Issuu

Od Autora

Wprowadzenie

1. W a ciwo ci metali i stopów technicznych

2. Podstawowe materia y konstrukcyjne

2.1. Stal, eliwo, staliwo

2.2.

nie elazne i ich

2.3. Materia y konstrukcyjne

2.4. Materia y pomocnicze

3. Elementy rysunku technicznego maszynowego

4. Tolerancje wymiarów cz ci maszyn

5. Zasady pasowania cz ci maszyn

6. Proste warsztatowe narz dzia pomiarowe i kontrolne.

7. Organizacja i wyposa enie stanowiska obróbki r cznej metali

2. PODSTAWOWE OPERACJE LUSARSKIE

8. Trasowanie.

9. Przecinanie metali

9.1. Przecinanie metali pi k r czn

9.2. R czne przecinarki ta mowe

9.3. Pilarki szablaste

9.4. Pilarki tarczowe do metali

9.5. Przecinanie metali no ycami

9.6. cinanie, przecinanie i wycinanie metali

10. Prostowanie i gi cie metali

11. Wiercenie

11.1. Budowa wiert a kr tego

11.2. Technika wiercenia

11.3. Pog bianie, rozwiercanie i nawiercanie

11.4. Termowiercenie

11.5. Wiertarki na stopie elektromagnetycznej

12. Gwintowanie

12.1. Narz dzia do gwintowania r cznego.

12.2. Technika gwintowania

12.3. Bezwiórowe gwintowanie otworów.

13. Nitowanie

13.1. Nitowanie r czne tradycyjne

13.2. Nitowanie nitami zrywalnymi

13.3. Nitonakr tki.

13.4. Nitowanie bezotworowe

13.5. Nitowanie bezotworowe i beznitowe.

14. Pi owanie

14.1. Narz dzia do pi owania r cznego

14.2. Technika pi owania

14.3. Pilniki ta mowe

14.4. Pilniki obrotowe.

15. Skrobanie metali

16. Obróbka metali narz dziami ciernymi

16.1. Obróbka narz dziami ciernymi spojonymi

16.2. Obróbka narz dziami ciernymi nasypowymi

17. Docieranie i polerowanie metali

18. Lutowanie

19. Spawanie i zgrzewanie metali

20. Operowanie kluczem dynanometrycznym

21. Mikroelektronarz dzia

22. Monta i demonta o ysk tocznych

23. Obróbka narz dziami ciernymi w ókninowymi

24. Nietypowe zastosowanie pilarki szablastej

25. Obróbka ciernicami trzpieniowymi

26. R czne ostrzenie pi a cuchowych

27. U ytkowanie szczotek technicznych

28. Ukosowanie kraw dzi elementów metalowych

29. Zastosowanie szlifierek k towych

30. Wykonywanie otworów w cienkich blachach

Cz 4. WIADOMO CI UZUPE NIAJ CE

31. Korozja metali, jej przyczyny i sposoby zapobiegania

32. Struktura geometryczna powierzchni

33. Wyroby hutnicze wykorzystywane w lusarstwie.

Spis treści

34. Ogólne wiadomo ci o obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej

35. U yteczne wzory .

35.1. Planimetria

35.2. Stereometria

35.3. Obróbka skrawaniem metali r czna i mechaniczna

Spis literatury

Wprowadzenie

Na przestrzeni wieków, od staro ytno ci poprzez redniowiecze a do czasu pojawienia si pierwszej maszyny parowej (1765 r.) i pierwszych wydajnych obrabiarek (1775 r.) wytwarzanie mniejszych przedmiotów metalowych odbywa o si metodami r cznymi. Do kszta towania przedmiotów o wi kszych gabarytach stosowano metody kucia kowalskiego, w których podgrzewano wst pnie obrabiany materia . Pierwsze zrzeszenia i cechy kowali i lusarzy zacz y powstawa ju w redniowieczu. Tradycyjnie dzia alno ci rzemios a lusarskiego by o wytwarzanie zamków, kluczy, oku , ostrzenie no y, siekier, broni. Rozdzielenie rzemios a lusarskiego i kowalskiego nast pi o w pó nym redniowieczu (XV w.). Na pocz tku XVI w. w Polsce by o ju oko o 150 warsztatów lusarskich. Intensywny rozwój bran y lusarskiej nast pi w kocu XVIII w. i zwi zany by z rozwojem hutnictwa i powstaniem pierwszych fabryk. Wspó czesne lusarstwo jest zawodem, w zakres którego wchodzi przede wszystkim obróbka metali na zimno maj ca na celu wykonywanie ró nych przedmiotów metalowych za pomoc r cznych narz dzi skrawaj cych. Zadaniem lusarza jest nadanie obrabianej cz ci odpowiedniego kszta tu i wymiarów przy wymaganej g adko ci powierzchni. W zakres lusarstwa wchodzi równie demonta , weryfikacja, regeneracja, naprawa i monta ró nych mechanizmów i urz dze technicznych, które lusarz powinien wyregulowa i zakonserwowa . W celu usprawnienia pracy i zwi kszenia wydajno ci lusarze wykorzystuj proste narz dzia zasilane energi elektryczn lub spr onym powietrzem jak na przyk ad przecinarki (szlifierki k towe, no yce), wiertarki, szlifierki, polerki, a do czenia elementów metalowych stosuj lutownice i spawarki. Z tego powodu w niniejszym opracowaniu du o uwagi po wicono mechanizacji operacji lusarskich, m.in. takich jak przecinanie i obróbka powierzchni z wykorzystaniem narz dzi sciernych.

Czynno ci zwi zane z r czn obróbk metali mo na podzieli na wiele sposobów. Tradycyjnie dzieli si wed ug wykonywanych operacji w nast puj cy sposób:

• prostowanie, gi cie, walcowanie,

• trasowanie p askie i przestrzenne,

• przecinanie, wycinanie, cinanie,

• pi owanie, szlifowanie,

• wiercenie, pog bianie, rozwiercanie, nawiercanie,

• wykonywanie gwintów,

• nitowanie, lutowanie, spawanie,

• docieranie, dog adzanie, polerowanie,

• skrobanie, szlifowanie.

Wspó czesny lusarz powinien mie opanowane czynno ci zwi zane nie tylko z r czn obróbk metalu, ale powinien równie posiada wiele innych umiej tno ci zwi zanych z ca ym procesem technologicznym zwi zanym z obróbk . Do g ównych tych umiej tno ci nale y zaliczy :

• dobór narz dzi do wykonywanej operacji i znajomo obs ugi podstawowych obrabiarek do mechanicznej obróbki metali,

• obs ug maszyn i urz dze pomocniczych do wykonania prac lusarskich,

• przygotowanie, ostrzenie i regeneracje narz dzi skrawaj cych,

• rozpoznawanie podstawowych niedomaga w dzia aniu i usuwanie usterek maszyn i urz dze technicznych,

• dokonywanie demonta u, naprawy i monta u przyrz dów, urz dze i maszyn,

• regeneracja, regulacja i konserwacja maszyn i urz dze .

Szeroki zakres czynno ci lusarskich i zró nicowany charakter wykonywanych prac wymaga od wspó czesnego lusarza posiadania uniwersalnych umiej tno ci i z tego powodu mo na wyró ni szereg specjalno ci lusarskich, w ród których do podstawowych mo na zaliczy :

• lusarz ogólny ( lusarz-mechanik) – wykonuje najcz ciej spotykany rodzaj prac lusarskich, zna podstawowe operacje lusarskie, wykonuje prace konserwacyjno-naprawcze z zastosowaniem elektronarz dzi i spawarki, nadaje ostateczn posta kszta tow i wymiarow obrabianym elementom;

