. Подгонка деталей изделий. Окончательная обработка изделий .

Цель: сформировать у учащихся понятие о процессе подгонки и окончательной обработки изделий из древесины, раз-вивать политехническое мышление; воспитывать культуру труда.

Ключевые понятия: Подгонка, допуски, красители, протравы, грунтовки, масляные лаки, масти-ки, шлифование и полирование.

Объекты практической деятельности учащихся: детали изделия проектной деятельности учащихся,

Оборудование: столярный верстак, заготовки из фанеры и ДВП, плакаты с изображением режущих частей инструментов, столярные ножовки.

Ожидаемые учебные результаты

1. Умение характеризовать процесс подгонки деталей.

2. Умение определять этапы и правила отделки изделий.

3. Умение выполнять пропитку воском, мас-тиками. Покрытие морилкой, олифой, лаком, красками.

4. Умение соблюдать правила охраны труда при окончательной обработке изделий.

План урока.

I. Организационный этап

II. Мотивация учебной деятельности учащихся. Актуализация опорных знаний учащихся

III. Объявление темы и ожидаемых учебных результатов

IV. Изучение нового учебного материала

1. Основной принцип технологического процесса подгонки деталей и их скле-ивание.

2. Ознакомление учащихся с технологией во время отделки изготовленных изделий.

3. Инструктаж по выполнению практической работы.

V. Практическая работа

"Отделка|украшение| изделий"

VI. Подведение итогов, оценивание результатов работы

VII. Домашнее задание

Какие виды клея Вы знаете.

Как приготовить древесный клей.

Какая рабочая температура клея.

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Склеивание и сушка изделий

Прочность склеивания зависит от обработки склеивае-мых поверхностей, влажности и температуры древесины, температуры в помещении, силы и продолжительности запрессовки, качества приготовленного клея и других факторов.

При склеивании на гладкую фугу или при фанерова-нии склеиваемым местам лучше всего придать шерохова-тость, обработав их цинубелем, что повышает прочность склеивания.

Во время работы температура костного клея должна быть 65—70°.

Для намазывания клея применяют кисточку-помазок, изготовленную из луба липовой или дубовой коры. Но-жом куску коры придают форму лопаточки, срезают твердую корку, опускают широкий конец в горячую воду, меняя ее по мере остывания, пока дуб хорошо не раз-мокнет. Размокший дуб разбивают молотком на длину 5-10 мм, удаляют крупные волокна, промывают и сушат.

Перед нанесением клея загрязненную поверхность обез-жиривают чистым бензином или ацетоном.

Клей наносят тонким слоем так, чтобы текстура дре-весины слегка просвечивала.

При склеивании досок или брусков намазанные клеевым раствором плоскости рекомендуется притереть, рас-тирая при этом возможные комочки, получая более тон-кий клеевой слой. Шипы и проушины намазывают клеем со всех сторон (обмакивать шипы в клеевой раствор не следует). Запрессовка должна производиться не ранее чем через 3 мин и не позднее 5 мин после нанесения клея. Это необходимо для того, чтобы клей впитался в поры дерева и произошла так называемая открытая пропитка. Если запрессовать детали раньше или позже, клей может выдавиться и произойдет "голодное" склеи-вание.

Запрессованные изделия выдерживают под давлением 3—5 ч, после этого их распрессовывают и сушат 24—72 ч при комнатной температуре.

При склеивании казеиновым клеем температура в по-мещении должна быть не ниже +12°, а с применением подогрева материала не ниже +8°.

Из-за неоднородности материала детали, погрешностей заготовки и механической обработки, а также погрешностей сборки (в результате перекоса или смещения сопряженных деталей) появляется неуравновешенность деталей и сборочных единиц машины. Различают три вида неуравновешенности :

• статическую - при смещении центра тяжести детали (точка приложения силы тяжести Р) относительно оси ее вращения на размер s (рис. 254, а);
• динамическую - при действии неуравновешенных масс металла, приведенных к паре сил Q), действующих в одной плоскости в противоположных направлениях, с плечом l (рис. 254, б);
• смешанную, при которой может быть одновременное смещение центра тяжести детали относительно оси ее вращения и действие неуравновешенных масс (рис. 254, в).

