Рубкой называется операция по разделению на части или удалению излишних слоев металла. Рубка применяется в тех случаях, когда станочная обработка трудновыполнима или нерациональна и когда не требуется высокой точности обработки. С помощью рубки удаляют (срубают) с заготовки большие неровности и шероховатости, снимают твердую корку, окалины, заусенцы, острые углы кромок на литых и штампованных деталях, вырубают шпоночные пазы, смазочные канавки, разделывают трещины в деталях под сварку, срубают головки заклепок при их удалении, вырубают отверстия в листовом материале. Кроме того, рубка применяется тогда, когда необходимо от пруткового, полосового или листового материала отрубить какую-то часть.
Точность, получаемая при рубке, колеблется в пределах 0,5–1 мм.
Рубка производится только при неподвижном положении обрабатываемой детали. Наиболее целесообразно закреплять деталь в стусловых тисках; параллельные тиски для рубки применять нежелательно из-за возможности поломки литых чугунных губок. Крупные заготовки рубят на плите или наковальне, а особо крупные – на том месте, где они находятся.
Инструменты для рубки
Режущими инструментами при ручной рубке являются зубило и крейцмейсель, ударным – слесарный молоток.
Для рубки металла, обрубки заусенцев, грубого выравнивания поверхностей, срубания головок заклепок, вырубания пазов и отверстий основным слесарным инструментом служит зубило.Оно представляет собой стержень овального или многогранного сечения с оттянутым в виде клина концом. Угол заострения лезвия зубила в зависимости от твердости обрабатываемого материала должен составлять: для чугуна, бронзы и твердой стали – 70°, стали средней твердости – 60°, меди и латуни – 45°, алюминия и цинка – 35°.
Режущая часть и головка зубила подвергаются термической обработке – закалке и отпуску. Головка зубила делается конической со слегка закругленным торцом. Такая форма придается вершине зубила для того, чтобы удар молотка приходился по центру, а также для уменьшения ее расклепывания при ударе.
Для прорубания узких пазов и канавок применяют крейцмейсель, представляющий собой зубило с более узкой режущей кромкой (шириной 2—12 мм). Углы заточки крейцмейселя такие же, как и у зубила. Для вырубания профильных канавок (полукруглых, двухгранных и других) применяют специальные крейцмейсели (так называемые канавочники), отличающиеся от обычного крейцмейселя только формой режущей кромки.
Степень закалки зубила можно определить старым напильником, которым проводят по закаленной части зубила. Если при этом напильник не снимает стружку (на ней остаются лишь едва заметные риски), закалка выполнена хорошо.
Заточка зубил на станке вручную
Применяемое для рубки зубило должно быть остро заточенным; использование тупого зубила приводит к соскальзыванию его с обрубаемой поверхности, работающий с таким инструментом устает и теряет правильность удара. Заточка зубил и крейцмейселей производится на заточном станке. Зубило или крейцмейсель накладывают на передвижной подручник и с легким нажимом медленно передвигают по всей ширине шлифовального круга, периодически поворачивая инструмент то одной, то другой стороной. Не следует допускать сильных нажимов на затачиваемый инструмент, так как это приводит к перегреву режущей кромки, в результате чего лезвие теряет первоначальную прочность.
Перед заточкой инструмента подручник устанавливают как можно ближе к заточному кругу. Зазор между подручником и заточным кругом должен быть не более 2–3 мм, чтобы затачиваемый инструмент не мог попасть между кругом и подручником.
Заточку лучше всего вести с охлаждением водой, в которую добавлено 5% соды, или на мокром круге. Несоблюдение этого условия вызывает повышенный нагрев, отпуск и уменьшение твердости инструмента, а следовательно, и стойкости в работе. Боковые грани после заточки должны быть плоскими, одинаковыми по ширине и с одинаковыми углами наклона.
После заточки зубила или крейдмейселя с режущих кромок снимают заусенцы. Величина угла заострения проверяется шаблоном, представляющим собой пластинку с угловыми вырезами 70, 60, 45 и 35°.
Слесарные молотки
Слесарные молотки бывают с круглым или квадратным бойком. Молотки с круглым бойком не оставляют вмятин на обрабатываемой поверхности при нанесении наклонных ударов. Но молотки с квадратным бойком проще в изготовлении, поэтому они получили большее распространение. После изготовления молотки подвергают такой термической обработке, чтобы сердцевина молотка оставалась мягкой и вязкой, а рабочие части на длине 1/5 общей длины молотка с обеих сторон получили повышенную прочность.