• lusarz narz dziowy (wzorcarz) – wykonuje przedmioty o du ej dok adno ci kszta towej i wymiarowej: p yty traserskie, prowadnice obrabiarek i wzorniki, regeneruje przyrz dy kontrolno-pomiarowe z wykorzystaniem pilnikarek i skrobarek mechanicznych, docierarek i polerek, wykonuje i naprawia przyrz dy i uchwyty obróbkowe, stemple i matryce do obróbki plastycznej;

• lusarz remontowy – naprawia i regeneruje elementy prostych mechanizmów i urzdze technicznych, zna zasady demonta u i monta u naprawianych maszyn i urz dze w warunkach produkcji jednostkowej, wykorzystuje metody kompensowania wymiarów i stosuje zasady zamienno ci cz ci; obecnie, w dobie du ego post pu i rozwoju techniki grupa lusarzy remontowych dzieli si na szereg specjalizacji jak na przyk ad mechanik samochodowy, mechanik maszyn rolniczych, mechanik sprz tu AGD;

Wprowadzenie

• lusarz wyrobów artystycznych i zdobniczych – wykonuje i naprawia ozdobn galanteri metalow , nadaje wyrobom metalowym ostateczny estetyczny wygl d, zna i stosuje tradycyjne techniki i technologie wykonywania i ozdabiania wykonywanych przedmiotów.

Znajomo podstawowych operacji lusarskich jest podstaw do wielu innych zawodów bran y mechanicznej. Jak wspomniano, ze lusarstwem ci le zwi zane jest kowalstwo, ale do tego duetu doda nale y tak e spawalnictwo. Spawanie jest metod na nieroz czne po czenie dwóch metalowych przedmiotów, a polega na podgrzaniu i nadtopieniu ich brzegów oraz dodaniu dodatkowego stopionego metalu zwanego spoiwem. W efekcie w miejscu tym powstaje spoina i z cze. Brzegi czonych przedmiotów metalowych przygotowanych do spawania oraz spoin po spawaniu nale y obrobi metodami lusarskimi. Tak wiec kowalstwo, lusarstwo i spawalnictwo s technologiami wzajemnie powi zanymi.

Trochę historii

Z ota maska

Z ota maska po miertna Tutanchamona (ur. ok. 1342–1339 p.n.e., zm. 1323 p.n.e.) – w latach 1333–1323 p.n.e. faraona XVIII dynastii. Dzie o staro ytnych lusarzy i metaloplastyków. Zosta a wykonana z wielu polutowanych ze sob cz ci, lady lutowania zosta y zeszlifowane, a nast pnie ca o zosta a wypolerowana. ( ród o: Wikimedia Commons)

Tabela 2.4. Wa niejsze stopy metali nie elaznych [MAC99]

NazwaStop

Zawarto podstawowych sk adników Temperatura topnienia °C

Br z cynowymied z cyn 6–20% cyny930–1050

Br z o owiowymied z o owiem30% o owiu980

Br z aluminiowy (br zal) mied z aluminiumdo 11% aluminium 1050

Mosi dzmied z cynkiem30–40% cynku890–1000

Stopy z aluminiumaluminium z krzemem, miedzi

Stopy magnezumagnez z aluminium, cynkiem, krzemem, manganem

Stopy cynkucynk z aluminium, miedzi

1–11% krzemu 0,5–6% miedzi 530–640

3–10%aluminium 1–3% cynku 610–650

3–6% aluminium 1–3% miedzi 380–410

Stopy o yskowena osnowie cynowej11% antymonu 6% miedzi 232–350 na osnowie o owiowej12% antymonu 2% miedzi 180–450

Spoiwa do lutowania o owiowo-cynowe (mi kkie)18–90% cyny

183–243 mosi ne (twarde) 845–890

42–54% miedzi

50% cynku

Tabela 2.5. Zastosowanie stopów metali nie elaznych [MAC99]

StopyZastosowanie

Br zy cynowedruty, blachy, rury; cz ci maszyn nara onych na cieranie i pracuj ce przy zmiennych obci eniach dynamicznych

