Одним из важных этапов при производстве заготовок и обработке стального проката является рубка металла. Сплав - это материал, который обладает высокой твердостью, поэтому для того, чтобы его разрезать, необходимо специальное оборудование.

Суть раскройки металла

Технология рубки заключается в отсечении лишних частей металла с помощью специальных инструментов. Применяется в случаях, когда обработка не требует высокой точности. Чаще всего рубка листового металла необходима для отделения окалины, неточностей, что возникли при производстве. Также технология используется для удаления заусенцев, деления на части исходного материала. Рубка - это слесарная операция, которая производится как вручную, так и на специальных приспособлениях. В первом случае используются зубила, молотки, крейцмейсель. Следует отметить, что слесарная рубка металла - довольно тяжелый процесс, поэтому его автоматизация значительно упрощает раскрой.

Какие инструменты применяются для ручной рубки

Раскрой металла производится с помощью зубил. Изготавливаются они из инструментальной стали (У7, У8). Кромка такого инструмента являет собой клинок большой твердости (не меньше 53 HRC). В зависимости от того, какая твердость обрабатываемого металла, зубило может быть заострено под углом 60° (для стали), 70° (бронзы, чугуна), 35-45° (для цветных металлов). Менее острый угол при обработке твердых материалов необходим для того, чтобы конец зубила сохранял свою стойкость и не ломался. Головка инструмента, как правило, имеет меньшую твердость (чтобы не разрушилась при ударе молотка). Она постепенно изнашивается, деформируется, поэтому нуждается в оправке. Ни в коем случае не разрешается работать с поврежденными зубилами, поскольку молоток может соскользнуть и привести к травматизации работника.

Крейцмейсель, молотки

Инструменты для рубки металла включают и такое приспособление, как крейцмейсель. Это так называемое канавочное зубило. Предназначено для проделывания специальных канавок, пазов, других отверстий. Его рабочая поверхность имеет более узкую ширину лезвия. Фигурные канавки проделывают подобным приспособлением - канавочником. В качестве ударного инструмента используются молотки. Они бывают как с круглым боком, так и с квадратным, вес составляет 400-800 грамм. Именно молотком наносятся удары по зубилу (крейцмейселю). Для того чтобы его рабочая поверхность была надежно зафиксирована и не соскальзывала с рукоятки, часто применяют специальные металлические или деревянные клинья, которые в нее и вбивают. Различают такие способы нанесения ударов: кистевой, локтевой, плечевой. Кистевой удар применяется для отделения тонкой стружки, снятия мелких неровностей. Прорубание пазов, канавок требует локтевого удара. Полный замах (плечевой удар) имеет максимальную силу. Он необходим при обработке толстого металла.

Варианты рубки материала

В зависимости от места расположения инструмента и детали, выделяют вертикальную и горизонтальную рубку. Первая выполняется на плите, наковальне. Деталь укладывается на рабочую поверхность горизонтально, а инструмент держится вертикально. После нанесения удара лезвие переносится так, чтобы его часть (примерно половина) была в новообразовавшейся лунке. Это необходимо для того, чтобы рубка металла была непрерывной. Если толщина листа более 2 мм, необходимо наносить разметки с обеих сторон. Сначала деталь обрабатывают с одной стороны, затем переворачивают. При небольшой толщине материала рекомендуется подкладывать под заготовку лист мягкой стали. Это не даст зубилу затупиться об наковальню. Горизонтальная рубка (гибка) металла происходит в тисках. При этом рабочий инструмент монтируется под очень маленьким углом к обрабатываемой поверхности (практически горизонтально).

