Назначение шабрения и область его применения. Точность шабрения и контроль качества Шабрение деталей с помощью механизированного инструмента
Билет №17
1. Организация рабочего места слесаря-инструментальщика
2. Шабрение (определение, виды шаберов, контроль шабрения)
Рабочее место слесаря-инструментальщика
Организация рабочего места непосредственно влияет на качество и производительность работы слесаря-инструментальщика. Это объясняется сложным, ответственным и разнообразным характером выполняемой им работы. Он пользуется большим количеством различных по конструкции инструментов, приспособлений и устройств. Их рациональное использование возможно только при строгой и правильной организации рабочего места. В настоящее время разработаны типовые проекты рабочего места слесаря-инструментальщика, основанные на принципах научной организации труда.
Базу рабочего места слесаря-инструментальщика (рис. 1) составляют основной и вспомогательный верстаки. На основном верстаке выполняют размерную обработку, а на вспомогательном - сборку. Для возможности работы с крупногабаритными заготовками рабочее место оснащают стационарной контрольно-резметочной плитой.
Рис. 1. Рабочее место слесаря-инструментальщика 1,3 - верстаки, 2 - контрольно-разметочная плита
На основном верстаке устанавливают параллельные тиски поворотного типа, лампу местного освещения, приспособление для пользования чертежами и- стул, а также (при необходимости) настольные тиски различных конструкций, используемые для выполнения точных слесарных работ и при обработке заготовок небольших размеров.
В ящиках верстака хранят все необходимые для работы инструменты, причем условия хранения должны соответствовать требуемым для каждого вида инструмента. За каждым инструментом должно быть закреплено постоянное место. Инструменты должны быть сгруппированы по назначению (т. е напильники должны храниться в одном месте, измерительный инструмент в другом и т. д.). Если в ящиках верстака не хватает места для всего нужного инструмента, то для его хранения используют также дополнительные устройства - поворотные тумбочки, настольные переносные инструментальные ящики и др.
Рабочая поверхность верстака должна быть ровной и покрыта листовой сталью, текстолитом или линолеумом. Высота верстака считается правильной, если у стоящего прямо слесаря рука, согнутая в локте под углом 90°, при вертикальном положении ее плечевой части находится на уровне губок тисков.
В столешнике верстака и на разметочной плите следует располагать только те инструменты и приспособления, которые необходимы для выполнения данной работы. Инструменты, приспособления и заготовки должны располагаться по принципу: что берется левой рукой, должно располагаться слева от работающего, а что берется правой рукой,- справа. Ближе располагают инструменты и приспособления, которыми пользуются чаще.
Рабочее место слесаря-инструментальщика, выполняющего точную и ответственную работу, должно отвечать самым высоким требованиям культуры производства.
ШАБРЕНИЕ
Шабрением называется операция по снятию (соскабливанию) с поверхностей деталей очень тонких частиц металла специальным режущим инструментом - шабером.
Цель шабрения - обеспечение плотного прилегания сопрягаемых поверхностей и герметичности (непроницаемости) соединения. Шабрением обрабатывают прямолинейные и криволинейные поверхности вручную или на станках.
Рисунок 17.1 Шабрение, слева - поверхность с маслоудерживающим рисунком (Glenn McKechnie, September 2005)
За один рабочий ход шабером снимается слой металла толщиной 0,005...0,07 мм.
В результате шабрения может быть обеспечена точность обработки, характеризуемая такими показателями: плоскостность и прямолинейность достигает значений до 0,002 мм/м, или до 30 пятен на площади 25 X 25 мм при проверке на краску и шероховатость поверхности не более Rа 0,16. Его широко применяют в инструментальном производстве как окончательный процесс обработки незакаленных поверхностей.
Широкое применение шабрения объясняется тем, что полученная поверхность обладает особыми качествами:
- более износостойка, чем шлифовальная или полученная притиркой абразивами, потому что не имеет шаржированных в поры остатков абразивных зерен, ускоряющих процесс износа;
- лучше смачивается и дольше сохраняет смазывающие вещества благодаря наличию так называемой разбивки (соскабливанию) этой поверхности, что также повышает ее износостойкость и снижает коэффициент трения;
- позволяет использовать самый простой и наиболее доступный метод оценки ее качества по числу пятен на единицу площади.
Ручное шабрение - трудоемкий процесс, поэтому его заменяют более производительной обработкой на станках.
Шабрению предшествует чистовая обработка резанием. Поверхность, подлежащую шабрению, чисто и точно обрабатывают, опиливают личным напильником, строгают или фрезеруют. На шабрение оставляют припуск 0,1...0,4 мм в зависимости от ширины и длины поверхности.
При больших припусках и значительных неровностях поверхность сначала припиливают личным напильником с проверкой на краску (рисунок 17.2), напильник предварительно натирают мелом для устранения скольжения по краске и засаливания насечки.
Рисунок 17.2 Припиливание поверхности с проверкой на краску (Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела М.: Высш. шк. , 1989.)
Напильник перемещают круговым движением, снимая металл с окрашенных мест. В целях предотвращения образования глубоких напильник очищают стальной щеткой. Опиливание ведут осторожно, так как при излишнем опиливании могут остаться глубокие впадины.
После опиливания окрашенных пятен заготовку (деталь) освобождают от тисков и вторично проверяют плоскости на окрашенной поверочной плите, затем продолжают опиливать слой металла по новым пятнам краски. Опиливания и проверки чередуют до тех пор, пока не будет получена ровная поверхность с большим количеством равномерно расположенных пятен (особенно по краям).
Рисунок 17.3 Деталь подготовленная к шабрению (http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php?title=Schaben)
Шаберы - металлические стержни различной формы с режущими кромками. Изготовляют их из инструментальных углеродистых сталей. Режущий конец шабера закаливают без отпуска до твердости НRС 64...66.
По форме режущей части шаберы подразделяют на плоские, трехгранные, фасонные; по числу режущих концов (граней) - на односторонние и двусторонние; по конструкции - на цельные и со вставными пластинками.
Рисунок 17.4 Шаберы ручные (http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php?title=Schaben)
Виды шаберов
Поверхности шабрят односторонними и двусторонними шаберами.
По форме рабочей поверхности шаберы делятся на плоские, трехгранные, фасонные. Шаберы изготовляют из углеродистой инструментальной стали и закаливают их режущую часть.
