Обработка металлов 6 класс

Обновлено: 30.06.2024

Глава 2. Современные и перспективные технологии
§ 3. Актуальные и перспективные технологии обработки материалов

В прошлом году вы познакомились с преобразующей деятельностью человека — с преобразованием материалов, энергии и информации по плану и в интересах человека. В основе всей такой деятельности лежит труд, а предметами труда являются материалы, энергия и информация.

Вы начали знакомиться с современными и перспективными технологиями, узнали о некоторых промышленных и производственных технологиях, рассмотрели технологии машиностроения и технологии производства материалов с заданными свойствами. Вам, конечно, известно, что в настоящее время с инновациями можно встретиться в самых разных сферах жизни. В этой главе вы познакомитесь с новыми технологиями обработки материалов и с современными технологиями сельского хозяйства.

Вспомните, с какими способами обработки различных материалов вы знакомились в 5 классе. Расскажите, где они применяются и какими преимуществами и недостатками обладают.

Технологии обработки материалов существуют столько же лет, сколько существует человеческое общество. В настоящее время используется много различных технологий обработки материалов, как традиционных, так и современных. Перечислим некоторые из них.

Обработка конструкционных материалов:

• резание ручным инструментом и на станках: сверление, точение, фрезерование, пиление, шлифование, разрезание, строгание (рис. 2.1);

• обработка давлением: прессование, штамповка, гибка, ковка, чеканка (рис. 2.2);

• термообработка: закалка, отжиг, отпуск, нормализация; сварка, пайка, плавление, литьё (рис. 2.3);

• склеивание, лакирование, нанесение покрытий, покраска, пропитка (рис. 2.4).

Обработка текстильных материалов: разметка, раскрой, соединение, отделка (рис. 2.5).

Обработка пищевых продуктов:

нарезка, тепловая обработка (рис. 2.6), замораживание, охлаждение.

Процесс создания новых технологий обработки материалов идёт непрерывно и очень активно. За последние годы появилось много универсальных технологий, которые нашли применение практически во всех сферах промышленности, науке и быту. Одной из новых технологий обработки материалов является порошковая металлургия (рис. 2.7).

Порошковая металлургия — это технология получения металлических порошков и изготовления изделий из них. Порошковая технология состоит из четырёх основных этапов: производство и смешивание порошков, уплотнение (прессование) и спекание. Методы порошковой металлургии используют для производства изделий сложной формы с уникальными техническими, эксплуатационными свойствами. Эти методы позволяют сократить расход материалов, уменьшить себестоимость продукции и трудоёмкость её изготовления, обеспечить практически полное отсутствие отходов производства.

Большой популярностью при покраске различных изделий пользуется порошковое напыление металла на металлические, керамические или стеклянные поверхности. Оно выполняется при помощи нагретого сжатого воздуха (рис. 2.8, 2.9). Такие покрытия долговечны, прочны, устойчивы к внешним механическим воздействиям и перепадам температуры.

Ведущее место в обработке различных материалов занимают современные электротехнологии. Данное направление постоянно развивается, совершенствуется и широко внедряется во все отрасли хозяйства страны.

Примером такой технологии является метод прямого нагрева проводящих материалов электрическим током. Этот метод используется в металлургической промышленности для выплавки металлов, в пищевой промышленности для размораживания продукции на рыбоперерабатывающих предприятиях и для обработки плодов при промышленном консервировании.

Практически во всех сферах промышленного производства, в строительстве и в быту применяется электрическая сварка — технологический процесс получения неразъёмных соединений деталей в результате их электрического нагрева до плавления или пластического состояния. Особенно часто применяются дуговая и контактная сварка.

Дуговая сварка (рис. 2.10) относится к сварке плавлением, так как детали свариваются за счёт расплавления материала соединяемых кромок и расплавляемого электрода. Необходимую энергию для расплавления металла выделяет электрическая дуга, горящая между заготовками и электродом.

Контактная сварка (рис. 2.11) является разновидностью сварки давлением. При ней нагрев места сварки происходит при прохождении через металл электрического тока, а соединение деталей происходит за счёт их деформации путём сжатия.

Итак, вы познакомились с некоторыми современными технологиями обработки материалов, которые открывают новые возможности для применения материалов в различных сферах жизни общества.

Полезная информация

Начало промышленного использования дуговой сварки связывают с изобретениями русских инженеров H. Н. Бенардоса и Н. Г. Славянова, которые в 1881 и 1888 годах соответственно использовали для сварки электрическую дугу, горящую между электродом и металлическим изделием.

В настоящее время различают более 150 видов и способов сварочных процессов. Сварку можно выполнять под водой, в открытом космосе, в любых пространственных положениях и в любых условиях.

Основные понятия и термины:

технологии обработки материалов, порошковая металлургия, напыление металла, электротехнологии, электрическая сварка, дуговая и контактная сварка, электросварщик.

Вопросы и задания:

1. Приведите примеры традиционных технологий обработки конструкционных материалов — ткани, листового металла, фанеры, пластмассы.

2. Какими преимуществами обладает технология порошковой металлургии по сравнению с традиционными способами обработки металлов?

3. Как вы считаете, чем объясняется широкое распространение сварочных работ во всех сферах промышленного производства?

4*. Как вы думаете, существует ли способ сварки металлов с помощью энергии взрыва?

Задание

Рассмотрите изображения на рис. 2.1—2.11. В тетради заполните таблицу, отметив знаком «+» изделия или технологические процессы, которые отвечают требованиям экологической чистоты и при производстве которых отсутствуют отходы.

Урок 13. Технологии ручной обработки металлов и пластмасс

Гибка – это способ обработки металла давлением, при котором заготовке или её части придаётся изогнутая форма.