Br zy o owiowestopy na panewki o ysk; cz ci maszyn dla przemys u chemicznego

Br zalecz ci maszyn o du ej wytrzyma o ci i nara one na korozj

Mosi dzeodlewane cz ci armatur, o ysk; pr ty, blachy, rury; cz ci elektrotechniczne

Stopy aluminiumcz ci kad ubów, korpusy silników; odporne na korozj cz ci samochodów; okucia

Stopy magnezucz ci samolotów i okr tów odporne na korozj

Stopy cynkuarmatura, okucia, cz ci aparatów elektrycznych

Stopy o yskowestopy do wylewania o ysk lizgowych w pojazdach samochodowych i wagonowych

Spoiwa o owiowo-cynowedo lutowania cynkowych, mosi nych, cynowanych, w przemy le spo ywczym, samochodowym, elektrycznym i budowy maszyn

Stopy mosi nedo lutowania mosi dzu, br zów, stali; do robót precyzyjnych

Literatura pomocnicza: [FIG15], [GÓR84], [MAC99], [GAR11]

2. Podstawowe materiały konstrukcyjne

Trochę historii

Otrzymywanie stopów metali

Warsztaty metalurgiczne w XVI w. Przygotowanie rudy do wytopu i jej wytop. Wg Georgii Agricolae de re Metallica Libri XII, Basileae MDLVI [1556], k. 308 ( ród o: https://histmag.org/Od-sikawki-recznej-do-sikawki-parowej-czyli-jak-kiedys-gaszono-pozary-14413)

2.3. Materiały konstrukcyjne niemetalowe

W pracy lusarskiej cz sto ma si do czynienia z niemetalowymi materia ami konstrukcyjnymi. Do najcz ciej spotykanych tworzyw nale y zaliczy drewno, tworzywa sztuczne, materia y kompozytowe, gum , materia y ceramiczne, szk o i inne. lusarz powinien zna podstawowe w a ciwo ci tych materia ów, podatno na obróbk , zastosowanie.

Tworzywa sztuczne

Tworzywa sztuczne s to wielocz steczkowe substancje organiczne, którym w procesie technologicznym mo na nadawa dowolne kszta ty. S one produkowane na bazie polimerów z dodatkiem rodków utwardzaj cych, nape niaczy, stabilizatorów, barwników i innych, które nadaj im okre lone w a ciwo ci u ytkowe. Tworzywa sztuczne maj cenne w a ciwo ci mechaniczne i technologiczne, dzi ki którym znajduj szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach techniki. Do najwa niejszych zalet tworzyw sztucznych nale y zaliczy m.in.:

• ma g sto ,

• dobre w a ciwo ci wytrzyma o ciowe,

11.3. Pogłębianie, rozwiercanie i nawiercanie

Wykonanie otworu za pomoc wiert a w przedmiocie metalowym nie zawsze ko czy jego obróbk . W wielu wypadkach wykonany wiert em otwór nale y pog bi lub rozwierci . Cz sto wiercenie otworu o tolerowanym po o eniu jego rodka powinno by poprzedzone nawiercaniem.

Wiele otworów wykonanych w cz ciach metalowych s u y do wykonania po cze rubowych, nitowanych lub ko kowych. Otwory takie cz sto musz mie kszta t bardziej skomplikowany ni mo liwy do uzyskania przy u yciu wiert a kr tego. Cz sto w po czeniach rubowych eb ruby lub wkr ta nie mo e wystawa ponad górn powierzchni przedmiotu. Aby wpu ci eb ruby w materia , nale y wywiercony w nim uprzednio otwór powi kszy od czo a, wykonuj c na pewnej d ugo ci wg bienie o potrzebnej rednicy. Ta czynno nosi nazw pog biania. Otwory pog bia si pog biaczami, które dzieli si na walcowo-czo owe i sto kowe (rys. 11.10).

