Обпилювання металів

Обпилюванням називається обробка металів різальним інстру­ментом — напилком — з метою знімання з поверхні оброблюваної деталі шару металу.

Застосовують обпилювання після рубання і розрізування мета­лів ножівкою, при припасовуванні деталей під час складання, для остаточної обробки поверхні деталей. Розрізняють чорнове обпи­лювання і чистове.

Метал обпилюють різними напилками, які підбирають залежно від потрібної точності обробки і величини допуску.

Напилки та їх застосування

Напилок — це стальний різальний інструмент у формі бруска з нанесеною на ньому насічкою (рядками дрібних зубців). За допо­могою цієї насічки і зрізають шар металу у вигляді стружки.

Розрізняють напилки: звичайні, спеціальні, надфілі і ра­шпілі.

Звичайні напилки за профілем поперечного перерізу діляться на плоскі, тригранні, квадратні, напівкруглі і круглі (рис. 154).

Напилки різних форм

Напилки різних форм

До спеціальних напилків належать ножівкові, ромбічні, овальні, напилки-брусівки (напилки з дуже крупною насічкою, застосову­вані для найгрубішого обпилювання), а також напилки у вигляді дисків з насічками.

Надфілі — це маленькі напилки з дрібною (бархатною) насічкою. Вони застосовуються для тонких робіт.

Рашпілі — напилки з насічкою у вигляді окремих зубців, що являють собою пірамідальні виступи. їх застосовують для обробки дерева, рогових поверхень та шкіри.

Насічка напилків буває проста, або одинарна, і перехресна, або подвійна. Перехресна насічка подрібнює металеву стружку, що полегшує роботу. В на­пилках з перехресною насічкою нижня насічка розташована під кутом 55°, а верхня — під кутом 70° до ребра напилка.

Залежно від кількості зубців насічки напилки поділяються на 6 класів:

1й клас —драчові на­пилки з крупною насіч­кою (6—10 зубців на 1 см довжини);

2й клас — лицьові напилки з середньою на­січкою (12—24 зубців на 1 см);

3, 4, 5 і 6 класи — бархатні напилки з дріб­ною насічкою (24—48 зубців на 1 см).

Коли при обпилюван­ні треба зняти великий шар металу, застосову­ють драчові напилки. При цьому точність об­пилювання не перевищує 0,1 мм. Для точної об­робки поверхні викори­стовують лицьові напил­ки. Ними знімають невеликий шар металу. Точ­ність обпилювання ними становить 0,02—0,03 мм. При необхідності дуже точної обробки і високої чистоти поверхні деталі застосовують бархатні напилки.

Для визначення якості напилка по його насічці куском іншого зламаного напилка проводять з натиском лінії. Якщо на насічці не буде блискучої смужки або подряпини, твердість напилка до­статня, і він швидко не затупиться. Якщо при цьому кришитимуться зубці, значить напилок крихкий і до роботи не придатний.

Щоб визначити, як загартовано напилок, чи нема в ньому тріщин, ним злегка вдаряють по ковадлу. Чистий звук свідчить, що тріщин в напилку нема, деренчливий звук вказує на наяв­ність їх.

Для обробки застосовують напилок такої форми, яка найбільше відповідає конфігурації оброблюваної поверхні.

Плоскі гостроносі і тупоносі напилки застосовують для обпилю­вання відкритих опуклих і плоских поверхень і для пропилювання канавок; плоскі з овальними ребрами — для обпилювання заокруг­лень; квадратні — для обпилювання прямокутних і квадратних отворів; напівкруглі —: для обпилювання ввігнутих поверхень; круглі — для обпилювання круглих і овальних отворів; тригранні— для обпилювання трикутних отворів та внутрішніх кутів і площин у важкодоступних для плоского напилка місцях.

Для зручнішої роботи з напил­ком на нього надівають дерев’яну тверду ручку, довжина якої має бути в півтора рази довша, ніж хвостовик напилка.

