Работа с металлами
Гибка
Тонкую проволоку изгибают круглогубцами (рис. 1), проволоку большого диаметра — в струбцине или на соответствующей оправке. Арматурную сталь изгибают с помощью трубы, надетой на конец стержня.
Лист гнут последовательно деревянной или резиновой киянкой в тисках (рис. 2). Для предотвращения повреждения листа на губки тисков надевают медные уголки. Киянкой постукивают постепенно, чтобы отгибаемая часть листа сохраняла свою плоскостность. Длинные листы следует гнуть на гибочной машине.
Трубы при изгибании деформируются и сплющиваются поэтому перед изгибанием их заполняют сухим песком, а концы уплотняют деревянными пробками. Затем трубу нагревают над огнем и осторожно, постепенно изгибают на оправке. В трубу можно также вставить толстую стальную спираль, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру трубы. После охлаждения и контроля высыпают песок или извлекают спираль. Стальную трубу можно, например, залить свинцом или другим материалом, температура плавления которого намного ниже, чем материала трубы. После гибки и контроля трубу нагревают, и свинец вытекает.
Правка
Правка листов — трудоемкая операция, требующая навыка. Хороший эффект дает нагрев пламенем. Можно использовать молоток, причем стучать надо не по искривленным местам, а рядом с ними. Молотком или киянкой листы правят на стальной плите, постукивая по спирали вокруг выгнутого места, а если оно в центре, — в направлении к кромке. Если выгнуты края листа, постукивают по спирали от края к центру (рис. 3).
Скрученную проволоку закрепляют одним концом в тисках и правят, протаскивая вокруг стальной или деревянной оправки.
Рубка
Рубка — тяжелый труд. Нужно иметь зубила для бетона и для камня. Угол заострения зубила (рис. 4) зависит от вида подлежащего рубке материала. Различные виды зубил показаны на рис. 5. Инструмент должен быть очень острым, затачивают его на заточных станках, периодически его следует перезатачивать и закаливать в специальной мастерской.
Вырубка отверстий в толстолистовых материалах. Вначале на листе карандашом точно размечают контур отверстия и подбирают массивную подкладку. Лучше всего рубить на наковальне, рельсе, балке или на плите толщиной 20 мм. Заготовку кладут на подкладку. На руки необходимо надеть толстые кожаные рукавицы! Зубило устанавливают примерно на расстоянии 0,5 мм от размеченного контура и молотком стучат по нему, пока оно не пробьет лист почти насквозь. После обрубки всего контура лист смещают, чтобы отверстие было вне подкладки, наклоняют зубило и пробивают материал. После этого, придерживая лист на краю подкладки и постепенно поворачивая его, вырезают металл из отверстия, как ножницами, наклонно поставленным зубилом. После отделения вырубленного металла лист правят на наковальне, закрепляют в тисках и напильником зачищают кромки. Все операции следует выполнять в кожаных рукавицах.
Пробивка отверстий
В тонких материалах отверстия пробивают бородком, ударяя по нему молотком. Отверстия пробивают в стальных листах толщиной до- 1,5 мм, в алюминиевых—до 4 мм. В пластмассах, резине, коже отверстия получают пробойником (рис. 58).
Резание
С помощью ручных ножниц вырезают заготовки различной формы из листовой стали толщиной до 0,8 мм, меди — до 1 мм, алюминия — до 2 мм. Ручные ножницы бывают с замкнутыми ручками, однако целесообразнее пользоваться ножницами с открытыми ручками во избежание защемления ладони (рис. 59). Изогнутые ножницы позволяют вести резку над листом. Существуют также ножницы для вырезания отверстий. Резание выполняют по разметке. На руки надевают кожаные рукавицы. Одной рукой работают ножницами, другой — отводят отрезанный материал.
Арматурную сталь режут большими ручными ножницами со сложным рычагом. Для резания толстолистовой и профильной стали нужно иметь настольные рычажные ножницы.
В раме ножовки (рис. 6) крепят полотно так, чтобы наклон зубьев соответствовал направлению резания, т. е. от себя. Полотно должно быть закреплено ровно, прочно, с натяжением. При резании длинных заготовок полотно закрепляют, как показано на рис. 60, б. Для мягкой стали и стали квадратного сечения применяют полотно с крупными зубьями, для твердой — с мелкими, для труб — со средними.
