Инструменты и приспособления, применяемые при резке

Резка металла

 

Методические указания

к лабораторным занятиям по дисциплине «Основы ремонта и диагностики нефтегазового оборудования»

 

 

Уфа 2007

В указаниях описаны инструменты и приспособления, применяемые при резке, даны основные правила выполнения работ при резке металла, а так же правила разрезания металлов для студентов специальности 130602 Ма­шины и оборудование нефтяных и газовых промыслов.

 

 

Составитель: Сидоркин Д.И., ассистент, канд.техн.наук

 

 

Рецензент Ишемгужин И.Е., доцент, канд.техн.наук

 

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2007

 

 

Содержание

 

1 Цель работы

2 Введение

3 Инструменты и приспособления, применяемые при резке

4 Правила выполнения работ при разрезании материалов

Литература

 

Цель работы

 

Целью настоящей лабораторной работы является закрепление и углубле­ние практических знаний студентов по инструментам, применяемых при резке металла и приемам выполнения этих работ.

 

Введение

 

Разрезание - это операция, связанная с разделением материа­лов на части с помощью ножовочного полотна, ножниц и другого режущего инструмента. В зависимости от применяемого инстру­мента разрезание может осуществляться со снятием стружки или без снятия.

 

Инструменты и приспособления, применяемые при резке

 

Наибольшее распространение получило разрезание металлов ручными слесарными ножовками и ножницами. Для разрезания листового и пруткового материала применяют ручные рычажные и гильотинные ножницы.

Ручные слесарные ножовки предназначены в основном для раз­резания сортового и профильного проката вручную, а также для разрезания толстых листов и полос, прорезания пазов и шлицев в головках винтов, обрезания заготовок по контуру и других работ, разрезание выполняется при помощи ножовочных полотен, кото­рые изготавливают из углеродистой (марки Р9 или Р18) или леги­рованной (марки Х6ВФ) инструментальной стали и после нареза­ния зубьев закаливают. Наиболее распространены ножовочные по­лотна шириной 13 и 16 мм при толщине от 0,5 до 0,8 мм и длиной 250...300 мм. Для осуществления резания полотно устанавливают в специальном ножовочном станке. Ножовочные станки бывают двух типов: цельные и раздвижные, позволяющие устанавливать в станок ножовочное полотно разной длины.

Цельный ножовочный станок (рисунок 1) состоит из станка 7, на­тяжного винта с барашковой гайкой 6 и рукоятки 2. Ножовочное полотно 4 устанавливают в прорези головок 5 и фиксируют его при помощи штифтов 3.

1 – станок; 2 – рукоятка; 3 – штифты; 4 – ножовочное полотно; 5 – головка крепления ножовочного полотна; 6 – натяжной винт с гайкой

Рисунок 1 – Цельный ножовочный станок

Раздвижной ножовочный станок (рисунок 2) отличается тем, что состоит из двух частей, соединенных при помощи обоймы. Обой­ма жестко крепится на одной половине станка, а другая половина может изменять свое положение по длине за счет установки впрес­сованного в нее штифта, который фиксируется в специальных па­зах обоймы.

Рисунок 2 – Раздвижной ножовочный станок

 

На одной из сторон ножовочного полотна по всей длине наре­зают зубья (рисунок 3, а). Каждому зубу ножовочного полотна при­дается форма режущего клина, которая характеризуется опреде­ленными геометрическими параметрами: задним углом α, углом заострения β, передним углом γ и углом резания δ. Между углами, характеризующими геометрию режущего клина зубьев ножовоч­ного полотна, существуют зависимости: α + β + β = 90°; α + β = δ.

 

а – геометрические параметры ножовочного полотна: γ – передний угол; α – задний угол; β – угол заострения; δ – угол резания; б – разводка по зубу; в – разводка по полотну

Рисунок 3 – Ножовочное полотно

 

Поскольку работа (движения) ножовочного полотна, осуществ­ляется в ограниченном пространстве, то для предупреждения его заклинивания в процессе работы зубья ножовочного полотна долж­ны быть разведены. В зависимости от величины шага зубьев, т. е. от расстояния между двумя соседними зубьями, различают разводку по зубу (рисунок 3, б) и разводку по полотну (рисунок 3, в). Разводка по зубу производится на полотнах с большим шагом, в этом случае поочередно отгибают каждый зуб ножовочного полотна то в одну сторону, то в другую. При разводке по полотну сначала отгибают два-три зуба в одну сторону, а затем два-три зуба в другую. В этом случае вдоль полотна появляется волнистая линия.

При установке полотен в ножовочном станке необходимо сле­дить за правильным выбором направления зуба. Острие режущего клина должно быть всегда направлено в сторону рабочего движе­ния полотна - вперед, в направлении от рукоятки к барашку на­тяжного винта. Вторым обязательным условием нормальной ра­боты при разрезаний является натяжение ножовочного полотна. Натяжение должно быть таким, чтобы полотно не испытывало уп­ругих деформаций при разрезании и в то же время не должно быть слишком сильным, так как это может привести к поломке полотна в процессе работы даже при незначительном его перекосе.

Ручные ножницы (рисунок 4) бывают правыми и левыми. У пра­вых ножниц скос на режущей части на каждой из половин нахо­дится с правой стороны, а у левых - с левой. Ручными ножницами можно резать листовую сталь толщиной до 0,7 мм, кровельное же­лезо толщиной до 1,0 мм, листы меди и латуни толщиной до 1,5 мм.

