ИНСТРУМЕНТАЛКА
Для слесаря-самодельщика — плашки, клуппы, воротки, метчики, труборезы, тиски
В.А. Волков
Окончание. Начало см. в № 2 за 1998 г.
В тисках закрепляют детали, чтобы иметь возможность их обработать. Качество этой обработки зависит от положения губок тисков по отношению к рукам человека. В одном из руководств по слесарным работам конца прошлого века говорилось: «Тиски
прочно привертываются к слесарному столу (верстаку) и притом так, чтобы их щеки приходились на высоте локтя стоящего около верстака человека…» А в современных книгах имеется такая рекомендация: «Высота верстака с установленными на нем тисками определяется в соответствии с ростом работающего. При выборе высоты установки параллельных тисков (рис. 5,а) согнутую в локте левую руку ставят на губки тисков так, чтобы концы выпрямленных пальцев руки касались подбородка…» Стуловые тиски устанавливаются на такую высоту (рис. 5,б), чтобы согнутая в локте левая рука, поставленная на губки тисков, касалась подбородка согнутыми в кулак пальцами. При этом работающий обязательно должен находиться на решетке из деревянных планок. Чтобы тисками могли пользоваться люди разного роста, эти тиски при монтаже «примеривают» самому высокому человеку. Тогда, к примеру, для членов семьи, обладающих меньшим ростом, изготовляют специальные подставки или кладут доску на уже имеющуюся деревянную решетку, хотя есть тиски, у которых изменяется высота губок (рис. 5,н) по отношению к верстаку.
Рис. 5.Стационарные тиски:
а — высота установки; б — стуловые стационарные; в — стуловые переносные; г — глубокие; д — параллельные, тип I общего назначения; е — параллельные, тип II с поворотной губкой; ж — параллельные, тип III с дополнительными губками для труб; з — параллельные, с подвижным корпусом задней губки; и — параллельные, с поворотной частью корпуса задней губки; й — параллельные для зажатия высоких предметов; к — параллельные диагональные; л — параллельные столярные типа Т-3944А; м — стуловые с качающимися нагубниками; н — с регулировкой высоты подъема над верстаком; о — стуловые с приспособлением для гибки труб;
1 — корпус передней подвижной губки; 2 — сменные планки; 3 — корпус задней неподвижной губки; 4 — боковые накладки; 5 — лапа; 6 — гайка ходового винта; 7 — ходовой винт; 8 — поворотная губка; 9 — поворотная часть корпуса задней губки; 10 — диагональ
Стуловые тиски не зря так называются. Их словно усаживали на деревянное основание для крепления. Эти тиски самые прочные и крепкие благодаря тому, что полностью изготовлены из стали. Это предопределило их сравнительно малую весомость. Самые «травматические» для тисков с чугунными корпусами губок работы, типа кузнечных и гибочных, не страшны для стуловых.
Любые тиски состоят из корпусов неподвижной и подвижной губок. Но в стуловых к корпусу неподвижной губки при помощи планки привернута лапа, которой тиски прикрепляют к вертикальной стенке верстака. Делают это болтами, пропущенными через отверстия в лапе и стенке верстака. Нижнее удлиненное окончание неподвижной губки также крепят к верстаку скобами или «утапливают» его в утолщенном основании. К самому корпусу неподвижной губки с двух сторон присоединены боковые накладки, образующие коробку, в которой «колеблется* подвижная губка. Обе губки разводит стальная пружина.
Недостатком стуловых тисков является не параллельность вертикальных рабочих сторон сменных планок при их разведении. Учитывая, что эти планки в зажимающей своей части изготовлены из инструментальной стали и имеют насечку, это приводит к вмятинам на деталях и слабости их фиксации. Нагубники из мягкого металла (алюминия, меди) или дерева, пластмассы (рис. 5,м) устранят вмятины. Сложнее упрочнить зажим деталей. Рабочие стороны сменных планок перемещаются по дугам одной и той же окружности. Следовательно, лишь в одном положении вертикальные стороны параллельны друг другу. Чтобы эти стороны планок превратить в параллельные при почти любом разведении тисков, следует сделать один из нагубников (или оба) качающимся (рис. 5,м), а другой жестким. При этом усовершенствовании можно встретить и несколько иные модификации стуловых тисков, чем те, которые указаны в таблице 6. Эти тиски, имея ширину губок 100, 130, 150 или 180 мм, обладают соответственно наибольшим раскрытием губок 90, 130, 150 и 180 мм.
