Лекции для студентов по профессии 15. 01. 05 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы) Курск 2016 2
 Скачать 1 Mb.
|
|
Контрольные вопросы 1. Почему при подготовке к сварке материалы тщательно очищают? 2. С какой целью применяют разделку кромок под сварку? 3. Что нужно учитывать при выборе формы разделки кромок под сварку? 4. Как должно быть организовано рабочее место слесаря? 5. Что представляет собой слесарный верстак? 6. В чем основные различия поворотных и неповоротных параллельных тис- ков? 7. В каких случаях применяют косогубые тиски? 8. Какие правила следует соблюдать при работе на тисках? 14 2. Заготовительные слесарные операции Вопросы: 2.1. Виды слесарных работ. 2.2. Гибка. 2.3. Рубка металла. 2.4. Резка металла. 2.5. Опиливание металла. 2.1. Виды слесарных работ Заготовительные слесарные операции предусматривают изготовление заготовок и готовых деталей для сварных узлов различными способами. Ос- новными видами слесарных операций при этом являются: правка, гибка, руб- ка, резка и опиливание металла. Правка металла — операция, при которой устраняют неровности, вмя- тины, кривизну, коробление, волнистость и другие дефекты материалов, за- готовок и деталей. Правка в большинстве случаев является подготовительной операцией. Гибка — слесарная операция, широко применяемая для придания заго- товкам определенной формы при изготовлении деталей. Для правки и гибки вручную применяют правильные плиты, рихтовальные бабки, наковальни, тиски, оправки, кувалды, молотки металлические и деревянные (киянки) и специальные приспособления. Рубка — 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. Резка — это операция разделения металлов и других материалов на части. В зависимости от формы и размеров заготовок резку проводят ручной ножовкой, ручными или рычажными ножницами. Резка заготовок термиче- ским способом осуществляется ручной и машинной кислородной и плазмен- но-дуговой резкой. Опиливание металла — одна из самых широко применяемых заклю- чительных операций состоит в удалении небольших слоев металла напиль- ником. С ее помощью с заготовок удаляют ржавчину, окалину, выравнивают шероховатые поверхности, а также придают деталям необходимую форму и размеры. Зачистку заусенцев, окалины, ржавчины делают в галтовочных бараба- нах, либо дробеочисткой, а иногда вручную. Часто заготовки проходят различные виды механической обработки — точение, строгание, сверление, фрезерование, когда это требуется по черте- жу. Заготовки часто подвергаются правке (рихтовке) на гидравлических и механических (фрикционных) прессах. 15 2.2. Гибка В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать поло- совой, круглый и других профилей металл под углом с определенным радиу- сом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т. п.). Глав- ное при гибке — это определение длины заготовки. При расчете длины заго- товки деталь разбивают на определенные участки, подсчитывают длину за- круглений и длину прямолинейных отрезков, а затем суммируют. Например, нужно определить длину заготовки из полосового металла для угольника. Длина угольника состоит из двух участков. К общей длине за- готовки дается припуск на загиб (обычно он принимается равным 0,6– 0,8 толщины материала). Определить длину развертки заготовки для кольца с наружным диа- метром 100 мм можно по формуле: l = πd = 3,14 × 100 = 314 мм. Гибка двойного угольника в тисках (рис. 11). Производится после раз- метки листа, вырубки заготовки, правки на плите и опиловки по ширине в размер по чертежу. Подготовленную таким образом заготовку 1 зажимают в тисках 3 между угольниками-нагубниками 2 и загибают первую полку уголь- ника, а затем заменяют один нагубник бруском-подкладкой 4 и загибают вторую полку угольника. По окончании гибки концы угольника опиливают напильником в размер и снимают заусенцы с острых ребер. Рис. 11. Гибка металла двойного угольника в тисках При гибке труб наружная часть трубы вытягивается, а внутренняя дает усадку. Толстостенные трубы малых диаметров вокруг цилиндра выбранного размера огибаются без особых затруднений и заметных изменений формы сечения. Гибка труб диаметром 10 мм и больше требует применения специ- альных приспособлений. Тонкостенные трубы диаметром 30 мм и больше с малым радиусом изгиба гнут только в нагретом состоянии (рис. 12, а и б). Трубы малого диаметра изгибают в приспособлении, состоящем из станины 1, подвижного ролика 2, неподвижного ролика 3, рычага 4, рукоятки 5 и хомутика 6. Наименьший радиус изгиба определяется радиусом направ- ляющего ролика. Изгибаемую трубу 7 вставляют концом в хомут приспособ- ления и надевают на нее обрезок трубы длиной около 500 мм с зазором 1-2 мм. Указанный способ дает возможность получить загиб только вокруг роли- ка приспособления. 