Щоб насадити ручку на напи­лок, хвостовик його вставляють в отвір ручки і ударяють головкою ручки по верстаку або б’ють по ній злегка молотком.

Якщо треба зняти ручку, кілька разів вдаряють по верхньому краю її молотком біля хвостовика, і напилок легко виходить з отвору ручки.

Не можна обпилювати матеріали з більшою твердістю, ніж твер­дість напилка, бо він при цьому швидко спрацьовується. Якщо на злитках чи поковках є корка, її треба спершу зрубати зубилом, а потім вже обробляти поверхню напилком.

Чим дрібніша насічка, тим менше треба натискувати на напилок. При сильному натиску зубці напилка швидко затуплюються.

Тривалість строку служби напилка залежить від догляду за ним. Щоб зберегти гостроту зубців, слід спершу обпилювати напил­ком м’які метали (мідь, алюміній), при цьому зубці будуть притуп­лятися поступово, а згодом можна переходити на тверді метали.

Напилки треба оберігати від забруднення маслом, пилом, особ­ливо абразивним порошком. Необхідно уникати тертя напилків між собою.

Забруднені напилки слід очищати від пилу, масла, стружок стальною кордовою або дротяною щіткою (рис. 155). Якщо напилок щіткою не очищається, його спершу промивають гасом або розчи­ном каустичної соди. Щоб насічка напилків не засалювалась, її натирають крейдою або деревним вугіллям.

Щітка для чистки напилків

Щітка для чистки напилків

Перш ніж приступити до обпилювання, деталь затискують у лещатах, які мають бути встановлені на рівні ліктя руки. Об­роблювана поверхня повинна виступати над губками лещат на висоту 5—10 мм.

При обпилюванні слюсар стає з боку від лещат впівоборота до них на відстані до 20 см від краю верстака. Корпус слюсаря повинен бути повернутий до верстака під кутом 40—50°. Ліва нога висувається вперед в напрямку руху напилка, а праву від­ставляють від неї на 20—ЗО см, щоб середина її ступні знаходилась проти п’ятки лівої ноги. При цьому досягається найбільш стїйке і зручне положення корпусу (рис. 156, 157).

Прийоми роботи напилком

Прийоми роботи напилком

Під час роботи напилок тримають в правій руці за ручку, при­чому великий палець повинен лежати на ручці в напрямку осі напилка. Кінець ручки упирається в долоню біля основи великого пальця. Ліва рука кладеться на верхню поверхню кінця напилка. Пальці її повинні бути напівзігнуті, а не піджаті, бо їх інакше можна поранити гострими краями виробу.

Поклавши напилок на оброблювану деталь, рухають його обома руками (від себе) і назад (на себе).

При цьому права рука від ліктя до кисті мусить становити пряму лінію з напилком. В міру просування напилка вперед посилюють натиск правої руки на нього і зменшують натиск лівої руки. Коли напилок іде назад —- на нього не натискують. За хвилину робиться 40—60 подвійних рухів напилка.

Якість обпилювання залежить від регулювання сили натиску на напилок.

Не слід надмірно натискувати на напилок, бо при цьому в його насічку набиватимуться ошурки, які дряпатимуть оброблювану поверхню. Ошурки з поверхні видаляються щіткою або чистою ганчіркою. До напилка прикладається вертикальне зусилля (перпендикулярно до оброблюваної поверхні) і горизонтальне (спрямоване вздовж оброблюваної поверхні). Треба правильно розподіляти (балансувати) вертикальні зу­силля обох рук на напилок.

Чим більше вертикальних зусиль докладається до напилка, тим товстіший шар металу знімається з поверхні. Невеликий шар металу знімають неповною довжиною напилка.

При русі напилка назад вертикальні зусилля до нього не прикладаються. Якщо натискувати на напилок з постійною силою, оброблювана площина буде з країв обпиляна більше, а посередині— менше, тобто поверхня виходить з «завалами».