Стуловые тиски превращают в переносные (рис. 5,в), когда для них изготавливают специальную раму. Для этого пригодны разнообразные материалы, но предпочтительны стальной уголок или водогазопроводные трубы. Ясно, что ни рама, ни тиски не должны шататься в процессе их использования.
Глубокие тиски
Глубокие тиски (рис. 5,г) применяют для обработки листов, пластин и т. п. В большинстве конструкций тисков гайка ходового винта (рис. 5,б, г) помещается в корпусе неподвижной губки. Ходовой винт поэтому проходит через оба корпуса губок, и плоские широкие предметы не могут быть глубоко зажаты в тисках. От этого «страдают» и качество обработки деталей, и сами тиски, которые, особенно в местах соединения собственных частей, быстрее изнашиваются.
Глубокие тиски имеют величину раздвигания губок в 50-100 мм при возможности охвата плоских предметов на 200–500 мм. Сюда свободно вертикально войдет металлический лист, доска, пластмассовая пластина и т. п.
Корпус неподвижной губки имеет прилив, расположенный горизонтально. При помощи этого прилива тиски крепят к крышке верстака. Снизу в корпус неподвижной губки ввернут стержень. Это второе место фиксации тисков на верстаке. Корпус неподвижной губки имеет Т-образную форму в сечении, что, во-первых, обеспечивает жесткость и крепость, а во-вторых, позволяет «обнять» себя корпусу подвижной губки П-образной формы. Оба корпуса распирает пружина. Гайка ходового винта установлена в окончании корпуса неподвижной губки. Зато сам ходовой винт, вворачиваясь или выворачиваясь из гайки, перемещает корпус подвижной губки, которая вращается вокруг оси (рис. 5,г).
Корпуса губок отлиты из чугуна и в нужных местах обработаны. Но эти корпуса можно и сварить из стальных деталей, и тогда стальной корпус неподвижной губки не обязательно должен обладать Т-образной формой в сечении.
Параллельные тиски
Тиски слесарные с ручным приводом (ГОСТ 4045-75) — самые распространенные. Множество их модификаций (рис. 5,д, е, ж) имеют постоянно параллельные сменные планки губок, благодаря чему возможен правильный зажим предметов с параллельными гранями. Это первое преимущество по сравнению со стуловыми тисками, где точную слесарную обработку предмета подчас невозможно произвести. Вторым существенным отличием параллельных тисков (будем впредь их так называть) от стуловых является отсутствие шарнирного соединения между губками. В параллельных тисках одна губка «равняется» по другой с помощью призмы или цилиндра. Плоскости контакта здесь обширные, что исключает на длительное время возникновение качки и непараллельности губок. Третье преимущество заключается в том, что ходовой винт скрыт внутри призмы или цилиндра, что защищает винт от попадания на него опилок, грязи и т. п.
Наравне с этим параллельные тиски обладают крупным недостатком, когда корпуса губок отливаются из чугуна. Один из корпусов лопается при непосильной нагрузке. Поэтому следует, к примеру, помнить, что ударную нагрузку тиски выдержат от молотка, но отнюдь не от кувалды. Поэтому кузнечные работы нужно выполнять не в этих тисках; зажатие деталей можно осуществлять лишь рукой, вращая рукоятку (нельзя надевать обрезки труб на рукоятку для увеличения усилия сжатия) и т. п.
Параллельные тиски изготавливают трех типов (рис. 5,д, е, ж): тип I — тиски общего назначения; тип II — тиски с поворотной губкой для фасонных деталей; тип III — тиски с дополнительными губками для труб. Кроме того, тиски всех типов бывают в четырех исполнениях: 1 — поворотные без ускоренного холостого хода ходового винта; 2 — поворотные с ускоренным холостым ходом; 3 — неповоротные без ускоренного холостого хода; 4 — неповоротные с ускоренным холостым ходом.