По форме режущих концов шаберы различают прямые и изогнутые. Плоскими шаберами обрабатывают прямолинейные поверхности.
Плоский шабер
Шаберами с изогнутыми концами обрабатывают поверхности в острых углах или мягкие металлы (например, алюминий).
Трехгранными шаберами, которые, как правило, выпускают только односторонними, обрабатывают вогнутые и цилиндрические поверхности. Нередко трехгранные шаберы делают из сработанных трехгранных напильников. Длина трехгранных шаберов - 100 - 150 мм.
Окрашивание поверхности . Краску наносят на поверхность плиты тампоном из чистых льняных тряпок, сложенных в несколько слоев. Удобно проводить окрашивание изготовленным из чистого полотна (холста) мешочком, в который накладывают краску (ни в коем случае не следует класть в мешочек сухую краску и обмакивать его в масло).
Рисунок 17.5 Окрашивание поверхности (http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php?title=Schaben)
Для получения поверхности высокого качества последовательно выполняют черновое, получистовое и чистовое шабрение.
Черновое шабрение (предварительное) заключается в грубой обработке поверхности - широкими шаберами удаляют следы и риски предыдущей обработки. Вначале из-за недостаточно тщательной подготовки поверхности отдельные, наиболее выступающие места будут окрашиваться густо и на них образуются крупные пятна. В этом случае делают "разбивку" больших пятен: снимают металл с сильное крашенных мест. После каждого окрашивания направление движения шабера изменяют. Шабером захватывают все пятно, иначе на поверхности образуются заусенцы. Когда пятна расположатся равномерно, разбивку заканчивают и приступают к увеличению числа пятен, ведя шабрение всех окрашенных мест, включая и слабоокрашенные. Получив четыре-шесть пятен в квадрате 25X25 мм, предварительное шабрение заканчивают.
Рисунок 17.6 Первый проход шабером
Рисунок 17.7 Черновое шабрение. длина штриха более 20 мм.
Рисунок 17.8 Черновое шабрение начал "крестить" первый проход
Работу выполняют шабером шириной 20...30 мм при длине рабочего хода 10...15 мм. Направление шабера непрерывно меняют так, чтобы последующий штрих был расположен под углом 90° к предыдущему.
За один ход шабера снимают слой толщиной 0,02...0,05 мм. Шабрят до тех пор, пока не исчезнут видимые риски. Качество шабрения проверяют на краску, которую наносят на поверочную плиту. После наложения и движения плиты (или детали) обнаруженные выступающие места снова шабрят.
Получистовое (точечное)шабрение заключается в снятии только серых, т.е. наиболее выступающих мест, выявленных проверкой на краску. Работу выполняют плоским узким (12... 15 мм) шабером при длине рабочего хода 5...10 мм; за один ход шабера снимают слой толщиной 0,01,..0,02 мм.
Чистовое (отделочное)шабрение применяют для получения очень высокой точности поверхности. При легком нажиме на шабер снимают тонкий (8...10 мкм) слой. Применяют шаберы шириной 5...10 мм при длине рабочего хода 4...5 мм (мелкие штрихи).
Декоративное шабрение осуществляют следующим образом. На обработанную поверхность шабером наносят штрихи, образующие на поверхности тот или иной рисунок. Наиболее часто применяется шахматный рисунок, когда на поверхности образуются ромбики с разным направлением штрихов. Выполняют его в два приема: сначала наносят в шахматном порядке штрихи в одном направлении, затем в промежутках - штрихи в противоположном направлении. "Мороз" наводят на рабочих и нерабочих поверхностях. Создавая на поверхности штрихи в определенном направлении, декоративное шабрение вместе с тем улучшает условия ее смазывания, так как в полученных штрихах за счет поверхностного натяжения лучше удерживается смазка.
По исчезновению штрихов судят об износе (при износе более 3 мкм рисунок исчезает).
ТОЧНОСТЬ ШАБРЕНИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Подготовка к шабрению. Перед шабрением поверхности очищают, а если требуется, то промывают, протирают и затем наносят на них специальную краску. Эта краска представляет собой смесь машинного масла с порошком лазури, реже ультрамарина (синьки) либо же сажи, замешанной на смеси автола с керосином.
 | |||
| Рис. 90. Приемы одсрашивания и проверки поверхности перед шабрением. | |||
Краску измельчают так, чтобы между пальцами не ощущалось зерен. Затем ее насыпают в баночку (металлическую или стеклянную) и вливают туда масло. Количество машинного масла в смеси должно быть таким, чтобы краска имела консистенцию пасты, но не жидкой, так как излишек масла будет расплываться по контрольной плите и проверяемая поверхность при уналожении ее на плиту вся^покроется краской.
Краска используется в процессе шабрения для контроля качества поверхности. На поверочную плиту наносят тонкий равномерный слой краски при помощи тампона (рис. 90, а), сделанного из чистой тряпки.
Точность шабрения. После проверки поверочной плитой или линейкой пришабриваемой поверхности на выступающих местах ее остаются отдельные окрашенные пятна-точки. По количеству, размерам и распределению таких пятен судят о качестве шабрения. Проверку производят дву-мя-тремя круговыми движениями пришабриваемой детали по плите (рис 90, б).
На хорошо обработанных поверхностях краска ложится равномерно по всей поверхности. При некачественной обработке на поверхности -появляется лишь несколько крупных пятен (рис. 90, в)
Точность шабрения определяется числом окрашенных пятен (точек), приходящихся
на единицу поверхности. В качестве единицы поверхности берут квадрат размерами 25X25 мм. Чем больше таких точек и чем равномернее они расположены, тем выше качество шабрения и точнее поверхность.
Контроль качества шабрения. Для про верки качества шабрения используется
| специальная проверочная рамка (рис. 91). Ее накладывают на поверхность и считают количество точек краски, находящихся в окне рамки. Окончательно определяют их число как среднее арифметическое замеров в нескольких местах проверяемой поверхности (табл. 114). | |||
 | |||
| Рис. 91. Контроль качества шабрения проверочной рамкой. | |||
| При подсчете количества пятен на пришабренных отверстиях или вкладышах подшипников можно пользоваться целлулоидным шаблоном, согнутым по радиусу вкладыша. На шаблон наносится сетка с"квадратами 25X25 мм, спомощью кото | |||
| Таблица114 | |||
ПОВЕРОЧНЫЕ ЛИНЕЙКИ И ПЛИТЫ
Для проверки прямолинейности, плоскостности и взаимного расположения шабруемых поверхностей служат поверочные плиты, линейки* угловые линейки и призмы, а для проверки цилиндрических и конических отверстий - валики соответствующих размеров и формы (табл. 115).