Молотки насаживают на деревянные рукоятки из твердой и вязкой древесины: кизила, граба, клена и др. Ручки молотков должны быть проолифлены с предварительной тщательной прошлифовкой. Закрепляют молотки на рукоятках с помощью металлических или деревянных клиньев.
Массу слесарного молотка выбирают в зависимости от размера зубила и толщины снимаемого слоя металла (обычно толщина стружки составляет 1–2 мм) из расчета 40г на 1 мм ширины лезвия зубила. При работе крейцмейселем массу молотка принимают из расчета 80г на 1 мм ширины лезвия. При выборе молотка учитывают также и физическую силу работающего: для подростков масса молотка должна составлять от 400 до 600г, для взрослых – от 600 до 800г.
Удар осуществляют не за счет излишних мускульных усилий, ведущих к быстрому утомлению, а за счет ускоренного падения молотка. В момент нанесения удара рукоятку молотка прочно сжимают пальцами: слабо удерживаемый молоток при неточном ударе может отскочить в сторону, что очень опасно.
Приемы рубки
Работа зубилом вручную требует выполнения основных правил рубки и соответствующих подготовки и навыка.
Зубило или крейцмейсель следует держать в кулаке левой руки за среднюю часть стержня, удерживая главным образом безымянным пальцем и мизинцем и слегка придерживая средним и указательным пальцами. Во время рубки нужно смотреть на лезвие зубила или крейцмейселя, а не на их головку. Стоять надо прямо, не нагибаясь, вполоборота по отношению к тискам, так, чтобы левая нога была выдвинута вперед, а правая отнесена назад. Молоток берут правой рукой за рукоятку на расстоянии 15–30 мм от конца, обхватывая четырьмя пальцами и прижимая к ладони, большой палец накладывая на указательный, крепко сжимая всеми пальцами. Все пальцы остаются в таком положении при замахе и при ударе. При другом способе хватки в начале замаха мизинец, безымянный и средний пальцы постепенно разжимают и рукоятку молотка охватывают только указательным и большим пальцами. Затем разжатые пальцы сжимают и ускоряют движение руки вниз. В результате получается сильный удар молотком.
Существенное влияние на качество и производительность рубки оказывает характер замаха молотком. Удар может быть кистевым, локтевым или плечевым. При кистевом ударе замах осуществляется молотком только за счет изгиба кисти правой руки. При этом замахе сгибают кисть в запястье до отказа, разжав слегка пальцы, кроме большого и указательного, при этом мизинец не должен сходить с рукоятки молотка. Затем пальцы сжимают и наносят удар. Кистевой удар применяют при выполнении точных работ, легкой рубке, срубании тонких слоев металла и т.д. При локтевом ударе правую руку сгибают в локте. При замахе действуют пальцы руки, которые разжимаются и сжимаются, кисть и предплечье. Для получения сильного удара руку разгибают быстро. Этим ударом пользуются при обычной рубке, срубании слоя металла средней толщины или прорубании пазов и канавок. При плечевом ударе рука движется в плече, при этом получается большой замах и максимальной силы удар с плеча. В этом ударе участвуют плечо, предплечье и кисть. Плечевым ударом пользуются при снятии толстого слоя металла и обработке больших поверхностей.
Сила удара должна соответствовать характеру работы, а также массе молотка (чем тяжелее молоток, тем сильнее удар), длине руки работающего (чем длиннее рука и выше замах, тем сильнее удар). При рубке действуют обеими руками согласованно (синхронно), метко нанося удары правой рукой, перемещая в определенные промежутки времени зубило левой рукой.
Угол установки зубила при рубке в тисках регулируют так, чтобы лезвие находилось на линии снятия стружки, а продольная ось стержня зубила находилась под углом 30–35° к обрабатываемой поверхности заготовки и разметочные под углом 45° к продольной оси губок тисков.
При меньшем угле наклона зубило будет соскальзывать, а не срезать, а при большем – излишне углубляться в металл и давать большую неровность. Естественно, что угол наклона зубила при рубке не измеряют, а ощущают по навыку наклон и регулируют его положение движением левой руки.
Разрубание металла
При разрубании металла зубило устанавливают вертикально и рубку ведут плечевым ударом. Листовой металл толщиной до 2 мм разрубают с одного удара, предварительно подложив подкладку из мягкой стали, чтобы не повредить зубило. Толстые листы рубят до тех пор, пока с противоположной стороны не появится след от зубила, и, перевернув лист, окончательно перерубают заготовку.
Вырубание заготовок из листового металла
После разметки контура детали заготовку кладут на плиту и производят вырубку (не по линии разметки, а отступив от нее 2–3 мм, оставляют припуск на опиливание) в такой последовательности:
–устанавливают зубило наклонно так, чтобы лезвие было направлено вдоль разметочной риски;
–зубилу придают вертикальное положение и наносят молотком легкие удары, надрубая по контуру;
–рубят по контуру, нанося по зубилу сильные удары.