Rys. 11.10. Pog biacz: a) walcowo-czo owy, b) sto kowy [FIG15]

Pog biacze walcowo-czo owe maj czop prowadz cy o rednicy wykonanego uprzednio otworu oraz trzy, cztery lub wi cej ostrzy na powierzchni czo owej. Podczas operacji pog biania przedmiot obrabiany musi by pewnie i nieruchomo zamocowany, a pog biacz prowadzony w osi otworu. Pog biacze walcowe s u tak e do obróbki powierzchni czo owych i obrze y nadlewów. Pog biaczami sto kowymi mo na wykonywa wg bienia na sto kowy eb ruby lub wkr tu. S tak e u ywane do gratowania i fazowania otworu przed operacj gwintowania. Mo na nimi równie usuwa ostre kraw dzie wywierconego otworu. Pog biacze sto kowe mog mie k t wierzcho kowy 30°, 45°, 60°, 90° i 120°. Cz chwytowa pog biaczy mo e by cylindryczna lub sze ciok tna, u atwiaj ca mocowanie w uchwytach wiertarek, r koje ciach wkr takowych lub gniazdowych adapterach po rednicz cych (rys. 11.11).

Rys. 11.11. Pog biacz sto kowy z sze ciok tnym uchwytem 1/4” u atwiaj cym mocowanie w uchwytach wiertarskich i r koje ciach wkr takowych [AGN]

Rys. 17.7. Polerowanie powierzchni karoserii samochodowej [KLING]

Znaj c rednic narz dzia poleruj cego i zalecan pr dko pracy, mo na ustali pr dko obrotow narz dzia poleruj cego (tab. 17.1).

Tabela 17.1. Zalecana liczba obrotów narz dzi poleruj cych

rednica narz dzia [mm]

Pr dko pracy [m/s] 51015202532

Liczba obrotów [obr/min] 109 50019 00028 60038 10047 70061 100 204 7009 50014 30019 00023 80030 500 303 1006 3009 50012 70015 90020 300 601 5003 1004 7006 3007 90010 100 801 1002 3003 5004 7005 9007 600 1009001 9002 8003 8004 7006 100 1158001 6002 4003 3004 1005 300 1257001 5002 2003 0003 8004 800 1506001 2001 9002 5003 1004 000 2004009001 4001 9002 3003 000

Ko cowym etapem polerowania jest odt uszczenie i czyszczenie elementów przed lakierowaniem. Nale y usun resztki pasty polerskiej, przepracowany olej, woski

i inne zanieczyszczenia. S u do tego specjalne rodki czyszcz ce. Powierzchni ze stali nierdzewnej, aluminium, metali kolorowych mo na wyko czy za pomoc rodka piel gnacyjnego, który usuwa kurz, odciski palców, t uszcz i inne osady oraz nadaje powierzchni d ugotrwa y wymagany efekt.

Trochę histori

Szlifierka do obróbki powierzchni

Przeno na szlifierka firmy FEIN do obróbki powierzchni obwodow z 1908 roku ( ród o: prospekt reklamowy firmy FEIN)

Lutowanie

Lutowanie jest jedn z najstarszych metod czenia metali. Umo liwia czenie ze sob ró nych metali i stopów o odr bnych w a ciwo ciach. Polega ono na wprowadzeniu mi dzy czone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu. Podczas lutowania czone cz ci nagrzewaj si , lecz nie topi w miejscu czenia. Po czenia lutowane nie przenosz du ych obci e , ale mog zapewni szczelno spoiny. Po czenie trwa e uzyskuje si dzi ki zjawisku adhezji, czyli przyczepno ci lutu do materia ów czonych, dlatego warunkiem prawid owego po czenia jest staranne przygotowanie czonych powierzchni, polegaj ce na mechanicznym i chemicznym oczyszczeniu.

Lutowanie znajduje zastosowanie w pracach naprawczych oraz w przemy le elektrotechnicznym, w blacharstwie budowlanym i samochodowym, tak e jest u ywane do ró nych po cze lusarskich. Szczególnie lutowanie stosuje si w przypadkach, gdy: • grubo czonych elementów jest niewielka, na przyk ad cienkie rurki, blaszki (rys. 18.1),