Рубка в промышленных масштабах

На предприятиях осуществляется раскрой металла следующими способами: резка с помощью ленточной пилы, лазерная, газовая, абразивная резка (смесью воды и абразивного материала). Лазерная рубка металла базируется на использовании тепла лазера, за счет которого прогревается до температуры плавления линия отреза. В то же время, основной материал не нагревается и сохраняет свои свойства. Данный вид обработки является высокоэффективным, заготовка после проведения раскроя не требует какой-либо дополнительной обработки. Однако такой метод отличается большой стоимостью оборудования. Также существуют и требования к толщине материала - она не должна превышать 20 мм. Гидроабразивная резка позволяет исключить сильное термическое воздействие на материал, кромки не оплавляются, а точность и качество реза имеют высокие показатели. Газовая обработка базируется на направлении на деталь струи кислорода, которая и прожигает металл. Разновидность данного способа - флюсокислородная технология. Широко применяется способ раскроя металла и с помощью гильотины.

Очень популярным способом раскроя сплавов является применение гильотины. Они бывают ручные, электромеханические, гидравлические, пневматические. При выборе гильотины учитывают серийность производства, толщину металла, который необходимо разрезать. Для тонких листов (около 1 мм) хорошо подходит ручное оборудование. Гидравлический привод имеет большую мощность, все операции производятся на большой скорости. Такие станки не имеют большой вибрации, их обслуживание не сложное, а точность раскроя высокая. С помощью электромеханического привода выполняется рубка металла толщиной до 8 мм. Данные аппараты мощные, безопасные, имеют много дополнительных возможностей.

Как происходит раскрой металла на гильотине

Станок оснащен двумя ножами, один из которых неподвижный, а второй может совершать круговые движения. Металл подается рольгангом в место резки. Нож опускается в отмеченное место, и заготовка рубится на необходимые элементы. Управление ножом совершается через специальную кнопку. Режущий инструмент создает большое давление, поэтому заусенцы отсутствуют, края остаются ровными. Такая рубка металла имеет много преимуществ. Во-первых, стоимость процесса невысокая, остатков и отходов практически нет. Во-вторых, качество изделий, которое получается, достаточно высокое. Их можно сразу подвергать дальнейшей технологической обработке - покраске, сверлению и т. п. Однако сложные конфигурации деталей на таком оборудовании изготовить нельзя. Все современные модели гильотин оснащаются большим количеством электроники. Это позволяет совершать раскрой металлических заготовок практически в полностью автоматическом режиме.

Зубило – это ударно-режущий инструмент, предназначенный для рубки или скалывания металла и камня. Он представляет собой стальной стержень с двухсторонней заточкой и плоским обухом, предназначенным для нанесения ударов . Конструкция зубила может позиционировать его как ручной инструмент или как насадку для закрепления в перфораторе. Сечение стержня может иметь форму круга, прямоугольника, овала или многогранника. Для снижения риска травмирования на ударной части инструмента может устанавливаться расширяющий грибок из резины или другого металла, обеспечивающий более комфортное попадание молотом и гасящий отдачу.

Сфера применения

Инструмент предназначен для механического воздействия с разрушающей силой. Сфера его использования довольно обширная, но в большинстве случаев ограничивается:

• Скалыванием камней.
• Рубкой металла.
• Сбиванием керамической плитки.
• Отбиванием шляпок заклепок.
• Раскручиванием болтов и гаек с сорванными гранями.

Для работы необходимо прислонить острую часть зубила к поверхности, которую необходимо отбить, отколоть или разрубить, после чего нанести сильный удар молотком по обуху инструмента. Если необходимо раскрутить болт или гайку, с сорванными гранями, то острая кромка прислоняется под углом, после чего наносится несколько легких постукиваний, для получения насечки. После того как на поверхности металла образовывается канавка, делается несколько мощных ударов по обуху зубила. При этом направление силы толчка должно соответствовать движению резьбы для раскручивания. После применения зубила гайка или болт окончательно приходит в негодность.

Разновидности зубил и их предназначение

Несмотря на то, что инструмент имеет простейшую конструкцию, существует несколько его разновидностей, предназначенных для выполнения специфических задач.

Существуют следующие виды зубил:

• Слесарное.
• Крейцмейсель.
• Канавочник.
• Пика.
• Кузнечное.
• Скарпель.