При перестановке зубила часть лезвия оставляют в прорубленной канавке, а зубило из наклонного положения опять переводят в вертикальное и наносят следующий удар.
Перевернув лист, прорубают металл по ясно обозначившемуся на противоположной стороне контуру; вновь переворачивают металл первой стороной и заканчивают рубку. Если лист тонкий и прорублен достаточно, заготовку выбивают молотком.
При рубке зубилом с закругленным лезвием канавка получается ровная, с прямым лезвием – ступенчатая.
Рубку листового и полосового металла, а также обработку широких поверхностей выполняют, зажав заготовку в тисках. Рубку листового металла, как правило, ведут только по уровню губок тисков. Заготовку крепко зажимают в тисках так, чтобы разметочная линия совпала с уровнем губок. Зубило устанавливают к краю заготовки таким образом, чтобы режущая кромка лежала на поверхности двух губок, а середина режущей кромки соприкасалась с обрубаемым металлом на 1/зее длины. Угол наклона зубила к обрабатываемой поверхности должен составлять 30–35°, а по отношению к оси губок тисков – 45°. Лезвие зубила при этом идет наискось относительно губок тисков, и стружка слегка завивается. После снятия первого слоя металла заготовку переставляют выше губок тисков на 1,5–2 мм, срубают следующий слой и т.д.
Рубить можно и по разметочным рискам, которые предварительно наносят на расстоянии 1,5–2 мм одна от другой, а на торцах делают скосы (фаски) под углом 45°. Последние облегчают установку зубила и предупреждают откалывание края при рубке хрупких материалов. Заготовку зажимают в тисках так, чтобы были видны разметочные риски, и рубку производят строго по ним. Первый удар наносят при горизонтальном положении зубила, дальнейшую рубку производят при наклоне зубила на 25–30°. Толщина последнего чистового слоя должна быть не более 0,5–0,7 мм.
Рубка широких поверхностей
Рубка широких поверхностей является весьма трудоемкой операцией, и потому осуществляют ее в три приема. Сначала на двух противоположных торцах заготовки срубают немного металла, делая фаски (скосы) под углом 30–45°, а на двух противоположных боковых торцах наносят риски, отмечающие глубину каждого прохода. После этого по широкой поверхности заготовки наносят параллельные риски с шагом, равным ширине режущей части зубила.
Заготовку зажимают в тиски и крейцмейселем прорубают канавки, а затем зубилом срубают оставшиеся между канавками выступы. После срубания выступов выполняют окончательную обработку. Предварительное прорубание канавок на широких деталях значительно облегчает и ускоряет рубку. На заготовках из чугуна, бронзы и других хрупких материалов во избежание откалывания краев делают фаски на расстоянии 0,5 мм от разметочной риски.
Вырубание криволинейных канавок и пазов производят следующим образом. Сначала на поверхности заготовки наносят риски, затем крейцмейселем за один проход прорубают канавки глубиной 1,5–2 мм. Образовавшиеся после рубки неровности устраняют канавочником, придавая канавкам одинаковые ширину и глубину по всей длине заготовки. Глубину канавок проверяют шаблоном.
Хрупкие сплавы, например чугуны, рубят всухую; при рубке вязких и мягких сплавов рекомендуется режущую часть зубила слегка смачивать мыльной водой или протирать промасленной тряпкой, а при рубке сплавов алюминия – скипидаром. Это способствует увеличению стойкости режущей части зубила до очередной заточки.
Для получения более чистой поверхности снимают сначала грубую стружку, а затем более частыми ударами молотка – чистовую стружку толщиной 0,5–1 мм. Наиболее производительной является такая рубка, когда за один проход снимается слой металла толщиной 1,5–2 мм. При снятии слоя толщиной более 2 мм работающий быстро утомляется, а поверхность получается шероховатой. В конце рубки необходимо ослаблять удар молотка по зубилу.
При рубке необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Важнейшие из них сводятся к следующему:
1)режущий и ударный инструмент должен быть исправным, без трещин, забоин, заусенцев, рукоятки молотков должны быть гладкими, не иметь дефектов, молотки на них должны быть надежно закреплены;
2)при рубке хрупких металлов необходимо работать в защитных очках, а место рубки и рука должны быть защищены;
3)заточку зубила нужно производить при опущенном защитном экране, расстояние между подручником и шлифовальным кругом должно составлять 2–3 мм, во время заточки нужно стоять в стороне от плоскости вращения круга.