Слесарные работы - обработка заготовок и деталей, преимущественно металлических, выполняемая обычно с помощью ручного или механизированного инструмента.
Рабочее место домашнего слесаря. Для выполнения работ в домашней мастерской желательно иметь отдельный слесарный верстак — металлический или обитый металлическим листом деревянный стол с ящиками для инструмента. Если его нет, то в качестве рабочего места проще всего приспособить не используемый хозяйственный стол.
Из приспособлений для слесарных работ прежде всего понадобятся стационарные и ручные тиски, наковальня, рихтовальная плита, а также плашкодержатели, воротки, клуппы — для нарезания резьбы. Необходимый в домашней мастерской набор слесарных инструментов: стальная линейка, штангенциркуль, измерительный циркуль (с острыми концами), кронциркуль, угольник, угломер, чертилка, кернер — для измерения и разметки; молотки, используемые как ударный и инструмент при рубке, гибке, правке, клепке; клещи — для захвата, удержания, перемещения заготовок, перекусывания проволоки и выполнения др. операций; комплект напильников; зубило — для обработки металлических заготовок, срубания старых заклепок и т. д.; метчики и плашки — для нарезания соответственно внутренней и наружной резьбы; сверла; ножовка по металлу и слесарные ножницы; наборы отверток, гаечных ключей, разводной ключ — для завинчивания и развинчивания болтов, винтов, гаек и т. д.; паяльный инструмент (паяльник, паяльная лампа, паяльная горелка), шабер, проволочная щетка, паяльные клещи — для пайки и лужения; поддержка, натяжка и обжимка — для ручной клепки. Практически все необходимые для слесарных работ инструменты можно приобрести в магазинах. Некоторые инструменты, но главным образом приспособления, домашние умельцы делают сами.
Домашнему слесарю приходится иметь дело в основном с обработкой и изготовлением изделий из стали, меди и ее сплавов (латунь, бронза), из алюминия и его сплавов (дуралюми-на, силумина) и из некоторых др. металлов. Однако далеко не все металлы и сплавы можно соединять между собой, создавая сборные конструкции. Дело в том, что ряд металлов и сплавов несовместимы между собой: в местах их плотного соприкосновения под действием атмосферной влаги образуются т. н. гальванические (электрические) пары, которые способствуют усиленной коррозии металлов (сплавов), ослабляют механическую прочность соединения, нарушают электрические контакты. Например, нелегированная сталь несовместима с медью и медными сплавами, но совместима с алюминием, оловом, хромом, цинком; медь несовместима с алюминием и алюминиевыми сплавами, цинком, но совместима с оловом, никелем, хромом. Поэтому крепежные детали, используемые для соединения металлических изделий, следует подбирать из однородных или совместимых металлов.
Основы слесарного дела. К основным слесарным операциям относятся: разметка заготовок и контрольно-измерительные операции в процессе изготовления изделий; технологические операции (обработка) — рубка, разрезание, правка и гибка, опиливание, сверление, нарезание резьбы; сборочные операции — клепка, пайка, резьбовое соединение. Особое место занимают отделочные операции — шлифование, полирование, окрашивание.
Разметка — нанесение на поверхность исходного материала или заготовки точек и линий (рисок), определяющих контуры детали или места, подлежащие механической обработке. Определив базу, на поверхность заготовки в соответствии с чертежом наносят чертилкой по линейке или угольнику остальные линии разметки. Окружности и дуги проводят разметочным циркулем (или штангенциркулем); место установки опорной ножки накернивается. Затем на линии, по которой будет вестись обработка, наносятся лунки (керны), чтобы «закрепить» риски. Острие кернера ставится точно на риску с легким наклоном от себя. Перед нанесением удара по бойку кернера он переводится в вертикальное положение. Для накернивания используются молотки небольших размеров — массой 100—150 г. На прямых линиях керны ставятся реже, на кривых ломаных — чаше.
Кроме разметки по чертежу, применяют разметку по шаблону — специальному приспособлению, по которому изготавливают деталь или проверяют точность ее обработки. Шаблоны делают из листового материала толщиной 1,5—2 мм. При разметке шаблон накладывают на размечаемую поверхность заготовки и по его контуру проводят чертилкой риски, затем по рискам наносят керны. С помощью шаблона могут размечаться и центры будущих отверстий. Применение шаблонов значительно ускоряет и упрощает разметку.
Рубка — удаление с заготовки слоя металла или разрубание ее на части с помощью зубила и молотка. Рубкой с заготовки удаляют неровности металла, снимают твердую корку окалины, острые кромки, вырубают пазы и канавки в теле заготовки, разрубают листовой металл на части. Рубят, как правило, зажав заготовку в тисках; листовой металл разрушают на плите или наковальне. Для рубки применяют молотки массой 400—600 г. Удары наносят по центру бойка зубила. Тиски, используемые при рубке, должны быть как можно более прочными и массивными. По уровню губок тисков рубят листовой и полосовой металл, выше уровня (по рискам) — широкие поверхности заготовок. Хрупкие металлы (например, бронза) рубят от края к середине, чтобы избежать скалывания краев заготовки. В конце рубки силу удара молотком по зубилу уменьшают. Разрубание листового металла зубилом на плите или наковальне ведут по разметке, зубило при этом устанавливается вертикально. При рубке зубило передвигают по линии разметки так, чтобы часть его лезвия оставалась в уже прорубленной канавке; этот прием обеспечивает ровность линии разреза.
Разрезание в домашних условиях обычно осуществляется ручными слесарными ножницами или ножовкой по металлу. Ножницами режут стальные листы толщиной 0,5-1,0 мм и листы из цветных металлов толщиной до 1,5 мм. При разрезании ножницы держат одной рукой, охватывая рукоятки 4 пальцами и прижимая их к ладони; 5-й палец — мизинец или, реже, указательный — располагается между рукоятками для их раздвигания на необходимый угол. Иногда при разрезании листового металла одну из рукояток зажимают в тисках. Прижимая лист свободной рукой (в рукавице), подают его между режущими кромками, направляя верхнее лезвие по середине разметочной линии.
Ручная слесарная ножовка применяется для разрезания сравнительно толстых листов металла, а также прутков и металлических профилей. Заготовку закрепляют в тисках так, чтобы место разреза было как можно ближе к губкам тисков. На месте разреза напильником намечают риску. Проволоку обычно разрезают (перекусывают) кусачками.
Правка и гибка. Правка — устранение дефектов заготовок из листового, полосового, пруткового материала (например, вогнутостей, выпуклостей, волнистостей), дефектов деталей (например, изгибов, короблений). Металл правят как в холодном, так и в нагретом состоянии; выбор того или иного способа правки зависит от характера дефекта, его размеров, а также от материала заготовки (детали).
Ручная правка выполняется на стальной или чугунной плите. Правят специальными молотками с круглыми или радиусными либо с вставными, из мягкого металла, бойками; тонкий листовой металл правят деревянным молотком (киянкой). Металлические прутки также можно править на плите или наковальне. Если пруток имеет несколько изгибов, то правят сначала крайние, затем расположенные в середине.
Наиболее сложной является правка листового металла. Лист кладут на плиту выпуклостью вверх. Поддерживая его одной рукой, другой наносят удары молотком в направлении от краев листа к выпуклости. При этом ровная часть листа будет вытягиваться» а выпуклая — выправляться. Гибка по приемам работы и характере рабочего процесса аналогична правке. Ручную гибку выполняют в тисках с помощью слесарного молота и различных приспособлений. Гибку тонкого листового металла производят киянкой. При использовании для гибки различных оправок их форма должна соответствовать форме профиля изготовляемой детали с учетом деформации металла.
В домашних условиях нередко возникает необходимость в отрезках труб, изогнутых под различными углами. Гнут трубы с наполнителем (обычно сухой песок) или без него в зависимости от материала трубы, ее диаметра и радиуса изгиба. Холодная гибка труб с наполнителем выполняется в следующей последовательности. Один конец трубы плотно закрывают деревянной пробкой. Через другой трубу наполняют сухим песком, слегка постукивая по ней молотком, чтобы песок уплотнился, затем также забивают его пробкой. Намечают мелом место изгиба и устанавливают трубу в специальном приспособлении. Если труба сварная, то шов должен находиться сбоку изгиба. Берут трубу за длинный конец и осторожно сгибают на заданный угол. После проверки правильности полученного угла шаблоном или по образцу вынимают трубу из приспособления, выбивают пробки и высыпают песок.
Горячая гибка труб выполняется, как правило, с наполнителем. Трубу также заполняют песком и забивают с обоих концов пробками, но в пробках делают небольшие отверстия для выхода газов, образующихся при нагревании трубы. Нагревают место изгиба паяльной лампой или газовой горелкой до температуры 850—900 °С и сгибают в приспособлении до заданного угла. Длина нагреваемого участка при изгибе под углом 90° должна быть равна 6 диаметрам трубы, под углом 60° равна 4 диаметрам, под углом 45° — 3 диаметрам. Закончив гибку, трубу охлаждают, выбивают пробки и освобождают от песка.
Опиливание — снятие небольших слоев металла напильником. При опиливании заготовку закрепляют в тисках так, чтобы опиливаемая поверхность выступала над уровнем губок тисков на 8—10 мм. Чтобы предохранить заготовку от вмятин при зажиме, на губки тисков надевают нагубники из мягкого металла, например алюминия. Работать лучше, стоя вполоборота к тискам, высота тисков должна быть такой, чтобы при наложении напильника на губки в локтевом сгибе образовывался прямой угол. Для работы напильник берут одной рукой за рукоятку, ладонь другой руки накладывают почти поперек напильника на расстоянии 20—30 мм от конца.
Различают опиливание черновое, при котором снимают значительный слой металла с помощью напильников (с крупной насечкой), и чистовое, позволяющее получить малую шероховатость и более точные размеры с помощью личных (с мелкой насечкой) напильников.
Выпуклые поверхности можно опиливать плоским напильником, используя прием «раскачивания» — при движении напильник как бы огибает поверхность по линии закругления. Вогнутые поверхности в зависимости от радиуса кривизны обрабатывают круглыми или полукруглыми напильниками, совершая сложные движения — вперед и в сторону с поворотом вокруг оси напильника.
Сверление — создание сквозного или несквозного (глухого) цилиндрического отверстия в металле, древесине, пластмассе, стекле, керамике. В домашних условиях сверление обычно выполняется ручным сверлильным инструментом — буравом, коловоротом, механической или электрической дрелью с помощью сверла. Однако таким инструментом без специальных приспособлений невозможно просверлить точные отверстия (например, для штифтовых соединений), и следует приобрести настольный сверлильный станок.
Сверление металлов вручную применяют для получения отверстий сравнительно небольшого диаметра (до 10 мм), если не требуется высокое качество сверления. Предварительно на заготовке кернером намечают центр будущего отверстия, чтобы кончик (вершина) сверла не соскальзывал при заходе в металл. Начинают сверлить на малых оборотах, с небольшим нажимом, плавно, без рывков, не допуская качания дрели (эта операция называется подачей сверла).
Для предохранения сверла от перегрева при сверлении стали, латуни, бронзы применяют смазочные масла, эмульсию или мыльную воду. Закаленную сталь перед сверлением рекомендуется отпустить, а после сверления вновь закалить. Серый чугун и цинк сверлят без охлаждающих жидкостей, а для предохранения сверла от перегрева делают частые и продолжительные остановки. При сверлении листового металла необходимо предусмотреть деревянную подставку снизу, в которую войдет выходящее из заготовки сверло.
Пластмассы также легко поддаются сверлению, только следует помнить, что этот материал слабо отводит тепло, сверло может сильно разогреться. Поэтому при сверлении, например, термопластичных пластмасс (на основе полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида и др.) необходимо внимательно следить за тем, чтобы сверло не перегревалось и не произошло местного расплавления пластмассы и заклинивания сверла. Стекло можно сверлить с помощью коловорота или ручной дрели обычным (предварительно хорошо закаленным), комбинированным (пригодным также для сверления камня, керамической плитки), плоским (заточенным лопаточкой) или алмазным сверлом, в качестве сверла используют также хорошо заточенный трехгранный напильник, твердосплавное колесико от стеклореза (закрепленное на оси-заклепке в прорези стержня или трубки) и т. д. Сверлят через плотно прижатую к стеклу металлическую накладку (кондуктор) толщиной 4—5 мм с отверстием, равным диаметру сверла; вращают сверло медленно, при несильном нажатии. Режущая кромка сверла должна регулярно охлаждаться, например керосином, уксусом, силикатным клеем, водой.
Отверстия в кафельной плитке сверлят победитовым сверлом с помощью ручной дрели на малых оборотах и с небольшим нажимом.
Нарезание резьбы. Прием нарезания резьбы и особенно применяемый при этом режущий инструмент во многом зависят от вида и профиля резьбы. Резьба представляет чередующиеся выступы и впадины постоянного сечения, расположенные по винтовой линии на наружной (наружная резьба) или внутренней (внутренняя резьба) цилиндрической либо конической поверхности. Основные элементы резьбы: шаг, наружный и внутренний диаметры. В зависимости от формы поперечного сечения выступов различают резьбу треугольную, трапецеидальную, полукруглую и др. Большинство резьбовых соединений имеют треугольную резьбу.
Резьбу в отверстиях (внутреннюю) нарезают специальным режущим инструментом — метчиком. Для нарезания резьбы вручную применяют комплекты ручных метчиков, состоящие обычно из 3 или 2 метчиков. В комплект из 3 метчиков входят черновой, получистовой (средний) и чистовой. Первым и вторым нарезают резьбу предварительно, а третьим — придают ей окончательный размер и форму В комплект из 2 метчиков входят черновой и чистовой. Метчики закрепляют в специальном приспособлении для нарезания резьбы — воротке.
При нарезании внутренней резьбы метчиком диаметр отверстия должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы, т. к. в процессе работы материал частично выдавливается в направлении оси отверстия.
Резьба на стержне (наружная) вручную нарезается с помощью плашек — круглых (цельных или разрезных) либо призматических. Круглые плашки закрепляют в специальном приспособлении — плашкодержателе, призматические — в клуппе. При нарезании наружной резьбы плашкой диаметр стержня такой же, как и диаметр отверстия, при нарезании внутренней резьбы метчиком он должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы.
Клепка — образование неразъемных соединений при помощи заклепок. В домашних условиях применяют, как правило, холодную клепку (без нагрева) с использованием заклепок диаметром до 8 мм. Инструменты для ручной клепки — натяжка, обжимка, поддержка.
Перед клепкой соединяемые поверхности детали очищают от грязи, окалины, ржавчины, после чего правкой или опиливанием добиваются плотного прилегания их друг к другу. Диаметр отверстия под заклепку должен быть на 0,1 —0,2 мм больше диаметра стержня заклепки, чтобы легче было вставить ее в отверстие, концу заклепки придают слегка коническую форму. Сверление обычно выполняют в 2 приема: сначала сверлят пробное отверстие меньшего диаметра, а затем его рассверливают до диаметра стержня заклепки. Снимают фаску на кромке отверстия, а для потайных головок отверстие зенкуют конической зенковкой.
Нередко клепку деталей (особенно из кожи, картона, пластмассы) выполняют пустотелыми заклепками (пистоны). Наиболее простой способ такого соединения: закладывают заклепку в отверстие на поддержке с небольшим коническим выступом (под закладную головку) и раздают ее края ударами молотка по кернеру. Часто, чтобы не повредить поверхность детали краями пустотелой заклепки, при соединении нескольких листов под головки заклепки подкладывают металлические шайбы.
Пайка (паяние) — процесс получения неразъемного соединения металлов, сплавов и изделий из них путем заполнения зазора между ними расплавленным припоем. Температура плавления припоя выбирается существенно ниже температуры плавления соединяемых деталей. Поэтому при пайке эти детали только нагревается, но не размягчаются. Припой же при нагревании плавится и сплавляется с нагретыми, хорошо зачищенными поверхностями деталей (изделий).
Наиболее распространенный паяльный инструмент — электропаяльник. Выпускается бытовые электропаяльники различной мощности — от 25 до 100 Вт, с обычным (за несколько минут) или форсированным (за несколько секунд) подогревом наконечника.
В домашних условиях паяют главным образом предметы хозяйственного обихода из стали, меди и медных сплавов (бронза, латунь) с использованием мягких (с низкой температурой плавления) оловянно-свинцовых припоев марки ПОС. Припой ПОС 90 применяют для паяния внутренних швов пищевой посуды (электрочайники, кастрюли), 1К.в нем невысокое (примерно 10 %) содержание ядовитого компонента — свинца; ПОС 40 — для латуни, стали,'медных проводов; ПОС 30 — для латуни, меди, стали, цинковых и оцинкованных листов, белой жести, выводов электроприборов и др.; ПОС 18 (заменитель припоя ПОС 40) — для свинца, стали, латуни, меди, оцинкованного железа. Мягкие припои выпускают в виде чушек, прутков, проволоки, ленты, порошков, а также в виде паст (паяльные пасты).
Места пайки должны быть полностью и тщательно очищены от грязи, ржавчины, смазки, лака, масла и т.д., поскольку только зачищенный до блеска металл способен воспринимать припой. Очистку выполняют механически (шабрением или шлифованием) или химически (травлением тетрахлористым углеродом). Чтобы предохранить зачищенные поверхности соединяемых деталей от окисления, перед пайкой используют паяльный флюс (канифоль и ее 30 — 40% раствор в этиловом (винном) спирте, насыщенный раствор цинка в соляной кислоте, нашатырь (при пайке радиотехнических деталей его лучше не применять).
Перед пайкой, особенно внахлестку, места соединения на каждой из деталей рекомендуется тщательно пролудить покрыть тонким слоем припоя. На луженую поверхность припой ложится лучше. На места будущей пайки после очистки наносят тонкий слой флюса. Если используют паяльную пасту, содержащую флюс, то дополнительно наносить флюс не требуется. Нагретым, хорошо залуженным паяльником набирают припой, переносят его на место пайки и распределяют ровным слоем. Для больших поверхностей эту процедуру повторяют несколько раз или поступают по-другому: мелкие кусочки припоя равномерно раскладывают по месту соединения, а затем расплавляют (рекомендуется поверхность и паяльник периодически обрабатывать флюсом). Для оцинкованных листов предварительного лужения не требуется. Соединяемые детали устанавливают в удобное для пайки положение и фиксируют с помощью зажимного инструмента — тисков, клещей, струбцин и т. д. Место пайки равномерно прогревают паяльником до рабочей температуры (примерно равной температуре плавления припоя). При этом необходимо следить за степенью нагрева жала паяльника: перегретое жало плохо удерживает припой, если же соединяемые поверхности были прогреты паяльником недостаточно, то спай будет ненадежным. По достижении рабочей температуры, когда весь флюс расплавится, припой в расплавленном виде наносят жалом паяльника на зазор. Спайку охлаждают на воздухе или погрузив в холодную воду. По окончании пайки остатки флюса (особенно кислотного) необходимо тщательно удалить, т.к. они могут вызвать коррозию металлов.
Резьбовое соединение — наиболее распространенный вид разъемных соединений. Выполняется с помощью крепежных деталей — болтов с гайками (болтовое соединение) либо винтом (винтовое соединение). В первом случае в соединяемых деталях сверлят соосные сквозные отверстия под болт (чаще всего с зазором, чтобы свободно проходил в просверленное отверстие); соединение осуществляется затяжкой гайки. Во втором в одной из деталей сверлят сквозное отверстие, через которое свободно проходит винт, а в другой — глухое (несквозное) отверстие, в котором нарезают резьбу; соединение осуществляется ввертыванием винта в эту резьбу.