На початку ходу напилка натиск лівою рукою має бути макси­мальним, а правою — мінімальним. Переміщуючи напилок вперед, натиск правою рукою збільшують, а лівою — зменшують (рис. 158).

 Положення рук під час руху напилка вперед

Положення рук під час руху напилка вперед

Поверхню оброблюваної деталі обпилюють начорно драчовим напилком. Переміщувати напилок треба паралельно оброблюваній площині. Сліди зубців, що залишаються на поверхні при обпилю­ванні, називаються штрихами. Штрихи бувають поздовжні (прямі), перехресні (косі) і кругові. Обпилювання хрест-навхрест приско­рює роботу — поверхня не має «завалів».

Перехресне обпилювання провадиться так: спершу обпилюють поверхню справа наліво під кутом 30—40° до бокових сторін лещат, потім обпилюють прямим штрихом і знову переходять на косий штрих, тільки вже обпилюють зліва направо.

Коли з поверхні необхідно зняти окремі виступаючі місця, її обпилюють круговими штрихами.

Якість обпилювання визначають за розташуванням і рівномір­ністю штрихів. Це робиться так: на обпиляну площину накладають ребром перевірну лінійку і дивляться на світло. Якщо площина обпиляна правильно, світлового просвіту не буде. Коли ж на по­верхні металу лишилися задирки і борозенки, вздовж лінійки будуть нерівні просвіти. Рівний просвіт свідчить про правильне, але грубе обпилювання. В тому разі, коли по краях площин є «завал», а всередині —опуклість, треба продовжувати обпилювання в іншу сторону, але тільки на опуклій частині.

Є й такий спосіб перевірки якості обпилювання. На поверхню перевірної плити наносять тонкий шар розведеної в олії сажі. Поверхню деталі прикладають до плити і проводять нею по всій поверхні плити. Якщо на деталі е нерівності, на них залишиться фарба. їх додатково обпилюють і провадять перевірку доти, доки поверхня деталі не зафарбується рівномірно.

Якість обпилювання площини, яка має бути обпиляна під якимсь кутом до суміжної другої площини, перевіряється кутником (рис. 159).

Перевірка якості обпилювання кутником

Перевірка якості обпилювання кутником

Довга сторона кутника прикладається до широкої площини деталі, коротка –до бокової площи­ни, яку треба перевірити. При пра­вильному обпилюванні коротка сто­рона кутника щільно підходить до бокової площини. Паралельність двох площин перевіряють кронциркулем. Ніжки кронциркуля встановлюють між площинами і переміщують по всій поверхні. Якщо кронциркуль перемі­щується в якомусь місці туго, від­стань між площинами в цьому місці більша, ніж в іншому. Коли ж між ніжками кронциркуля відчувається качання, то це значить, що відстань між площинами в цьому місці менша. Якщо ж обидві площини па­ралельні, ніжки кронциркуля переміщуються легко і рівномірно, і Після чорнової обробки площину обробляють начисто лицьо­вим напилком, а в разі потреби — бархатним. Після цього поверхню обробляють абразивними брусками і шкурками.

Приклади обпилювання

Обпилювання площини. Насамперед треба обміряти заготовку, щоб визначити, чи можна виготовити з неї потрібну деталь і чи має вона потрібні допуски на обробку.

Якщо треба обпиляти площини під прямим кутом, намічають базову поверхню (в основному більшу площину), від якої видер­жують всі розміри деталі і взаємне розташування її поверхень.

Коли при обпилюванні приганяють внутрішній кут під 90°, треба стежити, щоб не запиляти другої сторони кута. Тому краще застосовувати в таких випадках напилки без бокової насічки.

Плоску поверхню обпилюють плоским напилком, який має бути довшим від поверхні не менше як на 150 мм.

В тому разі, коли на рисунку не вказана чистота обробки, обпи­люють площину тільки драчовим напилком. Лицьовий напилок застосовують при необхідності одержати чисту, гладку поверхню.