Первый вид неуравновешенности характерен для деталей небольшой длины при отношении длины детали к диаметру L/d <1, а второй и третий - при отношении L/d> 1.

Для устранения неуравновешенности применяют балансировку , которая заключается в нахождении значения и направления неуравновешенности и компенсации этой неуравновешенности путем снятия или добавления металла в соответствующем месте детали. После балансировки не допускаются никакие виды обработки детали (за исключением в некоторых случаях полирования или суперфиниширования отдельных поверхностей).

Балансировка вращающихся деталей является ответственной технологической операцией, так как неуравновешенные массы в современных быстроходных конструкциях могут привести к вибрациям, нарушающим нормальную эксплуатацию механизма или машины.

Статическая балансировка производится следующим образом (рис. 255, а): балансируемую деталь 1, надетую на специальную оправку 2, устанавливают на две горизонтальные призмы 3.

Неуравновешенность детали выявляют, прокатывая ее по указанным призмам. При совпадении центра тяжести детали с ее осью деталь будет неподвижна в любом своем угловом положении на призмах. В случае неуравновешенности «тяжелая» сторона А детали (рис. 255, б) будет стремиться занять наиболее низкое положение. Закрепляя груз массой m 1 на противоположной стороне детали, можно уравновесить ее. Вместо прикрепления груза с «легкой» стороны детали можно производить высверливание на более «тяжелой» стороне.

Масса m 1 противовеса на «легкой» стороне детали или высверленного металла на «тяжелой» стороне на расстоянии r 1 от оси вращения детали составляет:

где m - масса детали, r - смещение центра тяжести детали от оси вращения.

Динамическую балансировку производят при вращении балансируемой детали. При этом необходимо обеспечить совпадение оси вращения детали с главной осью инерции всей системы. Динамическая неуравновешенность вызывается неправильным распределением массы металла по длине детали. Если в детали имеются две точки сосредоточения неуравновешенных масс, расположенные по обе стороны оси вращения (рис. 256, а), то центробежные силы создают пару сил Q 1 с моментом:

М 1 = (Q 1 /g)r 1 ω 2 l 1

где g - ускорение силы тяжести; ω - угловая скорость; l 1 - расстояние между точками сосредоточения неуравновешенных масс; r 1 -смещение неуравновешенных масс относительно оси вращения.

При этом центр тяжести детали находится на оси вращения и неуравновешенность при статической балансировке не обнаруживается.

Для уравновешивания детали следует приложить на радиусе r 2 два равных груза весом Q в осевой плоскости детали, где сосредоточены неуравновешенные массы, на расстоянии l 2 , чтобы они создали уравновешивающий момент:

М у = (Q/g)r 2 ω 2 l 2 = M 1 .

Динамическая балансировка производится всегда при вращении детали, установленной на гибких опорах. Центробежные силы, вызванные вращением неуравновешенной детали, создают колебательные движения гибких опор. С помощью специальных устройств колебания уравновешиваются и определяются значения и направление дисбаланса.

На рис. 256, б приведена схема установки для динамической балансировки. Балансируемая деталь 3 устанавливается на опоры 1 через плоские пружины 2. Колебания пружин, вызванные дисбалансом, посредством тяг 4 передаются на индуктивные преобразователи 5 перемещения, возбуждая в цепи ток с напряжением, пропорциональным амплитуде колебаний. Ток вызывает отклонения стрелки ваттметра 6, градуированного в единицах дисбаланса.

Другая обмотка ваттметра 6 получает ток от генератора 7, ротор которого вращается синхронно с балансируемой деталью. Статор генератора можно поворачивать с помощью рукоятки 8 во время вращения детали, при этом положение дисбаланса может быть определено на лимбе (на схеме не показан) по углу поворота обмотки статора при максимальном отклонении стрелки ваттметра. Продолжительность балансировки на этой машине составляет 1…2 мин.