Часто для проверки качества шабрения поверхностей используются поверхности деталей, к которым они пришабриваются.
— это окончательная слесарная операция, заключающаяся в соскабливании очень тонких слоев материала с поверхности заготовки с помощью режущего инструмента — шабера. Шабрение применяется в тех случаях, когда необходимо обработать поверхности с очень малой шероховатостью. Как правило, шабрению подвергаются сопрягаемые поверхности, перемещающиеся друг относительно друга (трущиеся поверхности). С его помощью достигается плотное прилегание сопрягаемых поверхностей, надежное удерживание смазки между трущимися поверхностями и точные размеры деталей.
Шабрением обрабатываются как плоские, так и криволинейные поверхности (например, направляющие станков), поверхности подшипников скольжения, детали приборов, а также поверхности различных инструментов и приспособлений (например, поверочные плиты, угольники, линейки). За один проход шабер может удалить с поверхности заготовки очень тонкий слой металла толщиной не более 0,7 мм. При средних усилиях, прикладываемых к инструменту, толщина снимаемой стружки составляет 0,01 …0,03 мм.
Шабрение является весьма трудоемкой операцией и требует чрезвычайно высокой квалификации слесари. В практике слесарных работ шабрение занимает около 20%, поэтому большое значение имеют механизации труда и замена ручного шабрения станочными методами обработки.
Инструменты и приспособления для шабрения. Шаберы
Режущим инструментом при шабрении является шабер. Шаберы различаются по конструкции — цельные и составные, по форме режущей кромке — плоские, трехгранные и фасонные, а также по числу режущих граней — односторонние и двухсторонние.
Шаберы изготовляются из углеродистых инструментальных сталей марок У10…У13. Составные шаберы могут оснащаться пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава.
Для шабрения плоских поверхностей используются одно- или двухсторонние шаберы с прямолинейной или криволинейной режущей кромкой (рис. 4.3, а, б, в). Геометрические параметры шаберов зависят от вида обработки, материала заготовки и угла установки инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности. Торцевая поверхность шабера затачивается под углом заострения 90… 100° по отношению к оси инструмента. При черновой обработке угол заострения равен 75…90°, при чистовой — 90°, а при отделочной — 90… 100°. Угол заострения для чугуна и бронзы выбирается равным 90… 100°, для стали — 75…90°, а для мягких металлов — 35…40°.
Выбор длины режущей кромки и радиуса ее закругления зависит от твердости обрабатываемого материала и заданной шероховатости обработанной поверхности. Чем тверже обрабатываемый материал и выше требования к чистоте обработанной поверхности, тем более узкой должна быть режущая кромка шабера и меньшим радиус закругления.
Для чернового шабрения применяются шаберы с шириной режущей кромки 20… 30 мм, для чистового — 15… 20 мм и для отделочного — 5… 12 мм.
Для шабрения вогнутых поверхностей, например вкладышей подшипников скольжения, предназначены трехгранные шаберы (рис. 4.3, г), которые имеют три режущие кромки и могут быть прямыми и изогнутыми; их угол заострения составляет 60°. У этих шаберов на гранях находятся продольные канавки (желобки), что делает более удобной заточку и заправку инструмента.
Помимо цельных, используются составные шаберы (рис. 4.3, д), позволяющие быстро заменять режущие пластины, а потому удобные для выполнения различных шабровочных работ. Такой шабер состоит из корпуса держателя 2, рукоятки 4 и зажимного винта 3. Сменную режущую пластину 1 из углеродистой, быстрорежущей стали или твердого сплава закрепляют в держателе 2, вращая винт 3 при помощи рукоятки 5.
В более простой конструкции шабера (рис. 4.3, е) режущие пластины 6 закрепляются в рукоятке 7 при помощи гайки.
При шабрении вкладышей подшипников скольжения для уменьшения числа переточек в процессе работы применяются шаберы- кольца (рис. 4.4), которые могут быть изготовлены из кольца изношенного конического роликового подшипника.
Поскольку шабрение является заключительной операцией слесарной обработки, то качество ее выполнения необходимо контролировать в течение всего процесса. Для этих целей предназначены проверочные инструменты.
К проверочным инструментам (рис. 4.5) относятся: проверочные плиты для контроля широких плоских поверхностей; плоские проверочные линейки (рис. 4.5, а, б), применяемые при контроле шабрения длинных и сравнительно узких плоских поверхностей; трехгранные угловые линейки (рис. 4.5, в), использующиеся при контроле шабрения поверхностей, расположенных под внутренним углом, угловые плиты — для контроля качества шабрения поверхностей под прямым углом; а также проверочные валики — для контроля шабрения цилиндрических поверхностей и выемок. Контроль качества шабрения всеми этими инструментами основан на выявлении неровностей на обработанной шабрением поверхности. Неровности на обрабатываемой поверхности становятся видимыми после наложения ее на окрашенный проверочный инструмент или наоборот, после наложения окрашенного инструмента на обработанную поверхность и взаимного их перемещения друг относительно друга.
Весьма важным является хранение проверочных инструментов в надлежащем состоянии, поэтому после работы проверочный инструмент следует очищать, смазывать и только потом укладывать в футляр или накрывать крышкой.
Приемы шабрения
К атегория:
Шабрение, притирка и др.
Приемы шабрения
Перед шабрением поверхности очищают, промывают, протирают, затем наносят на них краску.
Краски для шабрения. После очистки заготовки перед шабрением выявляют неровности путем окрашивания поверхностей краской. Шабровочная краска представляет собой смесь машинного масла с лазурью и реже с суриком и ультрамарином (синька), которые в отличие от лазури плохо смешиваются с маслом и нечетко видны на детали. Лазурь можно заменить сажей, замешанной на смеси автола с керосином. Краску измельчают так, чтобы между пальцами не ощущалось зерен. Затем краску насыпают в баночку (металлическую или стеклянную) и вливают туда масло. Количество машинного масла в смеси должно быть таким, чтобы краска имела консистенцию пасты, но не жидкой, так как излишек масла будет расплываться по контрольной плите и проверяемая поверхность при наложении ее на плиту вся покроется краской.