Обпилювання плитки. Деталь затискують в лещатах. Одну з широких поверхень (базову) обпилюють плоским драчовим напил­ком, а далі під перевірну лінійку — лицьовим напилком. Потім виймають деталь з лещат, установлюють протилежною поверхнею догори і так само обпилюють, вимірюючи кронциркулем задану товщину плитки.

Знову деталь виймають з лещат, надівають на них нагубники і затискують плитку так, щоб обробити бокові вузькі грані. При цьому перевіряють їх прямолінійність перевірною лінійкою, пара­лельність сторін — кронциркулем і перпендикулярність до базової площини — кутником.

При обробці широких поверхень застосовують перехресне обпи­лювання, а при обробці вузьких — обпилювання прямими штри­хами.

Щоб обпиляти плитку, потрібно примірно 2 години, з них на об­пилювання драчовим напилком — 35 хвилин, лицьовим — 85 хвилин.

Контроль поверхень при обпилюванні лицьовим напилком про­вадиться перевірною плитою на фарбу.

Обпилювання кутника. Зовнішні сторони обпилюють драчо­вим і лицьовим напилками так, щоб вони були строго перпенди­кулярні. Потім обпилюють внутрішні сторони під кутом 90°. Пло­щини і грані кутника обробляють начисто, знімають задирки з ребер і кутів і вивіряють площини та сторони контрольним інструментом.

Обпилювання рамки. Коли заготовка рамки розмічена і по контуру квадрата просвердлені отвори, то перемички між ними обрубують зубилом (або пуансоном, якщо товщина рамки більша 5 мм): Потім обпилюють по розмітці отвір рамки, перевіряючи шаблоном або штангенциркулем його розміри і паралельність граней. Далі обпилю­ють фаски, перевіряю­чи їх кутником. Після цього всі заокруглен­ня обпилюють по ра­діусу.

Радіус заокруглен­ня перевіряють шаб­лоном.

Механічне обпилювання

Останнім часом ручне обпилювання все більше замінюєть­ся механічним. Для цього застосовують електричні або пневматичні переносні прилади з гнучким валом, на кінці якого є спеціальний пристрій (рис. 160), який перетворює обертальний рух в прямолінійний зворотно-поступальний. У цей пристрій вставляють напи­лок. Прилад тримають обома руками і, натискуючи на напилок, надають йому потрібного напрямку.

Прилад для механічного обпилювання

Прилад для механічного обпилювання

Для механічного обпилювання застосовують також прилад з гнучким валом, на кінці якого прикріплено наждачний круг.

Електрошліфувальна машинка з гнучким валом (рис. 161) має діаметр шліфувального круга до 200 мм. Завдяки наявності змінних наконечників — прямої шліфувальної головки, кутової шліфувальної головки, свердлильної головки, ножиць по металу значно розширюється коло робіт, виконуваних цією машинкою.

 Електрошлифувальна машинка з гнучким валом

Електрошлифувальна машинка з гнучким валом

Машинка має асинхронний електродвигун, встановлений на спеціальній підставці. Алюмінійова рукоятка призначена для переноски машинки. Електричний струм підводиться чотири­жильним кабелем, четверта жила якого служить для заземлення. Вимикач розміщений у рукоятці машинки. Гнучкий вал авто­матично відключається в тому разі, якщо він почне обертатись в ліву сторону і розкручуватися. Зміна кількості обертів у змінних наконечниках та ін. здійснюється за допомогою редукторів, що розміщені в них.

Зачисні машинки (рис. 162) мають робочий інстру­мент — абразивний круг (діаметр від 50 до 175 мм), закріплений

Зачисна машинка

Зачисна машинка

нерухомо на шпинделі машинки. Машинки мають асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором, що працює від сітки змінного струму з підвищеною частотою — 200 гц. Електродвигун оточений алюмінійовим кожухом. На вал двигуна насаджений вентилятор, за допомогою якого здійснюється охолодження електро­двигуна. Рух шпинделю передається від електродвигуна через зубчату передачу.