16 Рис. 12. Гибка труб: а – в приспособлении: 1 – станина; 2 – подвижный ролик; 3 – неподвижный ролик; 4 – рычаг; 5 – рукоятка; 6 – хомутик; 7 – труба; б – вручную Для предупреждения сминания, выпучивания, появления трещин трубы при гибке следует наполнять сухим чистым речным песком. Слабая набивка песком приводит к сплющиванию трубы в месте изгиба. Песок должен быть мелким, просеянным через сито, так как наличие крупных камешков при гибке может привести к продавливанию стенки тру- бы. Перед набивкой песком один конец трубы закрывают деревянной или металлической пробкой. Затем трубу наполняют через воронку песком и уп- лотняют путем обстукивания трубы снизу доверху. После заполнения песком второй конец трубы нужно закрыть деревянной пробкой, у которой должно быть отверстие или канавка для выхода газов. Радиус закругления при гибке труб берется не меньше четырех диамет- ров трубы, а длина нагреваемой части зависит от угла изгиба и диаметра тру- бы. Если труба изгибается под углом 90°, то она нагревается на участке, рав- ном шести диаметрам трубы; при угле 60° нагрев производится на длине, равной четырем диаметрам трубы; при угле 45° — трем диаметрам и т. д. Длина нагреваемого участка трубы определяется по формуле: где L – длина нагреваемого участка, мм; α – угол изгиба трубы, град; d – наружный диаметр трубы, мм. Нагревание труб производится в горнах или горелками до вишнево- красного цвета. Топливом в горнах может быть кузнечный или древесный уголь, дрова. Лучшим топливом является древесный уголь, который не со- держит вредных примесей и дает более равномерный нагрев. Нагревать тру- бы на одном кузнечном угле нельзя, так как можно их пережечь. 17 В случае перегрева трубу до гибки следует охладить до вишнево- красного цвета. Трубы рекомендуется гнуть с одного нагрева, так как по- вторный нагрев ухудшает качество металла. При нагреве следует обращать особое внимание на прогрев песка. Нельзя допускать излишнего перегрева отдельных участков; в случае пере- грева следует производить охлаждение водой. Когда труба нагрета достаточ- но, от нагретой части отскакивает окалина. Медные трубы небольших диа- метров изгибают в холодном состоянии, пользуясь для этого специальным приспособлением. Гибка труб производится по заранее заготовленным шаблонам. Прове- ряют трубу по месту или по изготовленному из проволоки шаблону. По окончании гибки выколачивают или выжигают пробки и высыпают песок. Плохое, неплотное заполнение трубы, недостаточный или неравномерный прогрев трубы перед гибкой приводит к образованию складок или разрыва. Правильно изогнутыми считаются трубы без вмятин, выпучин, складок. При гибке металла необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности. 1. Молотки и кувалды должны иметь надежно заклиненные, крепкие, без сучков и трещин рукоятки. 2. Рабочие части молотков, бородков, подкладок, оправок не должны иметь расклепа. 3. Обрезки металла необходимо собирать и складывать в отведенный для них ящик во избежание порезов ног и рук. Листы очищать только металлической щеткой, а затем ветошью или концами. Правку металла проводить только на надежных подкладках, исклю- чающих возможность соскальзывания металла при ударе. Подсобный рабочий должен держать металл при правке только кузнеч- ными клещами. При засыпке трубы песком перед гнутьем в торце одной из пробок не- обходимо сделать отверстие для выхода газов, иначе может произойти раз- рыв трубы. При гнутье труб в горячем состоянии поддерживать их только в рука- вицах во избежание ожогов рук. Виды и причины брака. При правке основными видами брака являются вмятины, следы от бойка молотка, который имеет негладкую и неправильную форму, забоины на обработанной поверхности от ребер молотка. Указанные виды брака являются следствием неправильного нанесения ударов, применения молотка, на бойках которого имеются забоины и выщер- бины. При гибке металла браком чаще всего являются косые загибы и повре- ждения обработанной поверхности. Такой брак появляется в результате не- правильной разметки или закрепления детали в тисках выше или ниже разме- точной линии, а также неправильного нанесения ударов. 