Урок № _____________________

Тема . Подгонка деталей изделий. Окончательная обработка изделий .

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

Ключевые понятия: Подгонка, допуски, красители, протравы, грунтовки, масляные лаки, масти­ки, 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, мас­тиками. 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.

1. Основной принцип технологического процесса подгонки деталей и их скле­ивание.

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 склеивае­мых 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 фанерова­нии склеиваемым местам лучше всего придать шерохова­тость, 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. Но­жом куску коры придают форму лопаточки, срезают твердую корку, опускают широкий конец в горячую воду, меняя ее по мере остывания, пока дуб хорошо не раз­мокнет. Размокший дуб разбивают молотком на длину 5-10 мм, удаляют крупные волокна, промывают и сушат.

Перед нанесением клея загрязненную поверхность обез­жиривают чистым бензином или ацетоном.

Клей наносят тонким слоем так, чтобы текстура дре­весины слегка просвечивала.

При склеивании досок или брусков намазанные клеевым раствором плоскости рекомендуется притереть, рас­тирая при этом возможные комочки, получая более тон­кий 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» склеи­вание.

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 по­мещении должна быть не ниже +12°, а с применением подогрева материала не ниже +8°.

При сжатии любых предметов с помощью клиньев необходимо следить за тем, чтобы боковые стенки выре­за в сжиме и косые грани клиньев были перпендикуляр­ны к поверхности выреза, иначе при сжатии щита, состоя­щего из нескольких делянок, он вспучится и разойдется в стыках. Угол скоса клиньев должен быть не более 5- 6°. Между зажимаемым изделием и стенкой сжима сле­дует всегда забивать два клина навстречу друг к другу. В этом случае сжатие происходит более надежно.

Собирая различные изделия, нельзя наносить удары молотком или киянкой непосредственно по детали, что приводит к образованию вмятин. На деталь следует обя­зательно положить кусок доски или бруска и по нему на­носить удары. При вгонке шипа одной детали в гнездо другой нужно положить брусок на заплечики противопо­ложного шипа и только по этому бруску наносить удары молотком.

После склеивания и сушки изделия необходимо снять и зачистить выступивший клей, а затем сделать шлифовку.

Чем обезжиривают поверхность древесины перед склеиванием.

При склеивании казеиновым клеем в по­мещении какая должна быть температура воздуха.

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Пигменты - сухие краски, применяемые для подкра­шивания шпаклевок, грунтовок, окрасочных составов и других целей.

Олифа бывает натуральной и искусственной. Приме­няется для грунтовки, приготовления шпаклевок, разве­дения густотертых красок и т. д.

Масляные краски разных цветов получают путем пе­ретирания пигментов с олифой. Выпускаются густотер­тыми, требующими добавки олифы для их разведения, или готовыми к употреблению. Высыхают полностью за 48 ч. (Краску перетирают на специальных машинах.)

Эмалевые краски - это пигменты, перетертые с мас­ляными или другими лаками. Эмалевые покрытия обла­дают высоким глянцем. Эмали на масляном лаке высы­хают за 72 ч.

Растворители и разбавители применяют для разжи­жения лакокрасочных материалов и для ускорения их высыхания. К ним относятся: бензин, уайт-спирит, рас­творитель РДВ, растворитель № 646, керосин, скипидар, сиккативы. Добавлять их следует в таком количестве, которое рекомендуется в инструкциях, прилагаемых к каждому материалу.

Грунтовки - олифа в чистом виде или с добавлением краски. Применяют для грунтования деревянных и дру­гих поверхностей перед шпатлеванием или окрашивани­ем масляными и эмалевыми красками. Грунтовки хорошо впитываются в поры и частично закрывают их.

Шпаклевки - тестообразные вещества, применяемые! для исправления дефектов поверхности древесины. На­носят шпаклевку на грунтованную и просушенную по­верхность. Приготовляют на месте работ по разным ре­цептам. Масляная шпаклевка: мел сухой тонкосеяный - , 750 г, олифа - 270 г, клеевой раствор 10%-ной крепости - 50 г. Лаковая шпаклевка: мел сухой тонкосея­ный - 570 г, пигмент нужного цвета -180, вода-20, масляный подмазочный лак - 230 г. Клеевая шпаклевка: мел сухой тонкосеяный - 700-800 г, клеевой раствор 15-20%-ной крепости -300-200, олифа - 30-50 г.