Пневматична шліфувальна ро­торна машинка (рис. 163) має діаметр шліфувального круга до 125 мм. Корпус машинки має дві рукоятки. В одній з них мі­ститься пусковий механізм. Пуск і зупинка машинки провадять­ся поворотом рукоятки. Меха­нізм пневматичного двигуна складається із статора, вмонто­ваного в розточку корпусу, і ро­тора. Ротор з чотирма тексто­літовими лопатками розташова­ний ексцентрично відносно вну­трішнього отвору статора і під дією струменя стисненого повітря обертається в двох шарикопод­шипниках. Регулювання кілько­сті обертів провадиться шляхом зміни кількості стисненого по­вітря, що надходить у двигун.

 Пневматична шліфувальна роторна машинка

Пневматична шліфувальна роторна машинка

Для обпилювання застосо­вують і спеціальний верстат, так званий «,механічний слюсар», на якому виготовляють штампи, шаблони, різальний інструмент. Працюють на цьому верстаті; за допомогою різних напилків і ножівки, яким надається прямоліній­ний вертикальний зворотно-поступальний рух.

Механізація обпилювання за допомогою шарошок

При застосовуванні електричних свердлильних машинок, опилювально-зачисних верстатів, пневматичних турбінок та інших при­строїв для механізації обпилювання користуються фасонними абра­зивними головками, стальними обертовими щітками та фасонними шарошками (рашпильні головки). Для попередніх обдирочних робіт можна застосовувати шарошку (рис. 164, г) у вигляді зрізаного конуса, на поверхні якої є крупна драчова насічка (2—4 зубці на 10 мм довжини). Шарошку насаджують на кінець вала пневма­тичної турбінки потужністю 0,5 к. с.у що робить близько 5000 об/хв.

Прилади для обпилювання

Прилади для обпилювання

Розмір шарошки підбирають залежно від потужності приводного пристрою (електрична свердлильна машинка, пневматична турбінка, обпилювально-зачисний верстат з гнучким валом (рис. 165) і т. д.).

Обпилювально зачисний верстат

Обпилювально зачисний верстат

Для грубих обдирочних робіт рекомендується застосовувати ци­ліндричну шарошку, на якій легше робити насічку, ніж на конусній. Поверхня, оброблена шарошками, потребує додаткового вирівню­вання. При ремонті спрацьованих станин верстатів необхідно насам­перед обпиляти ці поверхні. За відсутністю поздовжньостругальних чи поздовжньошліфувальних верстатів застосовують спеціальні пристрої для шліфування або стругання напрямних станин (рис. 166).

Пристрій для стругання нижніх-напрямних станин токарних верстатів

Пристрій для стругання нижніх-напрямних станин токарних верстатів

Такий пристрій складається з плити 1, яку прикріплюють до подушки корпусу задньої бабки ремонтованого верстата за допомогою планки 2 і болта 3. На плиті встановлюють повзунок 5, який закріплюють в потрібному положенні пальцем 4 і рукояткою 6. До пов­зунка прикріплений стояк 7, . на якому за допомогою пальця 8 встановлюють планку 9 і закріплюють рукояткою 10. В планці вста­новлений різець 12, закріплений гвинтом 11.

Пристрій пересувають вручну вздовж на­прямних призм оброблюваної станини. Після закінчення робочого ходу різець подається в горизонтальному напрямку на ширину стружки. Глибина стругання 0,1—0,3 мм. При застосуванні цього пристрою продук­тивність у порівнянні з обпилюванням підви­щується приблизно в три рази.

Механізація знімання задирок

Задирки звичайно знімають вручну, на що йде багато часу, а тому механізують цю операцію за допомогою електричних або пневматичних свердлильних машинок, в шпинделі яких встановлюють патрон з затисненим у ньому абразивним кругом.