Современные устройства для динамической балансировки в значительной степени автоматизированы; в частности, по шкалам приборов можно определить глубину сверления определенного диаметра, массу неуравновешенного груза, размеры противовесов и др., а также места крепления грузов или места удаления лишнего металла.

Для взаимного уравновешивания сил инерции деталей машин, движущихся прямолинейно-возвратно, и для создания равенства масс этих деталей в узлах машины применяют подгонку масс . Наиболее характерными деталями, требующими подгонки, являются поршни, шатуны, штоки и др. Так, колебания в массе поршней вызывают неуравновешенность двигателей; эти колебания чаще всего создают необработанные внутренние поверхности поршней.

Подгонку по массе обычно производят растачиванием внутреннего пояска юбки поршня , а у облегченных конструкций поршней - удалением металла с нижней плоскости и приливов у бобышек под палец, а также растачиванием специального прилива на внутренней стороне юбки поршня, ниже бобышек под палец.

Подгонку по массе осуществляют на специальных станках (рис. 257). Поршень, базируемый по наружной поверхности юбки, устанавливают в приспособление 7, расположенное на станке под углом 45°, и поворотом эксцентрика посредством рукоятки 4 закрепляют поршень рычагом 3 . Затем снизу к поршню подводят резцовую головку, растачивающую пояс юбки или специальные приливы.

Удаляемый металл в виде стружки падает через воронку 2 в чашку 1, имеющую рычажную связь с коромыслом весов 5, установленных в верхней части станка. Когда излишний металл, количество которого заранее устанавливают ползунком на коромысле 6, будет удален, чашка с правым концом коромысла опускается, и подача резцовой головки выключается.

В современном машиностроении применяют станки для подгонки по массе с автоматическим передвижением ползуна (груза) по коромыслу весов посредством электронной системы. Применение станка для подгонки по массе обеспечивает отклонения деталей по массе в пределах ±2 г.

После предварительной проверки собранных штампов их подвергают испытаниям на прессовом оборудовании и при необходимости передают на доводку.

Вырубные штампы. Первоначально доводят зазоры на участке резания, затем проводят пробную штамповку на прессовом оборудовании и выравнивают зазоры между пуансоном и матрицей по всему контуру вырезки.

Доводка вырубных или обрезных штампов, в которых секции расположены на равной высоте, а рабочая поверхность имеет сферическую форму, может быть затруднена из-за несогласованности работы прижимных и фиксирующих плоскостей верхнего прижима с работой матрицы. Дефект устраняют шлифованием указанных поверхностей с подгонкой их по объемной форме заготовки, полученной при вытяжке.

Вогнутость на одном из вырезаемых участков образуется вследствие плохого прилегания детали к фиксирующей поверхности матрицы в момент вырезки или обрезки. Дефект устраняют подгонкой ручной пневматической машиной с шлифовальным кругом или головкой по окрашенным местам рабочих кромок секций штампа и выталкивателя.

Если деталь не выталкивается из матрицы, проверяют состояние пневмосъемннка или пружин (в зависимости от конструкции). Для устранения резких ударов и вибрации на матрице делают скосы.

Срез на режущих кромках секций клиновых обрезных штампов устраняют уменьшением завышенных зазоров в ползушке. Работу ползушки согласовывают с движением клина. При увеличенном зазоре резания заготовка не снимается со штампа. В этом случае режущие кромки матрицы наплавляют дуговой сваркой электродом ЭН60М и шлифуют до получения оптимального зазора резания в соответствии с техническими условиями.

Пробивные штампы. При доводке проверяют фиксирующие устройства и их крепление в держателе.

При задевании режущей кромкой пуансона за матрицу (вследствие неточной установки матрицы) ее заменяют другой и вновь устанавливают по пуансону. При наличии среза или искривления пуансона (из-за недоброкачественной обработки) его заменяют новым.

Вмятина на поверхности отштампованной детали вокруг пробиваемого отверстия образуется от неплотного прилегания детали к матрице. Дефект устраняют подгонкой прижима штампуемого материала к матрице.