Мелкозубое пильное полотно имеет 30 зубьев на длине 25 мм, среднее—18—22, а крупное —до 16. При резании ножовкой ее несколько наклоняют вперед так, чтобы угол между полотном и горизонтальной плоскостью составлял 5—10°. Заготовку закрепляют в тисках. Полотно предварительно смазывают с обеих сторон соответствующим смазочным материалом, обычно маслом (в зависимости от разрезаемого материала).
Сверление
Наиболее распространенными являются спиральные сверла (рис. 7), которые применяют для сверления металлов, древесины, пластмасс. Вопросы заточки сверл изложены ниже.
Коловорот предназначен для сверления только мягких материалов вручную. Ручную сверлильную машину применяют для сверления отверстий диаметром до 10 мм, электрическая сверлильная машина обеспечивает быстрое и качественное сверление.
Опиливание
В зависимости от формы насечки различают напильники (рис. 8): простые — для алюминия, цинка и их сплавов, крестовые — для стали, чугуна и латуни, фрезерованные — для пластмасс, рашпили — для древесины, кожи, кости.
Тип напильника выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и припуска на обработку (рис. 9).
Напильники обозначают по числу зубьев на длине 10 мм. Например, напильники №№ 5—8 предназначены для чистовых операций. При черновом опиливании вначале работают грубым-, а затем все более мелкими напильниками. Прежде чем приступить к работе, необходимо убедиться в прочности вставки напильника в ручку. При свободном соединении вкладывают в ручку несколько раз сложенную мокрую бумагу, вновь насаживают ее на напильник и, держа его в руке, ударяют ручкой по тискам. Пластмассовые ручки лучше насаживать с клеем.
Нарезание резьбы
Для резьбовых соединений, как правило, применяют метрическую резьбу; М10 означает: метрическая резьба с наружным диаметром 10 мм. Существуют также метрические резьбы с мелким шагом. Для труб и арматуры применяют трубные резьбы, размеры которых даны в дюймах и регламентированы Международной системой единиц СИ. Резьбы бывают правые (если смотреть на головку винта, его ввертывают, вращая по часовой стрелке) и левые (например для оттяжек, валов шлифовальных головок и т. п.) с дополнительным обозначением, например М10 левая.
Плашкой (рис. 10) нарезают наружную резьбу. Она имеет форму диска с цилиндрическими отверстиями и спиральными режущими лезвиями. Плашку зажимают в воротке винтами, расположенными по его контуру. На торце стержня, на котором необходимо нарезать резьбу, на заточном станке снимают фаску под углом 60° до диаметра, равного 80% диаметра резьбы. Затем подготавливают животный жир (сало) или растительное масло (терпентин) — машинное масло не рекомендуется, так как портит резьбу.
Стержень и плашку смазывают жиром. На конец прочно зажатого в тисках стержня с фаской в виде усеченного конуса устанавливают точно в горизонтальной плоскости вороток с плашкой и вращают обеими руками вороток по часовой стрелке (глядя сверху), если резьба правая, с небольшим нажимом на плашку. Как только плашка начинает нарезать резьбу, появляется ощущение нагрузки и видна стружка в отверстиях плашки. Вороток с плашкой должен быть перпендикулярен оси стержня,, иначе резьба будет нарезана криво, что можно исправить, только отрезав дефектную часть стержня и вновь сделав фаску. Нарезая кривые витки резьбы, слабо нажимают на вороток по оси стержня, затем плашку направляют резьбой, и достаточно лишь вращать вороток. Иногда рекомендуют плавно вращать вороток по часовой стрелке, иногда — после каждого полуоборота немножко повернуть его обратно, чтобы сломать стружку. Однако главное — хорошо смазать все рабочие лезвия, чтобы резьба не рвалась, а плашка не тупилась.
Метчики (рис. 11) предназначены для нарезания внутренней резьбы. При нарезании глубокой резьбы обычно применяют комплект из трех метчиков: первый метчик (обозначение — одна риска) — предварительный, второй (две риски) нарезает резьбу и третий (три риски или без них) ее калибрует. Гаечные метчики пригодны для нарезания короткой резьбы (как в гайке) и имеют последовательно расположенные режущие кромки; после прохождения всей длины получают полную резьбу.
В заготовке сверлят отверстие (для резьбы М10 примерно 8 мм). Для определения диаметра сверла под резьбу МЗ-—М14 принимают, что отверстие равно 0,8 наружного диаметра. В воротке (универсальном — см. рис. 66 или в виде планки с несколькими квадратными отверстиями) зажимают метчик с одной риской. Смазывают режущую часть метчика жиром и вставляют в отверстие. Далее необходимо тщательно следить за тем, чтобы метчик шел точно по оси отверстия во избежание поломки (при нарезании резьбы он не выдержит нагрузки, возникающей от односторонней силы резания).
