слоя, меньше силы резания и расход мощности. Но увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущего лезвия и понижению его прочности, Передний угол назначают в практике от минус 5 и до 15º.

Главный угол в плане оказывает значительное влияние на чистоту обработанной поверхности и продолжительность работы резца до затупления. С уменьшением угла φ возрастает деформация заготовки и отжим резца от заготовки, появляются вибрации, ухудшается качество обработанной поверхности. Угол φ обычно назначают в пределах от 30 до 90º.

Значительное влияние на ОМР оказывают активные смазочно-охлаждающие жидкости, при правильном подборе, а также при оптимальном способе подачи которых увеличивается стойкость режущего инструмента, повышается допускаемая скорость резания, улучшается качество поверхностного слоя и снижается шероховатость обработанных поверхностей, в особенности деталей из вязких жаропрочных и тугоплавких труднообрабатываемых сталей и сплавов. Вынужденные колебания (вибрации) системы СПИД, а также автоколебания элементов этой системы ухудшают результаты ОМР. Колебания обоих видов можно снизить, воздействуя на вызывающие их факторы - прерывистость процесса резания, дисбаланс вращающихся частей, дефекты в передачах станка, недостаточную жёсткость и деформации заготовки и др.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЛЕСАРНЫХ РАБОТАХ

Слесарное дело – это ремесло, состоящее в умении обрабатывать металл в холодном состоянии при помощи ручных слесарных инструментов (молотка, зубила, напильника, ножовки и др.). Целью слесарного дела является ручное изготовление различных деталей, выполнение ремонтных и монтажных работ.

При выполнении слесарных работ операции подразделяются на следующие виды: подготовительные (связанные с подготовкой к работе), основные технологические (связанные с обработкой, сборкой или ремонтом), вспомогательные (демонтажные и монтажные).

К подготовительным операциям относятся: ознакомление с технической и технологической документацией, подбор соответствующего материала, подготовка рабочего места и инструментов, необходимых для выполнения операции.

Основными операциями являются: отрезка заготовки, резание, отпиливание, сверление, развертывание, нарезание резьбы, шабрение, шлифование, притирка и полирование.

К вспомогательным операциям относятся: разметка, кернение, измерение, закрепление обрабатываемой детали в приспособлении или слесарных тисках, правка, гибка материала, клепка, туширование, пайка, склеивание, лужение, сварка, пластическая и тепловая обработки.

2.1.Рабочее место слесаря

На рабочем месте слесарь выполняет операции, связанные с его профессией. Рабочее место оснащается оборудованием, необходимым для проведения слесарных работ.

Рабочее место слесаря в закрытом помещении, как правило, постоянное. Рабочее место вне помещения может перемещаться в зависимости от производственной обстановки и климатических условий.

На рабочем месте слесаря должен быть установлен верстак, оборудованный соответствующими приспособлениями, в первую очередь слесарными тисками. Большинство операций слесарь выполняет за слесарным верстаком оснащенным набором приспособлений и инструментов. Примерный вид рабочего места показан на рис.10.

2.2. Слесарный инструмент, приспособления

К слесарным инструментам относятся: зубило, крейцмейсель, канавочник, пробойник, слесарные молотки, выколотки, кернер, напильники, надфили, плоские гаечные ключи, ключ универсальный гаечный, торцевой, накладной, рычажный для труб, крюковый для труб, цепной трубный, разного рода щипцы, плоскогубцы, круглогубцы, дрели ручные и верстачные, сверла, развертки, метчики слесарные, плашки, слесарные ручные тиски, отвертки, струбцины, захваты, плита для гибки труб, труборез, ручные ножницы для жести, оправка с клинком для разрезания материала, воротки и оправки для плашек, шаберы и инструменты для наведения декоративного рисунка, плита для притирки и притиры, паяльники, паяльная лампа, пневматический молоток, съемник для подшипников, плита для разметки, разметочный инструмент и винтовые хомуты. На рисунке 11 представлены некоторые виды слесарного инструмента.

Рисунок 10 - Рабочее место слесаря

2.3. Универсальный измерительный инструмент

К универсальным измерительным инструментам для контроля размеров, используемым в слесарном деле, относятся складная мерная металлическая линейка или металлическая рулетка, штангенциркуль универсальный, микрометр, кронциркуль нормальный для наружных замеров, нутромер нормальный для измерения диаметра, простой штангенглубиномер, угломер универсальный, угольник на 90°, а также циркули (см. рисунок 12)

2.4. Разметка

Разметкой называется операция нанесения линий и точек на заготовку, предназначенную для обработки. Линии и точки обозначают границы обработки.