Зенкование – процесс обработки с помощью зенковки отверстия в детали для образования гнёзд под потайные головки крепёжных элементов (заклёпок, болтов, винтов).

Зенкерование – (от нем. Senken – проходить, углублять (шахту)) – вид механической обработки резанием, в котором с помощью специальных инструментов (зенкеров) производится обработка цилиндрических и конических отверстий в деталях с целью увеличения их диаметра, повышения качества поверхности и точности.

Опиливанием – называется операция по обработке металлов и других материалов снятием небольшого слоя напильниками вручную или на опиловочных станках.

Правка – слесарная операция, при которой деформированным, покоробленным металлическим заготовкам или деталям придают правильную плоскую форму.

Развёртка – это режущий точный инструмент, используемый для чистовой обработки различных форм отверстий, придания им требуемой точности и шероховатости.

Рубкой – называется слесарная операция, при которой с помощью режущего (зубила, крейцмейселя и др.) и ударного (слесарного молотка) инструмента с поверхности заготовки (детали) удаляются лишние слои металла или заготовка разрубается на части.

Сверлением называется образование снятием стружки отверстий в сплошном материале с помощью режущего инструмента – сверла.

Основная и дополнительная литература по теме урока

  1. Технология. 6 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / В.М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.; под ред. В. М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.
  2. Поделки своими руками для детей и взрослых. «Симпатичные самоделки из природных материалов». Елена Артамонова. – Эксмо, 2006.
  3. Очерки истории науки и техники гг. – М.: Просвещение. 1988.
  4. Техническое творчество школьников. – М.: Просвещение, 1981.
  5. От идеи до модели. – М.: Просвещение. 1988. – М.: Просвещение. 1970.
  6. Занятия по техническому труду. Пособие для учителя труда 5 – 6 классов. Под ред./- М.: Просвещение. 1985.
  7. Обучение конструированию на уроках труда. – М.: Просвещение. 1982.
  8. Основы технического творчества. – М.: Народное образование. 1996.
  9. Дидактический материал по трудовому обучению / пособие для 1 кл /. – М.: Просвещение. 1989.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сегодня на уроке мы рассмотрим основные операции по обработке металлов. Эти операции обычно дополняют станочную механическую обработку или завершают изготовление металлических изделий соединением деталей, сборкой машин и механизмов, а также их регулированием. Слесарные работы выполняются с помощью ручного или механизированного слесарного инструмента либо на станках.

До начала работы необходимо: надев спецодежду, проверить, чтобы у неё не было свисающих концов; рукава надо застегнуть или закатать выше локтя; подготовить рабочее место; освободить нужную для работы площадь, удалив все посторонние предметы; обеспечить достаточную освещённость; заготовить и разложить в соответствующем порядке требуемые для работы инструменты, приспособления, материалы и т. п.; проверить исправность инструмента, правильность его заточки и доводки; проверить исправность рабочего оборудования и его ограждения;

Во время работы необходимо: прочно зажимать в тисках деталь или заготовку, а во время установки или снятия её соблюдать осторожность, так как при падении деталь может нанести травму; опилки с верстака или обрабатываемой детали удалять только щёткой; не пользоваться при работах случайными подставками или неисправными приспособлениями; не допускать загрязнения одежды керосином, бензином, маслом

Правка слесарная операция, при которой деформированным, покоробленным металлическим заготовкам или деталям придают правильную плоскую форму. Правку применяют перед разметкой, после резки ножницами, рубки зубилом и др. операциями. Инструменты: киянка, молоток, чугунная правильная плита.

Разметка представляет собой процесс нанесения на обрабатываемую заготовку рисунка, определяющего контур детали и места обработки. Разметочные инструменты: измерительные линейки, угольники, чертилки, циркули, кернеры, молотки, центроискатели, штангенциркули, рейсмусы.

Перед разметкой следует провести подготовительные работы: изучить чертёж изделия, продумать наметить план разметки; измерить и заготовку и убедиться в её соответствии размерам изделия по чертежу; установить пригодность заготовки, очистить и выровнять; окрасить заготовку чтобы разметочные линии были хорошо видны.

Резание, распространённая слесарная операция, широко применяемая при разделении металла на части, при вырезании углов, фигур, пазов. Ручные ножницы изготавливают и стали У 7 и У 8, состоят из двух пластин, шарнирно соединённых между собой.

Прямолинейные ножницы служат для резания тонколистового металла по прямым и кривым линиям внешнего контура без резких поворотов. Криволинейные ножницы, режущая часть которых выполнена в форме кривой, применяются для вырезки внутренних контуров заготовки. В заготовке вырубают отверстие для прохода ножниц, затем прорезают внутренний контур.

Для резки листового металла сечением больше 3 – 5 мм, а также сортового проката применяются ножовки. Операция называется пиление. Сортовой прокат более крупного сечения режут на приводных ножовках, дисковых пилах и специальных станках. Ручная ножовка состоит из рамки и полотна. Натяжение выполняется натяжным винтом. Ножовочное полотно представляет собой тонкую и узкую стальную пластину с двумя отверстиями и с зубьями на одном или обеих рёбрах. Полотна изготавливают из сталей У 10 А и Х 6 ВФ,

Ножовочное полотно устанавливают в прорези головки так, чтобы зубья были направлены от рукоятки, а не к ней. При этом сначала вставляют конец полотна в неподвижную головку и фиксируют его штифтом, затем вставляют второй конец полотна в прорезь подвижного штыря и также закрепляют штифтом. При этом из-за опасения разрыва полотна ножовку держат в удалении от лица. Степень натяжения полотна проверяют, легко нажимая на него пальцем сбоку; если полотно не прогибается, натяжение достаточно.