18 2.3. Рубка металла Рубкой называют слесарную операцию, при которой разделяют заго- товку на части, удаляют лишний металл (припуск), делают в деталях смазоч- ные канавки и др. с помощью режущего инструмента: зубила и молотка. В сварке — для разделки кромок под сварку, вырубки дефектной части сварно- го шва. Режущая часть зубила, как и любого другого режущего инструмента, имеет форму клина (см. рис. 13). Рис. 13 Рис. 14 Угол заострения (заточки) зависит от твердости обрабатываемого ме- талла: чем тверже металл, тем больше должен быть угол заострения. Для об- работки стали рекомендуется угол 60°, для цветных металлов — 35° ... 40° (см. рис. 14). Рис. 15 Рис. 16 Для прорубания канавок применяется специальное зубило — крейц- мейсель (рис. 15). При рубке используются молотки массой 400 или 500 г. Перед рубкой заготовку закрепляют в тисках (см. рис. 16) немного ле- вее правого края губок, чтобы оставалось место для установки зубила. Моло- ток бойком влево кладут на верстак справа от тисков, а зубило — слева, ре- 19 жущей частью на себя. На рабочем месте для рубки должна быть установлена защитная сетка (или экран) для защиты окружающих от осколков металла. Во время рубки очень важно принять правильную рабочую позу (см. рис.17). Стоять следует прямо, корпус тела должен быть развернут по отношению к тискам, правое плечо должно находиться против головки зуби- ла. Левая нога для устойчивости должна быть выдвинута вперед, тело опира- ется на правую ногу. Рис. 17 Рис. 18 Зубило и молоток держат так, чтобы ударная часть и край рукоятки вы- ступали на 15...30 мм (рис. 18). Рис. 19 Рубку в тисках можно выполнять по разметочным рискам и по уровню губок тисков. В первом случае заготовку устанавливают так, чтобы разме- точная риска находилась на 1,5... 2 мм выше губок тисков. Зубило помещают под углом 30... 40° к обрабатываемой поверхности (см. рис. 19). После каж- дого удара возвращают зубило в исходное положение. Во втором случае разметочные риски опускают ниже уровня губок с таким расчетом, чтобы после обработки на поверхности заготовки оставался припуск 1... 1,5 мм. В зависимости от твердости обрабатываемого материала и его толщи- ны молотком наносят по зубилу удары различной силы. Различают кистевой, локтевой и плечевой удары. 20 Рис. 20 Кистевым (рис. 20, а) ударом снимают небольшие неровности и тон- кие стружки, локтевым (рис. 20, б) — срубают лишний металл и разрубают на части заготовку небольшой толщины. При кистевом ударе молоток пере- мещается за счет движения кисти руки. При локтевом ударе рука сгибается в локте и удар становится сильнее (рис. б). Локтевым ударом срубают лишний металл и разделяют заготовки на части. Плечевым ударом (рис. 20, в) — срубают толстые стружки, разрубают прутки, полосы большой толщины. В тех случаях, когда заготовку невозможно закрепить в тисках, ее об- рабатывают на плите. Зубило ставят вертикально на разметочную риску и наносят удары (см. рис. 21). После каждого удара зубило перемещают на половину режущей кром- ки. Благодаря этому облегчается установка зубила в правильное положение и образуется непрерывный разрез. В заготовке большой толщины разметочную риску наносят с противоположных сторон. Сначала надрубают примерно до половины толщины листа с одной стороны, затем — с другой. рис. 21 При вырубке заготовки сложной формы режущую кромку ставят на расстоянии 1 ... 1,5 мм от разметочной риски и надрубают заготовку легкими ударами вдоль всего контура. После этого рубят по всему контуру более сильными ударами. Затем заготовку переворачивают и заканчивают выруба- ние по обозначившемуся контуру. Работать можно только исправным инструментом. Ударная часть зуби- ла и молотка должна быть без трещин и заусениц. Ручка молотка должна быть прочно насажена и не иметь трещин. 21 Не проверяйте качество рубки рукой на ощупь. В конце рубки ослабляйте силу удара. Во избежание травмы на верхний конец зубила следует надевать рези- новую шайбу. Рубку можно выполнять только при наличии защитного экрана и за- щитных очков. Нельзя стоять за спиной работающего. Ручная рубка — трудоемкая операция. В промышленном производстве ее заменяют другими способами обработки. Там, где без рубки обойтись нельзя, ее выполняют слесари с помощью пневматических или электриче- ских рубильных молотков. Чаще всего вырубку заготовок из листового ме- талла производят на прессах с помощью специальных штампов. Среди высо- копроизводительных способов, которые применяются в последнее время, следует отметить кислородный, лазерный и др. Эти установки обслуживают резчики металла. Разнообразие зубил и крейцмейселей показано на рисунке ниже (презентация). 