Рис. 1. Углы заточки шаберов для обработки: а - чугуна и бронзы, б - стали, в - мягких металлов
Рис. 2. Заточка плоских шаберов: а - торца, б - боковой поверхности; с - зазор не более 3 мм
Рис. 3. Доводка (заправка) шабера на бруске: а - торцовой поверхности, б - боковой
Окрашивание поверхности. Краску наносят на поверхность плиты тампоном из чистых льняных тряпок, сложенных в несколько слоев. Удобно наносить краску также мешочком, изготовленым из чистого полотна (холста), в который накладывают краску.
Мещочек и тампоны в паузах между окрашиванием кладут в чистую стеклянную посуду или жестяную баночку. Ни в коем случае не следует класть в мещочек сухую краску и обмакивать его в масло.
Перед окрашиванием с поверхности детали удаляют стружку и грязь волосяной щеткой или чистой тряпкой, деталь осторожно накладывают обрабатываемой поверхностью на поверхность плиты и медленно передвигают. Для достижения равномерного износа плиты необходимо использовать всю ее поверхность.
После двух-трех круговых движений по плите (рис.4, б) деталь осторожно снимают.
Рис. 4. Окрашивание плоских поверхностей при шабрении: а - окрашивание плиты тампоном, б - перемещение детали по плите, в - деталь после окраски, г - перемещение плиты по детали
Рис. 5. Приемы шабрения плоских деталей:. а - «от себя», б - «на себя»
На хорошо обработанных поверхностях краска ложится равномерно по всей поверхности, на плохо подготовленных - неравномерно. В небольших углублениях краска будет скапливаться, а в местах более углубленных ее вообще не будет. Так возникают белые пятна - наиболее углубленные места, не покрытые краской; темные пятна - менее углубленные, в них скопилась краска; серые пятна - наиболее выступающие, на них краска ложится тонким слоем.
При определении неровностей на поверхностях тяжелых деталей, не снимаемых с места, закрашенный поверочный инструмент - плиту или линейку - перемещают по контролируемым поверхностям.
Легкие детали (изделия) при шабрении устанавливают на слесарном верстаке, а крупные и тяжелые - на козлах.
Процесс шабрения заключается в постепенном снятии металла с окрашенных участков (серые пятна). Шабер держат прявой рукой за ручку, а левой нажимают на конец шабера. По отношению к обрабатываемой поверхности шабер устанавливают под углом 25 - 30° , а режущая кромка должна находиться на окрашенной поверхности. Металл снимают скоблением. Рабочим ходом при шабрении является движение вперед, т. е. «от себя», а при работе плоским шабером с отогнутым вниз концом - движение назад, т. е. «на себя». При движении назад (холостой ход) шабер приподнимают.
Подготовленную к шабрению деталь в большинстве случаев закрепляют в тисках; детали среднего веса часто шабрят непосредственно на верстаках без дополнительного крепления или устанавливают в приспособлениях, а поверхности тяжелых и громоздких деталей шабрят на месте.
Как правило, шабрение производится в три перехода.
Первый переход - черновое шабрение - начинается с удаления следов инструмента после механической обработки на выступающих частях поверхности, обнаруженных при контроле. Работа производится шабером с широким режущим лезвием (ширина шабера не должна превышать 20-25 мм), так как в противном случае слесарь быстро утомляется и его производительность снижается. Длина рабочего хода шабера 15-20 мм; толщина стружки, снимаемой за один проход, 0,01-0,03 мм. Черновое шабрение считается законченным, когда вся пришабриваемая поверхность при нанесении на нее краски покроется крупными пятнами - до четырех пятен краски на площади 25X25 мм2.
За второй переход - полу чистовой - производится более точное шабрение. Поверхность обрабатывают шабером шириной не более 12-15 мм при длине рабочего хода 7-12 мм. Толщина снимаемой стружки не превышает 0,005-0,01 мм. После этого перехода число пятен на пришабриваемой поверхности должно быть от 8 до 16 на площади 25×25 мм2.
Третий переход - чистовой - применяется при окончательной отделке поверхностей. Ширина шабера от 5 до 12 мм; шабрение ведется мелким штрихом (длина рабочего хода шабера 3-5 мм). После третьего перехода пришабриваемая поверхность должна иметь па квадрате 25×25 мм2 от 20 до 25 пятен. Для получения большей чистоты поверхности следует при обратном. ходе несколько приподнимать шабер.
Во время шабрения (каждый раз после удаления шабером покрытых краской мест) поверхность детали очищают щеткой и тщательно вытирают сухой тряпкой. Деталь пришабриваемой поверхностью снова накладывают на окрашенную поверочную плиту, снимают и вновь шабрят образовавшиеся пятна. Так продолжают до тех пор, пока количество пятен на пришабриваемой поверхности не достигнет установленной нормы.
Шабрение плоскостей. При шабрении плоскости шабер, удерживаемый правой рукой за рукоятку, устанавливают под углом 20-30° к пришабриваемой поверхности; левой рукой нажимают на конец шабера вблизи режущей кромки и двигают его вперед (рабочий ход) и назад (холостой ход).
В начале процесса шабрения приступают к так называемой разбивке больших пятен. Прием осуществляется сильными движениями шабера, соскабливающего стружку с окрашенных мест. Поверхность очищается от стружки и снова проверяется на краску, после чего процесс шабрения повторяется. Когда пятна расположатся на поверхности равномерно, разбивку заканчивают и приступают к увеличению количества пятен, соскабливая все появляющиеся после проверки по плите или линейке окрашенные места. Очевидно, что каждое последующее снятие стружки будет уменьшать высоту неровностей, которые будут делиться на несколько менее высоких выступов; общее число их будет увеличиваться. При этом направление рабочего хода шабера каждый раз изменяется, так что следы шабера от предыдущего прохода пересекаются со следами последующего шабрения под углом примерно 45-90°, а площадки, образуемые штрихами, имеют вид ромбиков или квадратиков.
