Практические занятия в школьных учебных мастерских
Отделка металлических предметов

Операции слесарной обработки - отделка металлических предметов

При отделке обработанных поверхностей металлических деталей и изделий ставятся следующие цели: получение высокой степени чистоты и гладкости поверхности изделия, увеличение сопротивления поверхности износу и коррозии (ржавлению), подготовка поверхности деталей под различные покрытия для придания всему изделию приятного внешнего вида. При проведении занятий в школьных мастерских отделку поверхностей металлических изделий можно производить путем ручных методов зачистки поверхности: лнчневки, шабрения, шлифования, притирки, полирования и путем нанесения на поверхности предметов лакокрасочных покрытий. 
Первоначальную зачистку и отделку поверхностей после грубого опиливания следует проводить путем обработки личными и бархатными напильниками (операция личневки). Для того чтобы обрабатываемая личным напильником поверхность не имела глубоких царапин или рисок, наносимых опилками, остающимися в насечках напильника, при отделочных работах следует чаще прочищать насечки личных и бархатных напильников. 
Бархатный напильник натирают мелом или минеральным маслом, особенно при опиливании вязких металлов (при обработке алюминия употребляют стеарин). Личневку производят, закрепив изделие в тисках, передвигая напильник поперек штрихов, оставшихся от опиливания, до тех пор, пока вся поверхность изделия не покроется новыми равномерными мелкими параллельными штрихами (рис. 234).

Шабрение

- отделочная операция, при которой с предварительно опиленной поверхности детали снимаются мелкие неровности и гребешки толщиной 0,1 - 0,2 мм и меньше. Шабрение производится специальными режущими инструментами - шаберами, имеющими вид острых скребков различной формы. Шаберы изготавливаются из стали У10А - У12А и бывают плоскими, трехгранными и фигурными. 
В результате шабрения неровная шероховатая поверхность выравнивается и приобретает необходимую точность по прямолинейности до 0,005 - 0,010 мм. Шабрение применяется для выравнивания поверхности точных деталей при изготовлении контрольно - проверочных плит, приборов, моделей и пр. Выявление неровностей на поверхности деталей, подлежащих шабрению, производится сравнением этой поверхности с эталоном, которым является поверхность проверочной плиты. Для проведения работы берут проверочную плиту нужных размеров и покрывают ее очень тонким слоем шабровочной краски. Эта краска представляет собой смесь машинного масла с лазурью, ультрамарином, синькой или реже сажей, доведенная до консистенции легкой пасты. Краска должна быть тщательно растерта. 
Деталь, подлежащая обработке, накладывается своей пришабриваемой поверхностью на проверочную плиту и с легким нажимом .перемещается по плите в различных направлениях; при этом места, выступающие на пришабриваемой поверхности, покрываются пятнами краски. Краска вместе с тонким слоем металла соскабливается шабером. В процессе работы шабер берут правой рукой, а левой прижимают к детали, устанавливая его под углом 30 - 35° к поверхности детали (рис. 235). Шабер при работе двигают вперед и назад на длину от 2 до 15 мм по окрашенным пятнам, не касаясь мест, непокрытых краской. При срезании выступающих участков направление хода шабера часто меняют, поворачивая его под углом 45°. 
Такие «повороты» следует располагать в шахматном порядке. Это дает красивую поверхность металлу «под мороз». Процесс шабрения производится несколько раз до тех пор, пока вся шабруемая поверхность детали не покроется равномерно распределенными, одинаковыми по величине дующимися с незакрашенными участками. Качество шабрения определяется числом окрашенных пятен, приходящихся на площади 25×25 мм, и равномерностью их распределения. Так, при грубом шабрении на этой площади располагаются 4 - 6 пятен; при шабрении средней точности (детали станков) 9 - 16 пятен; при точном шабрении (проверочные плиты, линейки, приборы) - до 30 пятен. 
Шабрение является весьма трудоемким процессом и в тех случаях, где его можно избежать, шабрение заменяют шлифованием, притиркой, полированием. Все эти операции производятся на' специальных механических станках или вручную, с применением абразивных материалов и специальных паст. Абразивные материалы получаются в результате измельчения естественных горных пород или искусственных материалов, обладающих высокой твердостью. К естественным абразивным материалам относятся: корунд, наждак, кварц, гранит, пемза и др.; к искусственным - электрокорунд, графит, карборунд (карбид кремния) и др. Применяются они в виде шлифовальных порошков, шкурок, брусков и кругов. Абразивные материалы обладают различной зернистостью и твердостью.Зернистость обозначается номером, установленным в зависимости от размеров режущих зерен. Номер зернистости соответствует числу отверстий, приходящихся на погонный дюйм сита, через которое просеиваются абразивные зерна, но остаются в последующем, более мелком, сите. Чем меньше номер зернистости абразива, тем зерно будет более крупным, но для микропорошков с уменьшением размера зерна уменьшается и номер зернистости. 
Твердость абразивных кругов и брусков зависит как от твердости самих зерен абразивных матералов, так и от материала связок, то есть того цементирующего вещества, которое служит для связывания абразивных зерен. В таблице 21 дана сравнительная шкала твердости специально подобранных минералов. Наиболее твердым абразивным материалом является алмаз, имеющий условную твердость, равную 10 единицам. При обработке абразивными материалами нередко бывает нужно определить твердость испытуемого материала. Для этого исследуемым материалом царапают образцы, имеющиеся в шкале таблицы, и замечают, на каком из минералов испытываемый материал не оставляет царапин. Твердость абразивных кругов в зависимости от прочности связки (силы сцепления между зерном и связкой) имеет свои условные обозначения, которые приведены в таблице 22
Шлифовальные шкурки, предназначенные для станочной и ручной зачистки и отделки металлических изделий, представляют собой специально подготовленное тканевое полотно или плотную бумагу, к которой приклеивается слой абразивного материала определенной зернистости. Номенклатура применяемых шкурок приведена в таблице 23. Меньшие номера шлифовальных шкурок соответствуют меньшим размерам зерна. Для применения в школьных мастерских следует рекомендовать шкурки номеров от 00 до 3 - 4. Помимо абразивных материалов для полировочных и доводочных работ применяются специальные пасты. В нашей стране наибольшее применение получили пасты ГОИ (Государственного оптического института). Особенность пасты ГОИ заключается в том, что в нее входят прокаленная окись хрома, стеарин, керосин, олеиновая кислота и другие вещества, оказывающие на обрабатываемую поверхность металла механическое и химическое воздействие. В результате химического воздействия пасты ГОИ на поверхности металла образуется тонкая мягкая пленка, сцарапываемая твердыми зернами окиси хрома. Пасты ГОИ выпускаются в виде пластин или кусков цилиндрической формы, трех сортов: 