Существуют два вида разметки: плоская и пространственная. Разметка называется плоской, когда линии и точки наносятся на плоскость, пространственной – когда разметочные линии и точки наносятся на геометрическое тело любой конфигурации.


Отвёртка		Плоскогубцы

	Напильник

Ножницы по металлу

Коловорот	Угловая машинка по металлу	Ручная дрель

Ножовка по металлу

Рисунок 11 - Некоторые виды слесарного инструмента

К разметочному инструменту относятся: чертилка (с одним острием, с кольцом, двухсторонняя с изогнутым концом), маркер (несколько видов), разметочный циркуль, кернеры (обычные, автоматические для трафарета, для круга), кронциркуль с конусной оправкой, молоток, циркуль центровой, прямоугольник, маркер с призмой.

К приспособлениям для разметки относятся: разметочная плита, разметочный ящик, разметочные угольники и бруски, подставка, рейсмус с чертилкой, рейсмус с подвижной шкалой, прибор для центрирования, делительная головка и универсальный разметочный захват, поворотная магнитная плита, струбцины сдвоенные, регулируемые клинья, призмы, винтовые подпорки.

Измерительными инструментами для разметки являются: линейка с делениями, штангенрейсмус, рейсмус с подвижной шкалой, штангенциркуль, угольник, угломер, кронциркуль, уровень, контрольная линейка для поверхностей, щуп и эталонные плитки.

К простым специальным инструментам для контроля размеров, используемым в слесарном деле, относятся линейка угловая с двух сторонним скосом, линейка прямоугольная, шаблон резьбовой, щуп.

2.5. Рубка, разрезание, обрезание и профильное вырезание деталей из листового материала

Разрезаемый материал (жесть, полосовое железо, стальная лента, профиль, пруток) следует положить на стальную плиту или на наковальню так, чтоб он прилегал всей своей поверхностью к поверхности плиты или наковальни. Материал, от которого нужно отрубить заготовку, может быть закреплен в тисках. Если металл имеет длину больше плиты или наковальни, его свешивающийся конец должен опираться на соответствующие подпорки.

Лист или кусок жести с размеченным на нем контуром элемента кладут на стальную плиту для разрезания жести. Острие зубила ставят на расстояние 1–2 мм от размеченной линии. Ударяя молотком по зубилу, разрезают жесть. Передвигая зубило вдоль контура и одновременно ударяя по нему молотком, вырубают фасонный элемент по контуру и отделяют его от листа жести.

2.6. Ручная и механическая правка и гибка металла

Для правки фасонного, листового и полосового металла используют разного рода молотки, плиты, наковальни, валки (для правки жести), ручные винтовые прессы, гидравлические прессы, валковые приспособления и вороты.

Гибка металла в зависимости от его толщины, конфигурации или диаметра выполняется с помощью молотка с использованием слесарных щипцов или кузнечных клещей на плите для правки, в тисках или в формах или на наковальне. Можно также гнуть металл в различных гибочных приспособлениях, гибочных машинах, в штампах на гибочных прессах и на другом оборудовании.

Гибкой называют операцию придания металлу определенной конфигурации без изменения его сечения и обработки металла резанием. Гибку производят холодным или горячим способом вручную либо с использованием приспособлений и машин. Гибку можно осуществлять в тисках или на наковальне. Гибку металла и придание ему определенной формы может облегчить использование шаблонов, стержневых форм, гибочных штампов и приспособлений

2.7. Ручная и механическая разрезка и распиловка

Разрезкой называется операция разделения материала (предмета) на две отдельные части с помощью ручных ножниц, зубила или специальных механических ножниц.

Распиловкой называется операция разделения материала (предмета) с помощью ручной либо механической ножовки или круглой пилы.

Простейшим инструментом для разрезки металла являются обычные ручные ножницы

Ручная ножовка состоит из постоянной или регулируемой рамки, рукоятки и ножовочного полотна. Полотно крепится в рамке с помощью двух стальных штифтов, болта и гайки-барашка. Болт с гайкой служит для натяжения полотна в рамке

Ручное ножовочное полотно – это тонкая стальная закаленная полоса толщиной от 0,6 до 0,8 мм, шириной 12–15 мм и длиной 250–300 мм с нарезанными зубьями вдоль одной или обеих кромок. Ножовочное станочное полотно имеет толщину 1,2–2,5 мм, ширину 25–45 мм и длину 350–600 мм.