Положение корпуса работающего. При резке ручной ножовкой становятся перед тисками прямо, свободно и устойчиво, в пол оборота по отношению к губкам тисков или оси обрабатываемой заготовки. Ступни ног ставят так, чтобы образовали угол 60… 70 градусов при определённом расстоянии между пятками. Положение рук (хватка). Рукоятку обхватывают четырьмя пальцами правой руки так, чтобы она упиралась в ладонь; большой палец накладывают сверху вдоль рукоятки. Пальцы правой руки обхватывают гайку и подвижную головку ножовки.

В процессе резки осуществляется два хода – рабочий, когда ножовка перемещается вперёд от работающего, и холостой, когда к работающему. При холостом ходе на ножовку не нажимают, в результате чего зубья только скользят, а при рабочем ходе обеими руками создают лёгкий нажим так, чтобы ножовка двигалась прямолинейно.

Рубкой называется слесарная операция, при которой с помощью режущего (зубила, крейцмейселя и др.) и ударного (слесарного молотка) инструмента с поверхности заготовки (детали) удаляются лишние слои металла или заготовка разрубается на части.

В зависимости от назначения обрабатываемой детали рубка может быть чистовой и черновой. При рубке осуществляется резание – процесс удаления режущим инструментом с обрабатываемой заготовки (детали) лишнего слоя металла в виде стружки. Режущая часть (лезвие) представляет собой клин (зубило, резец).

Зубило – это простейший режущий инструмент, в котором форма клина выражена особенно чётко. Чем острее клин, т. е. чем меньше угол, образованный его сторонами, тем меньше усилие потребуется для его углубления в материал.

Крейцмейсель отличается от зубила более узкой режущей кромкой и предназначен для вырубания узких канавок, шпоночных пазов и т. п. Для вырубания профильных канавок – полукруглых, двугранных и других – применяют специальные крейцмейсели, называемые канавочниками. Канавочники изготовляют из стали У 8 А длиной 80, 100, 120, 150, 200, 300 и 350 мм с радиусом закругления 1; 1, 5; 2; 2, 5 и 3 мм.

При ручной рубке металлов следует выполнять следующие правила безопасности: Рукоятка ручного слесарного молотка должна быть хорошо закреплена и не иметь трещин; При рубке зубилом и крейцмейселем необходимо пользоваться защитными очками; При рубке твёрдого и хрупкого металла следует обязательно использовать ограждение: сетку, щиток.

Опиливанием называется операция по обработке металлов и других материалов снятием небольшого слоя напильниками вручную или на опиловочных станках.

С помощью напильников обрабатывают плоскости, криволинейные поверхности, пазы, канавки, отверстия любой формы, поверхности, расположенные под разными углами, и т. п. Припуски на опиливании оставляются небольшими – от 0, 5 до 0, 25 мм. Точность обработки опиливанием составляет 0, 2… 0, 05 мм (в отдельных случаях – до 0, 001 мм).

Напильник представляет собой стальной брусок определённого профиля и длины, на поверхности которого имеются насечки (нарезки), образующие впадины и острозаточенные зубцы (зубья), имеющие в сечении форму клина. Напильники изготавливают из стали У 10 А, У 13 А, ШХ 15, 13 Х, после насекания подвергают термической обработке. Напильники подразделяют по размеру насечки, её форме, по длине и форме бруска.

Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений.

Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм – плоскогубцами или круглогубцами. Гибки подвергают только пластичный материал.

Сверлением называется образование снятием стружки отверстий в сплошном материале с помощью режущего инструмента – сверла. Сверление применяют для получения отверстий не высокой степени точности, и для получения отверстий под нарезание резьбы, зенкерование и развёртывания.

Зенкерование (от нем. Senken – проходить, углублять (шахту)) – вид механической обработки резанием, в котором с помощью специальных инструментов (зенкеров) производится обработка цилиндрических и конических отверстий в деталях с целью увеличения их диаметра, повышения качества поверхности и точности. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.

Зенкование – процесс обработки с помощью зенковки отверстия в детали для образования гнёзд под потайные головки крепёжных элементов (заклёпок, болтов, винтов). Как большинство слесарных терминов в русском языке, слово заимствовано из немецкого языка от Senkung – спуск; склон, погружение, опускание.

Развертка – это режущий точный инструмент, используемый для чистовой обработки различных форм отверстий, придания им требуемой точности и шероховатости.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Из приведённых ниже вариантов выберите разметочные инструменты:

  1. Плашка
  2. Чертилка
  3. Кернер
  4. Угольник
  5. Отборник
  6. Зубило
  7. Штагенциркуль

Правильный ответ: 2;3;4;7.

Задание 2. Продолжите предложение, выбрав из перечисленных ниже вариантов правильный. Подчеркните правильный ответ. Перед разметкой необходимо?

Технология. 6 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман

Глава 5. Технологии получения и преобразования металлов и искусственных материалов
§ 14. Металлы и способы их обработки

В этой главе вы продолжите освоение технологий ручной и механической обработки металлов и искусственных материалов, познакомитесь с современными способами их обработки.

Выполнение заданий и практических работ даст вам возможность освоить новые технологические операции и позволит задуматься над идеями учебных и творческих проектов.

Обычно на рабочем столе лежит несколько предметов, изготовленных из металла: линейка, скрепки, ножницы, точилка для карандашей и т. п. Подумайте, какой способ обработки металла был применён при изготовлении одного из них, например ножниц.