Описываемые параллельные тиски имеют ряд конструктивных особенностей, которые следует учитывать при эксплуатации и изготовлении отдельных деталей.
1. На ходовом винте нарезают трапецеидальную резьбу (ГОСТ 9484-81) или упорную резьбу (ГОСТ 10177-82).
2. Длина резьбы гайки ходового винта должна превышать два диаметра винта.
3. Нарезание резьбы под ходовой винт непосредственно в корпусных деталях (корпусах губок) не допускается.
4. Подвижные части тисков должны перемещаться без заеданий, рывков и надежно фиксироваться в требуемом положении, что во многом зависит от состояния резьбы ходового винта и гайки, износа направляющих плоскостей и т. п.
5. Тиски типа II должны иметь устройства для фиксации поворотной губки в положении, при котором рабочие поверхности сменных плоских планок на поворотной и неповоротной губках параллельны.
6. Стальные сменные планки губок имеют перекрестную насечку с шагом 2–3 мм и глубиной 0,5–1 мм на рабочей поверхности, но тиски могут быть комплектован 1.1 и дюралюминиевыми, латунными и пластмассовыми планками дополнительно.
7. Специальные сменные планки (захваты) могут иметь углубления для зажима цилиндрических и фасонных деталей (рис. 6,в,к).
8. Холостой ход рукоятки ходового винта не должен превышать 1/6 оборота.
9. Ходовой винт имеет фиксацию, не допускающую его полного выворачивания из гайки.
Существует множество оригинальных конструкций параллельных тисков. В одной из них (рис. 5,и) подвижная часть перемещается на салазках, выполненных в виде ласточкиного хвоста. Отличительная черта этих тисков — корпус задней губки подвижный. Это усовершенствование обеспечивает существенные преимущества: 1) центр тяжести зажатого в тиски предмета при значительном раздвигании губок приходится над верстаком, тогда как в тисках с передней подвижной губкой он будет всегда находиться перед верстаком, что обусловливает невыгодное распределение усилий в передней губке; 2) можно свободно увеличивать раздвигание губок тисков до максимума. Тиски эти бывают разных размеров с ходом задней губки от 40 до 300 мм и весе от 1,4 до 105 кг. Если эти тиски поворотные, то имеются подобного типа и неповоротные с весом от 0,8 до 83 кг.
Хотя тиски с подвижной задней губкой прочнее и устойчивее тисков обычной конструкции, но и им свойственна возможность зажатия высоких предметов. В тисках, которые должны «ликвидировать» этот недостаток, вместо выдвижной направляющей призмы введены две широкие толстостенные полосы (рис. 5,й). В промежуток между ними вставляют высокие обрабатываемые предметы, когда позволяет расстояние между полосами.
Параллельные диагональные тиски (рис. 5,к) имеют нормальный подвижный передний корпус губки. Необычность тисков — в наличии двух пар диагоналей, шарнирно сочлененных между собой и с корпусами губок. Причем оси нижних шарниров могут перемещаться в вертикальных прорезях удлиненных нижних концов корпусов губок. Диагонали обеспечивают более равномерное распределение напряжений в корпусах сближаемых губок, ибо сумма четырех сил, действующих на корпуса губок в местах сочленений с диагоналями, всегда равна сумме двух сил, сжимающих губки. Вследствие этого нет опасности сломать корпуса губок при зажатии предмета. Отсюда даже ручными тисками этой конструкции можно надежно «захватить» один предмет или несколько (например, листов). Существенно, что в этих тисках губки расходятся по прямой, оставаясь параллельными друг другу.
Параллельные настольные столярные тиски (рис. 5,л) предназначены для выполнения мелких столярных и слесарных работ в домашних условиях.