а)

для грубой обработки - темно - зеленого или черного цвета; 

б)

для средней - темно - зеленого и 

в)

для тонкой обработки - светло - зеленого цвета. 
Шлифован и е - процесс обработки металлов с помощью различных абразивных материалов, проводимый с целью уничтожения с поверхности металла неровностей, царапин, следов, оставшихся от обработки режущими инструментами. В результате шлифования изделию придаются точные размеры, правильная форма и чистая гладкая поверхность. Шлифование деталей механическим способом производится на шлифовальных станках. Шлифование плоских изделий производится как на станках, так и вручную, с применением абразивных брусков, порошков и шкурок. Процесс шлифования производится на предварительно подготовленных личными напильниками поверхностях. Для качества шлифования важно, чтобы твердость зерен в абразивных материалах была выше, чем твердость обрабатываемого металла. При шлифовании брусками на обрабатываемую поверхность накладывается брусок и им проделывают те же движения, что и напильником при опиливании. Нажим на брусок должен быть постоянным в продолжение всего хода бруска, а износ его равномерным по всей длине. Чтобы предотвратить засаливание бруска, в качестве смазки применяется керосин или минеральные масла. По мере изнашивания средней части брусков или оселков производится их правка путем притирки на чугунной плите с применением шлифовальных порошков. 
Шлифование порошками производится путем нанесения на обрабатываемую поверхность тонкого слоя шлифовальных порошков, смешанных с минеральным маслом. Порошок (наждак, крокус, мел, пемза, известь и др.) равномерно растирается по поверхности изделия с помощью деревянного или металлического бруска, перемещаемого по обрабатываемой поверхности (рис. 236, а). Шлифование порошками и брусками вручную является трудоемким процессом и имеет ограниченное применение. Чаще шлифование, производят шлифовальными шкурками. При шлифовании шкурка м и поверхность детали, подлежащую обработке, или саму шкурку, смазывают тонким слоем минерального масла и, наложив шкурку на деталь, слегка прижимают ее пальцами или деревянным бруском. Для шлифования плоских поверхностей удобнее куски шкурки обернуть или наклеить на деревянный брусочек. Шкурке придают возвратно - поступательное движение, равномерно прижимая ее по всей обрабатываемой поверхности. Круглые детали закрепляют в тисках, обертывают вполоборота шкуркой и протягивают ее взад - вперед (рис. 236, б). Шлифование начинают более грубыми шкурками, применяя в конце работы мелкозернистые шкурки. Иногда на плоской поверхности изделия с помощью шлифовальных порошков или шкурок делают декоративное покрытие - , наносят «мороз» или чешуйчатую шлифовку. 
Для этого шкурку или тампон с порошком придавливают к поверхности изделия большим пальцем и поворачивают несколько раз на одном месте. Такие же отпечатки в виде кружков повторяют рядом до тех пор,;; пока вся поверхность не приобретет красивого вида «под мороз».Для получения «мороза» удобнее пользоваться дрелью, вставляя в ее патрон стержень с намотанным на него тампоном с абразивным порошком. Можно вставить в дрель обычную пробку.Притирка и полирование - это слесарные операции, при которых обработка деталей производится мелкими и мягкими порошкообразными абразивными материалами, придающими поверхности металла гладкий и блестящий вид. При притирке твердые зерна шлифующего материала снимают весьма незначительный слой металла (припуск) с целью удаления неточностей, вызванных механической обработкой, и для исправления отклонений, вызванных закалкой; операцию притирки нередко отождествляют с доводкой. При полировании на обрабатываемую поверхность действуют более мелкие и мягкие шлифующие материалы - пасты различных типов, оказывающие на металл механическое и химическое воздействие. Полирование применяется или как подготовительная операция перед электролитической обработкой деталей (никелирование, хромирование, кадмирование), или как окончательная 