2.8. Ручное и механическое опиливание

Опиливание – это процесс снятия припуска напильниками, надфилями или рашпилями. Оно основано на ручном или механическом снятии с обрабатываемой поверхности тонкого слоя материала. Опиливание относится к основным и наиболее распространенным операциям. Оно дает возможность получить окончательные размеры и необходимую шероховатость поверхности изделия.

Опиливание может производиться напильниками, надфилями или рашпилями. Напильники подразделяются на следующие виды: слесарные общего назначения, слесарные для специальных работ, машинные, для затачивания инструмента и для контроля твердости.

2.9. Сверление и развертывание. Сверлильные станки

Сверлением называется выполнение в изделии или материале круглого отверстия с использованием специального режущего инструмента – сверла, которое в процессе сверления одновременно имеет вращательное и поступательное движение вдоль оси просверливаемого отверстия. Сверление применяется в первую очередь при выполнении отверстий в деталях, соединяемых при сборке.

При работе на сверлильном станке сверло выполняет вращательное и поступательное движение; при этом обрабатываемая деталь неподвижна. В зависимости от требуемой степени точности используют следующие виды обработки: сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, расточку, зенкование, зацентровывание.

Рисунок 13 - Сверла: а – спиральные; б – перовые

По конструктивному оформлению режущей части сверла делятся на перовые, с прямыми канавками, спиральные с винтовыми канавками, для глубокого сверления, центровочные и специальные.

Зенкерование – это увеличение диаметра ранее просверленного отверстия или создание дополнительных поверхностей. Для этой операции служат зенкеры, режущая часть которых имеет цилиндрическую, конусную, торцевую или фасонную поверхности.

Цель зенкерования – создать соответствующие посадочные места в отверстиях для головок заклепок, винтов или болтов или выравнивание торцевых поверхностей.

Развертка – это многолезвийный режущий инструмент, используемый для окончательной обработки отверстий с целью получения отверстия высокой степени точности и с поверхностью незначительной шероховатости.

Развертывание дает окончательный размер отверстия, требуемый по чертежу

2.10. Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент

Нарезание резьбы – это образование винтовой поверхности на наружной или внутренней цилиндрической или конической поверхностях детали.

Нарезание винтовой поверхности на болтах, валиках и других наружных поверхностях деталей можно выполнять вручную или машинным способом. К ручным инструментам относятся: круглые разрезные и неразрезные плашки, а также четырех– и шестигранные пластинчатые плашки, клуппы для нарезания резьбы на трубах. Для крепления плашек используются плашкодержатели и клуппы. Круглая плашка используется также для машинного нарезания резьбы.

Нарезание наружной резьбы машинным способом может производиться на токарных станках резьбовыми резцами, гребенками, резьбонарезными головками с радиальными, тангенциальными и круглыми гребенками, вихревыми головками, а также на сверлильных станках резьбонарезными головками, на фрезерных станках резьбонарезными фрезами и на резьбошлифовальных станках однониточными и многониточными кругами.

Получение наружной резьбовой поверхности может быть обеспечено ее накатыванием плоскими плашками, круглыми роликами на резьбонакатных станках. Применение резьбонакатных головок с осевой подачей позволяет накатывать наружные резьбы на сверлильном и токарном оборудовании.

Нарезание резьбы в отверстиях выполняют метчиками вручную и машинным способом. Различают цилиндрические и конические метчики. Ручные метчики бывают одинарные, двухкомплектные и трех-комплектные. Обычно используют комплект, состоящий из трех метчиков: чернового, обозначенного одной черточкой или цифрой 1; среднего, обозначенного двумя черточками или цифрой 2; и чистового, обозначенного тремя черточками или цифрой 3

2.11. Клепальные работы и инструмент для клепки

Клепка – это операция получения неразъемного соединения материалов с использованием стержней, называемых заклепками. Заклепка, заканчивающаяся головкой, устанавливается в отверстие соединяемых материалов. Выступающая из отверстия часть заклепки расклепывается в холодном или горячем состоянии, образуя вторую головку.

Заклепочные соединения применяются:

В конструкциях, работающих под действием вибрационной и ударной нагрузки, при высоких требованиях к надежности соединения, когда сварка этих соединений технологически затруднена или невозможна;

Когда нагревание мест соединения при сварке недопустимо вследствие возможности коробления, термических изменений в металлах и появляющихся значительных внутренних напряжениях;

В случаях соединения различных металлов и материалов, для которых сварка неприменима.