Слесарное зубило предназначено для рубки незакаленных металлов. Оно является довольно острым и может применяться как для разметки по листовому материалу, так и для раскручивания болтовых соединений, сбивания заклепок и прочих импровизированных задач. Режущий наконечник инструмента является немного шире стержня. Двусторонние спуски плавно сужаются. Иногда на зубиле можно встретить микрофаску.

Крейцмейсель довольно узнаваемый инструмент с зауженной режущей кромкой, которая позволяет проводить вырубку паза и различных канавок. Такое орудие является более узкоспециализированным, чем слесарное, поэтому встречается не столь часто. Тем не менее, им можно вполне обойтись при сбивании керамической плитки или шляпок у заклепок, если под рукой нет более подходящего инструмента.

Канавочник – это еще более узконаправленный инструмент, предназначенный для вырубания фигурных каналов. Обычно его используют при необходимости ручного вырезания прокладок для ГБЦ из жесткого листового материала, а также других специфических задач, когда обойтись другим инструментом невозможно. Форма режущей кромки может быть волнистой, полукруглой, овальной и П-образной.

Пика представляет собой практически обыкновенное зубило, хвостовая часть которого сужена. В его конструкции вместо ударной шляпки стержень сточен под меньший диаметр, что позволяет проводить крепление в зажимной патрон . Форма режущей кромки может быть точечной, узкой или широкой, как у слесарного зубила.

Кузнечное зубило может иметь самую разнообразную форму режущей части. Его главным отличием является наличие специальной проточки в хвостовой части для возможности крепления в деревянную или металлическую рукоять. В собранном виде оно немного напоминает острый молоток. Инструмент применяется для рубки или пробивания отверстий в разогретом докрасна металле. Наличие удлиненной боковой рукояти позволяет защитить руки кузнеца от жара и разлетающихся искр. Также встречаются инструменты, рукоять которых приварена с помощью электросварки.

Скарпель – это более острый инструмент, предназначенный для работы с камнем. Зачастую его рабочая часть напоминает лопатку. Орудие предназначено для гладкой обработки камня и в большинстве случаев применяется скульпторами. Обычно в ударной части инструмента предусмотрен широкий резиновый грибок, который не только предназначен для защиты руки удерживающий стержень, но и блокирования разлета мелких камушков.

Как отличить зубило для металла от инструмента для камня

Отдельные конструкции инструмента различного предназначение могут быть очень похожими, поэтому бывает трудно разобраться, какой из них предназначен для металла, а который для камня. Если режущая кромка очень широкая в форме лопатки, то это несомненно орудие для работы с камнем. Инструмент для металла всегда является цельнолитым из одного материала. Он проходит особенную закалку, в результате чего режущая кромка более твердая чем стержень у хвостовика, по которому осуществляются удары молотком. Это препятствует растрескиванию в случае мощного воздействия. У большинства зубил для камня, имеются твердосплавные напайки вместо режущей кромки, что можно легко заметить. Они обеспечивают более легкое скалывание, но совершенно непригодны для металла, где нужна рубка.

Заточка инструмента

Угол заточки зубила обычно составляет 35, 45, 60 и 70 градусов, в зависимости от его предназначения. В большинстве случаев режущая кромка инструмента не имеет микрофаски, поэтому не отличается бритвенной остротой. Для предотвращения скалывание лезвия оно всегда немного притупленное, но такая предосторожность все равно не может полностью защитить инструмент от полной потери рубящих свойств. Со временем режущая кромка может сильно испортится, поэтому потребует заточки. Это можно сделать на наждаке.

Перед началом работы следует подготовить небольшую емкость с чистой водой, в которую необходимо будет окунать разогретый инструмент, для предотвращения смягчения его заводской закалки. Заточка инструмента осуществляется по торцевой части наждачного круга. Лезвие зубила выставляется против направления вращения наждачного станка. В результате искры должны уходить в пол. Переворачивание ударной части от себя не допускается. В зависимости от мощности наждака, а также температуры окружающей среды, охлаждение инструмента в воде должно проводиться с периодичностью от 30 секунд до 1 минуты. Если передержать кромку, то она чрезмерно разогреется и потеряет свою твердость, после чего не сможет рубить твердые металлы.