2.4. Резка металла Разрезание — это операция, связанная с разделением материалов на части с помощью ножовочного полотна, ножниц и другого режущего инст- румента. В зависимости от применяемого инструмента разрезание может осуществляться со снятием стружки или без снятия. Наибольшее распространение получило разрезание металлов ручными слесарными ножовками и ножницами. Для разрезания листового и прутково- го материала применяют ручные рычажные и гильотинные ножницы. Ручные слесарные ножовки предназначены в основном для разрезания сортового и профильного проката вручную, а также для разрезания толстых листов и полос, прорезания пазов и шлицев в головках винтов, обрезания за- готовок по контуру и других работ. Разрезание выполняется при помощи но- жовочных полотен, которые изготавливают из углеродистой (марки Р9 или Р18) или легированной (марки Х6ВФ) инструментальной стали и после наре- зания зубьев закаливают. Наиболее распространены ножовочные полотна шириной 13 и 16 мм при толщине от 0,5 до 0,8 мм и длиной 250…300 мм. Для осуществления резания полотно устанавливают в специальном ножовоч- ном станке. Ножовочные станки бывают двух типов: цельные и раздвижные, позволяющие устанавливать в станок ножовочное полотно разной длины. Цельный ножовочный станок (рис. 22) состоит из станка 1, натяжного винта с барашковой гайкой 6 и рукоятки 2. Ножовочное полотно 4 устанав- ливают в прорези головок 5 и фиксируют его при помощи штифтов 3. 22 Рис. 22. Цельный ножовочный станок: 1 – станок; 2 – рукоятка; 3 – штифты; 4 – ножовочное полотно; 5 – головка крепления ножовочно- го полотна; 6 – натяжной винт с гайкой Раздвижной ножовочный станок (рис. 23) отличается тем, что состоит из двух частей, соединенных при помощи обоймы. Обойма жестко крепится на одной половине станка, а другая половина может изменять свое положе- ние по длине за счет установки впрессованного в нее штифта, который фик- сируется в специальных пазах обоймы. Рис. 23. Раздвижной ножовочный станок На одной из сторон ножовочного полотна по всей длине нарезают зу- бья (рис. 24, а). Каждому зубу ножовочного полотна придается форма режу- щего клина, которая характеризуется определенными геометрическими па- раметрами: задним углом α, углом заострения β, передним углом γ и углом резания δ. Рис. 24. Ножовочное полотно: а – геометрические параметры ножовочного полотна: γ – передний угол; α – задний угол; β – угол заострения; δ – угол резания; б – разводка по зубу; в – разводка по полотну 23 Поскольку работа (движения) ножовочного полотна, осуществляется в ограниченном пространстве, то для предупреждения его заклинивания в про- цессе работы зубья ножовочного полотна должны быть разведены. В зависи- мости от величины Шага зубьев, т. е. от расстояния между двумя соседними зубьями, различают разводку по зубу (рис. 224, б) и разводку по полотну (рис. 24, в). Разводка по зубу производится на полотнах с большим шагом, в этом случае поочередно отгибают каждый зуб ножовочного полотна то в од- ну сторону, то в другую. При разводке по полотну сначала отгибают два-три зуба в одну сторону, а затем два-три зуба в другую. В этом случае вдоль по- лотна появляется волнистая линия. Рис. 25. Ножницы ручные: а – правые; б – с криволинейными лезвиями; в – пальцевые При установке полотен в ножовочном станке необходимо следить за правильным выбором направления зуба. Острие режущего клина должно быть всегда направлено в сторону рабочего движения полотна – вперед, в направлении от рукоятки к барашку натяжного винта. Вторым обязательным условием нормальной работы при разрезании является натяжение ножовоч- ного полотна. Натяжение должно быть таким, чтобы полотно не испытывало упругих деформаций при разрезании и в то же время не должно быть слиш- ком сильным, так как это может привести к поломке полотна в процессе ра- боты даже при незначительном его перекосе. Ручные ножницы (рис. 25) бывают правыми и левыми. У правых нож- ниц скос на режущей части на каждой из половин находится с правой сторо- ны, а у левых — с левой. Ручными ножницами можно резать листовую сталь толщиной до 0,7 мм, кровельное железо толщиной до 1,0 мм, листы меди и латуни толщиной до 1,5 мм. Такие ножницы (рис. 25, а) предназначены для разрезания материала по прямой линии или по дуге большого радиуса. Если требуется вырезать в листовом материале отверстие или вырезать деталь по контуру с малыми ра- диусами кривизны, применяют ножницы с криволинейными лезвиями (рис. 25, б) или пальцевые ножницы с тонкими и узкими режущими лезвиями (рис. 25, в). 