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ РАБОТЫ

Работа с ножовкой по металлу. Отпилить часть прутка по заданному размеру.

Сверление и нарезание резьбы. Просверлить отверстие в заготовке на вертикально-сверлильном станке и нарезать резьбу вручную.

Разметить заготовку по шаблону и опилить напильником по контуру.

1. Общая характеристика обработки металлов резанием

Физико-механические основы обработки конструкционных материалов резанием. Классификация движений в металлорежущих станках. Режим резания. Геометрия режущего инструмента. Тепловыделение при резании, износ и стойкость инструмента.

2. Современные инструментальные материалы

Требования к инструментальным материалам. Современные инструментальные материалы: стали, твердые сплавы, сверхтвердые и керамические материалы, абразивные и алмазные материалы.

3. Обработка заготовок на металлорежущих станках

Общие сведения о металлорежущих станках, их классификация, отечественная система обозначения станков.

Обработка заготовок на токарных станках. Типы токарных станков, режущий инструмент и оснастка, схемы обработки.

Обработка заготовок на сверлильных и расточных станках, типы станков, инструмент и приспособления, схемы обработки.

Обработка заготовок на фрезерных станках, типы фрезерных станков, виды фрез и технологическая оснастка, схемы обработки заготовок.

Обработка заготовок на строгальных, долбежных и протяжных станках. Типы станков, режущий инструмент и схемы обработки заготовок.

Обработка заготовок на шлифовальных станках, основные схемы шлифования, абразивные инструменты.

Отделочная обработка резанием.

4. Характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки материалов

Сущность и преимущества электрофизических и электрохимических методов обработки материалов.

Контрольные вопросы по ОМР

1. Приведите классификацию движений в металлорежущих станках.

2. Назовите параметры режима резания.

3. Опишите геометрию режущего инструмента на примере токарного проходного резца.

4. Дайте понятия износа и стойкости инструмента. От чего, главным образом, зависит стойкость?

5. Какие требования предъявляются к инструментальным материалам? Какие группы современных инструментальных материалов Вы знаете?

6. Приведите схемы основных видов обработки металлов резанием с указанием обработанной и обрабатываемой поверхности, главного движения резания и подач.

7. Назовите основные операции обработки заготовок на токарных станках.

8. Назовите основные операции обработки заготовок на сверлильных станках. Какой инструмент применяется для обработки отверстий?

9. Назовите основные операции обработки заготовок на фрезерных станках.

10. Дайте характеристику метода строгания.

11. Опишите обработку заготовок на шлифовальных станках, приведите основные схемы шлифования.

12. Что собой представляет абразивный инструмент?

13. В чем сущность электрофизических и электрохимических методов обработки материалов? Какие преимущества они дают по сравнению с обработкой резанием?

Контрольные вопросы по слесарному делу

1.Какие виды работ, применяются в различных видах производства?

2. Какое оборудование необходимо для слесарных мастерских?

3. Что называется плоскостной разметкой?

4. Назовите приспособление и инструменты, применяемые при разметке.

5. Какие материалы применяются при подготовке поверхностной разметке?

6. Что называется рубкой металла?

7. Назначение и применение слесарной рубки?

8.Какой инструмент и приспособления применяются при рубке?

9. Какие средства контроля применяются при рубке?

10. Назначение и применение правки и рихтовки.

11.Какой инструмент и приспособления применяются при правке и рихтовке?

12. Что такое гибка металла?

13.Какое оборудование, инструмент и приспособление применяются при гибке?

14. Какие способы и средства контроля применяются при гибке?

15. Назначение и применение резки.

16.Какое оборудование, приспособления и инструмент применяется при резке металла?

17. Что такое опиливание?

18. Что называется припуском на опиливание и его величина?

19.Назначение и классификация инструмента и приспособлений, применяемых при опиливании.

20. Опиловочные станки, их устройство.

21. Что называется сверлением?

22. Назначение и применение: сверления, рассверливания.

23. Из каких частей состоит сверло?

24. Что входит в режим резания при сверлении?

25.Какие контрольно-измерительные инструменты применяются при сверлильных операциях?

26. Назначение и применения операции нарезания резьбы.

27. Типы резьб, их обозначения.

28. Как выбирается диаметр внутренней и наружной резьбы?

29.Какие контрольно-измерительные инструменты применяются при нарезании резьбы?

30. Назначение, применение и виды клёпок.