Отдельные материалы, входящие в состав грунтовок или шпаклевок, тщательно перемешивают до получения однородной массы.

Лаки - это растворы смол в различных маслах или спиртах. В зависимости от растворителя и смолы они но­сят то или другое название. Масляные лаки высыхают за 48 ч, спиртовые - за 1-2 ч или раньше.

Лаки шпаклевочные разных номеров высыхают за 20-24 ч.

Политура - спиртовой лак с небольшим содержанием смолы. Она оставляет более тонкую пленку, чем лак. Бывают цветные политуры. Применяются для полировки дерева, высыхают за 1 ч, некоторые быстрее.

КРАСИТЕЛИ И ПРОТРАВЫ

Для окрашивания древесины и сохранения при этом структуры дерева применяют красители и протравы: про­травы изменяют оттенок древесины только тех пород, в которых имеются дубильные вещества.

Широко применяются морилки , или гуминовые краси­тели (бейцы). Можно применять обычные красители для окрашивания тканей. Эти красители делятся на прямые, кислотные, протравные, кубовые и др. Прямые красители непосредственно окрашивают древесину, не вступая с ней в химическую реакцию. Многие из таких красителей не­достаточно светостойки, поэтому лучше применять корич­невые цвета. Растворяют их в горячей воде.

Кислотные красители яркие, чистые, светостойкие, растворяют в воде с небольшой добавкой уксусной кисло­ты. Окрашивают так. Сперва обрабатывают древесину 0,5% -ным раствором хромпика или медного купороса, а затем водным 0,5-2% -ным раствором красителя. Воду лучше применять дождевую или добавлять 0,1% каль­цинированной соды. Чтобы краситель глубже прони­кал в дерево, в него добавляют до 5% нашатырного спирта.

Протравы - это растворы медного купороса, марган­цовокислого калия, железного купороса, двухромовокислого калия крепостью не более 1,5%. Если древесина богата дубильными веществами, то она окрашивается прямо этими протравами. Сосну, ель, липу, березу и дру­гие породы, не имеющие дубильных кислот, сначала обра­батывают 0,5-1,5%-ным раствором таннина, пирогалловой кислоты или пирокатехином, а затем наносят про­траву.

Домашнее задание : подго­товить информацию о современных способах отделки изделий из дерева, используя разные информационные ис­точники.

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.

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.

Опиливания, зачистки и шабрения поверхностей зачастую бывает недостаточно, чтобы достигнуть достаточно плотного прилегания деталей друг к другу. Поэтому в процессе сборки механизмов слесари прибегают к притирке (доводке) поверхностей с использованием абразивных порошков и паст. В процессе притирки деталям сообщается наиболее точный размер за счет снятия очень малого припуска (около 0,05 мм). Притиркой можно достичь такого плотного прилегания поверхностей, что соединение будет гидронепроницаемым.

Притирку можно производить двумя способами: одной деталью о другую (так притирают в основном криволинейные прилегающие друг к другу поверхности – клапаны, пробки и пр.) или деталью о притир (так доводят фланцы, крышки и пр.). В качестве притиров используются плиты, бруски или другие детали, сделанные из более мягкого материала, чем сами притираемые элементы (например, для притирки стальных деталей используются чугунные притиры, для притирки деталей из цветных металлов – стеклянные притиры).

Притирка, подобно шабрению, осуществляется в два этапа: предварительная притирка (предназначенные для этого притиры имеют на своей поверхности канавки, куда собирается металлическая стружка) и окончательная – доводка (она производится притирами с гладкой поверхностью).

В качестве притирочных порошков используются: корундовый, карборундовый, наждачный порошки, окись железа, алюминия, хрома, толченое стекло.

Зернистость абразивных порошков – от М40 до М7.