Рис. 1. Приемы шабрения: а - положение рук при шабрении плоскости; б - вид штрихов на пришабриваемой поверхности; в - положение рук при шабрении методом „на себя”
Для придания пришабриваемой поверхности декоративного вида иногда на нее наносится так называемый «мороз» различной формы - симметрично расположенные клеточки или полоски.
Слесарь-новатор Ленинградского завода станков-автоматов А. А. Барышников разработал принципиально новый метод ручного шабрения, при котором рабочее движение шабера производится «на себя». Шабер берут за среднюю часть (стержень) обеими руками в обхват и устанавливают лезвием к обрабатываемой поверхности под углом 65-75°, а не 20-30°, как при шабрении «от себя»; верхняя же часть шабера, оканчивающаяся деревянной рукояткой, упирается в плечо работающего. Шабер при этом является как бы рычагом второго рода с центром вращения в точке соприкосновения шабёра с плечом работающего. При таком методе шабрения значительно улучшается качество обработанной поверхности, так как совершенно исключается возможность «дробления», часто наблюдающегося при шабрении «от себя». Это объясняется тем, что вследствие увеличенной длины (до 450-550 мм) шабер при шабрении «на себя» пружинит, благодаря чему лезвие его плавно врезается в металл и так же плавно выходит из зоны резания. При шабрении же «от себя» шабер при рабочем ходе обычно сильно врезается в металл и в конце каждого штриха остаются заусенцы, которые затем приходится удалять дополнительным пришабри-ванием.
Как показал опыт работы новатора А. А. Барышникова и его последователей, производительность труда при чистовом шабрении «на себя» по сравнению с шабрением «от себя» повышается в 2 раза.
Шабрение плоскостей по методу трех плит. Сущность этого метода заключается в том, что одна из плит (плоскость) данного комплекта (например, I) принимается за основную и по ней пришабриваются две другие - II и III . Эти две плиты пришабриваются одна к другой. Далее плиты поочередно снова пришабривают к основной плите I и затем попеременно между собой. Поверочные плиты, аншлажные и бортовые угольники и др. обычно шабрят комплектом из трех штук, притом так, что каждая плита (угольник) проверяется по двум другим плитам (угольникам). После каждой подобной пригонки плиты получаются более точными. Заканчивается шабрение каждой плиты, когда на пришабриваемых плоскостях будет получено 20-25 пятен на площади 25×25 мм2.
Если, например, требуется пришабрить три поверочные плиты, то вначале подготовленные плиты шабрят с точностью до 0,03 мм с проверкой их прямолинейности по поверочной плите, линейке и щупу, а затем плиты нумеруют и приступают к шабрению по методу трех плит.
Работу ведут в такой последовательности:
1) пришабривают поочередно плиты II и III
по плите I;
2) пришабривают плиты II и III
одну по другой;
3) пришабривают плиты I и III
по плите II;
4) пришабривают плиты I и III
одну по другой;
5) пришабривают плиты I и II по плите III
;
6) пришабривают плиты I и II одну по другой. Шабрение плоскостей, расположенных под острыми углами. Примером такой обработки может служить шабрение направляющих типа «ласточкин хвост». В этом случае применяют шаберы, режущая часть которых имеет некоторую кривизну и специальную заточку.
Рис. 2. Последовательность шабрения плоскостей по методу трех плит
Для правильной обработки направляющих нужно иметь трехгранные линейки, а также каретку (ползун) с хорошо пришабренным нижним основанием., С помощью каретки производят шабрение крайних горизонтальных направляющих плоскостей. Их скрашивают по нижнему основанию каретки, на которое нанесена краска. Затем шабрят наклонные направляющие по трехгранной поверочной линейке.
Шабрение плоскостей, сопряженных под острыми или тупыми углами, можно производить, пользуясь поверочными призмами. В данном случае проверка пришабриваемой поверхности на краску производится по скосу призмы, установленной на плите.
Направляющие типа «ласточкин хвост» проверяют на так называемое расклинивание. Прием осуществляется с помощью валиков и штангенциркуля. Штангенциркулем проверяют параллельность валиков.‘Отсутствие параллельности дает основание считать, что направляющие обработаны неправильно. Первую проверку на расклинивание следует производить в период подготовки направляющих к шабрению. При наличии значительных отклонений от параллельности их припиливают под линейку с проверкой по валикам.
Рис. 3. Шабрение плоскостей, образующих углы: о-с применением каретки: б-по трехгранной поверочной линейке; в-ио призме
Шабрение криволинейных поверхностей. К группе деталей с криволинейными поверхностями, которые слесарю приходится часто шабрить, относятся вкладыши подшипников, втулки, гильзы и т. п. Их шабрят трехгранным шабером, а проверяют по валу. Вначале поверочный вал покрывают тонким и равномерным слоем краски и укладывают на нижний вкладыш подшипника. Затем на этот вал накладывают верхний вкладыш и равномерно с угла на угол с помощью гаек затягивают крышку подшипника так, чтобы вал с некоторым усилием можно было повернуть в подшипннке вправо и влево на 2-3 оборота. После этого подшипник разбирают и шабрят окрашенные места вначале нижнего, а затем верхнего вкладыша, перемещая шабер по окружности вкладыша.
В процессе шабрения трехгранный шабер следует наклонять к поверхности под таким углом, чтобы стружку снимала средняя часть его режущей кромки. Образующиеся при этом штрихи от шабера на поверхности детали должны иметь форму четырехугольника или ромба. В зависимости от конфигурации и положения вкладыша рабочее движение шабера может быть направлено в правую и левую стороны. Угол резания 6 = а + р при грубом шабрении трехгранным шабером обычно составляет 70-75°, а при чистовом - около 120°. Увеличение угла резания при отделке позволяет снимать очень тонкую стружку.
Рис. 4. Приемы шабрения вкладышей подшипников (а, б); специальные шаберы-кольца для шабрения вкладышей подшипников (в, г, д, е)
При обработке вкладышей подшипников шабрение с периодическим окрашиванием поверхности вкладыша по поверочному валу ведут до тех пор, пока пришабриваемая поверхность не будет равномерно покрываться пятнами краски на площади не менее 3/4 поверхности вкладыша.
Для ускорения шабрения подшипников за счет уменьшения количества переточек и доводок шаберов в
ряде случаев вместо обычных трехгранных или изогнутых шаберов применяют специальные шаберы-кольца.