отделочная операция. При полировании с обрабатываемой поверхности детали снимаются штрихи, оставшиеся от предыдущей обработки, уничтожается окисная пленка, улучшается качество поверхности, и деталь приобретает блестящий (зеркальный) вид. Для механического полирования употребляются специальные полировальные станки, у которых на шпинделе установлен полировальный круг, изготовленный из плотно сложенных слоев сукна фетра, войлока, кожи, полотна и т. д. Применяют также деревянные круги с наклеенными толстыми лентами из указанных материалов. На поверхность круга наносятся твердые и мягкие абразивно - доводочные материалы или пасты ГОИ и кругу придается вращение со скоростью 2000 - 2500 об/мин. Полируемую деталь прижимают к поверхности вращающегося круга. Полирование обработанных поверхностей ведется вначале более грубыми абразивными материалами - пемза, крокус и другие и заканчивается самыми тонкими - известь, окись алюминия, а также грубыми и тонкими пастами ГОИ. 
При ручном полировании опиленные поверхности изделия обрабатываются с помощью абразивных шкурок (полотняных или бумажных), приклеенных к деревянным брускам, натянутым на напильник или наклеенных па оправку. Примеры подобных работ показаны на рисунке 237. Полирование всухую дает блестящую поверхность, а нанесение на шкурку тонкого слоя машинного масла делает поверхность полуматовой. При отделке меди, латуни и алюминия шкурку следует натирать стеарином. Обработка поверхности изделия после опиливания абразивной шкуркой требует умения и практических навыков; неправильное применение приемов при работе со шкуркой может привести к порче изделия. При полировании с помощью полировочных паст наносят их на войлочный тампон, суконку или куском чистой тряпки и натирают отделываемую поверхность .до появления блеска. При полировке пастами нужно менять положение детали, поворачивая ее на 90° при каждом последующем проходе и замене отработанной пасты новой. Полирование с пастой ГОИ удобнее производить на стеклянных плитах. Протерев плиту керосином и вытерев досуха, всю плиту покрывают равномерным тонким слоем пасты. Наложив деталь, на плиту, ее перемещают вперед и назад пять - семь раз по всей" поверхности плиты; после этого паста теряет свою полирующую способность и заменяется новым слоем. 
Снятие пасты, протирка плиты керосином, протирка ее насухо и нанесение свежего слоя пасты ведется в таком же Порядке до тех пор, пока поверхность детали не будет гладкой и блестящей. По окончании работы деталь протирают тряпкой, смоченной керосином, после чего вытирают насухо чистой тряпкой. В промышленности широко применяется отделка поверхности - изделии различными металлическими покрытиями, заключающаяся в том, что на поверхность металлического изделия наносится защитный или декоративный слой другого, обычно более стойкого металла. К металлическим покрытиям относятся лужение и цинкование, рассмотренное нами ранее. Часто металлические покрытия осуществляются электролитическим способом, при котором на поверхность металлического изделия, находящегося в электролитической ванне, осаживаются частицы защитного металла - цинка, олова, свинца, никеля, хрома и других металлов. Электролитическим способом производят также обработку алюминиевых сплавов, нанося на металл окисные неметаллические пленки, представляющие собой химические покрытия - анодирование, оксидирование и др. 
Разработчик:Территория SlavSSoft