Из курса технологии 5 класса вы знаете, что металлы являются конструкционными материалами, обладающими рядом уникальных свойств, благодаря которым они прочно вошли в нашу жизнь. Металлы используются для изготовления орудий производства и предметов потребления. Свойства различных металлов не одинаковые, поэтому из одних металлов делают детали машин и механизмы (сталь, чугун), другие используют для производства самолётов, посуды (алюминий), из третьих создают ювелирные украшения (золото, серебро) (рис. 5.1). Для производства труб, электрических проводов, медных музыкальных инструментов (рис. 5.2.), создания художественных изделий в технике чеканки незаменимым материалом является медь.

Сфера применения металлов и сплавов определяется их свойствами. Производить изделия из чистых металлов сложно, поэтому их применяют редко. Обычно при изготовлении изделий используют полученные на их основе сплавы. В настоящее время уровень развития науки и техники позволяет создавать сплавы с заданными свойствами, которые определяются планируемыми областями применения сплавов. В современной промышленности используют свыше 10 тыс. различных металлов и их сплавов. Многие виды металлов и сплавов можно определить по внешним признакам: цвету и блеску. Большинство металлов имеет серовато-серебристый цвет. Исключение составляют золото (жёлтый цвет), медь и медные сплавы (оранжево-красный цвет). В таблице 5.1 приведены цвета металлов и сплавов, которые часто используются в промышленности и быту.

Таблица 5.1

Цвета металлов и сплавов
Сплавы Цвет Металлы Цвет
Сталь, чугун Серовато-белый, сероваточёрный Алюминий Серый
Бронза Жёлто-красный Серебро Белый
Латунь Жёлто-красный Золото Жёлтый

Часто изделие, выполненное из одного металла, покрывают тонким слоем другого. Например, стальные листы, применяемые для изготовления крыш, покрывают слоем цинка. Сталь обеспечивает высокую прочность и твёрдость листа, а цинк позволяет защитить лист от агрессивного воздействия окружающей среды (рис. 5.3).

Практическая работа № 13

«Знакомство с различными видами металлов»

Цель работы: научиться определять вид металла по внешним признакам.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, образцы металлов.

Порядок выполнения работы

1. Определите вид металла по внешним признакам образцов, предложенных учителем.

2. В тетради заполните приведённую ниже таблицу (образцы металлов пронумеруйте).

Таблица

Виды металлов
Название материала № Цвет образца Сфера применения (1—2 примера)
Белая жесть
Алюминий
Сталь
Медь
Оцинкованная сталь

Чёрные и цветные металлы. Все металлы и сплавы можно разделить на две группы: чёрные и цветные. К чёрным металлам относят железо, сталь, чугун. К цветным — все остальные металлы и сплавы: медь, латунь, бронзу, алюминий, золото, серебро и т. д.

Одним из важнейших металлов, применяемых в современной технике, является железо. Чистое железо обладает невысокой прочностью, поэтому оно используется очень редко. Широкое применение имеют сплавы железа с углеродом — чугун и сталь. Сплавы, содержащие более 2% углерода, относятся к чугунам. Чугун используют для изготовления оснований (станин) станков, производства деталей архитектурных сооружений и оград, скульптур. Сплав, содержащий менее 2% углерода, называют сталью. Стали по назначению делятся на две основные группы: инструментальные и конструкционные.

Инструментальная сталь является основным материалом для изготовления различных инструментов (свёрл, зубил, напильников). Содержание в ней углерода составляет от 0,6 до 1,4%. Такой состав обеспечивает прочность и твёрдость инструмента, необходимые для обработки различных материалов.

Конструкционной называют сталь, в которой содержится от 0,2 до 0,6% углерода. Она используется для изготовления деталей машин, строительных конструкций, художественных кованых изделий. Такая сталь обладает высокими технологическими свойствами: хорошо обрабатывается режущими инструментами, сваривается, способна изменять свою форму не разрушаясь.

Итак, именно углерод является тем компонентом стали, который определяет её свойства и связанные с ними области применения.

Важное место среди цветных металлов занимают медь и её сплавы — латунь и бронза. Медь обладает высокой электропроводностью, коррозийной стойкостью, пластичностью. Она легко обрабатывается давлением. Выдавливанием из медного листа можно получить сложные рельефы. В то же время обрабатывать медь режущими инструментами затруднительно, так как она плохо сверлится, точится, обрабатывается напильниками.

Одним из распространённых сплавов на основе меди является латунь, которая представляет собой сплав меди с цинком. Латунь хорошо обрабатывается режущими инструментами. Она обладает большей, чем медь, прочностью и твёрдостью, но уступает ей в пластичности.

Ещё одним сплавом меди является бронза, которая известна человечеству очень давно. Так, целая эпоха в истории человечества носит название «бронзовый век». Самыми распространёнными являются оловянные бронзы — сплавы меди и олова. Бронза способна противостоять износу при трении, что важно для деталей механизмов. Медные сплавы обладают высокими литейными качествами, поэтому они являются хорошим материалом для отливки памятников и скульптур.

Самым распространённым металлом в природе является алюминий. Его прочность сравнительно невелика, но в результате добавления в него различных компонентов — кремния, магния, меди, цинка — прочность получаемого таким образом материала значительно повышается. Алюминий обладает превосходными физико-химическими свойствами: малым весом; высокой плотностью; способностью хорошо проводить электричество и тепло; устойчивостью к коррозии и воздействию агрессивных веществ; высокой пластичностью.

Если сравнить одинаковые по объёму алюминиевую и стальную заготовки, то окажется, что алюминиевая заготовка значительно легче стальной. При этом по прочности алюминиевые сплавы не уступают стали. Эти свойства определяют широкое применение алюминия в самолётостроении.