Параллельные тиски, названные в прошлом оптическими (рис. 6,а), могут иметь применение в особо точных работах. У них необычное крепление к верстаку. У подошвы тисков сделан прилив в виде шара. Его охватывают своеобразные губки с шаровыми выемками, при зажатии которых шаровой прилив вместе с тисками занимает почти любое положение. Следовательно, здесь конструктивно объединены два вида тисков, а струбциной эти тиски привертывают к верстаку.
Рис. 6.Специальные и ручные тиски:
а — параллельные для особо точных работ; б — параллельные со специальной планкой и сегментом; в, к — захваты для зажима труб и круглых предметов; г — захваты для досок; д — параллельные тиски с дополнительной губкой; е, з — вставные металлические зажимы; ж — вставные деревянные зажимы, и, н — рычажные тиски-струбцины; й — сменные деревянные планки; л — рычажные диагональные тиски; м — ручные тиски со струбциной-наковальней; о — ручные шарнирные тиски тип 1; п — металлические вставные зажимы с деревянными сменными планками; р — металлические накладки; с — металлические накладки с распорной пружиной; т — способ зажатия тонкостенной трубки; у — шарнирные тиски на рукоятке; ф, х — ручные тиски типа 2 со сведением губок конусом; ц — малые стуловые тиски со струбциной-наковальней; ч — применение шарнирных тисков; ш — накладка из толстолистового свинца; щ — накладки, отлитые из свинца; ъ — параллельные комбинированные тиски; ы — шарнирные тиски с барабаном; э — шарнирные тиски с петлей-подвеской; ю — ручные тиски типа 3 с губками-пружинами; 1 — струбцина-наковальня; 2 — барашек; 3 — дополнительная губка на шарообразной головке стержня; 4 — деревянные сменные планки; 5 — распорная пружина; 6 — сверло в патроне; 7 — ходовой винт; 8 — рукоятка подачи; 9 — «собачка»; 10 — храповое колесо; 11 — рычаг
Ко второму типу параллельных тисков относятся те, которые имеют поворотную губку. Показанные на рис. 5,и тиски не выполнены по ГОСТ 4045-75. В этих тисках — массивная наковальня, в углубление которой входит шарообразное основание корпуса задней губки. Благодаря этому между сменными планками губок можно зажимать детали разнообразной формы. А так как наковальня находится ниже тисочных губок, то ее используют по прямому назначению, не боясь отпуска этих губок и других стальных частей.
Для зажима предметов своеобразной формы с параллельных тисков, да и не только с параллельных, снимают сменные планки и на их место ставят специальные планки (рис. 6). Для их крепления иногда приходится засверливать корпуса губок и нарезать в отверстиях резьбу. Специальную планку к корпусу передней губки (рис. 6,б) привертывают винтом для фиксации клиновидного бруска. В этой планке сделана цилиндрическая вогнутая выемка, в которую свободно вкладывается стальной сегмент. Чтобы он не провалился в зазор между корпусами губок, на нем выпилен выступающий поясок прямоугольного сечения, входящий в соответствующую кольцевую впадину специальной планки. Сегмент смазывают в месте контакта с планкой, и тогда он свободно поворачивается, приспосабливаясь к форме зажимаемого клиновидного бруска. На примыкающей к бруску плоскости сегмента делают насечку.
Для зажима труб и круглых предметов вместо сменных планок в корпуса губок вставляют или привертывают захваты (рис. 6,в, к). Преимущество захватов в том, что они позволяют фиксировать трубы различных диаметров. Лишь для очень тонких трубок применяют не захваты, а металлические или деревянные накладки с вертикальными или горизонтальными желобами или прищепки для белья (рис. 6,т). Это устраняет возможность сминания тонких трубок и позволяет их окончательно отделывать.
На параллельные тиски типа I по ГОСТ 4045-75 можно установить дополнительную губку (рис. 6,д), вращающуюся на шарообразной головке стержня, который через ряд промежуточных деталей пластинками и стяжным болтом прикрепляется к сужению корпуса неподвижной губки. Подобную третью дополнительную губку можно установить почти на любые тиски.