При осуществлении заточки необходимо периодически менять сторону контакта режущие кромки, поскольку зубило имеет двухсторонние спуски. Систематическое переворачивание позволяет сохранить правильную геометрию. Если в распоряжении нет наждака, то заточку можно провести на точильном камне. В этом случае придется уделить значительно больше времени. Движение по бруску тоже следует осуществлять лезвием вперед.

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).

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

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.

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 с дета­лями невысокой твердости.

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

Рубкой называется операция по снятию с заготовки слоя материала, а также разрубание металла (листового, полосового, профильного) на части режущими инструментами (зубилом, крейц- мейселем или канавочником при помощи молотка). Точность обработки при рубке не превышает 0,7 мм. В современном машиностроении к процессу рубки металла прибегают лишь в тех случаях, когда заготовка по тем или иным причинам не может быть обработана на металлорежущих станках. Рубкой выполняют следующие работы : удаление лишних слоев материала с поверхностей заготовок (обрубка литья, сварных швов, прорубание кромок под сварку и пр.); обрубку кромок и заусенцев на кованых и литых заготовках; разрубание на части листового материала; вырубку отверстий в листовом материале; прорубание смазочных канавок и др.

Производится рубка в тисках на плите или на наковальне. Заготовки больших размеров при рубке закрепляют в стуловых тисках. Обрубка литья, сварных швов и приливов в крупных деталях осуществляется на месте. Ручная рубка весьма тяжелая и трудоемкая операция, поэтому необходимо стремиться максимально ее механизировать.

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 (рис. 2.20) состоит из трех частей: рабочей, средней, ударной. Как и при любой обработке резанием, режущая часть инструмента представляет собой клин (рис. 2.20, 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 (рис. 2.20, 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 (рис. 2.20, в).

Плоскости, ограничивающие режущую часть инструмента (см. рис. 2.20, 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 b (бета). Угол между передней и обработанной поверхностями называется углом резания и обозначается буквой 8 (дельта). Угол между передней поверхностью и плоскостью, проведенной через режущую кромку перпендикулярно поверхности резания, называется передним углом и обозначается буквой у (гамма).

Угол, образуемый задней и обработанной поверхностями, называется задним углом и обозначается буквой а (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 а 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.

Крейцмейселъ (рис. 2.21) 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.

Канавочник (рис. 2.22) 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.

Слесарные молотки (рис. 2.23) применяются при рубке в качестве ударного инструмента для создания силы резания и бывают двух видов — с круглым (рис. 2.23, а) и квадратным (рис. 2.23, 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 (рис. 2.23, в) там, где она входит в отверстие молотка.

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 (рис. 2.24, 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 (рис. 2.24, б).

Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего (зубила, крейнцмейселя 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 2мм. Точность обработки, достигаемая при рубке, составляет 0,4...1 мм.

При рубке, как и при большинстве слесарных операций (опиливании, сверлении, шабрении, притирке и др.), осуществляется резание - процесс удаления режущим инструментом с обрабатываемой заготовки (детали) лишнего слоя металла в виде стружки.

Режущая часть любого режущего инструмента представляет собой клин с определенными углами. Зубило, резец один клин, ножовочное полотно, метчик, плашка, фреза, напильник несколько клиньев.

Рабочий инструмент/ углы, техника заточки зубила и д.р

Любой режущий инструмент в процессе эксплуатации рано или поздно тупится. Если он «одноразовый», у него одна дорога – на свалку. Если же инструмент реально восстановить, почему бы не воспользоваться такой возможностью?