Осторожно нарезают 4—5 витков, извлекают метчик из отверстия и очищают его от стружки. Еще раз смазывают его жиром, вновь ввертывают в отверстие, нарезают еще 4—5 витков, продолжая операцию до упора (при глухом отверстии) или до выхода метчика (при сквозном отверстии). Затем очищают первый метчик, кладут его на место и берут метчик с двумя рисками, смазывают его жиром, вручную ввертывают его в отверстие и, как только он начнет врезаться в материал, надевают на него вороток. В этом случае уже не требуется так тщательно следить за соосностью — метчик направляется самой резьбой. После нарезания каждых 5—6 витков метчик очищают от стружки и смазывают до полного прохода отверстия. Затем берут последний метчик с тремя рисками, также смазывают жиром, рукой ввертывают в отверстие до зацепления, надевают вороток и осторожно калибруют резьбу. Очистку от стружки и смазывание повторяют, как и ранее.
Дюймовыми метчиками пользуются так же, как и метрическими. Диаметры отверстий под дюймовую резьбу можно найти в соответствующих справочниках.
Для нарезания резьбы на трубах применяют клуппы, обычно с регулируемыми режущими элементами в диапазоне резьб для труб с внутренним диаметром от 1/4 до 4 дюймов. Нарезание резьбы на трубах и стержнях большого диаметра облегчает применение электрических головок. Целесообразнее нарезать такие резьбы на токарно-винторезных станках.
Соединение металлов
Заклепочные соединения. Листы большой толщины соединяют сплошными заклепками. Измерив штангенциркулем диаметр заклепки, просверливают точное отверстие в обоих листах и молотком забивают в него заклепку (см. рис. 67). Листы поджимают друг к другу с помощью толстостенной втулки или специального инструмента. После этого обрезают заклепку так, чтобы она выступала над листом на длине 1,5—2 диаметров. Затем молотком расклепывают заклепку, оформляя головку; при этом листы должны быть плотно сжаты. Головку расклепывают постепенно, следя за тем, чтобы она не погнулась. Для этого применяют специальный инструмент (рис. 13, поз. 3), имеющий выточку по форме головки. Расклепывать головку молотком не рекомендуется.
Если головки не должны выступать над поверхностью листов, применяют заклепки с потайными головками, хотя их прочность гораздо ниже, чем заклепок с внешними головками. Заклепки с потайными головками можно изготовить в приспособлении, показанном на рис. 67
Заклепки изготавливают из стали, алюминия, меди. Для мягких и тонколистовых материалов применяют полые заклепки.
Соединение винтами. Соединение винтами — разборное. Его недостаток заключается в возможности смещения соединенных деталей, которое предупреждают установкой двух стальных штифтов (рис. 68). Отверстия под штифты обрабатывают одновременно в двух деталях.
Пайка. Низкотемпературная пайка обладает низкой прочностью, но высокой герметичностью в воде и других жидкостях. Для низкотемпературной пайки используют припой (сплавы олова со свинцом), в обозначении которых число указывает содержание более дорогого компонента (олова).
С увеличением содержания олова снижается температура плавления припоя. В качестве припоев используют и другие сплавы, в том числе с добавлением серебра.
Простейшие паяльники (рис. 15, 16) нагревают над газовой плитой, огнем или паяльной лампой. Для жестяницких работ нужен большой паяльник, для электротехнических — наоборот, поменьше. Соединяемые поверхности и острие паяльника необходимо зачистить, например проволочной щеткой. Стальные и медные листы очищают от окисиых пленок, обезжиривают, зачищают напильником или шкуркой до чистого металла. На оцинкованных или луженых листах достаточно удалить наружные загрязнения.
При жестяницких работах соединяемые поверхности очищают паяльной кислотой. Ее можно приготовить самому из соляной кислоты, в которую бросают кусочки цинка до тех пор, пока она не перестанет «кипеть». Полученный раствор разбавляют водой в отношении 1:1.