Шабер-кольцо изготовляют из корпуса изношенного конического роликового подшипника путем заточки его на обычном точиле. После заточки торец шабера доводится на мелкозернистом круге.
Схема расположения шабера-кольца в отверстии подшипника при шабрении показана на рис. 4, е. Умелое использование таких шаберов значительно повышает производительность труда при обработке цилиндрических отверстий.
Приемы точного шабрения. Некоторые детали измерительных машин, приборов и инструментов требуется шабрить с весьма высокой точностью. Отделка поверхностей таких деталей обычными приемами шабрения в ряде случаев не удовлетворяет техническим условиям, часто процесс точного шабрения связан со значительной затратой времени. Для достижения высокой производительности при точном шабрении и повышения качества этой работы пользуются пастами, разработанными Государственным оптическим институтом (пасты ГОИ ).
Шабрение с применением паст ГОИ следует выполнять в такой последовательности. После одного-двух проходов шабером по детали разведенную грубую пасту наносят на поверочную плиту. На этой плите притирают пришабриваемую поверхность до тех пор, пока паста не потеряет зеленую окраску и не приобретет цвет черной отработанной массы. Протерев чистой тряпкой притираемые поверхности плиты и детали, снова наносят пасту на плиту; притирку повторяют 3-4 раза. После этого вытирают начисто поверхность детали, разбивают широкие блестящие пятна шабером и вновь производят притирку пастой до тех пор, пока не будет получена поверхность, отвечающая техническим условиям.
Процесс шабрения. Заключается в постепенном снятии окрашенных выступов. При шабрении шабер берут в правую руку за рукоятку, а левой рукой нажимают на него (рис. 164).
Рис. 164. Приемы шабрения : а - от себя, б - на себя, в - на себя по способу А. А. Барышникова
Шабер по отношению к обрабатываемой поверхности устанавливают под углом 25-30°, при. этом угол резания получается тупой (30 + 90= 120°). Металл снимается скоблением. Рабочим ходом при шабрении является движение вперед, от себя (при работе плоским шабером с отогнутым вниз концом - движение назад, на себя). При движении назад шабер надо приподнимать.
Метод шабрения от себя имеет ряд недостатков, так, например:
а) при рабочем ходе шабер сильно врезается в тело шабруемой детали, вследствие чего стружка имеет неодинаковое сечение. Поверхность получается неровной и рваной;
б) в конце каждого движения от шабера остаются заусенцы, которые приходится дополнительно шабрить.
Слесарь А. А. Барышников применяет шабер новой конструкции, отличающийся от обычных большей длиной (до 500 мм), что допускает возможность шабрения на себя.
При шабрении по этому методу шабер устанавливается к обрабатываемой поверхности не под углом 30°, как это делается при шабрении методом от себя, а под углом 75-80°. Второй конец шабера деревянной ручкой упирается в плечо рабочего.
Шабер следует брать за стержень левой и правой руками в обхват.
Преимущества этого метода состоят в следующем:
а) увеличенная длина шабера позволяет использовать, кроме рук, также и плечо работающего. Помимо этого, длинный шабер пружинит, поэтому режущая часть его врезается в металл и выходит из металла плавно. Поверхность в этом случае получается более ровная, без рванин;
б) как показал опыт, метод шабрения на себя значительно производительнее метода шабрения от себя.
В тех случаях, когда требуется получить более гладкую поверхность, рекомендуется шабрение вести в три приема (черновое, получистовое и чистовое).
Черновое (предварительное) шабрение заключается в грубой обработке поверхности: удаляются следы и риски предшествующей обработки. Работа выполняется шабером шириной 20-30 мм, длина рабочего хода 10-15 мм. Направление шабера надо все время менять, причем так, чтобы последующий штрих шел под углом 90° к предыдущему. За один ход шабера снимается стружка толщиной 0,02-0,05 мм. Шабрение производится до тех пор, пока не исчезнут видимые риски. Качество шабрения проверяют на краску, которую наносят на проверочную плиту. После наложения и движения плиты видны выступающие места, которые снова шабрят.
Получистовое (точечное) шабрение заключается в снятии только серых, т. е. наиболее выступающих мест, выявляющихся после проверки на краску. Шабрение производят плоским узким шабером шириной 12-15 мм; длина хода шабера от 5 до 10 мм; за один ход шабера снимается стружка 0,01- 0,02 мм.
Чистовое (отделочное) шабрение производится при необходимости получения очень точных изделий. При легком нажиме на шабер снимается тонкая стружка (менее 0,01 мм). Применяются шаберы шириной от 5 до 12 мм, длина хода шабера 3-5 мм (мелкие штрихи).
Перекрестное шабрение выполняется для улучшения внешнего вида поверхности (нанесение «мороза»). Осуществляется оно короткими штрихами.
При шабрении применяются пасты ГОИ (Государственного оптического института). При пользовании пастой ГОИ улучшается качество работы и увеличивается производительность труда.
Пасты ГОИ подразделяются на грубые с режущей способностью 45; 40; 35; 30; 25 и 18 мк.; средние с режущей способностью 17; 15; 10 и 8 мк; тонкие с режущей способностью 7; 6; 4 и 1 мк.
При шабрении применяют грубую пасту, гораздо реже среднюю. После первого перехода шабрения наносят разведенную керосином пасту на проверочную плиту, накладывают последнюю на поверхность изделия и начинают притирку. Притирку ведут до тех пор, пока паста из зеленой не превратится в черную массу. Вытерев начисто шабруемую поверхность, снова наносят пасту и повторяют процесс притирки 3-4 раза.
Вытерев начисто шабруемую поверхность, разбивают широкие блестящие пятна шабером и еще раз Производят притирку пастой. Притирку продолжают до тех пор, пока не получат требуемую точность шабрения.
Качество шабрения определяют по числу пятен (точек) при наложении проверочной рамки с квадратным отверстием 25X25 мм.
В зависимости от назначения деталей шабрение считается законченным при различном количестве пятен, приходящихся на площадь квадрата со стороной 25 мм.
Например, на деталях металлорежущих станков (станины, столы, каретки, суппорты и т. д.) должно быть 8-16 пятен, проверочных плитах и линейках-20-25 пятен, инструментах и измерительных приборах - 25-30 пятен и т. д.
