Подготовка металла для будущего изделия

После выполнения эскиза и выбора материала, из которого будет изготовлено изделие, приступают к следующему этапу - подготовке металла.

Данный этап можно разделить на несколько операций: выпиливание общей формы, ее уточнение и подготовка поверхности.

При выпиливании общей формы на большом листе металла размечаются основные габариты с запасом 1-1,5мм от края изделия, материал по возможности расходуется экономно. В зависимости от толщины и свойств выбранного металла общая форма либо вырезается ножницами для металла (при небольшой толщине) или выпиливается слесарной ножовкой.

Для резки металла используют [ножницы разных размеров, их выбор зависит от толщины обрабатываемого материала. Для мелких работ по металлу толщиной 0,2-0,4 миллиметра можно использовать медицинские ножницы. Более толстый металл (0,5-1,5 миллиметра) режут большими ножницами, для удобства одну ручку ножниц зажимают в тиски, тем самым, облегчая себе работу. Форма губок ножниц бывает различной. Для прямых резов и для обрезания металла по краю заготовки служат ножницы с прямыми губками. Отверстия и кружки вырезают ножницами с изогнутыми губками.

Различают прямые правые и прямые левые ножницы. У правых ножниц верхнее лезвие (по отношению к нижнему) находится справа, у левых - слева. В большинстве случаев применяют правые ножницы, так как линии разметки при работе ими хорошо видны; левыми ножницами пользуются при вырезании криволинейных деталей, при этом резать нужно по часовой стрелке, располагая ножницы так, чтобы они не закрывали лезвием линий разметки. Если ту же операцию производят правыми ножницами, то резание ведут](5) против часовой стрелки.

Разрезание листового металла производят по заранее нанесенной разметке и ножницы располагают так, чтобы верхнее лезвие всегда находилось над разметочной линией.

Рис.4. Применение правых ножниц для резки металла

Ножницы нужно раскрывать несильно - примерно на ²/₃ длины лезвия, тогда они хорошо захватывают и режут металл; сильно раскрытые ножницы выталкивают металл. Лезвия ножниц должны быть перпендикулярны плоскости листа, при перекосе они мнут металл, образуются заусенцы, а ножницы заедает. Ножницы нужно все время плотно прижимать к концу прореза, иначе неизбежно появятся заусенцы.

Для распиловки металла служит слесарная ножовка, которая состоит из раздвижного станка (или рамы) и натянутого в нем сменного твердозакаленного полотна. Полотно натягивают винтом с барашком.

Полотна бывают с мелким зубом (шаг которых 0,8-1 мм) и с более крупным (шаг - 1,25 и 1,6 мм). Зубья полотна, установленного в станке, направлены остриями вперед. Степень натяжения полотна не должна быть слабой - в этом случае разрез получается косой, а полотно легко ломается. При чрезмерном натяжении полотно также легко ломается при малейшем перекосе. Натяжение полотна проверяют поворотом его на ¹/₈ часть окружности, взяв двумя пальцами посередине его длины.

Ножовки бывают нераздвижные, но они менее удобны, так как в них можно поставить полотно только одной длины.

Следует соблюдать правила работы ножовкой: полотно пилы надо хорошо натянуть в рамке так, чтобы зубцы смотрели в сторону от работающего. Ножовку держат правой рукой, а левой нажимают на ее свободный конец. Начинают резать осторожными движениями, чтобы получить прорезь. Когда она будет достаточно глубока, ножовке дают полный размах, нажимая на раму. Пред концом разрезания усилие уменьшается.

Если распил получается косой (идет не по риске), не следует пытаться исправить направление поворотом ножовки - полотно сломается. Если полотно сломалось и заменено новым, то, продолжая разрезание новым полотном, нужно иметь в виду, что старое, изношенное полотно дает более узкий пропил.

Граненые изделия начинают резать с грани, а не с угла. Полосовой металл разрезают по узкой грани - это производительней. Очень тонкий металл зажимают между деревянными брусками толщиной 15 – 30 мм и режут вместе с брусками.

Новое полотно в ножовке сначала используют для разрезания мягких материалов (меди, латуни, алюминия и др.), а когда оно немного затупиться -для стали и чугуна.

