Какие инструменты используются для рубки металла

Слесарная рубка металла: что это такое, какие инструменты используются, способы и полезные советы

При подготовке материала к финишной металлообработке часто требуется распилить цельный металлический лист или металлопрофиль. Иногда это делается на заводах, но также возможно в домашних условиях. В статье поговорим про то, какие инструменты используются для рубки металла в слесарном деле, о технике и правилах.

Произведение операции

В основном раскрой производится на гильотине. Это устройство только отдаленно напоминает аппарат для смертной казни, но основную функцию выполняет – отделяет одну часть от другой посредством тяжелого лезвия из инструментальной стали. Конечно, есть более технологические способы распиловки – плазменная или лазерная резка, но они более затратны.

Разрубать можно различные изделия:

• листы;
• металлопрокат;
• трубы;
• арматуру и прутки различного сечения.

Определение: что это такое – рубка металла

Это операция слесарного дела, в ходе которой происходит заранее обусловленное разделение заготовки в различных пропорциях. Перед этим наносится специальная разметка. Разрыв можно осуществлять как вдоль, так и поперек. Это удобный способ, потому что он снижает количество процедур по финишной обработке, а значит, и себестоимость готовой продукции. Единственный нюанс – края могут получиться немного рваные, то есть понадобится шлифовка.

Это подготовительный этап, он не является чистовым, то есть последним. Задачи, которые решаются в процессе:

• удаление лишнего слоя. окалины, прочих дефектов после отливки;
• снятие кромок, в которых остается высокое кромочное напряжение после литья или штамповки;
• раздел одного изделия на небольшие элементы;
• пробой канавок или иных функциональных углублений, пазов.

Применение находится в широком спектре областей – от небольших предприятий до крупных машиностроительных заводов. Но наиболее примитивный аналог процедуры можно выполнять в домашних условиях.

Способы рубки металла

Классификацию можно проводить по различным факторам.

По решаемой задаче – распиловка, вырубка, снятие малой части, слоя. Фактически все они повторяют перечисленные выше цели.

По приводящей силе:

• вручную;
• с помощью механизированной машины.

На этом мы более подробно остановимся ниже.

По принудительной фиксации – в зажимах, тисках, а также с закреплением на специальной станине и под прессом.

По направлению движения – по вертикали или по горизонтали.

Перечисленные способы выбираются в зависимости от:

• наличия оборудования;
• толщины металлического изделия;
• требуемого уровня работы – кромки могут получиться гнутыми при исполнении вручную, а при механизированном процессе повышается точность;
• степени производительности – ради одной детальки нет смысла перенастраивать оборудование, но на серийную партию потребуется специальные станки.

Что называется ручной рубкой металла

Процесс может быть как горизонтальным, так и вертикальным, в зависимости от возможности присоединения образца. Сперва он зажимается тисками, если толщина позволяет. В обратном случае кладется на специальный стол (заранее подумайте о его прочности). Чтобы снизить возможность скольжения можно подстелить прорезиненные накладки, а еще лучше – вкрутить по краям со всех сторон саморезы.

Затем подготавливаются инструменты. О них мы расскажем ниже подробнее, а сейчас только озвучим список необходимого – крейцмейсель или зубило, молотки.

Далее подумайте об ударе. Конечно, они различаются по силе. Но не всегда самое тяжелое воздействие – выгодна. Сперва нужно сделать достаточную зазубрину на месте для того, чтобы лезвие не съехало. Если с первого же раза колотить во всю мощь, можно добиться только деформированной поверхности и испорченного инструментария. Однако затем от этого зависит скорость и чистота среза.

Удары могут быть трех видов:

В соответствии с тем, где начинается замах. Они представлены в порядке увеличения силы. Также этот параметр становится больше от длины ручки молотка и его массы.

К особенностям ручной процедуры можно отнести:

• небольшую производительность;
• большой расход рабочего ресурса и времени;
• невысокую точность;
• плохой, с обязательной дальнейшей обработкой сруб.

Однако этот вариант является выигрышным для мелкосерийных производств и единичных изделий, а также в домашних условиях и при отсутствии специализированных станков.

Приспособление для рубки металла – гильотина

Оборудование имеет гидравлический привод. Сама станина – очень тяженая и большая. С помощью аппарата можно производить только прямые надрезы (без закруглений) по горизонтали и вертикали. В случае необходимости можно вырезать нужные простые геометрические формы – квадраты, прямоугольники, ромбы и пр.

Обычно станок имеет дистанционное или компьютеризированное управление. ЧПУ позволяет заранее задавать формы, скорость разреза. Требуется производить математические вычисления, чтобы учитывать толщину заготовки и прочие параметры.

Иногда агрегаты являются комбинированными, то есть помимо лезвий гильотины имеются в составе ножницы по металлу, пресс. Это ускоряет работу и позволяет производить многофункциональные операции. Особенности машинизированного процесса:

• Высокая скорость.
• Точность произведения распиловки.
• Возможность отрезать даже минимальный край.
• Достаточно ровные кромки.
• Работа с металлическими изделиями большой толщины (арматура, толстые стенки).
• Действия слесаря заключаются только в настройке машины и слежении за процессом. Облегчение физического труда рабочих.
• Высокая производительность. Подходит для серийного производства.

К минусам же можно отнести большую стоимость и вес оборудования. Его может позволить себе не каждое производство.