Тема 12 Шабрение
Студент должен:
знать:
Назначение и цель шабрения;
Разновидности шаберов;
Различия чернового и чистового шабрения;
Правила техники безопасности при шабрении.
уметь:
Выполнять шабрение различными приемами прямолинейных и криволинейных поверхностей.
Оснащение рабочего места и участка: верстак; тиски слесарные; губки накладные к тискам; напильники плоские тупоносые длиной 200...300 мм с насечкой №3; шаберы плоские разные; линейки поверочные (лекальные); плиты поверочные; станок заточной со шлифовальными кругами ПП 25А 16 В СМ1 6 К3 А (для заточки стальных шаберов) и ПП 63С 16 В СМ1 К3 А (для заточки твердосплавных шаберов); абразивные бруски для доводки шаберов; рамка 25x25 мм для проверки количества пятен; краска – лазурь, сажа, ультрамарин (синька) и т.п.; машинное масло; ветошь; тампоны; заготовки чугунные с плоскими поверхностями, требующими шабрение.
Шабрением называется слесарная отделочная операция, используемая для выравнивания и пригонки плоских и криволинейных (чаще цилиндрических) поверхностей для получения плотного прилегания. Шабрение применяют для обработки и ремонта трущихся поверхностей сопрягаемых деталей – станин, суппортов, подшипников скольжения и поверхностей проверочных инструментов – плит, угольников, линеек и др. Так же, как и опиливание, шабрение – одна из наиболее распространенных слесарных операций. В практике слесарных, слесарно-сборочных и ремонтных операций объем шабровочных работ достигает 20...25%. Широкое применение шабрения объясняется особыми свойствами полученной поверхности, которые состоят в следующем: шабреная поверхность, в отличие от шлифованной или полученной абразивной притиркой, более износостойкая, так как не имеет шаржированных в ее поры (риски, царапины) остатков абразивных зерен, ускоряющих процесс износа трущихся поверхностей; шабреная поверхность лучше смазывается и дольше сохраняет смазывающие вещества благодаря наличию так называемой разбивки этой поверхности на пятна (чередование выступающих и углубленных мест), что также повышает ее износостойкость и снижает коэффициент трения; шабреная поверхность позволяет применить самый простой и доступный способ оценки ее качества – по числу пятен на единицу площади. Шабрению предшествует обработка резанием, например опиливание, шлифование, строгание, фрезерование и т.п. Шабрение дает возможность получить поверхность с низкой шероховатостью (0,003...0,01 мм), так как за один проход шабером снимается слой металла толщиной 0,005...0,07 мм при чистовой обработке и не более 0,01...0,03 мм при предварительной обработке. Сущность шабрения заключается в том, что с выпуклых (возвышающихся) мест предварительно обработанной поверхности заготовки режущим инструментом – шабером соскабливаются очень тонкие частицы металла.
Шаберы – это металлические стержни различной формы с режущими кромками, изготовленные из углеродистой инструментальной стали марок от У10 до У13 и закаленные до твердости 56...64 HRC э. Иногда изготовляют оснащенными пластинами из быстрорежущей стали или твердого сплава. По форме режущей части шаберы подразделяют на плоские, трехгранные, фасонные и специальные; по количеству режущих концов (граней) – на односторонние и двусторонние (рис. 12.1, а...г); по конструкции – на цельные и со вставными пластинами. Форму и геометрические параметры режущих кромок шаберы
выбирают в зависимости от формы и размеров обрабатываемой поверхности и свойств материала заготовки. Так, для шабровки плоских поверхностей применяют плоские шаберы с прямолинейной или радиусной режущей кромкой, для криволинейных и внутренних (вогнутых) поверхностей – трехгранные и фасонные шаберы. Шаберы с прямолинейной режущей кромкой удобней применять при обработке краев заготовки, так как при работе он не соскочит с заготовки и не повредит ее поверхности. При обработке остальной части заготовки шабер с прямолинейной режущей кромкой менее удобен, так как боковые углы лезвия могут оставить на поверхности глубокие царапины. В этом случае удобнее применять шаберы с радиусными (дугообразными) режущими кромками, которые обеспечивают более низкую шероховатость шабруемой поверхности, чем при работе шабером с прямолинейной режущей кромкой.
Обрабатываемый материал на выбор угла заострения β плоского шабера влияет следующим образом: при обработке чугуна и бронзы β = 90...100 0 (рис. 12.2, а); стали – 75...90 0 (рис.12.2, б); мягких металлов – 35...40 0 (рис.12.2, в).
Выбор длины режущей кромки и радиуса ее закругления также зависит от твердости обрабатываемого материала и требуемой шероховатости поверхности. Чем тверже материал, тем уже режущая кромка и меньше радиус закругления. Длина режущей кромки зависит также от заданного числа и размеров пятен на единицу площади. Так, для предварительной (грубой) шабровки выбирают шабер с широким лезвием – 20...30 мм, для точной – 15...20 мм; для самой точной шабровки – 5...12 мм. Для окончательной (чистовой) шабровки радиус режущего лезвия берется большим, чем для черновой, так как в этом случае получается наименьшее отклонение от плоскости поверхности.
Для обработки криволинейных вогнутых поверхностей применяют трехгранные шаберы, на боковых сторонах которых прорезаны продольные канавки для облегчения заточки. Угол заострения трехгранного шабера β = 60...70 0 .
Заточку шаберов выполняют на заточном станке с применением охлаждения. Для шаберов, изготовленных из инструментальных сталей, применяют мелкозернистые электрокорундовые шлифовальные круги (ПП 25А 16 В СМ1 6 К3 А), а для шаберов, оснащенных твердосплавными пластинами, шлифовальные круги из карбида кремния зеленого (ПП 63С 16 В СМ1 6 К3 А). Порядок заточки следующий: шабер берут правой рукой за рукоятку, а левой охватывают его как можно ближе к рабочему концу. Опираясь плоской гранью шабера на подручник, плавно подводят торцовый конец к шлифовальному кругу. Положение шабера должно быть горизонтальным или с наклоном, обеспечивающим требуемый угол заострения. Ось шабера должна совпадать с центром круга. Слегка покачивая шабер за хвостовик в горизонтальной плоскости, производят заточку шабера, выдерживая требуемый радиус закругления режущей кромки (рис.12.3, а).