Отрезанную заготовку выравнивают легкими ударами деревянного или резинового молотка (киянки) на поверочных плитах. Затем для уточнения на ее поверхность наклеивается предварительно вырезанная из бумаги общая форма изделия. При наклеивании лучше всего использовать клей ПВА. Далее в соответствии с бумажной формой заготовка опиливается (при помощи напильников и надфилей). При этом с детали снимают слой металла с целью придать ей необходимую форму, размеры и чистоту поверхности.

По форме поперечного сечения напильники разделяют на плоские, квадратные, трехгранные, круглые, ромбические, полукруглы и ножовочные. По роду насечки напильники делят на драчевые - с крупной насечкой для грубой обработки, личные - с более межой насечкой для окончательного опиливания. Наиболее мелкая насечка у бархатных напильников, которые применяют для точных работ.

Во время работы, особенно с мягкими и вязкими металлами (медь, свинец, алюминий), промежутки между зубцами напильника забиваются опилками, и напильник начинает царапать поверхность. Время от времени его надо прочищать. Напильники с крупной насечкой чистят стальной щеткой или венчиком из тонкой стальной проволоки.

Для мелких (ювелирных и граверных) работ применяют надфили, которые также различают по форме поперечных сечений, а также рифлевки, представляющие собой надфили изогнутой формы, которые применяют для обработки углублений, поднутренных и других труднодоступных участков деталей.

При опиливании деталь прочно зажимают в тисках. Напильник берут в правую руку так, чтобы ручка упиралась в ладонь, большой палец находился сверху ручки, а остальные пальцы поддерживали ее снизу. Левую ладонь кладут на конец напильника и прижимают его к обрабатываемой детали. Такое положение обеих рук помогает правильно вести опиливание, затрачивать меньше энергии и получать большую производительность.

Рис.5. Постановка рук при использовании напильника

При работе надфилем (а так же при обработке мелких деталей напильником) большим пальцем левой руки нажимают на конец (нос) надфиля, остальными пальцами поддерживают его снизу. Указательный палец правой руки кладут на надфиль (или напильник). При таком положении рук давление получается минимальным, стружка снимается очень тонкая и поверхность доводится до нужного размера без опасности «запилить» разметочную линию.

Нажимать на напильник следует только во время рабочего хода -движения вперед, при холостом (обратном) ходе напильник идет свободно без нажима, однако его не следует отрывать от изделия, чтобы не потерять опоры и не изменить положения напильника. Чем мельче насечка на напильник, тем меньше должна быть сила нажатия.

В процессе опиливания особое значение имеет контроль. Проверять нужно часто, особенно в конце опиливания. Прямолинейность опиленной поверхности контролируют на просвет линейкой. При точных работах применяют штангенциркуль и микрометр. При опиливании плоскостей, расположенных под углом 90°, их взаимоперпендикулярность проверяют специальным слесарным угольником.

Контроль наружных углов детали осуществляется внутренним углом угольника, смотря на просвет; правильность внутренних углов в изделии проверяют наружным углом.

Короткие заготовки зажимают в тиски вертикально и обрабатывают колебательными движениями напильника в горизонтальной плоскости.

Для получения сквозных круглых (цилиндрических) отверстий выполняют сверление. Если отверстие несквозное, то операция называется засверливанием, а увеличение диаметра отверстия - рассверливанием или развертыванием. Сверление и засверливание производят при помощи сверл (перовых, спиральных), а рассверливание - зенкерами, развертками или сверлами большего диаметра. Процесс сверления производят по разметке; для этого в центре будущего отверстия делают кернером углубление.

В начале сверления подача сверла должна быть минимальной, а после того как сверло войдет в металл, подачу увеличивают. Сверло должно быть по возможности коротким, чтобы исключить возможности изгиба. Глубина сверления не должна превышать 6-8 диаметров сверла. Перед концом сверления подача опять уменьшается, так как иначе сверло может продавить оставшуюся тонкую перемычку и сломаться. Чаще всего сверла ломаются именно на выходе.