 

а – правые; б – с криволинейными лезвиями; в – пальцевые

Рисунок 4 – Ножницы кривые

 

Такие ножницы (рисунок 4, а) предназначены для разрезания мате­риала по прямой линии или по дуге большого радиуса. Если тре­буется вырезать в листовом материале отверстие или вырезать де­таль по контуру с малыми радиусами кривизны, применяют нож­ницы с криволинейными лезвиями (рисунок 4, б) или пальцевые нож­ницы с тонкими и узкими режущими лезвиями (рисунок 4, в).

Все ножницы, независимо от их конструкции, в своей основе имеют (как и другие режущие инструменты) режущий клин. Фор­ма режущего клина ножниц характеризуется следующими геомет­рическими параметрами (рисунок 5): углом заострения β; задним углом α, обеспечивающим уменьшение трения при работе ножни­цами и составляющим 2...3°. С целью уменьшения усилий, при­кладываемых при резании, режущие ножи устанавливают под уг­лом φ (чем больше этот угол, тем меньше усилие резания). При уве­личении этого угла создаются усилия, выталкивающие лист из-под ножей, в связи с этим величину угла φ выбирают в пределах 7... 12 °, что создает оптимальные условия для резания. Угол заострения β выбирают в зависимости от обрабатываемого материала (чем твер­же материал, тем большим должен быть этот угол). Для мягких ме­таллов и сплавов (например, меди, латуни) он составляет 65 °; для металлов средней твердости - 70... 75 °, а для твердых материалов - 80°. Если требуется разрезать листы большой толщины (до 2,0 мм), применяют стуловые ножницы (рисунок 6). У этих ножниц одна ру­коятка имеет отогнутый вниз конец; этим заостренным концом нож­ницы закрепляют в деревянной колоде или тисках. Вторая рукоят­ка служит для нажатия и собственно резания.

α – задний угол; β – угол заострения; φ – угол между лезвиями

Рисунок 5 – Геометрические параметры лезвий ножниц

 

Рисунок 6 – Стуловые ножницы

 

Хорошего эффекта при резании листовой стали толщиной до 2,5 мм можно добиться при использовании силовых ножниц (рисунок 7). При работе рукоятку 4 с насечкой закрепляют в тисках, а рукоятку 5 с пластмассовым наконечником захватывают правой рукой. Рабо­чая рукоятка 5 представляет собой систему двух последовательно соединенных рычагов. Первый рычаг 7 заканчивается ножом 1 и соединен винтом 2 через шайбу 8 с рукояткой 4. Рукоятка 5 через ось 6 и шарнирное звено 3 также соединена с рукояткой 4. Эта сис­тема рычагов обеспечивает увеличение силы резания приблизитель­но в два раза по сравнению с обычными ножницами таких же габа­ритов.

Настольные ручные рычажные ножницы (рисунок 8) применяют для разрезания листовой стали толщиной до 4 мм, алюминия и ла­туни - до 6 мм. Основание 1 ножниц закрепляют на верстаке бол тами. Рукоятка 2 обеспечивает воз­вратно-поступательное движение ножа 3. Второй нож 4 закреплен в корпусе основания 1. Разрезаемый лист укладывают на полку непод­вижного ножа и, перемещая под­вижный нож 3 рукояткой 2, выпол­няют разрезание листа по разме­точной риске. Рычажные ножницы могут несколько отличаться друг от друга по конструкции, но прин­цип их действия во всех случаях одинаков.

1 – нож; 2 – винт; 3 – шарнирное звено; 4 – рукоятка с насечкой; 5 - рукоятка с пластмассовым наконечником; 6 – ось; 7 – рычаг; 8 – шайба

Рисунок 7 - Силовые ножницы

1- основание;

2- рукоятка;

3- нож;

4- стол-нож

Рисунок 8 – Настольные ручные рычажные ножницы

Труборезы (рисунок 9) применяют для разрезания труб различного диаметра вместо слесарной ножов­ки, а также для более качественного разрезания труб. Труборез пред­ставляет собой специальное приспо­собление, у которого режущим ин­струментом служат стальные диско­вые резцы-ролики. Наиболее рас­пространены роликовые, хомутиковые и цепные труборезы.

Роликовый труборез (рисунок 9, а) состоит из скобы 4, винтового рычага 3 и трех дисковых режущих роликов 6, два из которых ус­тановлены на осях в скобе 4, а третий смонтирован на оси, закреп­ленной в подвижном кронштейне 5

а – роликовый: 1 – прижим; 2 – винт; 3 – винтовой рычаг; 4 – скоба; 5 – кронштейн; 6 - режущие кромки; 7 – труба; б – хомутиковый; в – цепной; г – резцовый: 1 – нажимной винт; 2 – отрезной резец; 3 – винт

Рисунок 9 - Труборезы

 

Разрезаемую трубу закрепля­ют в прижиме 1 винтом 2, после чего труборез устанавливают на трубу 7. При вращении винтового рычага 3 вправо кронштейн 5 переместит режущий ролик 6 до соприкосновения со стенкой тру­бы под некоторым нажимом. Труборез с тремя роликами режет од­новременно в трех местах, поэтому при работе его слегка раскачи­вают при помощи рычага (примерно на одну треть оборота в каж­дую сторону). Для повышения качества разрезания место реза сма­зывают маслом.

Для разрезания труб большого диаметра применяют хомутиковые или цепные труборезы (рисунок 9, б, в).

При резании роликовыми труборезами происходит вдавлива­ние внутрь трубы ее торца, что ведет к образованию заусенцев и не­обходимости дальнейшей обработки трубы для их удаления. Исклю­чить этот недостаток позволяет резцовый труборез (рисунок 9, г), у которого ролики выполняют лишь функцию центрирования тру­бы в приспособлении, а резание производится отрезным резцом 2, который по мере врезания в трубу подается нажимным винтом 7. Нажим роликов осуществляется при помощи винта 3.