Суть раскройки

Рубка металла – это слесарная операция, позволяющая отсоединить лишние элементы (часть, слой или дефект) с основной заготовки. Она помогает снять:

• окалины;
• неточности в размерах, если они возникли на этапе производства изделия;
• заусенцы.

Также можно разделить одну заготовку на несколько разных частей.

Процесс происходит за счет оказания физического давления посредством более прочного материала. Обычно для лезвий используется инструментальная сталь с добавлением углерода, которая прошла дополнительную термообработку, закалку, чтобы повысить прочность. У обрабатываемого железа менее стойкая химическая решетка, поэтому межмолекулярные связи рвутся, происходит непластическая деформация. Иногда, чтобы ускорить процедуру, образец подвергают термической обработке.

Инструменты, применяемые при рубке металла

Основное режущее лезвие находится внутри зубила. Оно выглядит так – деревянная ручка небольшой длины, широкое основание и сама заостренная кромка. иногда дерева нет вовсе или его заменяет прочный пластик, резина. Главное, чтобы по шляпке можно было бить молотком, то есть была широкая часть. Посмотрим на фото:

Имеет большое значение твердость клинка. Обычно применяют инструментальную сталь марок У7 или У8, а прочность не должна быть меньше, чем 53 HRC.

Теперь поговорим о заточке. Не всегда чем острее, тем лучше. Ведь при соприкосновении с достойной преградой, кончик просто может сломаться. Посмотрим на таблицу и определим угол, под каким нужно заточить зубило, в соответствии с обрабатываемым материалом:

Инструменты применяемые при рубке

Инструменты, применяемые при рубке, относятся к режущим, они изготавливаются из углеродистых инструментальных сталей марок У7, У8, У8А. Твердость рабочей части режущих инструментов после термической обработки должна составлять не менее HRC 53. 56 на длине 30 мм, а ударной части — HRC 30. 35 на длине 15 мм. Размеры режущих инструментов для рубки зависят от характера выполняемых работ и выбираются из стандартного ряда. В качестве ударного инструмента при рубке используют молотки различных размеров и конструкций. Наиболее часто при рубке используют слесарные молотки с круглым бойком различной массы.

Слесарное зубило (рисунок 33) состоит из трех частей: рабочей, средней, ударной. Как и при любой обработке резанием, режущая часть инструмента представляет собой клин (рисунок 33, а).

Действие клинообразного инструмента на обрабатываемый металл изменяется в зависимости от положения клина и направления действия силы, приложенной к его основанию. Различают два основных вида работы клина при рубке:

• ось клина и направление действия силы, приложенной к нему перпендикулярны к поверхности заготовки. В этом случае заготовка разрубается на части (рисунок 33, б);

• ось клина и направление действия силы, приложенной к его основанию, образуют с поверхностью заготовки угол, меньший 90°. В этом случае с заготовки снимается стружка (рисунок 33, в).

а – общий вид зубила и его рабочей части; б – угол заострения и действие сил; в — элементы резания при рубке; Р – сила резания; w, w₁, w₂ – составляющие силы резания; β, β₁, β₂ – углы заострения; γ – передний угол; α – задний угол; β – угол резания

Рисунок 33 – Зубило слесарное

Плоскости, ограничивающие режущую часть инструмента (рисунок 1, в), называются поверхностями. Поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания, называется передней, а проти­воположная ей поверхность, обращенная к обрабатываемой по­верхности заготовки, — задней. Их пересечение образует режущую кромку инструмента. Угол между поверхностями, образующими рабочую часть инструмента, называется углом заострения и обо­значается греческой буквой β (бета). Угол между передней и обра­ботанной поверхностями называется углом резания и обозначается буквой δ (дельта). Угол между передней поверхностью и плоско­стью, проведенной через режущую кромку перпендикулярно по­верхности резания, называется передним углом и обозначается бук­вой γ (гамма).

Угол, образуемый задней и обработанной поверхностями, на­зывается задним углом и обозначается буквой α (альфа).

Чем меньше угол заострения режущего клина, тем меньшее уси­лие необходимо прикладывать при резании. Однако с уменьшени­ем угла резания уменьшается и поперечное сечение режущей части инструмента, а следовательно, и его прочность. В связи с этим ве­личину угла заострения необходимо выбирать с учетом твердости обрабатываемого материала, которая определяет силу резания, необходимую для отделения слоя металла с поверхности заготов­ки, и силу удара по инструменту, необходимую для создания уси­лия резания.

С увеличением твердости материала необходимо увеличивать и угол заострения режущего клина, так как сила удара по инстру­менту достаточно велика и его поперечное сечение должно обеспе­чить необходимую для восприятия этой силы площадь поперечно­го сечения. Значения этого угла для различных материалов состав­ляют приблизительно: чугун и бронза — 70°; сталь средней твердо­сти — 60°; латунь, медь — 45 °; алюминиевые сплавы — 35 °.

Задний угол α определяет величину трения между задней поверх­ностью инструмента и обрабатываемой поверхностью заготовки, его величина колеблется в пределах от 3 до 8°. Регулируется вели­чина заднего угла изменением наклона зубила относительно обра­батываемой поверхности.

Крейцмейсель (рисунок 34) отличается от зубила более узкой режу­щей кромкой. Крейцмейсель применяют для вырубания канавок, прорубания шпоночных пазов и тому подобных работ. С целью предупреждения заклинивания крейцмейселя при работе его рабо­чая часть имеет постепенное сужение от режущей кромки к рукоят­ке. Термическая обработка рабочей и ударной частей, а также гео­метрические параметры режущей части и порядок определения уг­лов заострения режущей части у крейцмейселей точно такие же, как и у зубила.