Возникающие в процессе испытания штампа (вследствие значительных усилий вырубки) резкие удары и вибрации пресса устраняют, делая скосы на пуансоне (тем самым уменьшая усилия резания). Если пробиваемая деталь не входит в фиксатор, его подгоняют по детали. Необходимо также проверять, чтобы отверстие матрицы, через которое удаляется отход, совпадало с провальным окном в плите штампа.

Гибочные штампы. При односторонней гибке сначала проверяют зазор между пуансоном и матрицей. При отклонении зазора его доводят шлифовальным бруском и шкуркой на тканевой основе. При доводке особое внимание обращают на образование требуемого угла гибки по чертежу.

Необходимо учитывать наличие остаточной деформации металла детали после штамповки. Если усилием прижима заготовки получить заданный угол гибки не удается, дополнительно доводят матрицу.

При многосторонней гибке обычно образуется угол более 90°. Устраняют этот дефект увеличением усилия прижима заготовки.

Изогнутый участок изделия после штамповки часто искривляется, дефект устраняют постановкой дополнительного фиксатора.

Смещение отверстий на изделии при гибке устраняют доводкой зазора шлифовальным бруском или увеличением радиуса гибки.

Часто на поверхности изделия после штамповки образуются волны. Причиной их возникновения является увеличенный зазор между пуансоном и матрицей. Небольшое увеличение зазора против заданного чертежом устраняют хромированием рабочих поверхностей пуансона и матрицы штампа. Значительно увеличенный зазор уменьшают до заданного установкой прокладки соответствующей толщины под опорную часть матрицы.

По окончании доводочных работ поверхность матрицы хромируют.

Вытяжные штампы. Начальной доводкой вытяжных штампов является подгонка матрицы на зазор, равный толщине штампуемого металла, по пуансону и прижиму с помощью ручных шлифовальных пневматических машин, шлифовального круга и бруска. Брусок двигают в одном направлении, так как это облегчает устранение неровностей и обеспечивает получение гладкой рабочей поверхности детали штампа. Дефекты крепления перетяжных ребер устраняют сверлением в них дополнительных отверстий и запрессовкой шпилек диаметром 6 мм или расклепкой установленных шпилек.

Неровности или раковины, образовавшиеся при доводке рабочих поверхностей штампа, устраняют наплавкой с последующим шлифованием ручной шлифовальной пневматической машиной с шлифовальным кругом или головкой.

После проверки и устранения дефектов проводят окончательную доводку. Собранный штамп устанавливают на пресс. По окончательно подогнанной рабочей поверхности прижима по объемному шаблону подгоняют прижимную поверхность матрицы и перетяжные канавки.

Подгонку осуществляют следующим образом. На поверхность прижима наносят краску (берлинскую лазурь, замешанную на машинном масле). Прерывистым (кнопочным) включением опускают ползун пресса (отрегулированный по закрытой высоте штампа) до соприкосновения поверхности прижима с прижимной поверхностью матрицы. Отпечатки краски с прижимной поверхности матрицы удаляют шлифованием. Подгонку ведут до тех пор, пока отпечатки краски не превратятся в частые точки, занимающие 75-80% прижимной поверхности матрицы.

Зазор между прижимной поверхностью прижима и матрицей доводят до толщины штампуемого металла. По окончании доводки прижимные поверхности матрицы и прижима полируют до 9-10-го класса шероховатости. Аналогично подгоняют рабочую поверхность матрицы по рабочей поверхности пуансона.

По окончании доводки уточняют габаритные размеры заготовки под вытяжку. Штампуют пробную деталь, в которой контролируют плавность перехода сферической поверхности к фланцу или к изогнутой части.

Если габаритные размеры штампуемой детали не соответствуют чертежу, то штамп подвергают дополнительной доводке до получения размеров изделия в соответствии с размерами чертежа.

Если в штампованной детали в углах криволинейных участков образуются трещины, их устраняют, уменьшая усилие верхнего прижима. Если причиной указанного дефекта является завышенное усилие перетяжных ребер, то увеличивают радиусы прижимных канавок на матрице или перетяжном ребре.