Механізація зачистки і полірування площин, зняття з них зади­рок здійснюється за допомогою верстатів із абразивною вертикаль­ною чи горизонтальною стрічкою, що рухається як пас, натягну­тий на два шківи. Оброблювану деталь притискують до цієї стрічки. Абразивна стрічка виготовляється з шкіри чи тканини, на яку наклеєний абразивний матеріал.

Задирки знімають також щітками з латунного і стального дроту, на які наноситься абразивна паста (рис. 164, а).

При роботі з пневматичною свердлильною машинкою стружки видалялися раніше вручну, волосяними щітками і т. п. Зручніше видаляти їх струменем стисненого повітря за допомогою спеціаль­ного пристрою до пневматичної свердлильної машинки. На корпус машинки встановлюють пристрій, за допомогою якого стиснене повітря попадає з вихідних отворів корпусу у спеціальну трубку, яка спрямовує потік повітря на ріжуче ребро зенкера або свердла. Стружка, що утворюється під час роботи, виноситься повітрям.

Гідрополірування

Замість ручних слюсарних робіт для зні­мання задирок, окалини, підвищення чистоти поверхні останнім часом застосовують новий технологічний процес обробки деталей машин — гідрополірування. Суть його полягає в тому, що на оброб­лювану поверхню через форсунку спрямовується під тиском стру­мінь робочої рідини, яка складається з води, абразивних зерен і нітриту натрію.

В результаті удару абразивних зерен об поверхню згладжуються мікроскопічні нерівності і сліди обробки різцем.

Після гідрополірування деталь промивають гарячим водним розт чином нітриту натрію для усунення з її поверхень часточок абразива і металу.

Обробка гідрополіруванням підвищує продуктивність і поліп­шує умови праці. При цьому в оброблюваних деталей підвищуються зносостійкість, корозійна стійкість і опір проти втомленості.

Правила техніки безпеки при обпилюванні та заходи запобігання браку

Працюючи напилком, можна поранити руку об гострі виступи оброблюваної деталі. Це може статися також і втому разі, якщо змітати руками металеві ошурки з лещат або з оброблюваної де­талі. Треба стежити за тим, щоб під час роботи не зіскочила з на­пилка ручка.

Забороняється здувати металеві ошурки з лещат і деталі ротом, бо -при цьому можна засмітити очі.

При сумлінному ставленні слюсаря до роботи можна повністю запобігти браку під час обпилювання. Насамперед треба стежити за тим, щоб оброблювана деталь належним чином була затиснута в лещатах і щоб останні добре кріпилися на верстаку.

Часто брак буває внаслідок неправильної розмітки, що призво­дить до недодержання потрібних розмірів.

Не можна працювати з несправним інструментом, бо це також призведе до браку. Якщо неправильно вибрати напилок і невміло користуватися ним, на оброблюваній поверхні будуть горби і «зава­лені» краї, задирки і подряпини.

При закріпленні виробу в лещатах треба стежити за тим, щоб не поламати його і не зім’яти.

Запитання для повторення

  1. В чому полягає процес обпилювання?
  2. Що таке напилок? На які види поділяються напилки?
  3. Якої форми бувають напилки?
  4. Які насічки мають напилки?
  5. Під якими кутами розташовані насічки у напилків?
  6. В якому положенні треба стояти біля лещат під час обпилювання металу?
  7. Яке зусилля треба прикладати до напилка під час обпилювання?
  8. Як перевіряють якість обпилювання?
  9. Наведіть приклади правильного обпилювання.
  10. Які є механізми для обпилювання деталей?
  11. Розкажіть про способи механізації обпилювальних робіт.
  12. В чому полягає процес гідрополірування?
  13. Розкажіть про конструкцію машинок для зачистки деталей.
  14. Для чого застосовують обдування деталей стисненим повітрям?
  15. Яких правил техніки безпеки треба додержувати при обпилюванні?