В настоящее время промышленность выпускает металлические заготовки различных форм — профилей, из которых путём последующей обработки изготавливают необходимые детали и изделия. Существует насколько групп профилей металлов: листовой металл, сортовые профили, трубы (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Металлические профили:
а — сортовые профили правильной геометрической формы; б — сортовые фасонные профили; в — трубы

В зависимости от толщины листа листовой металл делится на фольгу (менее 0,08 мм), жесть (0,2-0,5 мм), тонколистовой металл (0,3—4 мм), толстолистовой металл (4 мм и более).

Необходимость выпуска большого количества различных профилей определяется разнообразием форм изготавливаемых деталей и условиями их применения (рис. 5.5).

Маркировка стали. Стали отличаются друг от друга количеством содержащегося в них углерода. Информация об этом содержится в марке стали. Так, например, качественные конструкционные стали имеют марки: Ст30, Ст40 и т. д. Двузначное число в марке стали указывает на процентное содержание углерода в сплаве в сотых долях процента. Например: сталь Ст40 содержит примерно 0,40% углерода.

По внешним признакам практически невозможно отличить одну марку стали от другой. Поэтому при производстве стали заготовки маркируют определёнными цветами. Информация о маркировке сталей содержится в специальных технических справочниках и таблицах (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Цвета маркировки сталей
Марка стали Цвет окраски
Ст1 Белый
Ст2 Жёлтый
Ст3 Красный
У7 Синий + красный
У8 Синий + жёлтый
У9 Синий + розовый

Лабораторно-практическая работа № 14

«Знакомство с видами металлических профилей»

Цель работы: научиться определять основные металлические профили.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, образцы металлических профилей.

1. Определите вид профиля по форме образцов, предложенных учителем.

2. В тетради заполните приведённую ниже таблицу (пронумеруйте образцы профилей).

Виды металлических профилей
Форма поперечного сечения № Название профиля Сфера применения (1—2 примера)

Способы обработки металлов. Первый способ обработки металлов, который мы рассмотрим, — это обработка металлов давлением.

Одним из свойств металлов является пластичность, т. е. способность изменять форму под действием давления, в том числе ударов, не разрушаясь. Есть металлы, которые можно обрабатывать давлением в холодном состоянии, например золото, медь, алюминий; а есть те, которые обрабатывают давлением в горячем состоянии, например малоуглеродистая сталь. Раскалённая докрасна, она становится такой пластичной и податливой, что из неё можно изготавливать детали самой сложной формы.

Процесс обработки металлов давлением состоит в том, что давящий инструмент придаёт металлической заготовке требуемую форму. К обработке металлов давлением относятся прокатка, штамповка, ковка (рис. 5.6).

Штамповка — это деформация металла с помощью специального инструмента — штампа, рабочая поверхность которого повторяет конфигурацию изготовляемой детали. Штамповкой изготавливают такие сложные по форме изделия, как детали кузовов автомобилей, корпуса бытовых приборов, различные товары повседневного спроса и т. д. Штамповку деталей выполняют в холодном и горячем состоянии (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Штампованные детали и поковки:
а — детали, выполненные листовой штамповкой в холодном состоянии; б — поковки, выполненные объёмной штамповкой в горячем состоянии

Применение штамповки обеспечивает высокую производительность труда, даёт возможность изготавливать большие серии одинаковых деталей при минимальных затратах. Это объясняет её широкое распространение в промышленности.

Поковка — черновая заготовка, получаемая в процессе штамповки или ковки металла, по своим размерам и форме близкая к требуемому изделию.

Ручная ковка осуществляется последовательными ударами кузнечного молота (кувалды) по нагретой или холодной заготовке, расположенной на наковальне, до приобретения ею желаемой формы. Кузнечное производство является одним из древнейших способов изготовления изделий из металла (рис. 5.8).

Ещё одним способом изготовления металлических деталей является литьё. Его применение основано на свойстве металлов, которое называется жидкотекучесть. Это свойство обеспечивает хорошее заполнение формы расплавленным металлом. После затвердевания металла в форме получается литая деталь-отливка. Литьё позволяет во многих случаях получать готовую деталь, которую в дальнейшем необходимо лишь незначительно доработать. Многие окружающие нас предметы изготовлены методом литья: водопроводные краны, дверные ручки, водосточные решётки на улицах. Существует искусство художественного литья. Таким способом изготовляют скульптуры, украшения, церковные колокола, декоративные ограды (рис. 5.9). Хорошими литейными свойствами обладают чугун, бронза, олово, цинк и некоторые другие металлы и сплавы.

Существует ещё один способ обработки металлов — обработка металлов резанием. Несмотря на высокий процент отходов материала, данный способ получил распространение при производстве деталей и изделий на различных технологических станках — токарных, фрезерных, строгальных (рис. 5.10). Этот способ применяют при изготовлении единичных деталей сложной формы с высокой точностью, при доработке заготовок после литья или обработки давлением.

Ранее на уроках технологии вы выполняли некоторые технологические операции резания материалов: сверление, опиливание, резание ножницами, пиление и т. д. Все эти операции производятся специальными режущими инструментами: ножницами по металлу, свёрлами, напильниками, ножовками по металлу. Рабочая часть этих инструментов имеет общую форму — клин.

Существует несколько основных видов резания. На рисунке 5.11 показаны различные виды резания металлов: с помощью клинообразных инструментов, раздвигающих частицы металла (рис. 5.11, я); посредством двух режущих лезвий (рис. 5.11, б); путём снятия стружки (рис. 5.11, в)

Рис. 5.11. Виды резания металла:
а — с помощью клинообразного инструмента;
б — с помощью двух режущих лезвий;
в — снятие стружки

Режущие инструменты должны обладать высокой прочностью и твёрдостью, для того чтобы выдерживать большие нагрузки, которые возникают при обработке металлов. Не все металлы одинаково хорошо поддаются обработке резанием. Например, на станках трудно обрабатывать заготовки из красной меди, свинца, алюминия.