Образованию трещин в углах вытягиваемой детали способствуют малые радиусы матрицы и пуансона. Их с помощью шлифовального бруска доводят до необходимых размеров.

Если принятые меры не устраняют появление трещин, в вытяжную матрицу (в зону отхода) монтируют пробивные пуансоны с матрицами, что обеспечивает свободное течение металла при вытяжке.

Формовочные штампы. Начальную доводку формовочного штампа выполняют аналогично доводке вытяжного. Доводку на прессовом оборудовании начинают с установки зазоров между пуансоном и матрицей, уточнения гибочных и перетяжных радиусов и фиксации штампуемой детали.

Рабочие поверхности пуансона и матрицы доводят вручную шлифовальным бруском и шкуркой на тканевой основе. Смещение при формовке отверстий, пробитых на предыдущих операциях, устраняют изменением зазора между пуансоном и матрицей, или перемещением фиксатора.

Недоброкачественная формовка - образование волнистости на поверхности деталей - является результатом неправильной работы пружинного прижима. Пружины с недостаточным усилием заменяют новыми.

В результате пробной штамповки на пуансоне или матрице вытяжных и формовочных штампов могут образоваться задиры. Чтобы не допустить этого при эксплуатации штампа, рабочие детали полируют и хромируют. Толщина слоя хрома должна составлять 0,02- 0,03 мм. При большей толщине возможно скалывание хрома.

Коэффициент трения на хромированных рабочих поверхностях штампа в 2-3 раза меньше коэффициента трения нехромированных рабочих поверхностей из закаленной стали.

Необходимо избегать установки и подгонки узлов и деталей по месту. Подгонка, особенно сопровождаемая операциями слесарной или станочной обработки, снижает производительность сборки и лишает конструкцию взаимозаменяемости.

Пример установки по месту приведен на рис. 291, а и б. Зубчатое колесо устанавливают на валу по сцепляющемуся с ним зубчатому колесу, после чего положение фиксируют врезным винтом (а) или штифтом (б). При этом требуется обработка по месту дрелями и ручными развертками. Неизбежно попадание стружки в агрегат. После обработки приходится его разбирать, промывать и снова собирать. Разметка при сборке с последующей передачей на станочную обработку еще более усложняет сборку. Более технологична фиксация зубчатого колеса кольцевыми стопорами, устанавливаемыми в заранее проделанные канавки на валу (в).

При установке подшипника в корпусе по месту (г ) однажды найденное правильное положение сбивается при каждой разборке, вследствие чего требуется новая регулировка. Фиксация подшипника контрольными штифтами (д ) требует механической обработки при сборке. Правильное решение — центрирование подшипника по отверстию в корпусе (е), заранее выполненному с точностью, обеспечивающей правильную работу механизма.

В узле установки прямолинейной направляющей на станине (ж) необходима выверка направляющей по месту и сверление отверстий под крепежные винты. Направляющая не застрахована от сдвига в пределах зазора между крепежными винтами и отверстиями. Фиксация контрольными штифтами (з) требует сверления и развертывания отверстий под контрольные штифты совместно в направляющей и станине. В целесообразной конструкции и направляющая установлена в паз, выполненный в станине.

Конструкция зубчатой передачи (рис, 292, а) неудовлетворительна. Опоры зубчатых колес зафиксированы на корпусе болтами. Сборщик вынужден регулировать положение опор так, чтобы добиться правильного зацепления колес. При разборке регулировка сбивается, и в дальнейшем операцию подгонки приходится проделывать снова. Положение опор можно зафиксировать контрольными штифтами (б), но это требует дополнительных механических операций при сборке.

В правильной конструкции (в) опоры центрированы по отверстиям, взаимное расположение которых выдерживается с необходимой точностью при механической обработке корпуса. В наиболее целесообразной конструкции (г ) зубчатые колеса заключены в общий корпус, что обеспечивает полную агрегатность и создает наилучшие условия для работы колес.

На рис. 292, д и е показаны неправильная и правильная конструкции узла установки зубчатого перебора с клиноременным приводом.