Уточним терминологию. Режущая кромка инструмента образуется двумя сходящимися плоскостями (или кривыми, как у сверл). Угол заточки есть угол при вершине схождения этих плоскостей. Остроту кромки можно представить как величину, обратную ширине «площадки» на вершине или диаметру вписанного в нее круга. Практически же чем глаже сходящиеся поверхности, тем более острой будет РК. Углы заточки у разных инструментов различаются и в зависимости от качества стали и разрезаемого материала составляют: у стамески – 17–25 градусов, у рубаночного железка – 25–40, у долота – 30–40, у зубила по металлу – до 60, у ножниц – 45–60, у ножей – 20–30 градусов.

Заточка токарных резцов

Токарные резцы заостряют со стороны передней и задней поверхностей. Нюанс там только один – резец сужается вниз, поэтому, чтобы его боковые плоскости ни в коем случае не соприкасались с заготовкой, контакт должен быть только по режущей грани.

Резцы из быстрореза и с твердосплавными напайками точат на точильном круге. Если на станке подачи воды не предусмотрено, почаще макайте резец в емкость с водой.

Заточка сверла

При заточке сверла нужно держать его так, чтобы получить желаемый угол схождения режущих граней. При этом режущая кромка должна быть симметричной.

Проще всего провести на подручнике электроточила линию фломастером и держать сверло параллельно ей. Однако просто положить сверло по линии недостаточно, следует еще и повернуть его на нужный угол вокруг оси, а потом на 180 градусов относительно первого положения.

Нужен угол между кромкой сверла и плоскостью стола, то есть внешний край должен быть ниже центра, иначе сверло будет не резать материал, а ехать по нему задней поверхностью. Для контроля этого угла есть разные приспособления, но проще стоять или сидеть за столом так, чтобы блик от освещения был на внешней части режущей кромки, а потом, не меняя положения тела, повернуть сверло в пальцах и опять поймать блик – кромки будут заострены под одним углом.

Заточка сверла по задней поверхности называется одинарной, при ней остается довольно большая перемычка в центре, которая не режет, а скоблит металл. Если ее подточить, скорость сверления возрастет. Способов подточки перемычки много. На заводах ее подтачивают тонкими абразивными или алмазными кругами либо на углу широкого камня. Но можно подтачивать перемычку так, как показано на фото. Защитные очки при выполнении заточки строго обязательны.

Заточка зубила

Этот инструмент представляет собой металличе-ский стержень, один конец которого (боек) имеет форму усеченного конуса с полукруглым основанием, а второй (лезвие) – клина. Оба конца закалены и отпущены.

Зубило используют для обработки металла. Его длина составляет примерно 100–200 мм, ширина лезвия – 5–52 мм. Лезвие инструмента должно быть хорошо заточено, так как от этого зависит сила удара (чем острее лезвие, тем меньшее усилие прилагают при ударе).

Угол заточки лезвия зубила различен. Лезвием с тупым углом заточки работают с твердыми металлами. При этом следует учитывать, что сталь средней жесткости обрабатывают лезвием с углом заточки не менее 60°; чугун, бронзу, твердую сталь – 70°.

Меньшего угла заточки лезвия зубила требует работа с мягкими металлами – такими, как медь и латунь. Угол заточки лезвия при этом должен составлять примерно 45°. Цинк и алюминий обрабатывают зубилом, угол заточки лезвия которого составляет 35°.

Заточку лезвия инструмента производят на точильном станке. Зернистость электрокорундных кругов при этом должна быть 40, 50 или 63.

Для контроля угла заточки зубила используют специальный шаблон, представляющий собой брусок из металла, на котором вырезаны 4 паза с углами разной величины (рис. 1).

Рис. 1. Шаблон для контроля угла заточки зубила

При работе с зубилом следует учитывать, что для труб из серого чугуна, покрытых битумом, рекомендуется использовать обыкновенное зубило. Трубы, имеющие на наружной поверхности слой твердого белого чугуна, перерубают зубилом с твердосплавной вставкой.

а- зубило; б- крейцмейсель; 1- лезвие; 2- рабочая часть; 3- средняя часть; 4- ударная часть (головка);