Вставные зажимы для любого рода тисков позволяют обрабатывать разнообразные предметы. В частности, косые зажимы (рис. 6,з) похожи на ручные тиски (рис. 6,о), но в них нет ходового винта, ибо их закладывают между корпусами губок тисков стационарного типа. Эти зажимы вытачивают из стальных или чугунных заготовок. Менее трудоемко изготовить стальной зажим, применив сварку, или отлить половинки зажима из серого чугуна, а еще лучше — из ковкого чугуна. Для фиксации деталей к зажимам привертывают металлические пластины или в зажимах делают углубления, в которые вставляют деревянные вкладыши (рис. 6,п) При надобности зажим полностью вырезают из дерева (рис. 6,ж).
Сменные планки не всегда можно отделить от корпуса губок тисков из-за того, что забиваются головки винтов и гнезда, в которые они вкручены, да и кропотливая эта работа. Гораздо быстрее пользоваться разнообразными накладками (нагубниками) для закрытия насечки на сменных планках. Эти накладки можно вырубить или вырезать из кровельной листовой стали, алюминия, меди, латуни, пластмассы, дерева и т. п. Если, предположим, делать из алюминия (но не дюралюминия) накладки, то их прямоугольные заготовки по одной закладывают между сменными планками, сводят корпуса губок и выступающий гребень через стальную полоску или прямо бойком молотка «сваливают» на горизонтальную плоскость сменной планки. Если «гребень» был достаточно высок, то после загиба он может принять и округлую форму верхней части корпуса губки (рис. 6,р).
Свинцовые накладки нельзя мастерить тонкими, потому что они тотчас будут раздавлены. Когда же их гнут из толстого листового свинца, то выпуклые их кромки окажутся слишком закругленными (рис. 6,ш) и утратившими прямизну. Поэтому свинцовые накладки предпочтительно отливать (рис. 6,щ) с продольным утолщением одной стороны. Этими утолщениями накладки зажимаются в тисках, и горизонтальная часть накладок пригибается бойком на сменную планку и далее по откосу корпуса губки.
Любые накладки, как правило, к сменным планкам не крепят, поэтому, когда разводят корпуса губок, накладки могут спадать. Чтобы этого не происходило, накладки распирают пружиной (рис. 5,с), если это не будет препятствовать обработке детали.
Комбинированные настольные тиски (рис. 5,ъ) позволяют производить разнообразную механическую обработку. Правда, такие тиски могут «изобрести» лишь умельцы. В зависимости от формы детали или подают сверло вместе с патроном, или надвигают на сверло деталь. В последнем случае деталь перемещают с помощью корпуса подвижной губки благодаря вращению хорового винта за рукоятку.
Ручные тиски
Их применяют для очень «тонких и нежных» работ, а также тогда, когда миниатюрную деталь невозможно или опасно держать пальцами. При заточке, гибке (рис. 6,ч), опиливании и т. п. По конструкции ручные тиски можно разделить на несколько типов. К первому, самому многочисленному по разновидностям, можно отнести шарнирные тиски. Это фактически мини-стуловые тиски. Главное их отличие от крупных стуловых тисков в том, что «мелкие» стуловые тиски, за исключением пары разновидностей (рис. 6,м,ц), не имеют устройства для прикрепления к столу или верстаку (рис. 6,о).
Один из видов шарнирных тисков имеет барабан (рис. 6,ы) для наматывания проволоки, конец которой закреплен сжатыми губками. Сам барабан вращают рукояткой. В ней просверлено отверстие для стопорения тисков, предположим, гвоздем, вбитым в стену. Храповое колесо с собачкой препятствует обратному вращению барабана.
Другой вид тисков этого же типа снабжен петлей-подвеской (рис. 6,э), которая может крутиться благодаря шариковому подшипнику в скобе, прикрепленной к оси тисков. Еще один вид тисков этого типа оснащен вместо барашка (рис. 6,м) рычагом, позволяющим прочнее зажимать деталь в губках.