24 Все ножницы, независимо от их конструкции, в своей основе имеют (как и другие режущие инструменты) режущий клин. Угол заострения выби- рают в зависимости от обрабатываемого материала (чем тверже материал, тем большим должен быть этот угол). Для мягких металлов и сплавов (на- пример, меди, латуни) он составляет 65°; для металлов средней твердости – 70… 75 а для твердых материалов — 80. Если требуется разрезать листы большой толщины (до 2,0 мм), применяют стуловые ножницы (рис. 26). У этих ножниц одна рукоятка имеет отогнутый вниз конец; этим заостренным концом ножницы закрепляют в деревянной колоде или тисках. Вторая руко- ятка служит для нажатия и собственно резания. Рис. 26. Стуловые ножницы Хорошего эффекта при резании листовой стали толщиной до 2,5 мм можно добиться при использовании силовых ножниц (рис. 27). При работе рукоятку 4 с насечкой закрепляют в тисках, а рукоятку 5 с пластмассовым наконечником захватывают правой рукой. Рабочая рукоятка 5 представляет собой систему двух последовательно соединенных рычагов. Первый рычаг 7 заканчивается ножом 1 и соединен винтом 2 через шайбу 8 с рукояткой 4. Рукоятка 5 через ось б и шарнирное звено 3 также соединена с рукояткой 4. Эта система рычагов обеспечивает увеличение силы резания приблизительно в два раза по сравнению с обычными ножницами таких же габаритов. Рис. 28. Настольные ручные рычаж- ные ножницы: 1 – основание; 2 – рукоятка; 3 – нож; 4 – стол-нож Рис. 27. Силовые ножницы: 1 – нож; 2 – винт; 3 – шарнирное звено; 4 – рукоятка с насечкой; 5 – рукоятка с пласт- массовым наконечником; 6 – ось; 8 – шайба 25 Настольные ручные рычажные ножницы (рис. 28) применяют для раз- резания листовой стали толщиной до 4 мм, алюминия и латуни – до 6 мм. Основание 1 ножниц закрепляют на верстаке болтами. Рукоятка 2 обеспечивает возвратно-поступательное движение ножа 3. Второй нож 4 за- креплен в корпусе основания 1. Разрезаемый лист укладывают на полку не- подвижного ножа и, перемещая подвижный нож 3 рукояткой 2, выполняют разрезание листа по разметочной риске. Рычажные ножницы могут несколь- ко отличаться друг от друга по конструкции, но принцип их действия во всех случаях одинаков. Труборезы (рис. 29) применяют для разрезания труб различного диа- метра вместо слесарной ножовки, а также для более качественного разреза- ния труб. Труборез представляет собой специальное приспособление, у кото- рого режущим инструментом служат стальные дисковые резцы-ролики. Наи- более распространены роликовые, хомутиковые и цепные труборезы. Роликовый труборез (рис. 29, а) состоит из скобы винтового рычага 3 и трех дисковых режущих роликов 6, два из которых установлены на осях в скобе 4, а третий смонтирован на оси, закрепленной в подвижном кронштей- не 5. Разрезаемую трубу закрепляют в прижиме 1 винтом 2, после чего тру- борез устанавливают на трубу 7. При вращении винтового рычага 3 вправо кронштейн 5 переместит режущий ролик б до соприкосновения со стенкой трубы под некоторым нажимом. Труборез с тремя роликами режет одновре- менно в трех местах, поэтому при работе его слегка раскачивают при помо- щи рычага (примерно на одну треть оборота в каждую сторону). Для повы- шения качества разрезания место реза смазывают маслом. Рис. 29. Настольные ручные рычажные ножницы: а– роликовый: 1 – прижим; 2 – винт; 3 – винтовой рычаг; 4 – скоба; 5 – кронштейн; 6 – режущие ролики; 7 – труба; б – хомутиковый; в – цепной; г – резцовый: 1 – нажимной винт; 2 – отрезной резец; 3 – винт Для разрезания труб большого диаметра применяют хомутиковые или цепные труборезы (рис. 29, б, в). 26 При резании роликовыми труборезами происходит вдавливание внутрь трубы ее торца, что ведет к образованию заусенцев и необходимости даль- нейшей обработки трубы для их удаления. Исключить этот недостаток по- зволяет резцовый труборез (рис. 29, г), у которого ролики выполняют лишь функцию центрирования трубы в приспособлении, а резание производится отрезным резцом 2, который по мере врезания в трубу подается нажимным винтом 1. Нажим роликов осуществляется при помощи винта 3. |