Заточку широких граней шабера на длине 25...30 мм от режущих кромок осуществляют в том же порядке, выдерживая параллельность граней друг к другу (рис.12.3, б).
Доводка (заправка) режущих кромок шабера после заточки служит для удаления заусенцев и неровностей на кромках, наличие которых снижает качество шабрения. Доводку производят на абразивных брусках зернистостью М14...М40 и более мелких. Поверхность бруска смазывают тонким слоем машинного масла. Вместо абразивного бруска для заправки шабера можно применять ровную чугунную плитку, на поверхность которой наносят пасту из абразивного микропорошка М28...М20 на машинном масле.
Брусок во время доводки (рис.12.4, а) помещают на деревянную неподвижную подкладку, а шабер торцовой частью устанавливают на брусок вертикально. Двумя пальцами левой руки шабер удерживают за рукоятку, слегка прижимая его к бруску, а правой рукой совершают колебательные перемещения торца шабера по бруску вдоль режущей кромки с целью получения криволинейной режущей кромки. Затем доводят боковые широкие поверхности (рис.12.4, б), для чего двумя руками удерживают шабер в горизонтальном положении на бруске, и, перемещая его вдоль бруска, доводят поочередно обе режущие кромки. Повторно шабер доводят сразу, как только почувствуют небольшое затупление и ухудшение срезания металла. В среднем шабер доводят через каждый час работы в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, качества и точности шабрения.
Подготовка заготовки к шабрению заключается в опиливании (или в другом виде обработки) нужной поверхности, оставляя как можно меньший припуск, который в зависимости от длины и ширины поверхности равен 0,1...0,4 мм. Перед шабрением поверхность очищают, промывают, протирают, затем наносят на нее краску.
Окрашивание проверочной плиты проводят шабровочной краской, представляющей собой смесь машинного масла (или автола на керосине) с сажей, лазурью или ультрамарином, которую наносят тампоном на проверочную плиту ровным тонким слоем (рис. 12.5, а). Затем обрабатываемую заготовку плавно опускают на проверочную плиту и медленно передвигают круговыми движениями в разных направлениях, используя всю поверхность плиты, затем заготовку с плиты осторожно снимают (рис.12.5, б). При шабрении тяжелых заготовок их оставляют на месте, а на обрабатываемые поверхности накладывают проверочный инструмент для определения выступающих мест (рис.12.5, г). На предварительно обработанные поверхности краска ложится равномерно, но плохо подготовленные – неравномерно. В небольших углублениях скапливается краска, а в местах более углубленных ее вообще не будет. Так, на подготовленной для шабрения поверхности возникают белые пятна – наиболее углубленные места, не покрытые краской, темные пятна – менее углубленные, в них скопилась краска, серые пятна – наиболее выступающие, на них краска ложится тонким слоем (рис.12.5, в).
Процесс шабрения заключается в постепенном удалении металла с окрашенных участков (серые пятна). При работе шабер следует держать правой рукой, а ладонью левой руки охватить инструмент посередине, поджав книзу четыре пальца (рис.12.6, а). Принять рабочее положение относительно тисков или обрабатываемой заготовки как при опиливании и установить шабер под углом 30...40 0 к шабруемой поверхности. Рабочим ходом при шабровке является движение вперед, т.е. от себя. При движении назад (холостой ход) шабер приподнимают. Шабрить следует не сгибаясь при свободном положении корпуса.
Шабрение производится за несколько переходов: черновое (предварительное), получистовое (точечное) и чистовое (отделочное). В особых случаях проводят точное и тонкое шабрение. В начале шабрения перемещение инструмента (длина хода) равно 15...20 мм, а затем по мере выравнивания поверхности оно уменьшается до 2...5 мм. Направление рабочего хода каждый раз надо изменять так, чтобы полученные штрихи пересекались между собой под углом 45...60 0 (рис.12.6, б). Начинать шабрение плоской поверхности надо с наиболее удаленного края, постепенно приближаясь к ближнему краю. После каждого цикла шабрения обрабатываемую поверхность надо насухо протереть, вновь проверить на краску и продолжить шабрение до тех пор, пока вся пришабриваемая поверхность не покроется равномерно чередующимися пятнами краски. Предварительное шабрение считается удачным, если пятна краски равномерно располагаются на всей поверхности.
Окончательное шабрение заключается в расшабривании крупных пятен пополам или на несколько равных по размеру и форме частей, а продолговатых – на более мелкие в поперечном направлении. Чем точнее требуется пришабрить поверхность, тем более тонкий слой краски должен быть наложен на проверочную плиту, взят более узкий шабер (8...10 мм), а длина рабочего хода не должна быть более 4...5 мм.
Качество шабрения определяют по числу пятен, приходящихся на единицу обработанной поверхности, для чего служит контрольная рама с квадратным окошком 25 х 25 мм, которую накладывают на пришабренную поверхность и считают число пятен (рис.12.6, в). Подсчет числа пятен проводят в 2...4 местах проверяемой поверхности. При черновом шабрении число пятен должно быть не менее 10, при получистовом – 12, при чистовом – 15, при точном – 20, при тонком – 25.
Поскольку шабрение является заключительной операцией слесарной обработки, то качество ее выполнения необходимо контролировать в течение всего процесса. Для этих целей предназначены проверочные инструменты.
К проверочным инструментам (рис.12.7) относятся: проверочные плиты для контроля широких плоских поверхностей; плоские проверочные линейки (рис.12.7, а, б), применяемые при контроле шабрения длинных и сравнительно узких плоских поверхностей; трехгранные угловые линейки (рис.12.7, в), использующиеся при контроле шабрения поверхностей, расположенных под внутренним углом; угловые плиты – для контроля качества шабрения поверхностей под прямым углом; а также проверочные валики – для контроля шабрения цилиндрических поверхностей и выемок. Контроль качества шабрения всеми этими инструментами основан на выявлении неровностей на обработанной шабрением поверхности. Неровности на обрабатываемой поверхности становятся видимыми после наложения ее на окрашенный проверочный инструмент или, наоборот, после наложения окрашенного инструмента на обработанную поверхность и взаимного их перемещения друг относительно друга.
Весьма важным является хранение проверочных инструментов в надлежащем состоянии, поэтому после работы проверочный инструмент следует очищать, смазывать и только потом укладывать в футляр или накрывать крышкой.