При изготовлении сквозных или ажурных деталей из металла после сверления используют ювелирный лобзик, представляющий собой облегченную ножовку с тонкой пилкой. Зубья лобзиковых пилок направлены вниз к ручке, поэтому пилят лобзиком сверху вниз, металлическая пластина при этом лежит горизонтально. Можно использовать для работы обычный лобзик, но пилки следует взять предназначенные специально для металла. Для того чтобы пилка лучше натянулась, перед закреплением второго конца раму лобзика несколько сгибают. Пилки по определенным причинам часто рвутся. Если разрыв пилки произошел не посередине, а у зажима, то, вращая ручку в обратную сторону и выдвигая этим самым крепление зажима наружу, можно прихватить оборванный конец. Пилка станет несколько короче, но работать ею можно.

Пилки, предназначенные для резания металла, различают по номерам в зависимости от толщины и ширины полотна и размера зубьев. При выпиливании пилку закрепляют в лобзике так, чтобы она была хорошо, как струна, натянута, а зубья ее были направлены вниз к ручке лобзика. Зажимают пилку сначала в нижнем зажиме (у ручки). Затем, если лобзик не имеет специального натяжного винта, грудью нажимают на ручку лобзика и закрепляют его верхний конец. Закрепив пилку в верхнем зажиме, надо постепенно ослабить нажим на лобзик. В лобзиках, имеющих натяжной винт, после закрепления второго конца пилки натягивают ее окончательно этим винтом так, чтобы она при касании пальцем издавала звонкий звук. В тех случаях, когда предстоит выпиливать внутренний замкнутый контур рисунка, пилку закрепляют в нижнем зажиме лобзика, свободный ее конец продевают в отверстие, просверленное в пластине металла внутри этого контура, и лишь затем закрепляют, как было указано выше, в верхнем зажиме. Рисунок орнамента, который наносят на поверхность пластины, должен оказаться при этом сверху, чтобы его было видно при выпиливании.

Поверхность металлической заготовки изделия, на которой надо выполнить гравировку, должна быть соответствующим образом подготовлена. Основная задача подготовки - сделать поверхность чистой, ровной и гладкой.

Все случайные риски и царапины тщательно удаляются путем шлифовки. Шлифование и полирование художественных изделий из металла производят как вручную, так и на шлифовально-полировальных станках. Кроме того, для тонких работ, где необходимы более мелкие шлифовальные и полировальные инструменты, применяют электрические бормашины с гибким валом, в зажимном патроне которых крепятся полировальные инструменты.

Для шлифования применяют абразивный инструмент, который может быть жестким и гибким. Жесткий инструмент представляет собой шлифовальные круги, сегменты, бруски, шлифовальные головки и т. д. Гибкий инструмент - это в основном, шлифовальная шкурка, ленты, диски и т.п. Шлифовальные круги изготовляют из карбида кремния, корунда, природных и синтетических алмазов. Диаметр кругов составляет от 3 до 110 мм, толщина 0,5 - 200 мм, диаметр посадочных отверстий - от 1 до 305 мм. Диаметр кругов из алмазных зерен составляет 6 - 300 мм, толщина 1,5-5 мм, ширина от 3 до 20 мм.

Войлочные круги служат не только для полирования, но и шлифования. В этом случае используют круги из волос и шерсти животных.

Шлифовальная шкурка применяется для ручных и механизированных ручных работ, изготовляется на тканевом основании из бязи (наиболее прочная), саржи, а так же на основании из бумаги. Режущие зерна изготавливают из карбида кремния, электрокорунда, кремния и стекла. Связывающим материалом являются органические клеи. Тонкость шлифовальной шкурки или изделий из нее зависит от величины абразивных зерен.

Для удобства шлифования и дальнейшего гравирования заготовку крепят на брусочек толщиной 1 - 1,5 см и по размеру чуть больше изделия. Крепление можно сделать либо с помощью небольших гвоздиков, фиксирующих по краю заготовку, либо при помощи наклеивания ее на тонкий и равномерный слой сургуча.

Рис.6. Применение бруска для шлифовки поверхности заготовки

Ручное шлифование совершается при помощи вращательных движений руки различными видами шкурок, вначале крупнозернистых затем мелкозернистых. Для ровной шлифовки поверхностей наждачную бумагу оборачивают вокруг небольшого ровного брусочка. Шлифование через брусок дает возможность получить идеально ровную горизонтальную плоскость для выполнения граверных работ. Для гравирования поверхность металла должна быть матовой (шлифованной), а не блестящей (полированной), так как сильный блеск полированного металла слепит глаза и затрудняет работу.