Таким образом, при изготовлении изделия необходимо рационально выбирать способ обработки материала: важно учитывать свойства металла, количество деталей (одна или серия), трудоёмкость операций и затрачиваемое время.

Лабораторно-практическая работа № 15

«Определение способа изготовления детали»

Цель работы: научиться определять основные способы изготовления деталей.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, образцы металлических заготовок.

1. Определите способ изготовления детали по внешним признакам образцов, предложенных учителем.

2. В тетради заполните представленную ниже таблицу.

Определение способа изготовления детали
Деталь № Цвет образца Сфера применения (1—2 примера)
Литая
Кованая
Штампованная
Изготовленная путём резания

металлы, свойства металлов, сплавы, чёрные и цветные сплавы и металлы, сталь, чугун, медь, латунь, оцинкованное железо, цвет металлов, инструментальные и конструкционные стали, металлические профили, листовой металл, марки стали, маркировка стали, обработка металлов давлением, литьё, ковка, штамповка, поковка, обработка металлов резанием, отливка, режущие инструменты, клин, жидкотекучесть.

1. Какие особые свойства металлов обусловливают их широкое применение при производстве предметов быта, деталей машин и других конструкций?

2. Чем по своему составу чистый металл отличается от сплава? Приведите примеры.

3. Для изготовления каких изделий используют конструкционную и инструментальную стали?

4. C какой целью используют цветную маркировку сталей?

5. Чем необходимо руководствоваться при выборе способа обработки металла?

Задание 1

Найдите в Интернете информацию о меди и её сплавах. Расскажите об их свойствах и применении.

Задание 2

Найдите в Интернете информацию об использовании алюминия в самолётостроении. Подготовьте компьютерную презентацию об этом.

Подумайте, почему при обработке заготовок из металла и искусственных материалов применяют ручную обработку. Какие операции можно механизировать, а какие — нет?

Выполнение слесарных работ по металлу происходит либо вручную, либо с применением приспособлений и специальных механизированных инструментов, облегчающих работу слесаря, повышающих качество работы и производительность труда. Основными способами ручной обработки металлов являются: разметка, опиливание, сверление, рубка, резание, гибка, правка, соединение деталей, сборка и отделка.

Рубка металла. Для удаления (срубания) с заготовки слоя металла используется слесарная операция, которая называется рубка металла. Она производится для ликвидации неровностей, заусенцев, фасок, острых кромок, окалины; вырубания пазов и канавок; разрубания металла на части; декорирования готовых заготовок в технике насечек. Рубку следует применять в тех случаях, когда станочная обработка заготовок нерациональна или трудновыполнима.

Основным инструментом для рубки является слесарное зубило. Рабочая (режущая) часть зубила имеет форму клина, на действии которого основана рубка. Для изготовления слесарного зубила (рис. 5.15) используют инструментальную углеродистую сталь марок У7А, У8А.

Рис. 5.15. Слесарные зубила:
а — разновидности зубил;
б — зубило с рукояткой для безопасной работы;
в — основные части зубила: 1 — режущая часть (фаска); 2 — режущая часть (клин); 3 — средняя часть; 4 — ударная часть (боёк); 5 — угол заострения

Зубило состоит из трёх частей: ударной, средней и рабочей. Ударная часть — боёк — суживается кверху. Вершина бойка слегка закруглена. При рубке зубило держат за среднюю часть. Рабочая режущая часть зубила имеет клиновидную форму. Для обработки металлов разной твёрдости выбирают разные углы заострения.

Кроме зубила, для рубки металла применяют слесарные молотки двух типов: с круглым (рис. 5.16, а) и квадратным бойками (рис. 5.16, б). Изготавливают молотки из стали 50, 40Х, У7, У8. Основной характеристикой молотка является его масса. Рубку металла выполняют и с помощью механизированных инструментов. Среди них наибольшее распространение получил пневматический рубильный молоток (рис. 5.17).

Рубку металла выполняют в тисках, на плите или наковальне.

Для правильной подготовки рабочего места при рубке в тисках необходимо отрегулировать высоту тисков или установить под ноги ростовую подставку. Правильная высота тисков устанавливается следующим образом: согнутую в локте нерабочую руку надо поставить на губки тисков так, чтобы концы выпрямленных пальцев касались подбородка.

При рубке металла в тисках важное значение имеет правильное рабочее положение (рис. 5.18) корпуса и ног работающего. Необходимо стоять прямо, вполоборота (под углом 40°) к оси тисков, нога, соответствующая нерабочей руке (левая — для правшей, правая — для левшей), должна быть выставлена на полшага вперёд, а угол, образованный линиями осей ступней, составлять приблизительно 75° (рис. 5.18, б).

Кроме того, большое значение имеет правильный захват инструмента — молотка и зубила (рис. 5.19, а, б) и правильный выбор вида удара молотком по зубилу. Различают три вида удара: кистевой, локтевой и плечевой.

Кистевой удар (рис. 5.19, в) молотком производится только за счёт кисти. Такой удар применяется при снятии заусенцев, фасок, для рубки тонколистовых и мягких металлов и в конце рубки заготовки. Локтевой удар (рис. 5.19, г) используется при снятии слоя металла толщиной 2—3 мм. При локтевом ударе рука согнута в локте, поэтому он более сильный, чем кистевой. Плечевой удар (рис. 5.19, д) применяется при рубке металла толщиной 3—5 мм и обработке больших плоскостей. Замах производится от плеча, поэтому это удар максимальной силы. Он должен быть метким, чтобы центр бойка молотка попадал в центр головки зубила.