В качестве смазки применяются олеиновая кислота, машинное масло, керосин, скипидар, техническое сало. При доводке вместо абразивных порошков используются пасты, в частности паста ГОИ.

Нанесение притирочных порошков на притиры (или на поверхности деталей, если притирка осуществляется одной деталью о другую) называется шаржированием и осуществляется двумя способами: во-первых, абразивный порошок можно вдавить в притир стальным закаленным валиком, после чего лишний порошок удалить, а поверхность притира смазать; во-вторых, притир можно смазать и уже поверх смазки насыпать абразивный порошок и вдавить его валиком. Притирочная паста наносится на поверхность притира тонким слоем без вдавливания. Перед шаржированием поверхность притира предварительно промывают керосином и начисто протирают.

По плоскому притиру с легким нажимом прокатывают стальной закаленный валик (рис. 37, в). Если шаржируется круглый притир, то притирочную массу наносят на две стальные закаленные плиты и притир прокатывают между ними (рис. 37, г). После шаржирования, когда абразивные зерна вдавлены в поверхность притира, избыточную притирочную массу убирают.

Рис. 37. Притиры и шаржирование притиров: а – плоский притир с канавками; б – плоский притир без канавок; в – шаржирование плоского притира; г – шаржирование круглого притира: 1 – нижняя стальная закаленная плита; 2 – притир; 3 – верхняя стальная закаленная плита.

Притирка плоских поверхностей происходит следующим образом: деталь обрабатываемой стороной накладывают на подготовленную плоскость притира (или другой притираемой детали) и производят 20–30 сложных кругообразных движений с сильным нажимом.

Внимание! Траектория движений должна быть действительно сложной (даже можно сказать – хаотичной), чтобы они не накладывались друг на друга. Скорость движений должна быть приблизительно 20 м/мин (рис. 38).

Рис. 38. Притирка плоских поверхностей: а – предварительная; б – окончательная.

Затем отработанную притирочную массу убирают с поверхности притира и детали и наносят новый слой (зернистость используемого порошка на этот раз должна быть меньше). Таким образом чередуют притирочные движения с заменой притирочного слоя до получения соответствующего вида изделия (при последних подходах абразивный порошок заменяют пастой: сначала грубой, затем средней и в последнюю очередь тонкой. Окончательную притирку (доводку) осуществляют без нанесения пасты, а лишь со смазыванием притира смесью керосина и машинного масла.

Если заготовка очень тонкая в сечении и ее неудобно двигать по притиру, то ее закрепляют на деревянном бруске и перемещают по плите вместе с ним.

Притирка узких граней деталей или мелких заготовок производится пакетом. Несколько заготовок с помощью струбцин соединяют в пакет и притирают как широкую поверхность. Для этой цели можно использовать стальные или чугунные направляющие бруски или призмы.

Притирка криволинейных поверхностей имеет свои особенности. Чаще всего криволинейные поверхности двух деталей взаимосоприкасаемы, при этом одна из поверхностей выпуклая, а другая вогнутая (например, пробка и гнездо под нее, вместе составляющие самоварный краник), поэтому притирку этих поверхностей производят одна об другую.

Пробку смазывают и присыпают абразивным порошком, вставляют в гнездо и вращают попеременно в разные стороны приблизительно на 1/4 оборота 5–6 раз, после чего делают полный оборот пробки вокруг ее оси. Чередование притирки с заменой притирающих материалов аналогично притиранию широких плоских поверхностей.

Проверку точности притирки можно осуществить с помощью грифельного карандаша: наносят линию на одну из притертых поверхностей и проводят ею по другой притертой поверхности. При удовлетворительном качестве притирки карандашная линия равномерно стирается или смазывается по всей длине.

В завершение операции притирки (доводки) детали при необходимости обрабатывают полировальниками – эластичными кругами из фетра или войлока. В качестве механического привода полировальника может выступать двигатель от бормашины или электрическая дрель. Полировку производят очень тонкими абразивными порошками со связкой из вазелина, говяжьего сала, воска или полировальными пастами.

Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по металлу