Рисунок 34 — Крейцмейсель

Канавочник (рисунок 35) применяется для вырубания смазочных канавок во вкладышах и втулках подшипников скольжения и про­фильных канавок специального назначения. Режущие кромки ка-навочника могут иметь прямолинейную или полукруглую форму, которая выбирается в зависимости от профиля прорубаемой ка­навки. Канавочник отличается от зубила и крейцмейселя только формой рабочей части. Требования в отношении термической об­работки и выбора углов заточки для канавочников такие же, как для зубила и крейцмейселя.

Рисунок 35 — Канавочник

Слесарные молотки (рисунок 36) применяются при рубке в каче­стве ударного инструмента для создания силы резания и бывают двух видов — с круглым (рисунок 36, а) и квадратным (рисунок 36, б) бойком. Противоположный бойку конец молотка называют нос­ком, он имеет клинообразную форму и скруглен на конце. Молоток закрепляют на ручке, которую при работе удерживают в руке, нанося удары по инструменту (зубилу, крейцмейселю, канавочнику). Для надежного удерживания молотка на рукоятке и предуп­реждения его соскакивания во время работы используют деревян­ные или металлические клинья (обычно один-два клина), которые забивают в рукоятку (рисунок 36, в) там, где она входит в отверстие молотка.

а – с круглым бойком; б – с квадратным бойком; в – способы крепления ручки

Рисунок 36 – Молотки слесарные

Рубку заготовок небольшого размера (до 150 мм) из листового материала, широких поверхностей стальных и чугунных заготовок небольших размеров, а также прорубание канавок во вкладышах подшипников выполняют в тисках.

На плите или наковальне выполняют разрубание заготовок на части или вырубание по контуру заготовок из листового материа­ла. Рубку на плите применяют в тех случаях, когда обрабатывае­мую заготовку невозможно или сложно закрепить в тисках.

Для того чтобы придать рабочей части зубила, крейцмейселя или канавочника необходимый угол заострения, нужно произве­сти его заточку.

Заточка режущего инструмента осуществляется на заточных станках (рисунок 37, а). Затачиваемый инструмент устанавливают на подручник 3 и с легким нажимом медленно перемещают его по всей Ширине шлифовального круга. В процессе заточки инструмент пе­риодически охлаждают в воде. Заточку поверхностей режущего клина ведут поочередно — то одну сторону, то другую, что обеспе­чивает равномерность заточки и получение правильного угла за­острения рабочей части инструмента. Шлифовальный круг в про­цессе работы должен быть закрыт кожухом 2. Защита глаз от попа­дания абразивной пыли производится с помощью специального защитного экрана 1 или защитных очков. Контроль угла заостре­ния режущего инструмента в процессе заточки осуществляют при помощи специального шаблона (рисунок 37, б).

а – заточной узел станка; б – шаблон для контроля углов заточки; 1 — защитный экран; 2 – кожух; 3 – подручник

Инструменты, применяемые при рубке металла

Режущий инструмент. В качестве режущего инст­румента при рубке металлов служат зубило, крейц — мейсель и канавочники (рис. 35). Зубила для рубки горячего металла называют кузнечными, а для рубки холодного металла — слесарными.

Зубило слесарное состоит из трех частей: рабо­чей, средней и ударной.

В процессе обработки резанием требуемая форма детали достигается за счет нарушения режущей кром­кой инструмента связи между зернами металла и уда­ления излишка металла в виде стружки. При этом режущей части придается форма клина. Зубило пред­ставляет собой простейший режущий инструмент, в котором клин особенно четко выражен (рис. 36).

Рис. 35. Инструменты для рубки: а — зубило; б — крейцмейсель; в — канавочник

Действие клинообразного инструмента на обраба­тываемый ме­талл изменяется в зависимости от положения кли­на и от направ­лении действия силы, прило­женной к его основанию.

Различают два основных вида работы клина:

1) ось клина и направление действия силы, приложенной к его основанию,

Рис. 36. Схема процесса резания при работе зубилом: а — распределение сил на клине; б — влияние угла заостре­ния на процесс резания; в — процесс образования стружки при рубке и геометрия зубила

Перпендикулярны к поверхности заготовки (рис. 36, а). В этом случае заготовка разрубается (раскалывает­ся) (рис. 36, б)

2) ось клина и направление действия силы, приложенной к его основанию, образуют с поверх­ностью заготовки угол меньше 90° В этом случае с заготовки снимается стружка (рис. 36, в).

Форма режущей части (рис. 36, в) и углы ее за­точки определяют геометрию режущего инструмента (зубила).

На обрабатываемой заготовке различают следую­щие поверхности: обрабатываемую, обработанную, а также поверхность резания.

Обрабатываемой поверхностью называется поверх­ность, с которой будет сниматься слой материала (стружка).

Обработанной поверхностью называется поверх­ность, с которой снят слой металла (стружка).

Грань, по которой сходит стружка при резании, называется передней, а противоположная ей грань, обращенная к обрабатываемой поверхности заготов­ки, — задней. Пересечение передней и задней гра­ней образуют режущую кромку, ширина которой у зубила обычно 15—25 мм.

Угол, образованный сторонами клина, называют углом заострения; он обозначается греческой буквой 3 (бета). Угол между передней гранью и обрабатыва­емой поверхностью называется углом резания и обо­значается буквой 8 (дельта). Угол между передней гра­нью и плоскостью, проведенной через режущую кромку перпендикулярно обрабатываемой поверхно­сти, называется передним углом и обозначается бук­вой у (гамма). Угол между задней гранью и обрабо­танной поверхностью называется задним углом и обо­значается буквой а (альфа).

Чем меньше угол заострения, тем меньше усилия необходимо приложить для осуществления резания. Поэтому величину угла заострения выбирают в зави­симости от твердости обрабатываемого металла и са­мого инструмента. Чем больше твердость и хрупкость металла, тем сильнее его сопротивление проникно­вению в него клина и тем большим должен быть угол заострения зубила. Для рубки чугуна и бронзы при­нимают р = 70°, для стали средней твердости Р 60°, для меди и латуни р 45°, для алюминия и цинка р = 35°

Чем больше передний угол, тем стружка отделя­ется легче. Однако при увеличении переднего угла уменьшается угол заострения инструмента, а следо­вательно, и его прочность. Поэтому величину пере­днего угла также выбирают в зависимости от усло­вий работы инструмента.

Меньшее значение в процессе резания имеет зад­ний угол, его назначение — уменьшить трение меж­ду инструментом и обрабатываемой поверхностью. Ве­личина заднего угла обычно составляет 3—8°

Средняя часть зубила имеет форму, удобную для держания его в процессе рубки. Обычно эта часть зу­била имеет прямоугольное сечение с овальными гра­нями или же форму многогранника.

Головка зубила делается всегда в виде усеченного конуса с полукруглым верхним основанием. При та­кой форме головки сила удара молотком по зубилу используется с наибольшим эффектом, так как на­носимый удар всегда приходится по центру ударной части зубила. Конусная головка, кроме того, меньше расклепывается при работе.

Зубила изготовляют длиной 100, 125, 160, 200 мм, ширина режущей кромки соответственно равна 5, 10, 16, 20 мм.

Зубила длиной 100—125 мм применяют при вы­полнении мелких работ, а длиной 150—200 мм — при грубой работе.

Качество зубила определяется соблюдением уста­новленного режима термической обработки (закалки и отпуска) и правильностью заточки. Закалка рабо­чей части зубила производится путем нагрева его на длину 40—70 мм до температуры 800—830° (светло — вишнево-красный цвет каления) и охлаждения в воде на длине 15—30 мм с последующим отпуском до по­явления фиолетового цвета побежалости.

Закалка головки зубила производится таким же способом на длине 15—20 мм с отпуском до серого цвета побежалости.

Степень закалки зубила можно определить старым напильником, которым проводят по закаленной ча­сти зубила. Если при этом напильник не снимает стружку с закаленной части зубила (на ней остаются лишь едва заметные риски), закалка выполнена хо­рошо.

Крейцмейсель (рис. 35, б) отличается от зубила более узкой режущей кромкой. Применяется он для вырубания узких канавок, шпоночных пазов и т. п. Чтобы крейцмейсель, углубляясь в канавку, не зак­линивался, его режущую кромку делают несколько шире следующей за ней рабочей части. Однако до­вольно часто им пользуются для срубания поверхно­стного слоя с широкой чугунной плиты: сначала крейцмейселем прорубают канавки, а оставшиеся выступы срубают зубилом. Материалы для изготовле­ния крейцмейселя и углы заострения, твердость ра­бочей и ударных частей те же, что и для зубила.

Для вырубания профильных канавок — полукруг­лых, двугранных и др. применяют специальные крей — цмейсели, называемые канавочниками (рис. 35, в), отличающиеся от крейцмейселя только формой ре­жущей кромки. Канавочники изготовляются с остро­конечными и полукруглыми режущими кромками. Размеры их зависят от диаметра вкладышей подшип­ников и втулок, в которых необходимо вырубить сма­зочные канавки.

Канавочники изготовляются из стали У8А длиной 80, 100, 120, 150, 200, 300 и 350 мм.

Следует отметить, что операция вырубания кана­вок трудоемкая и ответственная; канавки после вы­рубания часто получаются неровными, с неодинако­вой глубиной и т. п.

При заточке зубила и крейцмейселя обычно пользуются простыми заточными станками. Затачи­ваемый инструмент устанавливают при этом на под­ручник 1 заточного станка (рис. 37, а) и с легким нажимом медленно перемещают его по всей ширине шлифовального круга. Заточку следует вести с охлаж­дением в воде. При этом надо следить, чтобы нагрев

Рис. 37. Заточка зубила или крейцмейселя на простом заточном станке (о) и шаблон для проверки правиль­ности заточки (б)

Инструмента не превышал 120“; нагрев выше указан­ной температуры приводит к отпуску и снижает твер­дость режущей кромки инструмента. В процессе за­точки зубило (крейцмейсель) следует поворачивать то одной, то другой стороной, это обеспечивает рав­номерную заточку. Режущая кромка зубила после за­точки должна иметь одинаковую ширину и наклон к оси зубила. Величина угла заточки зубила или крей­цмейселя проверяется по шаблону, представляюще­му собой пластинку с угловыми вырезами в 70, 60, 45 и 35° При заточке зубила или крейцмейселя необ­ходимо закрывать защитный экран 2 и предохрани­тельный кожух 3.

После заточки зубила или крейцмейселя с режу­щих кромок снимают заусенцы. Величина угла заост­рения проверяется шаблоном, представляющим со­бой пластинки с угловыми вырезами 70, 60, 45 и 35° (рис. 37, б).

Ударный инструмент. К разновидностям ударного инструмента относятся молотки различного назначе­ния и конструкций.

Слесарные молотки изготовляют двух типов: с квад­ратным и круглым бойками (рис. 38, а, б). Процесс изготовления молотков с квадратным бойком проще, они дешевле и поэтому в практике слесарной обра­ботки имеют широкое распространение. В то же время молотки с круглым бойком имеют преимущество, заключающееся в том, что в них имеется большой весовой перевес ударной части над тыловой, обеспе­чивающий большую силу и меткость удара.

Существенным является выбор молотка по весу. Вес молотка должен соответствовать ширине режу­щей кромки зубила. Практика показывает, что для нормального удара при рубке металла каждому мил­лиметру ширины режущей кромки зубила должно со­ответствовать 40 г веса молотка, а каждому милли­метру ширины режущей кромки крейцмейселя — 80 г веса молотка. Вес молотка определяется его размера­ми. При выборе веса молотка, естественно, нужно учитывать также возраст и физическую силу работа­ющего.

Слесарные молотки с круглым бойком изготов­ляют шести размеров. Молотки массой 200 г реко­мендуется применять для инструментальных работ, а также для разметки и правки; молотки массой 400 г, 500 г и 600 г — для слесарных работ; молотки мас­сой 800 г 1000 г применяются редко, в основном, при ремонтных работах.

Слесарные молотки с квадратным бойком изго­товляют восьми размеров: массой 50 г, 100 г и 200 г — для слесарно-инструментальных работ; массой 400 г, 500 г, 600 г — для слесарных работ: рубки, гибки, клепки и др. 800 г и 1000 г применяют редко (при выполнении ремонтных работ).

Для тяже­лых работ при м е няют молотки мас­сой от 4 до 16 кг, называе­мые кувалда­ми.

Противо- положный бойку конец молотка на­зывается нос­ком. Носок имеет кли­нообразную форму, скруг­ленную на конце. Нос­ком пользу­ются при правке, рас­клепывании и

Т. Д. Бойком а — с квадратным бойком; б — с круглым наносят уда — бойком; в — со вставками из мягкого ме­ры ПО зубилу талла; г — деревянный (киянка); д — рас-

ИЛИ КреЙЦ — клинивание ручек

Изготовляют молотки из стали 50 и 40Х и инст­рументальной углеродистой стали У7 и У8. В средней части молотка имеется отверстие овальной формы, служащее для крепления рукоятки.

Рабочие части молотка — боек квадратной или круглой формы и носок клинообразной формы — термически обрабатывают до твердости НЯС 49—56. Рукоятки молотка делают из твердых пород дерева
(кизила, рябины, дуба, клена, граба, ясеня, березы или из синтетических материалов).

Рукоятка имеет овальное сечение, отношение малого сечения к большому 1 1,5, т. е. свободный

Конец в 1,5 раза толще конца, на который насажива­ется молоток.

Конец, на который насаживается молоток, рас­клинивается деревянным клином, смазанным столяр­ным клеем, или металлическим клином, на котором делают насечки (ерши). Толщина клиньев в узкой части 0,8—1,5 мм, а в широкой 2,5—6 мм. Если от­верстие молотка имеет только боковое расширение, забивают один продольный клин; если расширение идет вдоль отверстия, то забивают два клина (рис. 38, д) и наконец, если расширение отверстия на­правлено во все стороны, забивают три стальных или три деревянных клина, располагая два параллельно, а третий перпендикулярно к ним. Правильно на­саженным считается такой молоток, у которого руч­ка образует прямой угол с осью молотка.

Рис. 39. Молоток с накостыльниками из твердой резины

Помимо обычных стальных молотков, в некото­рых случаях, например при сборке машин, применяют так называемые мягкие молот­ки со вставками из меди, фибры, свинца и алюминие­вых сплавов (рис. 38, в). При ударах, наносимых мягким молотком, поверхность мате­риала заготовки не поврежда­ется. Из-за дефицитности меди, свинца и быстрого из­носа эти молотки дороги в эксплуатации. В целях эконо­мии металлов медные или свинцовые вставки заменяют
резиновыми, дешевыми и более удобными в работе. Такой молоток (рис. 39) состоит из стального корпу­са 7, на цилиндрические концы которого надеты на- костыльники 2 из твердой резины. Резиновые накос- тыльники достаточно стойки против ударов и при износе легко заменяются новыми. Молотки этой кон­струкции применяются при точных сборочных рабо­тах, особенно когда приходится иметь дело с дета­лями невысокой твердости.

В некоторых случаях, в особенности при изготов­лении изделий из тонкого листового железа, приме­няются деревянные молотки (киянки) (см. рис. 38, г).

Инструмент, оборудование и приспособления, применяемых при ремонте.

Рубка металла.

При выполнении ремонта приходится выполнять слесарные операции — рубку.

Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего (зубила, крейцмейселя и др.) и ударного (слесарного молотка ) инструмента с поверхности заготовки (детали) удаляются лишние слои металла или заготовка разрубается на части.

Рубка производится в тех случаях, когда по условиям производства станочная обработка трудно выполнима или нерациональна и когда не требуется высокой точности обработки.

Рубка применяется для удаления (срубания) с заготовки больших неровностей (шероховатостей), снятия твердой корки, окалины, заусенцев, острых углов кромок на литых и штампованных деталях, для вырубания шпоночных пазов, смазочных канавок, для разделки трещин в деталях под сварку (разделка кромок), срубания головок заклепок при их удалении, вырубания отверстий в листовом материале. Кроме того, рубка применяется, когда необходимо от пруткового, полосового или листового материала отрубить какую-то часть.

Заготовку перед рубкой закрепляют в тисках. Крупные заготовки рубят на плите или наковальне, а особо крупные — на том месте, где они находятся.

В зависимости от назначения обрабатываемой детали рубка может быть чистовой и черновой. В первом случае зубилом за один рабочий ход снимают слой металла толщиной от 0,5 до 1 мм, во втором — от 1,5 до 2 мм. Точность обработки, достигаемая при рубке, составляет 0,4. 1 мм.

Инструменты для рубки.

Режим инструмент. Слесарное зубило представляет собой стальной стержень, изготовленный из инструментальной углеродистой или легированной стали (У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ). Зубило состоит из трех частей — рабочей, средней и ударной. Рабочая часть зубила представляет собой стержень с клиновидной режущей частью (лезвием на конце, заточенной под определенным углом). Ударная часть (боек) сделана суживающейся кверху, вершина ее закруглена. За среднюю часть зубило держат при рубке. Угол заострения выбирают в зависимости от твердости обрабатываемого металла.

Рекомендуемые углы (град) заострения зубила для рубки некоторых материалов приведены ниже.

Зубило изготовляют длиной 100, 125, 160, 200 мм, ширина рабочей части соответственно равна 5, 10, 16 и 20мм. Рабочую часть зубила на длине 0,3. 0,5 закаливают и отпускают. После термической обработки режущая кромка должна иметь твердость НRС_Э 53. 59, а боек — НRСэ 35. 45.

При испытании зубила на прочность и стойкость им отрубают зажатую в тиски полосу из стали марки Стб толщиной 3 мм и шириной 50мм. После испытания на лезвии зубила не должно быть вмятин, выкрошенных мест и заметных следов затупления.

Степень закалки зубила можно определить старым напильником, которым проводят по закаленной части. Если при этом напильник не снимает стружку с закаленной части зубила (на ней остаются лишь едва заметные риски), закалка выполнена хорошо.

Крейцмейсель отличается от зубила более узкой режущей кромкой и предназначен, для вырубания узких канавок, шпоночных пазов и т. п. Однако довольно часто им пользуются для срубания поверхностного слоя с широкой плиты: сначала крейцмейселем прорубают канавки, а оставшиеся выступы срубают зубилом. Крейцмейсели изготовляют из тех же материалов, что и зубила. Значения углов заострения и твердости рабочих н ударных частей крейцмейселя и зубила также одинаковы.

Для вырубания профильных канавок — полукруглых, двугранных и других — применяют специальные крейцмейсели, называемые канавочниками; они отличаются от крейцмейселя только формой режущей кромки. Канавочники изготовляют из стали УЗА длиной 80, 100, 120, 150, 200, 300 и 350 мм с радиусом закругления 1; 1,5; 2; 2,5 иЗ мм.

Рис.3—Инструменты для рубки:

а — зубило, б — крейцмейсель, в — канавочник

Какие инструменты используются для рубки металла

Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего инструмента с заготовки или детали удаляют лишние слои металла или заготовку разрубают на части. При современных способах обработки материала или заготовок рубка металла — подсобная операция.

Рубку металла производят в тисках, на плите и на наковальне с помощью слесарного молотка, слесарного зубила, крейцмейселя, кузнечного зубила и кувалды.

Рубка металла бывает горизонтальная и вертикальная в зависимости от расположения зубила во время операции. При горизонтальной рубке, производимой в тисках, заднюю грань зубила устанавливают к плоскости губок тисков почти горизонтально, под углом не более 5°С. Вертикальную рубку выполняют на плите или наковальне. Зубило устанавливают вертикально, а перерубаемый материал укладывают на плите горизонтально.

Рис. 3. Тиски параллельные:

1 — червячный винт, 2, 3 — подвижная и неподвижная губки, 4 — поворотный круг,

5 — винт поворотного круга, 6 — нижняя плита

Тиски бывают параллельные (рис. 3)—чугунные со стальными закаленными накладными губками 2, 3 и стуловые (рис. 4)—стальные. Материал перерубают преимущественно в стуловых тисках, так как они прочнее параллельных. На параллельных тисках разрешается перерубать только тонкую сталь.

Рубку тонкого металла, обрубку плоскостей, приливов, заусенцев, вырубку канавок производят в тисках, а перерубку толстого металла или длинных 2 полос и прутков — на плите или наковальне.

Рис. 4. Тиски стуловые:

1 — рычаг, 2,3— подвижная и неподвижная губки, 4 — втулка, 5—пружина, 6— лапа, 7 — распорная втулка

Молотки с круглыми бойками применяют, когда требуется большая сила и меткость удара, а с квадратными— для более легких работ. Молотки изготовляют из инструментальной стали У7. Рабочие части молотка закаливают и отпускают. Молоток должен быть в исправном состоянии, без трещин, плен, раковин и других дефектов.

Для слесарной рубки применяют молотки массой 400, 500, 600 и 800 г. Молотки насаживают на ручки из древесины твердых и вязких пород (береза, клен, дуб, рябина). Ручки должны быть овальной формы, с гладкой и чистой поверхностью, без сучков и трещин. Длина ручки молотка массой 400—600 г равна 350 мм, массой 800 г —380—450 мм.

Рабочую часть зубила и крейцмейселя (рис. 5, е, г) закаливают на длину не менее 30 мм, а головку — слабее лезвия (на длину около 15—25 мм), чтобы при ударе молотком она не крошилась и не трескалась. Вся остальная часть зубила и крейцмейселя должна оставаться мягкой. Зубила и крейцмейсели не должны иметь трещин, плен и других пороков.

Рис. 5. Инструмент для рубки: а — Слесарный молоток с круглым бойком, б — слесарный молоток с квадратным бойком, в — слесарное зубило, г — крейцмейсель

Рис. 6. Заточка зубила на заточном станке: а — Приемы держания зубила при заточке, б — шаблон для проверки правильности угла заточки

Наиболее часто используют зубила длиной 175 и 200 мм с лезвиями шириной 20 и 25 мм. Для прорубания канавок в стали и чугуне применяют креицмеисели длиной 150—175 мм с лезвием шириной 5—10 мм. Головки зубила и креицмеиселя отковывают на конус, что обеспечивает правильное направление удара молотком и уменьшает возможность образования грибовидной шляпки на головке.

Угол заточки зубил и крейцмейселей зависит от твердости обрабатываемого металла. Для рубки чугуна, твердой стали и твердой бронзы угол заточки инструмента равен 70°, для рубки средней и мягкой стали —60°, для рубки латуни, меди и цинка —45°, для рубки очень мягких металлов (алюминия, свинца) — 35—45°.

Слесарный инструмент затачивают на заточных станках с абразивными кругами. Во время заточки рабочая часть инструмента (лезвие) сильно нагревается и может произойти ее отпуск. При отпуске твердость закалки теряется и инструмент становится негодным для дальнейшей работы. Во избежание этого рабочую часть инструмента во время заточки охлаждают водой. На рис. 6 показано, как надо держать зубило при заточке и как проверять правильность заточки угла,

Слесарная рубка металла

Одним из методов подготовки детали к чистовой обработке является рубка металла. Она относится к слесарным операциям. Её применение позволяет решить следующие задачи:

• удалить оставшийся слой или части металла с поверхности заготовки;
• устранить образовавшиеся кромки на краях детали после ковки и литья;
• разделить металлический прокат на более мелкие части;
• вырубить отверстия в металлических изделиях;
• прорубить канавки различного назначения.

В справочной литературе описывающей слесарное дело подробно приводятся задачи, решаемые этой операцией и способы её проведения. Большое назначение слесарной рубки определяет её широкое применение в металлообработке и машиностроении. Она позволяет быстро и качественно разделить заготовки по заданным размерам.

Способы рубки металла

Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:

• по характеру решаемых задач (вырубка деталей по заданной форме, отделение части металла необходимого размера, вырубание канавок);
• способу операции (ручную или механизированную);
• методу фиксации;
• направлению рубочного действия (вертикальное или горизонтальное).

Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).

При ручной рубке используются следующие способы: вертикальный или горизонтальный. Выбор способа зависит от возможности закрепления металла.

Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.

При ручной рубке выделяют три способа нанесения удара молотком. Это — кистевой, локтевой и плечевой удар. От силы удара зависит скорость проведения операции и качество получаемого края детали. На силу удара влияет масса ударной части молотка, длины ручки.

В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:

• вырубка с помощью пресса или молота;
• рубка и резка с помощью гильотины;
• применения специальных станков.

В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.

Применяемое оборудование и инструменты

Этот перечень зависит от способа проведения работ. Ручная рубка осуществляется с применением:

• режущего инструмента (зубила, крейцмейсель и так далее);
• слесарного молотка (его выбирают по весу и длине ручки);
• тисков;
• металлической подложки;
• инструмента для разметки.

Слесарное зубило конструктивно состоит из трёх основных частей: ударной, средней (держателя) и режущей (рабочей). Форма режущей части у каждого разная и зависит от решаемой задачи. Зубилом производят стандартную операцию рубки. Крейцмейсель обладает более узкой режущей кромкой. Канавочник предназначен для вырубания канавок, поэтому его режущая часть выполнена в форме полукруга. Бородок изготавливают из круглого металлического стержня, и имеет рабочую часть в форме окружности заточенной по периметру. С его помощью производят вырубку отверстий в листовом металле. Все ударные инструменты изготавливаются из прочной инструментальной стали.

Основными параметрами этих инструментов являются геометрические размеры, углы заточки режущей части. Для нанесения удара по верхней (ударной) части зубила применяется слесарный молоток. Они отличаются формой бойка (круглая или квадратная), методом крепления ручки, общим весом.

Вырубка небольших деталей, отверстий, отдельных частей производится с помощью крепёжного оборудования или на стальных подложках. Для надёжности крепления эта операция производится в тисках.

В качестве инструмента для разметки применяют различные слесарные линейки, угольники, разметочные штангенциркули, малки. Для нанесения отметок применяют: керны (различной модификации), чертилки с разной формой наконечников, карандаши. Применяемые инструменты изготовлены по разработанным стандартам

На промышленных предприятиях инструментом для рубки металла являются специальные станки. К ним относятся:

• гильотины;
• прессы (гидравлические и механические);
• пресс-ножницы;
• угловысечные станки.

Они обладают высокой производительностью и позволяют проводить рубку даже очень толстого металла.

Гидравлическая гильотина управляется электронным блоком. С его помощью задают параметры будущей операции. Устанавливают вид металла, угол среза, величину давления на нож, скорость резания. Кроме гильотины для решения этих задач применяют так называемые комбинированные агрегаты. К ним относятся режущие станки (пресс-ножницы) и узкоспециальные (угловысечные станки, прессы и штампы). Пресс-ножницы применяются для рубки листов и полос металла, фасонного и сортового проката. Они хорошо справляются с профильным металлом, например, швеллер, двутавровый прокат, квадрат. С их помощью получают ровные отверстия и различной формы пазы.

Угловысечные станки позволяют проводить угловую вырубку металлических изделий практически любой толщины. Высокой точности рубки добиваются благодаря наличию шкалы, позволяющей точно опускать инструмент в требуемое место и правильно заточенного набора зубил.

Прессы и штампы решают аналогичные задачи. В них применяют механические, гидравлические, пневматические и электрические приводы.

Ручной метод рубки металла

Приёмы слесарной рубки определяют последовательность действий :

• закрепление заготовки в тисках, если это невозможно её укладывают на наковальню;
• зубило устанавливают в начало линии разметки;
• сначала молотком наносят предварительные не сильные удары для выделения контура намеченной линии отсечения;
• затем вдоль этой линии перемещают режущий инструмент, по которому наносятся сильные удары;
• после завершения наполовину прорубленную заготовку переворачивают;
• с обратной стороны повторяют такие действия, до полного отсечения.

При работе с полосовым металлом используют горизонтальный способ. Правила работ заключаются в следующем:

• режущей кромке зубила при затачивании задают определённую кривизну;
• начинают проводить операцию с дальней кромки постепенно приближаясь к передней отметке;
• при вырубании заготовок по установленному шаблону, следует предусмотреть припуск.

Во время ручной операции высока вероятность порчи заготовки или появления различных дефектов. Чтобы избежать этого, необходимо:

• обеспечить прочную фиксацию заготовки;
• соблюдать угол наклона зубила (оно должно быть равно 30 градусов);
• аккуратно размечать линию отреза (выруба);
• рекомендуется перед началом работы снять фаски у заготовки;
• частота наносимых уларов должна быть равномерной с одинаковым усилием.

Эти рекомендации особенно необходимо соблюдать, когда производится рубка металлов профиля ПЗО.

Рубка металла гильотиной

На металлообрабатывающих, машиностроительных предприятиях, крупных мастерских применяется механизированная рубка металла. Наиболее распространённой является рубка с применением различных гильотин. Механизация рубки позволяет повысить качество рубленого края, осуществлять вырубку более толстого металла, увеличить скорость получения готовой заготовки.

Гильотины применяются для рубки листового металла различной толщины. Техника рубки достаточно проста. Гильотина имеет специальный нож, который под давлением опускается на лист металла, разрубая его по нанесённой разметке. Для создания требуемого усилия применяют механическую, гидравлическую или электромеханическую системы. В этом случае металлическая полоса стальная подвергается воздействию ножа, который реализует вертикальный способ рубки. В этом случае специальное устройство — рольганг — подаёт металлическую заготовку на заданную длину. Фиксирующее устройство осуществляет захват и удержание заготовки в требуемом положении. На место рубки под давлением опускается нож, который осуществляет эту операцию ровно по линии разметки.

Создание необходимого краткосрочного давления на лист металла позволяет произвести точную рубку по сделанной отметке и обеспечить высокое качество результата. Гильотинная резка обладает следующими преимуществами:

• получить ровный край на срезе;
• отсутствуют зазубрины и заусенцы;
• не происходит серповидных откосов на протяжении всей длины кромки;
• не бывает неравномерных скосов.

Кроме технических преимуществ, применение гильотины позволяет снизить себестоимость каждой детали и повысить производительность труда на этой операции.

Особенно важным является обстоятельство, что при такой резке удаётся повысить безопасность проведения операции.

Современные гильотины – это станки, оснащённые современными электронными блоками управления. Они способны задавать необходимые параметры перед проведением операции рубки.

Поэтому можно выбрать марку металла, требуемый угол среза, параметры проводимой операции (мощность, скорость, периодичность).

Возможные дефекты

При проведении этой операции всегда проявляются определённые дефекты. К основным дефектам относятся:

• обрубленная кромка получается не прямолинейной;
• не сохраняется параллельность обеих кромок детали;
• край детали получается рваным с заусенцами и большой шероховатостью.

Каждый из проявившихся дефектов имеет свои индивидуальные причины. Первый дефект всегда проявляется при слабой фиксации обрабатываемой детали. Особенно этот дефект проявляется, если проводится процесс рубки на металлической станине без фиксации детали. Проявление этих дефектов вызвано следующими причинами:

• деталь не достаточно надёжно закреплена;
• произошло смещение нанесённой маркировки;
• процесс производился ударами, превышающими необходимую силу;

Для их устранения необходимо выполнять не сложные правила:

• Проверить прочность закрепления заготовки;
• Соблюдать точность расположения детали относительно нанесённой маркировки;
• Проверить параметры заточки инструмента.

При прорубании канавок, кроме перечисленных дефектов, могут появляться и другие. К ним относятся:

• рваные кромки канавки;
• глубина канавки разная по длине;
• сколы на конце канавки;

Чтобы предотвратить появление перечисленных дефектов необходимо соблюдать методики установленные инструкциями по применению конкретного оборудования и принятыми стандартами. Перед проведением операции осуществляется подготовка рубке самой заготовки, режущего инструмента и используемого станка.

При соблюдении правил подготовки и проведении операций рубки и вырубки получается ровный край, без дефектов и сколов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.