Лишь один вид шарнирных тисков рассчитан на привинчивание к столу или верстаку (рис. 6,м). Верхняя часть узла крепления удачно превращена в словно игрушечную наковальню. В этих тисках, как и в других видах шарнирных тисков, корпуса губок разводит плоская пружина. При эксплуатации тисков с наковальней следует следить за тем, чтобы шайба свободно вращалась относительно прижимного болта. В противном случае шайба будет врезаться в плоскость контакта. Качание корпуса губки по отношению к наковальне тоже не должно допускаться. В губках тисков можно гнуть металлические пластины, но нужно, чтобы их толщина не превышала 1 мм.
Второй тип ручных тисков успешно применим, когда механической обработке подвергают проволоку с максимальным диаметром 2 мм. Ее пропускают через рукоятку тисков и в нужном месте зажимают губками (рис. 6,ф). Оригинален способ сближения губок. Для этого пальцами левой руки придерживаем губки, а пальцами правой руки заворачиваем рукоятку, конический конец которой и «расталкивает» основания губок. То есть здесь функции ходового винта выполняет рукоятка с конусообразным завершением.
Третий тип ручных тисков, как и второй, предназначен для фиксации в процессе обработки мелких предметов. Вообще ручные тиски словно продолжают усиливать пальцы рук (рис. 6,ю).
К четвертому типу ручных тисков относятся рычажные тиски. Первый их вид (рис. 6,л) отличается от параллельных диагональных тисков (рис. 5,к) лишь миниатюрными размерами и отсутствием устройств для прикрепления к верстаку. Второй и третий виды ручных тисков этого типа, как и первый вид, обладают существенным качеством, а именно: плоскости сменных или съемных планок всегда остаются параллельными друг другу (рис. 6,и, н).
Быстросъемные тиски
К ним относятся и некоторые виды ручных тисков (рис. 6,м,ц). Струбцина позволяет в считанные минуты привести тиски в рабочее состояние после закрепления их на столе, стуле, табуретке и т. п. Еще стремительнее это производится у тисков, имеющих резиновое основание, выполненное в виде присоски. Достоинство присоски еще и в том, что после ее «поцелуя» на плоскости не остается следов. Кроме резиновой присоски, эти тиски оснащаются еще и резиновыми накладками-нагубниками.
Тиски для мелких слесарных и монтажных работ модели ТУБ-60/40 обладают двумя парами раздвижных губок и являются тоже быстросъемными.
Уход за тисками
1. Перед каждым применением тисков следует проверить их крепление к столу или верстаку, если на тисках таковое имеется.
2. Зажатие деталей в тисках можно осуществлять лишь рукой через специально для этого предназначенную рукоятку или лепестки барашка. Удары по рукоятке, наращивание рукоятки недопустимы во избежание повреждения резьбы ходового винта и гайки.
3. Сменные стальные планки тисков должны быть настолько закалены, чтобы напильник едва царапал их. При такой степени закалки в планках сохранится некоторая доля вязкости, и они не будут крошиться.
4. Ходовой винт должен вращаться в гайке плавно и без особого трения. Для этого его смазывают любым консистентным жиром, техническим вазелином, солидолом или смесью расплавленного стеарина (от свечи), порошковидного графита (от стержня карандаша) и машинного масла. Сам ходовой винт для смазки предпочтительно вывинтить.
5. Ударный инструмент (молотки, кувалда) и характер выполняемой работы нужно соизмерять с размерами и предназначением тисков. Прежде всего это касается рубки зубилом, загиба деталей и т. п.
6. Все части тисков, накрепко соединенные при сборке и изготовлении, должны сохранять это состояние.
7. При сжатии корпусов губок сменные планки должны контактировать по длине и вертикальным плоскостям. Если это не происходит из-за варварского отношения к тискам, то один из путей устранения дефекта — снятие слоя с планки или планок.
8. В периоды между применением тисков корпуса губок следует максимально развести при наличии пружины между ними. Даже при отсутствии пружины зазор между корпусами губок или их сменных планок устранит напряжение в ходовом винте и его гайке.
9. При установке тисков вне помещения их нужно окрасить, смазать и прикрыть.