Паяльник нагревают и, как только олово начнет плавиться, очищают острие нашатырем и набирают на него оловянный припой. Паяльник прижимают к соединяемой поверхности, предварительно очищенной паяльной кислотой, нагревают ее и постепенно покрывают тонким слоем припоя. Припой должен покрыть всю поверхность сплошным слоем. Если припой скатывается в шарики, стекающие по поверхности, значит, она была плохо очищена или же был перегрет паяльник. И наоборот, при недостаточно нагретом паяльнике припой не адгезируется с металлом и возникает непропаянное соединение, которое трудно сразу выявить. В дальнейшем оно зачастую проявляется недостаточной прочностью, а в электротехнике — трудно обнаруживаемыми отказами. Зачищать поверхность приходится неоднократно, прежде чем удастся облудить ее в случае значительной загрязненности. Лишь после тщательного покрытия соединяемых поверхностей слоем припоя нагретые детали накладывают друг на друга и прогревают паяльником до сцепления обоих слоев припоя. Затем паяльник отводят и сжимают детали до полного охлаждения соединения.
Соляная кислота пригодна главным образом для жестяницких работ, в которых возможно полное вымывание кислоты большим количеством воды. Совершенно недопустимо ее применение при пайке деталей радио- и телеприемников. Здесь целесообразно использовать хлористый цинк, хлористый аммоний, пасты с добавкой вазелина и другие средства. Средства наносят на соединяемые поверхности, расплавляют припоем, а затем их лудят. Остывшее соединение зачищают проволочной щеткой.
При пайке на печатных платах используют только чистую канифоль.
Для пайки толстолистовых материалов пользуются электрическими и газовыми паяльниками, например газобаллонным паяльником (рис. 17), в радиотехнике — трансформаторными паяльниками (рис. 18). Почти сразу же после нажатия на кнопку острие паяльника нагревается до рабочей температуры. Встроенная в паяльник лампа освещает рабочую зону. Рабочий орган таких паяльников выполнен из медной проволоки в виде петли.
При пайке интегральных схем, особенно полевых транзисторов, пользоваться трансформаторными паяльниками нельзя, следует применять специальные паяльники и процессы.
Высокотемпературная пайка (обычно латуней) выполняется при повышенной температуре. Соединение обладает механической прочностью, почти равной прочности основного металла. Очищенные механическим способом поверхности нагревают на шамоте или кирпиче до температуры намного выше точки плавления припоя, наносят слой буры и припоя и дают им остыть. Для нагрева применяют сварочный аппарат (пропан-бутан и кислород) и другие приспособления.
Сварка. Сварное соединение обеспечивает высокую прочность. При сварке применяют электродуговой и пламенный способы. Пламя нагревает большую зону свариваемых деталей и может, следовательно, ухудшить их свойства. Однако можно нагреть всю деталь, что ограничит деформации, вызванные усадкой. Электрод нагревает металл в точечной зоне.
Сварочные работы может выполнять только тот, кто сдал специальный экзамен и имеет соответствующее свидетельство.
Сварочные аппараты можно приобрести в соответствующих магазинах.
Склеивание металлов. Основное внимание следует уделять тщательной подготовке соединяемых поверхностей. Для склеивания используют эпоксидные клеи «ЭПО», «ЭДП», «Эпоксидная шпатлевка». Операцию выполняют согласно инструкции по применению клея.
Соединяемые поверхности тщательно очищают от загрязнений, обезжиривают, шероховатят. Затем в соответствии с рекомендациями инструкции по применению клея наносят его на соединяемые поверхности, сжимают или нагревают их для ускорения процесса. После отверждения излишки клея зачищают.
Защитные покрытия металлов
В домашней мастерской можно наносить покрытия хромом, медью и другими металлами, а также выполнять гальванопластические работы, которые, правда, довольно трудоемки. Можно также упомянуть и о никелировании, поскольку в продаже имеется средство «Никлик», обеспечивающее получение покрытия высокого качества при холодном процессе.
Еще одна операция — воронение. Покупают средство для обесцвечивания тканей и разводят согласно инструкции по применению. В горячий раствор помещают обезжиренное и очищенное изделие, раствор непрерывно помешивают. Дальнейшую обработку ведут с отклонением от инструкции — изделие выдерживают в растворе примерно 30 мин. Извлеченное из раствора изделие подвешивают, чтобы жидкость стекла и изделие высохло. Затем его протирают фланелью или смазывают тонким слоем масла.
Лужение, цинкование, кадмирование, хромирование, анодирование в вакууме и другие виды процессов выполняют в специальной мастерской.
Декоративное оформление дома - Работа с металлами
Остались вопросы по теме - "Работа с металлами", задайте их на