Рис. 5.19. Приёмы захвата инструмента и виды ударов молотком:
а — приём захвата зубила; б — приём захвата молотка; в — кистевой удар; г — локтевой удар; д — плечевой удар

Рубка металла может быть черновой и чистовой. При чистовой рубке зубилом за один рабочий ход снимают слой металла толщиной 0,5—1 мм, при черновой — 1—2 мм.

Самой распространённой слесарной операцией является рубка в тисках по уровню губок (рис. 5.20). При такой рубке заготовку прочно закрепляют следующим образом: линия разметки должна быть на уровне губок или на 1—2 мм ниже, чтобы после рубки можно было выполнить опиливание. После закрепления заготовки работающий принимает рабочее положение: берёт зубило нерабочей рукой за среднюю часть на расстоянии 20—25 мм от края ударной части — бойка. Затем инструмент устанавливают так, чтобы его режущая кромка находилась на линии снятия стружки (линии среза), а угол по отношению к обрабатываемой поверхности был равен 30—35° и примерно 45° к губкам тисков. Молоток (см. рис. 5.20) держат в рабочей руке (15—30 мм от конца ручки). Сначала производят медленные и лёгкие удары, затем более сильные, равномерные и точные.

Разрубание и вырубание металла выполняют на плите (рис. 5. 21) или наковальне.

Заготовку большой толщины сначала надрубают с одной стороны, затем переворачивают и повторяют операцию. Надрубленную с обеих сторон заготовку осторожно вырубают на плите или наковальне.

Правила безопасной работы при рубке металла

1. При рубке металла необходимо использовать только исправные инструменты.

2. При рубке следует надевать защитные очки.

3. Заготовку нужно надёжно закреплять в слесарных тисках.

4. В конце рубки обязательно нужно ослаблять силу удара.

5. Во избежание ранения нельзя проверять качество рубки руками.

6. По окончании работы следует убрать рабочее место щёткой-смёткой и сдать его учителю.

Практическая работа № 17

«Освоение приёмов рубки металла»

Цель работы: научиться приёмам рубки учебной заготовки (рис. 5.22) в тисках по уровню губок.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, заготовки, плита, разметочные инструменты, слесарный молоток, зубило с рукояткой, напильники, защитные очки.

1. Выправите заготовку, опилите заусенцы.

2. Разметьте заготовку согласно чертежу.

3. Закрепите заготовку в тисках, отступив от линии разметки на 1 мм. Наденьте очки, установите правильный угол наклона зубила.

4. Рубку начинайте медленными ударами, следите за углом наклона зубила; пройдя от правого угла заготовки 15— 20 мм, увеличьте частоту и силу ударов.

5. В конце рубки ослабьте силу удара, чтобы отрубленный кусочек металла не поранил окружающих.

6. После рубки первой полоски напильником опилите неровности на заготовке, закреплённой в тисках, и выполните рубку второй полоски. В такой же последовательности выполните рубку третьей полоски.

7. Выправите на плите вырубленные полоски, проверьте размеры и качество рубки. Сдайте работу учителю.

Гильотинные ножницы (рис. 5.23) — это стационарный станок, который выполняет срез заготовок разной толщины без заусенцев, зазубрин и смятых кромок. В зависимости от вида гильотинных ножниц (гидравлические, электромеханические, механические) ими можно резать стальной лист металла толщиной до 60 мм и шириной до 3200 мм. Современные гильотины оснащаются ЧПУ, что позволяет обеспечить безупречное качество и высокую производительность работы.

Резание металла и искусственных материалов ручной слесарной ножовкой. Для разрезания листового, полосового, круглого и профильного металла, пластмасс, а также для прорезания шлицов, пазов, обрезки и вырезки заготовок по контуру используют 'ручную слесарную ножовку (рис. 5.24). Она состоит из станка (рамки) 2 и ножовочного полотна 4.

На одном конце рамки имеется неподвижная головка 5 с хвостовиком и ручкой 6, а на другом — подвижная головка 3 с гайкой-барашком 1 для натяжения полотна. В обеих головках сделаны прорези 8, в которые вставляется ножовочное полотно, закрепляемое штифтами 7.

Ножовочное полотно представляет собой тонкую и узкую стальную полоску с зубьями на одной (рис. 5.25, а) или обеих кромках (рис. 5.25, б).

Рис. 5.25. Ножовочные полотна:
а — с односторонними зубьями на одной кромке; б — с двухсторонними зубьями на обеих кромках

Подготовка ручной слесарной ножовки к работе

1. Перед началом работы необходимо выбрать ножовочное полотно. Для слесарных работ используют ножовочные полотна с шагом S = 1,5 мм, при котором на длине 25 мм насчитывается 17 зубьев. При большой длине пропила следует устанавливать ножовочное полотно с крупным шагом, при малой — с мелким. Ножовочные полотна выпускаются с углом заострения 43—60°.

2. Ножовочное полотно устанавливают в прорези головки так, чтобы наклон зубьев был направлен от ручки (рис. 5.26, а).

Рис. 5.26. Подготовка ножовки к работе:
а — установка полотна в ножовку: б — натяжение ножовочного полотна

3. Отверстия в ножовочном полотне должны быть расположены точно напротив отверстий в головках ножовочного станка; при этом натяжной винт будет выходить из головки на 10—12 мм, что обеспечит возможность натяжения полотна.

4. Затем вставляют штифты в прорези головки. Диаметр штифтов должен соответствовать диаметру отверстий.

5. Натяжение ножовочного полотна выполняют вручную без больших усилий лёгким вращением гайки-барашка (рис. 5.26, б). Для этого нельзя использовать ручные тиски, плоскогубцы.

6. В заключение проверяют степень натяжения лёгким нажатием пальца на полотно сбоку: если оно не прогибается, то полотно готово к работе. Сильное или слабое натяжение полотна может привести к его поломке.

Рабочее положение при резании слесарной ножовкой

1. Перед началом работы нужно установить высоту тисков по росту или использовать ростовую подставку. Затем закрепляют заготовку. Рабочая рука с установленной на заготовке ножовкой должна быть согнута под прямым углом (рис. 5.27, а).

Рис. 5.27. Рабочее положение при резании слесарной ножовкой:
а — установка тисков по росту работающего; б — положение ног; в — положение рабочей (правой) руки; г — положение нерабочей (левой) руки

2. Перед тисками встают вполоборота по отношению к губкам тисков или к оси разрезаемой заготовки. Корпус разворачивают влево от тисков под углом 45° (рис. 5.27, б). Ногу, соответствующую нерабочей руке (левую — для правшей, правую — для левшей), ставят на полшага вперёд и переносят на неё центр тяжести. Поворачивают другую ногу по отношению к ней на угол 60—70°.

3. Ручку ножовки обхватывают пальцами рабочей руки, большой палец кладут сверху, конец ручки должен упираться в ладонь (рис. 5.27, в). Нерабочей рукой держат рамку, как показано на рисунке 5.27, г, четырьмя пальцами обхватывают гайку-барашек и натяжной винт.

Последовательность резания тонколистового металла (рис. 5.28)

1. Перед началом работы готовят деревянные бруски (можно тарные рейки, отходы фанеры), между которыми зажимают заготовку.

2. Деревянные бруски вместе с заготовкой зажимают в тисках. Режут заготовку вместе с древесиной.

Последовательность резания слесарной ножовкой заготовок круглого сечения (рис. 5.29)

1. Размечают место разреза. Заготовку закрепляют в тисках в горизонтальном положении так, чтобы отрезаемая часть находилась справа или слева от тисков. Линия разреза должна отстоять от губок тисков на 20—25 мм.

2. Трёхгранным напильником на разметочной линии в месте разреза делают небольшой пропил на глубину 1,5—2 мм, чтобы ножовочное полотно в начале резания не скользило, а врезалось в заготовку.

3. При резании ножовкой соблюдают следующие правила:

— нужно делать 40—50 движений в минуту;

— нажимать на ножовку можно только при движении вперёд;

— в работе должно участвовать не менее 3∕4 длины ножовочного полотна;

— заканчивая резание, необходимо ослабить нажим и поддерживать отрезаемую часть рукой.

Резание металла слесарной ножовкой с поворотом ножовочного полотна

Если глубина пропила превышает расстояние от полотна до рамки ножовочного станка, ножовку поворачивают на 90° (рис. 5.30).

1. Необходимо собрать ножовочный станок с поворотом полотна на 90°. Для этого:

— отпускают гайку-барашек, вынимают штифты и полотно из станка;

— вставляют полотно в прорези хвостовика так, чтобы рамка ножовки располагалась горизонтально;

— вставляют штифты и натягивают полотно гайкой-барашком.

2. Закрепляют заготовку в тисках так, чтобы место разреза было сбоку или выше губок тисков.

Основные ошибки при резании слесарной ножовкой и способы их устранения

Неправильное начало резания: резание начинают с переднего ребра заготовки, а не с заднего, из-за этого ломаются зубья полотна.

2. Перегрев и затупление полотна: резание ведётся в слишком быстром темпе.

3. «Увод» полотна от линии разметки, в результате чего разрушаются зубья или ломается полотно, на заготовке получается косая прорезь. Причины «увода» — слабое натяжение полотна, неправильные приёмы резания. При «уводе» полотна следует развернуть заготовку и начать резание с обратной стороны.

4. Поломка зубьев полотна: слишком сильный нажим на ножовку; резкий перекос полотна во время резания.

Правила безопасной работы при резании слесарной ножовкой

1. При резании необходимо надёжно закреплять заготовку в слесарных тисках.

2. Следует правильно выполнять сборку ножовки и следить за натяжением полотна.

3. Во время резания нельзя нажимать с силой на ножовку.

4. Отрезанный конец заготовки нужно поддерживать нерабочей рукой.

5. Необходимо оберегать руки от острых кромок и заусенцев.

6. Закончив работу, нужно убрать рабочее место щёткой-смёткой, протереть инструмент, убрать отходы в специальный ящик.

Механической ножовкой (рис. 5.31) можно отрезать круглый, квадратный, угловой и другие профили металла.

Практическая работа № 18

«Освоение приёмов работы ручной слесарной ножовкой»

Цель работы: научиться приёмам работы ручной слесарной ножовкой.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, заготовки, разметочные инструменты, напильники, слесарная ножовка, слесарный молоток.

1. Подготовьте слесарную ножовку, материалы, рабочее место к работе.

2. По заданию учителя на отходах тонколистового и пруткового металла выполните разрезание учебных заготовок.

3. По заданию учителя на отходах тонколистового металла выполните разрезание учебных заготовок с поворотом ножовочного полотна.

рубка металла, разрубание металла, слесарное зубило, гильотинные ножницы, слесарная ножовка, ножовочное полотно, ножовка-ручка, механическая ножовка.

1. Перечислите основные инструменты, применяемые при рубке, и требования, предъявляемые к ним.

2. Назовите основные правила безопасной работы при рубке металла.

3. Какие основные технологические операции выполняются при резании слесарной ножовкой заготовок из металла и пластмасс?

4. Перечислите основные ошибки, совершаемые при резании слесарной ножовкой.

Найдите в Интернете информацию об оборудовании, которое позволяет механизировать процесс рубки и резания металла.

Читайте также: