Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”


1

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Paweł Krawczak

Projektowanie i wykonywanie konstrukcji mechanicznych

312[02].O1.02

Poradnik dla ucznia


2

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom

2007 Recenzenci: prof. PŁ dr hab. inŜ.

Krzysztof Pacholski doc. dr inŜ.

Stanisław Derlecki

Opracowanie redakcyjne: mgr

inŜ. Ryszard Zankowski

Konsultacja:

mgr Małgorzata Sienna

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02].O1.02,

„Projektowanie i wykonywanie konstrukcji mechanicznych”, zawartej w modułowym

programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk.


3

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie 3

2. Wymagania wstępne 5

3. Cele kształcenia 6

4. Materiał nauczania 7

4.1. Materiały konstrukcyjne 7

4.1.1. Materiał nauczania 7

4.1.2. Pytania sprawdzające 15

4.1.3. Ćwiczenia 15

4.1.4. Sprawdzian postępów 16

4.2. Wytrzymałość materiałów 17





4.3. Dokumentacja techniczna 24





4.4. Wykonywanie konstrukcji mechanicznych 45






4

5. Sprawdzian osiągnięć 74

6. Literatura 79

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o projektowaniu i wykonywaniu

konstrukcji mechanicznych. W poradniku znajdziesz:

– wymagania wstępne określające umiejętności, jakie powinieneś posiadać, abyś mógł bez

problemów rozpocząć pracę z poradnikiem,

– cele kształcenia czyli wykaz umiejętności, jakie opanujesz w wyniku kształcenia w ramach

tej jednostki modułowej,

– materiał nauczania, czyli wiadomości teoretyczne konieczne do opanowania treści

jednostki modułowej,

– zestaw pytań sprawdzających, abyś mógł sprawdzić czy opanowałeś juŜ materiał

nauczania,

– ćwiczenia zawierające polecenia, sposób wykonania oraz wyposaŜenie stanowiska pracy,

które pozwolą Ci ukształtować określone umiejętności praktyczne,

– sprawdzian postępów pozwalający sprawdzić Twój poziom wiedzy po wykonaniu

ćwiczeń,

– sprawdzian osiągnięć opracowany w postaci testu, który umoŜliwi Ci sprawdzenie Twoich

wiadomości i umiejętności opanowanych podczas realizacji programu danej jednostki

modułowej,

– literaturę związaną z programem jednostki modułowej umoŜliwiającą pogłębienie Twej

wiedzy z zakresu programu tej jednostki.

Materiał nauczania został podzielony na cztery części. W pierwszej części zawarte zostały

podstawowe informacje na temat materiałów konstrukcyjnych. Wytrzymałość materiałów

została opisana w rozdziale drugim poradnika. W rozdziale trzecim znajdziesz informacje

poświecone dokumentacji technicznej. Czwarty rozdział poświęcony został wykonywaniu

konstrukcji mechanicznych.


5

Schemat układu jednostek modułowych

322[18].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpiecze ń stwa

i higieny pracy, ochrony przeciwpo Ŝ arowej

oraz ochrony ś rodowiska

312[02].O1.03

Badanie obwodów

pr ą du stałego

312[02].O1

Podstawy mechaniki

i elektrotechniki

312[02].O1.02

Projektowanie i wykonywanie

konstrukcji mechanicznych

312[02].O1.04

Badanie obwodów pr ą du

przemiennego

312[02].O1.05

Eksploatowanie instalacji

elektrycznych


6

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach dydaktycznych oraz na

stanowiskach pracy,

− korzystać z róŜnych źródeł informacji technicznej, jak: Polskie Normy, poradniki,

− analizować treść zadania, dobierać metody i plan rozwiązania,

− komunikować się i pracować w zespole,

− samodzielnie podejmować decyzje,

− dokonywać oceny swoich umiejętności.


7

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− scharakteryzować właściwości materiałów technicznych,

− określić właściwości i przeznaczenie materiałów niemetalowych,

− rozpoznać zjawiska korozyjne i ich skutki oraz wskazać sposoby zapobiegania korozji,

− dobrać materiały na elementy konstrukcyjne stosowane w urządzeniach elektrycznych i

elektronicznych,

− rozróŜnić rodzaje odkształceń i napręŜeń oraz wyjaśnić

pojęcie napręŜenia dopuszczalnego,

− wykonać rysunek przedmiotu i jego zarysów wewnętrznych w rzutach prostokątnych,

− zwymiarować rysunek danego przedmiotu,

− wykonać szkic części maszyny odwzorowującej kształty zewnętrzne i wewnętrzne,

− posłuŜyć się dokumentacją techniczno-ruchową i konstrukcyjną maszyn i urządzeń,

− wykonać rysunki techniczne z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego,

− rozróŜnić konstrukcje połączeń oraz wskazać ich zastosowanie w określonych

urządzeniach,

− zmontować proste zespoły urządzeń elektronicznych,

− dobrać technikę wytwarzania elementu konstrukcyjnego,

− dobrać narzędzia, przyrządy i materiały do rodzaju wykonywanych zadań,

− dokonać pomiarów suwmiarką i mikrometrem,

− wykonać operacje trasowania na płaszczyźnie,

− wykonać podstawowe operacje obróbki ręcznej i mechanicznej (cięcie, prostowanie, gięcie,

piłowanie, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie),

− wykonać prace związane z konserwacją narzędzi,

− skorzystać z literatury zawodowej, dokumentacji technicznej, PN i ISO,

− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej i ochrony

środowiska oraz wymagania ergonomii.

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Materiały konstrukcyjne

4.1.1. Materiał nauczania

O poprawnych rozwiązaniach konstrukcyjnych maszyn i urządzeń w duŜej mierze

decyduje znajomość właściwości i technologii przetwórstwa materiałów konstrukcyjnych.

Konstruktor i technolog powinien dysponować informacjami w zakresie:

− właściwości materiałów w stanie wyjściowym,

− sposobów przetwórstwa i ich wpływie na właściwości materiału,


8

− czynników powodujących w warunkach eksploatacji zmiany odwracalne i nieodwracalne

(starzeniowe) zachodzące w zastosowanych materiałach,

− wzajemnego wpływu współpracujących ze sobą materiałów,

− czynników wpływających na róŜnorodne właściwości materiałów,

− czynników wpływających na wybór technologii odpowiedniej do obróbki danego

materiału.

Właściwości metali i ich stopów

Materiały stosowane w budowie maszyn i urządzeń, dzieli się na metale i niemetale (tzw.

metaloidy). RóŜnorodność grup, rodzajów, klas i gatunków materiałów niemetalowych jest

znaczna i trudna do sgrupyfikowania. Grupyfikacja materiałów metalowych obejmuje:

− metale, czyli czyste pierwiastki metaliczne, do których zalicza się m. in. aluminium, chrom,

cynę, cynk, kobalt, magnez, miedź, molibden, nikiel, ołów, platynę, srebro, sód, tytan,

uran, wanad, wolfram, złoto, Ŝelazo i inne,

− stopy metali, czyli substancje metaliczne otrzymywane przez stopienie dwu lub więcej

metali, do których często dodaje się pierwiastki niemetaliczne jak węgiel, krzem, siarkę,

fosfor, azot itp.,

− spieki, czyli półwyroby lub wyroby gotowe otrzymywane metodami metalurgii proszków

przez spiekanie składników metalowych i ceramicznych, metalowo – grafitowych,

metalowo – diamentowych itp.

Większość metali nie jest uŜywana w budowie maszyn w postaci czystej, lecz jako stopy,

których co najmniej jednym składnikiem jest metal. Dzieje się tak, poniewaŜ czyste metale

rzadko mają właściwości dostosowane do potrzeb, a moŜna je łatwo poprawić, stosując

róŜnorakie dodatki. Właściwości materiałów konstrukcyjnych są bardzo liczne, niemniej

moŜna je podzielić na 4 grupy. Są to właściwości:

− fizyczne

− chemiczne,

− mechaniczne,

− technologiczne.

Do właściwości fizycznych zaliczamy: gęstość, temperaturę topnienia, temperaturę

wrzenia, ciepło właściwe, przewodność cieplną i elektryczną, właściwości magnetyczne i

rozszerzalność cieplną.

Gęstość jest to stosunek masy ciała jednorodnego do objętości, wyraŜany w kg/m3 lub

g/cm3. Stopy i metale lekkie, jak np.: lit, sód, magnez, aluminium i ich stopy, odznaczają się

małą gęstością. DuŜą gęstość mają metale cięŜkie, jak np.: Ŝelazo, nikiel, miedź, wolfram,

platyna i ich stopy.

Temperatura topnienia metali i ich stopów jest wyraŜana w stopniach Celsjusza (°C).

Wszystkie metale są topliwe, a poniewaŜ ich temperatura topnienia waha się w bardzo

szerokich granicach, więc dzieli się je na łatwo topliwe, trudno topliiwe i bardzo trudno topliwe.

Do metali łatwo topliwych, których temperatura topnienia wynosi do 650°C, zalicza się między

innymi takie metale, jak: cynę, cynk, bizmut, kadm, magnez i ołów. Metale trudno topliwe mają

temperaturę topnienia do 2000°C. Są to np.: chrom, kobalt, miedź, nikiel, platyna i Ŝelazo. Do


9

metali trudno topliwych zalicza się molibden, tantal i wolfram. Temperatura topnienia tych

metali wynosi ponad 2000°C.

Ciepło właściwe jest to ilość ciepła pobierana (lub oddawana) przez 1 g danej substancji

przy zmianie temperatury o 1°C. Ciepło właściwe zaleŜy od rodzaju substancji, temperatury i

sposobu ogrzewania. Na ogół ciepło właściwe cieczy jest większe niŜ ciała stałego. Ciepło

właściwe jest zawsze podawane wraz z zakresem temperatury, dla jakiej je określono.

Przewodnictwo cieplne jest jedną z charakterystycznych cech metali i stopów. Najlepszym

przewodnikiem ciepła jest srebro, a następnie miedź, złoto i aluminium.

Najgorzej natomiast przewodzi kadm, bizmut, antymon, ołów, tantal i nikiel. Miarą

przewodnictwa cieplnego jest ilość ciepła, jaka przepływa przez przewodnik o długości 1 m o

przekroju 1 m2 w ciągu 1 godziny przy róŜnicy temperatury 1°C.

Przewodnością elektryczną metali i stopów nazywamy zdolność przewodzenia prądu

elektrycznego. Najlepszym przewodnikiem prądu jest srebro, platyna a następnie miedź, złoto

i aluminium. Dlatego na przewody elektryczne uŜywa się miedzi lub aluminium, gdyŜ stawiają

one najmniejszy opór przepływającemu prądowi elektrycznemu. Przewodność elektryczna

maleje ze wzrostem temperatury przewodnika.

Własności magnetyczne metali i stopów polegają na zdolności magnesowania się.

Najlepsze własności magnetyczne mają Ŝelazo, nikiel i kobalt, a ze stopów – stal.

Rozszerzalność cieplna metali i stopów przejawia się we wzroście wymiarów liniowych i

objętości pod wpływem wzrostu temperatury i kurczeniu się podczas chłodzenia. Największą

rozszerzalność cieplną wykazuje kadm, a najmniejszą wolfram.

Do właściwości chemicznych metali i stopów zalicza się odporność na korozje i działanie

czynników chemicznych oraz na działanie temperatury. DuŜą odpornością na korozje

odznaczają się niektóre metale takie jak: srebro, złoto, platyna i w mniejszym stopniu nikiel i

chrom.

Właściwości mechaniczne – są to cechy, które decydują o odporności metali i stopów na

działanie róŜnego rodzaju obciąŜeń. Pozwalają one określić zakres obciąŜeń, jaki moŜna

zastosować dla określonego materiału, porównać właściwości róŜnych materiałów lub dokonać

oceny jakościowej materiału w warunkach przemysłowych i laboratoryjnych.

Zachowanie się materiałów pod wpływem róŜnych form obciąŜenia zewnętrznego moŜna

określić na podstawie ich właściwości mechanicznych, najczęściej uwzględnia się następujące

właściwości mechaniczne: wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie,

twardość i udarność.

Określaniem wartości parametrów opisujących właściwości mechaniczne materiałów

konstrukcyjnych zajmuje się materiałoznawstwo.

Wartości parametrów opisujących właściwości wytrzymałościowe dla określonego

gatunku materiału, na przykład stali, znajdują się w normach, poradnikach i w dokumentacji

technologicznej dotyczącej wyrobu. Wartości tych parametrów przyjmowane są do obliczeń

wytrzymałościowych. W wielu przypadkach dokonuje się oceny, czy otrzymany materiał

spełnia wymagania normy, przeprowadzając badania ściśle określone normami.


10

Właściwości technologiczne charakteryzują przydatność materiału do procesów

technologicznych (odlewania, tłoczenia, spawania, obróbki skrawaniem i innych). Wśród

właściwości technologicznych wyróŜnić moŜna:

− plastyczność, to właściwość określająca moŜliwość zmiany kształtu materiału za pomocą

wywieranego na niego ciśnienia, a więc za pomocą walcowania, tłoczenia, kucia.

Plastyczność materiału zaleŜy od jego budowy wewnętrznej, twardości i temperatury,

− skrawalność to podatność materiału do obróbki narzędziami skrawającymi, zaleŜy ona od

wewnętrznej budowy materiału i jego składu chemicznego. Skrawalność określają: opór

skrawania, gładkość powierzchni obrabianej oraz postać wióra. Materiały twarde i kruche

skrawają się trudniej niŜ materiały plastyczne. Jednak materiały miękkie nie odznaczają

się dobrą skrawalnością, gdyŜ zalepiają ostrza narzędzi.

− właściwości odlewnicze charakteryzują przydatność materiału do wykonywania odlewów.

Podstawowe właściwości odlewnicze to:

− lejność, czyli zdolność do dobrego wypełnienia formy ciekłym metalem,

− skurcz odlewniczy, czyli właściwość decydująca o powstaniu w odlewie napręŜeń

mogących spowodować jego pęknięcia, powstanie jam skurczowych, niedolewów,

porowatości itp.,

−

spawalność jest miarą przydatności do wykonania połączeń spawanych i stopnia trudności

wykonania spoiny.

Materiały przewodzące i elektroizolacyjne

Do materiałów przewodzących naleŜą metale i ich stopy. Wartość przewodności

materiałów przewodzących jest uzaleŜniona od:

− rodzaju materiału i jego budowy,

− czystości materiału, czyli zawartości obcych domieszek,

− temperatury.

Materiały przewodzące z punktu widzenia zastosowania dzielą się na:

− przewodzące,

− oporowe,

− stykowe.

Materiały przewodzące stosowane w konstrukcjach maszyn i urządzeń powinny cechować

się wysoką wartością przewodnictwa elektrycznego, wysoką wartością wytrzymałości

mechanicznej (szczególnie na rozciąganie i zginanie) oraz niezmiennością w czasie własności

elektrycznych i mechanicznych pod wpływem warunków środowiskowych. Wymagania te

spełniają przede wszystkim dwa czyste metale: miedź i aluminium oraz niektóre stopy miedzi

i aluminium z innymi metalami jak: mosiądze, brązy, silumin i duraluminium.

Materiały izolacyjne (dielektryki) składają się z cząsteczek elektrycznie obojętnych, w

których ładunki elektryczne (poza sporadycznymi przypadkami) są związane i nie mogą się

przemieszczać pod wpływem pola elektrycznego. Główne zastosowanie dielektryków to

izolowanie obwodów elektrycznych. Materiały izolacyjne ze względu na stan skupienia dzieli

się na gazowe, ciekłe i stałe.


11

Do gazów elektroizolacyjnych stosowanych jako izolacja naleŜy w pierwszym rzędzie

powietrze, a następnie azot, dwutlenek węgla, wodór, oraz hel.

Materiały izolacyjne ciekłe to przede wszystkim oleje syntetyczne, mineralne i roślinne.

Pod względem zastosowania oleje dzieli się na transformatorowe, kondensatorowe, kablowe i

wyłącznikowe.

Materiały izolacyjne stałe dzielą się na:

− organiczne np.: papiery, asfalty, woski, Ŝywice, kauczuki, gumy, tworzywa sztuczne,

laminaty, emalie i lakiery i kleje.

− nieorganiczne np. szkło, mika, ceramika, porcelana i azbest.

Materiały magnetyczne i półprzewodnikowe

Materiały ze względu na właściwości magnetyczne dzielimy się na:

− diamagnetyki,

−

paramagnetyk

i, −

ferromagnety

ki.

W materiałach diamagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych przeciwdziała

polu magnetycznemu przyłoŜonemu z zewnątrz. Do materiałów diamagnetycznych naleŜą

m.in. woda, kwarc, srebro, bizmut, miedź µr < 1.

W materiałach paramagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych współdziała

z polem magnetycznym przyłoŜonym z zewnątrz. Do materiałów paramagnetycznych naleŜą

m.in. platyna, aluminium, powietrze i inne µr > 1.

W materiałach ferromagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych współdziała

z polem magnetycznym przyłoŜonym z zewnątrz. Do materiałów tych naleŜą Ŝelazo, kobalt,

nikiel i ich stopy µr >> 1.

Ze względu na zdolności rozmagnesowywania materiały magnetyczne dzielą się na:

− materiały magnetycznie twarde, do których naleŜą: stale węglowe (0,8%–1,5% węgla), stale

chromowe, ferryty barowe i strontowe, stopy Ŝelaza, aluminium, niklu, kobaltu z

domieszkami miedzi lub tytanu,

− materiały magnetycznie miękkie, do których naleŜą: Ŝelazo technicznie czyste (armco), stale

niskowęglowe i krzemowe, stopy Ŝelaza z niklem (permalloy, supermalloy), stopy Ŝelaza

z kobaltem, stopy Ŝelaza z aluminium, stopy Ŝelaza z krzemem.

Materiały magnetyczne twarde stosowane są do wyrobu róŜnego typu magnesów trwałych.

Z materiałów magnetycznych miękkich wykonuje się rdzenie elektromagnesów prądu stałego,

obwody magnetyczne pracujące przy okresowo zmiennych strumieniach magnetycznych

(maszyny elektryczne, transformatory, dławiki).

Półprzewodniki to materiały powszechnie stosowane do produkcji elementów i układów

elektronicznych takich jak między innymi: diody, tranzystory, układy scalone. Mając na


12

względzie zdolność przewodzenia, umieszczamy półprzewodniki pomiędzy dielektrykami, a

przewodnikami. Półprzewodniki posiadają regularną budowę krystaliczną, która jest

charakterystyczna dla pierwiastków takich jak: krzem, german, a takŜe arsenek galu oraz

antymonek indu. Półprzewodniki moŜemy podzielić na samoistne np. czysty krzem i

domieszkowane odpowiednimi pierwiastkami zmieniającymi właściwości fizyczne kryształu.

Domieszkując czterowartościowy krzem pierwiastkiem pięciowartościowym np. fosforem

otrzymujemy jeden dodatkowy elektron swobodny. Fosfor nazywamy w tym przypadku

donorem, a półprzewodniki o takim typie domieszkowania nazywamy półprzewodnikami typu

n (negative). Po domieszkowaniu krzemu pierwiastkiem trójwartościowym np. indem, krzem

musi dostarczyć jeden elektron swobodny. Dzięki temu następuje pełne wysycenie wiązania, a

na miejscu elektronu zostaje dziura. W takim typie domieszkowania ind nazywamy akceptorem

a półprzewodnik jest półprzewodnikiem typu p (positive). Cały postęp technologiczny który

się dokonał w ostatnich kilkudziesięciu latach, był moŜliwy dzięki umiejętnemu

domieszkowaniu i łączeniu ze sobą obszarów półprzewodnikowych typu n i typu p.

Tworzywa sztuczne

Tworzywa sztuczne są materiałami, w których najistotniejszy składnik stanowią związki

wielkocząsteczkowe, syntetyczne lub pochodzenia naturalnego. Oprócz związku

wielkocząsteczkowego tworzywo sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają

mu korzystne właściwości uŜytkowe. Składnikami tymi mogą być napełniacze, nośniki,

zmiękczacze, pigmenty i barwniki, stabilizatory i wiele innych. Większość związków

wielkocząsteczkowych jest zbudowana z wielkiej liczby powtarzających się i połączonych

między sobą identycznych elementów podstawowych, nazywanych merami.

Dlatego teŜ związki wielkocząsteczkowe nazywamy polimerami (poli – wiele). Tworzywa

sztuczne grupyfikuje się na wiele sposobów, w zaleŜności od przyjętego kryterium podziału.

Jednym ze stosowanych systemów podziału tworzyw sztucznych jest grupyfikacja w

zaleŜności od pochodzenia bazowego polimeru. Według tego kryterium, tworzywa dzielimy

na:

− naturalne modyfikowane np.: pochodne celulozy – celuloid, wiskoza, pochodne kazeiny –

galalit (sztuczny róg),

− syntetyczne np.: polietylen (PE), polistyren (PS), Ŝywice epoksydowe (EP).

Często stosowaną grupyfikacją tworzyw sztucznych jest podział technologiczny, ze względu

na własności, które wiąŜą się z własnościami uŜytkowymi. Głównym kryterium podziału w tej

grupyfikacji jest zachowanie się polimeru w temperaturze pokojowej określone na podstawie

zaleŜności napręŜenie – odkształcenie. Zgodnie z powyŜszym podziałem polimery dzieli się

na dwie podstawowe grupy: elastomery i plastomery (rys. 1).


13

Rys. 1. Schemat podziału tworzyw sztucznych [opracowanie własne]

W tabeli poniŜej przedstawiono przykłady zastosowań wybranych tworzyw sztucznych.

Tabela 1. Przykłady zastosowań wybranych tworzyw sztucznych

Lp. Nazwa Oznaczenia

Podstawowe właściwości

Przykłady zastosowania Temperatura

stosowania

[°C]

Moduł spręŜystości

E [MPa]

Wytrzymałość

na rozciąganie

R [MPa]

TERMOPLASTY

1

polietylen – niskiej gęstości

– wysokiej gęstości

PE – LD

PE – HD

–30–70

–30–85

200–400

600–1400

8–12

20–32

Folie opakowania rury

(np.gazowe) drobne koła

zębate, panewki łoŜysk

ślizgowych, drobne koła

zębate,

2

polipropylen – homopolimer – kopolimer (wysokoudarowy)

PP PP\PE

–5–105 –10–105

1100–1550 110–1550

30–34 30–38

Zderzaki samochodowe,

rury,sprzęt medyczny,

zabawki

4

Polichlorek winylu – miękki

– twardy

PVC –20–42

–10–70

20–50

2410–4140

16–28

34,5–62

WęŜe do wody

chemikaliów, uszczelki

okien, zabawki. Rury do wody, gazu,

przewodów układanych w

ziemi, rynny dachowe.

5 poliwęglan PC –100–130 2000–2400 65–75 Płyty CD, obudowy sprzętu

AGD

6 polimetakrylan

metylu) PMMA –40–90 1800–3100 48–76 Elementy przeźroczyste,

okna samolotów, osłony

lamp, światłowody


14

7

polamid PA –70–105 110–2600 70–84 Części maszy

zębate,

ślizgowe,

n:

ko

ła łoŜyska

gniazda

przegubów,

i obudowy korpusy

DUROPLASTY

śywice epoksydowe EP –100–80 21 000...52000

70..140 Laminaty, kompozyty (lotnictwo, motoryzacja,

szkutnictwo, kleje

śywice fenolowo – –

formaldehydowe PF

–100–110 5 600...12 000

20 (rc = 240)

Laminaty, okładziny

cierne(hamulcowe),

korpusy i obudowy

śywice melaminowe MF –100–100

Brak danych 30 (rc = 310)

Laminaty dekoracyjne, art.

gospodarstwa domowego,

art., elektrotechniczne

(gniazdka, wtyczki)

ELASTOMERY

Kauczuki syntetyczne: Butadienowy

Butadienowo – – akrykonitrylowy

Etylenowo – – propylenowo

– dienowy

BR

NBR

EPDM

–30–100

–30–20

–60–40

Brak danych Brak danych

Uszczelnienia, pasy w

przekładniach, opony,

dętki, odboje, elementy

amortyzujące i tłumiące

drgania

Tworzywa sztuczne są często stosowane w konstrukcji maszyn i urządzeń technicznych,

poniewaŜ charakteryzują się:

− małą gęstością,

− wysoką odpornością na korozję,

− dobrymi właściwościami mechanicznymi i plastycznymi,

− moŜliwością wykorzystania na łoŜyska ślizgowe dla małych obciąŜeń,

− dobrymi właściwościami elektroizolacyjnymi,

− dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi,

− łatwością uzyskiwania dowolnej gamy kolorów i przezroczystości,

− łatwością formowania wyrobów o skomplikowanych kształtach, dokładnych wymiarowo.

Wadami tworzyw sztucznych są: niska odporność cieplna (100–120°C), niska twardość,

skłonność do starzenia się oraz trudności z degradacją odpadów. Jednak jest wiele warunków

eksploatacyjnych, w których tworzywa sztuczne mogą konkurować ze stopami metali.

Materiały ceramiczne

Ceramiką nazywa się wyroby formowane z plastycznych surowców ceramicznych (glinka

iłowa, kaolin, glina zwykła i garncarska, margiel ilasty, łupek ilasty, less, kwarc, mika,


15

substancje organiczne) i wypalane w wysokiej temperaturze. Materiały ceramiczne

charakteryzuje wysoka twardość i wysoka wytrzymałość na ściskanie. Ceramika naleŜy do

grupy materiałów izolacyjnych. W zaleŜności od zastosowania dzielimy ceramikę na:

− budowlaną,

− ogniotrwałą,

− elektrotechniczną,

− specjalną (techniczną), wytwarzaną z surowców o duŜej czystości, co umoŜliwia

otrzymanie powtarzalnych specyficznych właściwości uŜytkowych.

Zakres zastosowań ceramiki technicznej ciągle się rozszerza. Pojawiły się grupy ceramiki

specjalnego przeznaczenia: magnetyczna, optyczna, chemiczna, bioceramika, termoceramika,

ceramika jądrowa, pancerna, nadprzewodząca, narzędziowa, motoryzacyjna i inne. Stosuje się

ją między innymi w:

− przemyśle elektrotechnicznym i energetyce (elektrody, elementy grzewcze, styki,

termoizolatory i systemy osłony termicznej),

− budowie maszyn i urządzeń (części pracujące w środowiskach agresywnych, w warunkach

intensywnego ścierania, wysokiej temperaturze, w reaktorach jądrowych),

− lotnictwie i kosmonautyce (zespoły ruchu i napędu, części hamulców, świece zapłonowe,

czujniki gazowe i cieplne).

−

medycynie (precyzyjne czujniki, stawy, zęby).

Wszystkie materiały ceramiczne cechują się duŜą odpornością na działanie wysokiej

temperatury, czynników chemicznych, twardością. Są to jednak materiały kruche i nie nadają

się do obróbki po wypaleniu (moŜna je tylko delikatnie szlifować).

Korozja

Korozja jest to stopniowe niszczenie (destrukcja) materiału spowodowane chemicznym,

lub elektrochemicznym oddziaływaniem otaczającego środowiska. Korodować, mogą róŜne

materiały: metale i stopy, ceramika, tworzywa sztuczne, beton. Z materiałów konstrukcyjnych

stosowanych w budowie maszyn najszybciej ulegają korozji metale i ich stopy z wyjątkiem

złota, srebra i platyny. Ze względu na mechanizm zjawiska korozję dzielimy na:

− korozję chemiczną, zachodzącą w suchych gazach i w cieczach niebędących elektrolitami

(benzen, fluor, ropa naftowa),

− korozję elektrochemiczną spowodowaną działaniem ogniw i mikroogniw lokalnych.

Korozja chemiczna to niszczenie metali w wyniku działania na nie suchych gazów lub

cieczy nieprzewodzących prądu elektrycznego (np. chlorowców, siarki). Warstwa korozyjna

powstaje w wyniku zaadsorbowania gazu, który następnie zostaje zdysocjowany dzięki

powinowactwu z metalem lub wskutek podwyŜszenia temperatury. Zdysocjowany gaz wchodzi

w reakcję z metalem, tworząc na jego powierzchni cienką warstwę związku chemicznego.

Warstwy powstające z produktów korozji mogą szczelnie i trwale przylegać do powierzchni

metalu lub łatwo od niej odpryskiwać. W pierwszym przypadku produkty korozji stanowią

ochronę przed dalszym agresywnym działaniem środowiska, w drugim zaś metal szybko ulega


16

zniszczeniu, poniewaŜ warstwy odpryskujące odsłaniają nowe jego powierzchnie, które

następnie korodują.

Korozja elektrochemiczna to niszczenie metalu wskutek zetknięcia się jego powierzchni z

wodą lub roztworem, które mogą stanowić elektrolit przewodzący prąd między lokalnymi

ogniwami znajdującymi się na powierzchni metalu. Tworzeniu się tych ogniw sprzyjają

zanieczyszczenia występujące w metalach oraz niejednorodność ich składu chemicznego i

struktury. W wyniku działania ogniwa pod wpływem tlenu następują zmiany chemiczne

materiału (np. Ŝelaza w wodorotlenek Ŝelaza). Wstrzymanie dopływu tlenu, podobnie jak

usunięcie elektrolitu, powoduje zatrzymanie korozji. Korozja elektrochemiczna bardzo

agresywnie atakuje metale, szczególnie Ŝelazo i jego stopy.

Ośrodki korozji moŜna grupyfikować uwzględniając ich wygląd, miejsce występowania,

środowisko w jakim zaistniała, okoliczności jakie ją wywołały (korozja ziemna, wŜerowa,

równomierna, punktowa, międzykrystaliczna, napręŜeniowa, szczelinowa, gazowa i inne).

Metody ochrony przed korozją są następujące:

− nakładanie powłok (warstw) ochronnych metalicznych i niematelicznych,

− modyfikacja środowiska korozyjnego,

− stosowanie inhibitorów.

Powłoki ochronne mają na celu zabezpieczenie powierzchni metalu przed bezpośrednim

oddziaływaniem środowiska korozyjnego. Powłoki ochronne metalowe stosowane do

zabezpieczenia wszystkich stali i staliwa to:

− powłoki nakładane (utrzymują się na powierzchni metalu lub stopu siłami adhezji). Do

wykonanie powłoki uŜywa się: nikiel, chrom, miedź, srebro, aluminium, cynk, cynę, ołów,

kadm. Nakłada się je galwanicznie oraz przez zanurzenie, natryski lub platerowanie,

− powłoki wytwarzane (uzyskiwane najczęściej w wysokich temperaturach na zasadzie dyfuzji

metalu ochronnego w głąb metalu chronionego).

Powłoki ochronne niemetalowe to powłoki malarskie. Powłoki malarskie (farby, lakiery i

emalie) nakłada się w postaci cienkiej warstwy na powierzchnię przedmiotu. Ich działanie

polega głównie na zabezpieczeniu metalu przed wpływem wody, wilgoci oraz zawartych w niej

agresywnych zanieczyszczeniach.

Inhibitory korozji stanowią substancje, które powodują zmniejszenie agresywności

środowiska korozyjnego. Są stosowane do zahamowania procesu korozji w układach

zamkniętych, pracujących w stałym lub rzadko odnawialnym roztworze (instalacje chłodnicze

lub ciepłownicze).

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie znasz właściwości mechaniczne tworzyw konstrukcyjnych?

2. Co to jest przewodność elektryczna metali?

3. Co określają właściwości technologiczne materiału?

4. Jakie znasz właściwości technologiczne?


17

5. Jakie znasz materiały przewodzące?

6. Jakie materiały izolacyjne stosowane są do budowy przewodów i kabli?

7. Jakie jest zastosowanie róŜnych materiałów półprzewodnikowych?

8. Jakie są podstawowe materiały stosowane do budowy magnesów trwałych?

9. Z jakich surowców formowane są wyroby ceramiczne?

10. Co nazywamy korozją?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie1

Wykonywanie konstrukcji mechanicznych wymaga zastosowania właściwie dobranych

materiałów konstrukcyjnych. Scharakteryzuj właściwości materiałów konstrukcyjnych

stosowanych na elementy elektroizolacyjne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dobrać partnerów do pracy w grupie,

2) odpowiedzieć na pytanie: jakie materiały są stosowane na elementy izolacyjne,

3) sgrupyfikować materiały elektroizolacyjne,

4) scharakteryzować właściwości materiałów stosowanych na elementy elektroizolacyjne,

5) wpisać wszystkie pomysły na kartce (burza mózgów – nie krytykując Ŝadnego z pomysłów

Twoich koleŜanek/kolegów),

6) uporządkować zapisane pomysły – odrzucić ewentualnie nierealne lub budzące

wątpliwości członków grupy,

7) zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

− duŜe arkusze

papieru, − mazaki,

− tablica flip – chart.

Ćwiczenie 2

Otrzymasz róŜnego rodzaju części maszyn i urządzeń elektrycznych. Rozpoznaj materiały,

z których je wykonano. Sgrupyfikuj i scharakteryzuj właściwości rozpoznanych materiałów

konstrukcyjnych.




2) zapoznać się z częściami maszyn i urządzeń elektrycznych,

3) rozpoznać materiały konstrukcyjne,


18

4) sgrupyfikować materiały konstrukcyjne,

5) scharakteryzować właściwości rozpoznanych materiałów konstrukcyjnych,



7) uporządkować zapisane pomysły – odrzucić ewentualnie nierealne lub budzące

wątpliwości członków grupy,

8)

zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy.


− części maszyn i urządzeń elektrycznych,

− duŜe arkusze papieru,

− mazaki,

−

tablica flip – chart.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) scharakteryzować właściwości materiałów technicznych? 2) określić

właściwości i przeznaczenie materiałów metalowych? 3) określić właściwości i

przeznaczenie materiałów niemetalowych?

4) dobrać materiały na elementy konstrukcyjne stosowane w urządzeniach

elektrycznych i elektronicznych? 5) rozpoznać zjawiska korozyjne? 6)

wskazać sposoby zapobiegania korozji?


19

4.2. Wytrzymałość materiałów


Dziedzina nauki, jaką jest wytrzymałość materiałów umoŜliwia poznanie zaleŜności

potrzebnych do określenia wymiarów i kształtów elementów konstrukcyjnych oraz obliczenie

dopuszczalnych napręŜeń lub odkształceń w tych elementach. Wytrzymałością elementu

konstrukcyjnego nazywa się graniczną wartość obciąŜenia, przy którym element ulega

zniszczeniu lub niedopuszczalnemu odkształceniu. W zaleŜności od działania obciąŜenia na

element konstrukcyjny rozróŜniamy następujące rodzaje tzw. prostych odkształceń:

− rozciąganie,

− ściskanie,

− ścinanie,

− skręcanie,

−

zginanie.

Materiały konstrukcyjne posiadają róŜnorodne własności, zaleŜne od takich czynników,

jak rodzaj tworzywa, technologia ich wytwarzania, obróbka cieplna, kształt części i rodzaj

obciąŜenia. Pod działaniem obciąŜenia materiał ulega odkształceniu. JeŜeli po ustaniu

obciąŜenia materiał wraca do pierwotnego kształtu i wymiarów jest to odkształcenie spręŜyste.

Po przekroczeniu pewnego granicznego obciąŜenia występują w materiale odkształcenia

trwałe, nie znikające po ustąpieniu działania obciąŜenia – tę zdolność do utrzymania

odkształceń nazywa się plastycznością. Materiały plastyczne są ciągliwe, w przeciwieństwie

do materiałów nie mających własności plastycznych, które nazywa się kruchymi.

NajwaŜniejszą właściwością materiałów konstrukcyjnych, decydującą o ich praktycznym

zastosowaniu jest ich graniczna wytrzymałość po przekroczeniu której materiał ulega

zniszczeniu.

Prawo Hooke’a

Rozpatrując pręt (np. stalowy) o długości l [m] i przekroju S [m2] obciąŜony siłą osiową F

[N]. Prawo Hooke’a brzmi:

wydłuŜenie ∆l jest wprost proporcjonalne do wartości siły działającej F oraz do długości

elementu l, odwrotnie zaś proporcjonalne do pola przekroju S tego elementu.

Prawo to moŜna zapisać w postaci wzoru:

l⋅F

∆l =

S ⋅E

lub

F ∆l

=σ= E⋅

S l


20

gdzie:

F – siła rozciągająca, S –

pole przekroju, ∆l –

wydłuŜenie pręta, l –

długość pręta, E – moduł

Younga, σ – napręŜenia

normalne.

Z ostatniego wzoru wynika, Ŝe prawo Hooke’a moŜna sformułować równieŜ w

następujący sposób: napręŜenie normalne σ jest proporcjonalne do wydłuŜenia względnego

(∆l/l).

Współczynnik E we wzorze jest nazywany modułem Younga lub modułem spręŜystości

wzdłuŜnej. Współczynnik ten jest cechą materiału. Im większa jest wartość modułu Younga

tym dany materiał jest mniej podatny na odkształcenia przy rozciąganiu lub ściskaniu.

Statyczna próba rozciągania

Rzetelne informacje o właściwościach wytrzymałościowych materiałów konstrukcyjnych

są niezwykle waŜne dla konstruktora. Informacje te otrzymujemy na podstawie badań próbek

materiałów w laboratorium. Badania takie w pierwszej kolejności wykonuje producent

materiałów (np. huta, odlewnia, walcowania) w celu zbadania, czy wyprodukowany materiał

spełnia określone wymagania jakościowe i specyfikacje techniczne (np. normy określające

właściwości wytrzymałościowe określonych gatunków stali).

Jedną z najwaŜniejszych właściwości materiałów konstrukcyjnych jest ich wytrzymałość

na rozciąganie. Podstawową próbą wytrzymałościową jest próba rozciągania. Zaletą tej próby

jest prostota wykonania przy jednoczesnej moŜliwości wyznaczenia duŜej ilości wskaźników

wytrzymałościowych i plastycznych. Próbę przeprowadza się na maszynie wytrzymałościowej,

rejestrującej zaleŜność między obciąŜeniem i odkształceniem. Wymiary i kształty próbek

zostały znormalizowane. Podczas powolnego rozciągania są mierzone i rejestrowane siła oraz

wydłuŜenie próbki. Wartości wyników pomiarów są automatycznie nanoszone na wykres (rys.

2).

F[N]

∆ l [mm]


21

Rys. 2. Statyczna próba rozciągania: a) wykres rozciągania próbki ze stali konstrukcyjnej

niskowęglowej, b) badane próbki [2, s. 311]

W początkowej fazie rozciągania (odcinek O – H na wykresie) wydłuŜenie próbki ∆l jest

proporcjonalne do siły rozciągającej. Na odcinku O – H materiał zachowuje się zgodnie z

prawem Hooke’a. PowyŜej punktu H wykres zaczyna przebiegać bardziej płasko. WydłuŜenie

próbki powiększa się bez znaczącego wzrostu siły rozciągającej. Następnie wykres zaczyna

znowu przebiegać bardziej stromo, wydłuŜenie wymaga większego wzrostu siły rozciągającej.

Zjawisko to nazywamy umocnieniem materiału. Narastanie siły trwa do chwili, gdy osiągnie

ona wartość odpowiadającą punktowi M. Wówczas na próbce pojawia się przewęŜenie, które

staje się coraz bardziej wyraźne. Dalsze wydłuŜenia są juŜ lokalizowane w pobliŜu

przewęŜenia. WydłuŜenie zachodzi przy coraz mniejszej sile rozciągającej. W punkcie U

następuje zerwanie próbki.

Na podstawie wykresu rozciągania moŜna określić następujące wskaźniki

wytrzymałościowe:

Fm

Rm = [MPa]

So

NapręŜenie dopuszczalne

NapręŜenia, które mogą wystąpić w materiale bez obawy naruszenia warunku

wytrzymałości, nazywa się napręŜeniami dopuszczalnymi. Wartość napręŜeń dopuszczalnych

ustala się głównie w zaleŜności od własności materiałów, inne kryteria przyjmując dla

materiałów plastycznych i kruchych. Za podstawę doboru napręŜeń dopuszczalnych przy

− granicę proporcjonalności Rh – stosunek siły rozciągającej odpowiadającej punktowi H do

wartości przekroju poprzecznego próbki So. Granica proporcjonalności odpowiada

napręŜeniu, po przekroczeniu którego materiał nie podlega prawu

Hooke’a.

F

Rh = h [MPa]

So

− granicę plastyczności Re określa stosunek siły rozciągającej odpowiadającej punktowi E

do wartości przekroju poprzecznego próbki So. Granica plastyczności odpowiada

napręŜeniu, po osiągnięciu którego wzrost wydłuŜenia próbki następuje bez wzrostu lub

nawet przy spadku obciąŜenia

F

Re = e [MPa]

So

− granicę wytrzymałości na rozciąganie Rm – określa siły rozciągającej odpowiadającej

punktowi M do wartości przekroju poprzecznego próbki


22

obciąŜeniach stałych przyjmuje się granicę plastyczności dla materiałów plastycznych – Re

(np. dla stali) oraz granicę wytrzymałości dla materiałów kruchych Rm.

c)

Rys. 3. Podstawowe rodzaje odkształceń: a) rozciąganie, b)ściskanie, c) ścinanie, d) zginanie

Dla materiałów plastycznych napręŜenia dopuszczalne przy rozciąganiu kr zaleŜą od

granicy plastyczności Re i są wyznaczane ze wzoru:

Re

kr = [MPa] n

Gdzie:

n jest współczynnikiem bezpieczeństwa.

Dla materiałów kruchych, napręŜenia dopuszczalne k zaleŜą od wytrzymałości wartości

granicznej na rozciąganie Rm i są wyznaczane ze wzoru:

Rm

kr = [MPa] n

Gdzie: n jest współczynnikiem bezpieczeństwa.

W podobny sposób określa się napręŜenia dopuszczalne przy innych rodzajach napręŜeń:

przy ściskaniu kc, zginaniu kg, ścinaniu kt i skręcaniu ks.

Wartość współczynnika bezpieczeństwa n zaleŜy od wielu czynników. Większą wartość

przyjmuje się dla materiałów kruchych, niejednorodnych. Wybór współczynnika jest

kompromisem między wymaganiami bezpieczeństwa, a względami ekonomicznymi. Zbyt duŜe

współczynniki bezpieczeństwa prowadzą do konstrukcji drogich i cięŜkich. Konstruktor

korzysta podczas pracy z poradników technicznych, które podają wartości napręŜeń

dopuszczalnych. Zawarte w poradnikach tabele podają wartości napręŜeń dopuszczalnych k dla

róŜnych materiałów, rodzaju odkształceń i dla róŜnych zastosowań.

Konstruktor wykonuje obliczenia wytrzymałościowe w celu określenia wymiarów

elementów konstrukcyjnych jak równieŜ sprawdzenia czy wartości rzeczywiste napręŜeń w

elementach konstrukcyjnych nie przekraczają wartości napręŜeń dopuszczalnych. Jest to

sprawdzenie warunku wytrzymałości.

a) b)

d)


23

Obliczenia wytrzymałościowe

Obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na rozciąganie i ściskanie

polega na określeniu wartości napręŜeń rzeczywistych σ (sigma) i sprawdzeniu, czy są one nie

większe od napręŜeń dopuszczalnych przy rozciąganiu kr lub ściskaniu kc.

Fr

σr = ≤ kr [MPa]

S

lub Fc

σc = ≤ kc[MPa]

S

Obliczanie elementów, które są naraŜone na ścinanie polega na określeniu wartości

napręŜeń stycznych τ (tau) i sprawdzeniu, czy są one nie większe od napręŜeń dopuszczalnych

przy ścinaniu kt. NapręŜenia styczne τ w przekroju ścinanym wyraŜa się wzorem: F

τ = [MPa]

S

gdzie:

F – siła ścinająca, styczna do przekroju ścinanego, S

– pole przekroju ścinanego.

Warunek wytrzymałości elementu na ścinanie:

F

τ = ≤ kt [MPa]

S

Obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na zginanie polega na

określeniu wartości napręŜeń stycznych normalnych σ (sigma) i sprawdzeniu, czy są one nie

większe od napręŜeń dopuszczalnych przy zginaniu kg. Przy czystym zginaniu w przekroju

poprzecznym belki mamy tylko napręŜenia normalne σ, których wartość zwiększa się

proporcjonalnie wraz z odległością od osi obojętnej przekroju zginanego.

Największe napręŜenia σ max występują w warstwach skrajnych. Są one równe:

M

σmax = ± [MPa]

W

gdzie:

M – moment zginający,

W – wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie.

Warunek wytrzymałości belki na zginanie ma postać:

M


24

σmax = ± ≤ kg [MPa]

W

gdzie: kg – napręŜenie dopuszczalne na

zginanie.

Wzory matematyczne do obliczania wartości wskaźników wytrzymałości W dla róŜnych

kształtów przekroju belki znajdziemy w poradnikach technicznych.

Podczas skręcania wałów w przekroju porzecznym pojawiają się napręŜenia styczne τ,

których wartość rośnie proporcjonalnie wraz z ich odległością od środka przekroju. Warunek

wytrzymałości wału na skręcanie ma postać:

M S

τ= ≤ kS [MPa]

WO

gdzie:

Wo – wskaźnik wytrzymałości na skręcanie, ks

– napręŜenia dopuszczalne przy skręcaniu.

Wskaźnik wytrzymałości przekroju okrągłego pręta (wału) na skręcanie wyraŜa się wzorem:

WO = ×d3[MPa]

Wzory na obliczenie wskaźnika Wo dla innych przekrojów znajdują się w poradnikach

technicznych.



1. Określ, czego dotyczy prawo Hooke?

2. Jakie rodzaje napręŜeń wyróŜniamy w nauce o wytrzymałości materiałów?

3. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na

rozciąganie?

4. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na ścinanie?

5. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na zginanie?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz napręŜenia normalne w pręcie okrągłym wykonanym ze stali St7 o przekroju S = 4·10

– 4 m

2 ściskanym siłą F = 800 N i sprawdź, czy są one nie większe od napręŜeń dopuszczalnych

przy ściskani kc.


25



1) zapoznać się z treścią zadania,

2) zastanowić się, w jaki sposób oblicza się napręŜenia normalne w pręcie ściskanym, 3)

obliczyć napręŜenia normalne,

4) sprawdzić warunek wytrzymałości,

5) zaprezentować efekty pracy nauczycielowi.


− poradnik mechanika,

− tabele wartości napręŜeń dopuszczalnych,

− kartki

papieru, −

mazaki.

Ćwiczenie 2

Oblicz napręŜenia normalne w pręcie okrągłym wykonanym ze stali St5 o przekroju S =5·10

– 4 m2

rozciąganym siłą F = 1450 N i sprawdź, czy są one nie większe od napręŜeń

dopuszczalnych przy rozciąganiu kr.



1) zapoznać się z treścią zadania,

2) zastanowić się, w jaki sposób oblicza się napręŜenia normalne w pręcie ściskanym, 3)

obliczyć napręŜenia normalne,

4) sprawdzić warunek wytrzymałości,

5) zaprezentować efekty pracy nauczycielowi.


− poradnik mechanika,

− tabele wartości napręŜeń dopuszczalnych,

− kartki

papieru, −

mazaki.


26


Czy potrafisz:

Tak Nie 1)

opisać rodzaje napręŜeń występujących w materiałach?

2) podać ogólny warunek spełniania wymagania wytrzymałości elementu

konstrukcyjnego?

3) wykonać obliczenia wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na

rozciąganie?


ścinanie?


zginanie?


27

4.3. Dokumentacja techniczna


Rysunek techniczny jest specjalnym rodzajem rysunku wykonywanego według ustalonych

zasad i przepisów. Rysunki techniczne obrazujące wyroby przemysłu maszynowego nazywają

się rysunkami technicznymi maszynowymi, przemysłu elektrycznego – rysunkami

technicznymi elektrycznymi, przedstawiające budynki i obiekty budowlane – rysunkami

technicznymi budowlanymi. Wszystkie rysunki techniczne muszą spełniać szereg wymagań

gwarantujących ich przydatność w technice. Podstawowy wymóg, to jednoznaczność

graficznego zapisu zapewniająca jednoznaczny ich odczyt. W rysunku technicznym

posługujemy się liniami róŜnego rodzaju i grubości, znakami graficznymi, ujednoliconymi

metodami przedstawiania obiektów. Rysunek techniczny jest zapisem, którym posługuje się

wielu ludzi nie tylko w obrębie jednego zakładu pracy czy szkoły, ale uŜywa się go na terenie

całego kraju czy w skali międzynarodowej. Z tego powodu reguły i zasady rysowania zostały

ujednolicone i ujęte w normach. Obecnie niemal wszystkie elementy rysunku, rozmiary

arkuszy, rodzaje linii, opisy rysunków podlegają ogólnopaństwowym przepisom nazywanymi

Polskimi Normami (PN) opracowanymi przez Polski Komitet Normalizacyjny (PKN).

Zagadnienia terminologiczne związane z rysunkami technicznymi reguluje Polska Norma PN

– ISO 10209 – 1.

W normie PN – ISO 10209–1 zdefiniowano następujące pojęcia podstawowe dotyczące

rysunków:

− rysunek techniczny jest informacją podaną na nośniku informacji, przedstawioną graficznie

zgodnie z przyjętymi zasadami i zazwyczaj w podziałce,

− szkic jest rysunkiem wykonanym na ogół odręcznie i niekoniecznie w podziałce,

−

schemat, to rysunek, w którym zastosowano symbole graficzne w celu pokazania funkcji

części składowych układu i ich współzaleŜność.

Znormalizowanymi elementami rysunku technicznego określonymi przez Polskie Normy

są równieŜ: formaty arkuszy, na których wykonuje się rysunki techniczne, linie rysunkowe,

tabliczki rysunkowe, podziałki, w jakich odwzorowujemy rzeczywisty przedmiot na rysunku

oraz pismo rysunkowe.

Podziałki rysunkowe

W przypadku, gdy rysując przedmiot nie moŜemy odzwierciedlić jego rzeczywistych

wymiarów gdyŜ są za duŜe dla danego formatu lub narysowany przedmiot jest niewielki i

rysunek nie będzie czytelny posługujemy się rysunkiem w odpowiedniej podziałce. Podziałka

rysunkowa moŜe być:

− zwiększająca: 2:1; 5:1; 10:1; 20:1; 50:1; 100:1;

− naturalna: 1:1

− zmniejszająca: 1:2; 1:5; 1:10; 1:20.


28

Pismo techniczne

PoniewaŜ rysunek techniczny zawiera nie tylko informacje graficzne, ale takŜe jego opis

celem uzyskania przejrzystości tych opisów wprowadzono znormalizowane elementy pisma

jak: wysokość, grubość, pochylenie. Zgodnie z PN (PN – EN ISO 3098–0:2002

(„Dokumentacja techniczna wyrobu – Pismo”), znormalizowana wysokość „h” pisma wynosi:

1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20 mm. Grubość linii pisma „d” wynosi: −

dla pisma rodzaju A ~ 0.07 h (tabela 2),

− dla pisma rodzaju B ~ 0.01 h (tabela 3).

Na przykład, gdy wysokość pisma wynosi 20 mm to grubość linii rodzaju A wynosi 1,4

mm, rodzaju B 2 mm. Szerokość „g” dla róŜnych liter i cyfr jest zaleŜna od rodzaju litery lub

cyfry oraz od rodzaju pisma. Pismo uŜyte na rysunkach moŜe być pismem pochyłym (α= 75°)

i pismem prostym (rys. 4).

Rys. 4. Konstrukcja pisma prostego i pochyłego: h – wysokość pisma (wysokość liter wielkich i

cyfr), c – wysokość liter małych, d – grubość linii pisma, b – minimalna podziałka wierszy

(wysokość siatki pomocniczej), g – szerokość liter, a – odstęp między literami, e –

minimalny odstęp między wyrazami i liczbami, f – przewyŜszenie liter i cyfr [1, s. 93]

Tabela 2. Charakterystyczne wielkości pisma rodzaju A

Wielkości charakterystyczne

Wymiary, mm

Nazwa Oznaczenie

Wysokość pisma (wysokość liter wielkich i cyfr)

Wysokość liter małych

h

c

(14/14) h

(10/14) h

14d

10d

2,5

1,8

3,5

2,5

5,0

3,5

7,0

5,0

10,0

7,0

14,0

10,0

20,0

14,0

Odstęp między literami i cyframi

Minimalna podziałka wierszy (wysokość siatki pomocniczej)

Minimalny odstęp między

wyrazami i liczbami

a

b

e

(2/14) h

(22/14) h

(6/14) h

2d

22d

6d

0,35

4,0

1,1

0,5

5,5

1,5

0,7

8,0

2,1

1,0

11,0

3,0

1,4

16,0

4,2

2,0

22,0

6,0

2,8

31,0

8,4


29

Grubość linii pisma d (1/14) h – 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4

Tabela 3. Charakterystyczne wielkości pisma rodzaju B

Wielkości charakterystyczne

Wymiary, mm Nazwa Oznaczenie

Wysokość pisma (wysokość liter

wielkich i cyfr) Wysokość liter małych

h

c

(10/10) h

(7/10) h

10d

7d

1,8

1,3

2,5

1,8

3,5

2,5

5,0

3,5

7,0

5,0

10,0

7,0

14,0

10,0

20,0

14,0

Odstęp między literami i cyframi

Minimalna podziałka wierszy (wysokość siatki pomocniczej)

Minimalny odstęp między wyrazami i liczbami

(2/10) h

17/10) h

(6/10) h

2d

17d

6d

0,35

3,1

1,1

0,5

4,3

1,5

0,7

6,0

2,1

1,0

8,5

3,0

1,4

12,0

4,2

2,0

17,0

6,0

2,8

24,0

8,4

4,0

34,0

12,0

Grubość linii pisma (1/10) h – 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4 2,0

Formaty arkuszy rysunkowych

Formaty arkuszy przeznaczonych do wykonania rysunków technicznych są

znormalizowane (PN – EN ISO 5457:2002). Prostokątny kształt arkusza rysunkowego został

tak dobrany, Ŝeby kaŜdy arkusz dwa razy większy lub dwa razy mniejszy był podobny do

pierwotnego, to jest, aby stosunek boku dłuŜszego do krótszego był zawsze taki sam. Jako

format zasadniczy przyjęto arkusz o wymiarach 297 × 210 mm i oznaczono go symbolem A4.

Inne formaty (zwane podstawowymi) są wielokrotnością formatu zasadniczego, tzn. są 2, 4, 8

lub 16 razy większe od A4 i oznaczone symbolami A3, A2, A1, A0 (rys. 5).

Tabela 4. Wymiary formatów rysunkowych

Format Wymiary arkusza (mm)

A0 841 × 1189

A1 594 × 841

A2 420 × 594

A3 297 × 420

A4 210 × 297


30

Rys. 5. Formaty rysunkowe

Na kaŜdym rysunku technicznym bez względu na to, jakiego jest formatu naleŜy wykonać

obramowanie. Ramka powinna być wykonana linią ciągłą w odległości 5 mm od krawędzi

arkusza. Tabliczkę rysunkową umieszcza się w prawym dolnym polu arkusza.

TABLICZKA

Rys. 6. Układ arkusza

Tabliczka rysunkowa

Znaczna część objaśnień i uwag, dotyczących rysunku zawarta jest w tabliczce rysunkowej,

którą umieszcza się w prawym dolnym rogu arkusza tak, aby przylegała do linii obramowania

(rys. 6). Tabliczka rysunkowa jest nieodzownym elementem graficznym kaŜdego rysunku i

zawiera zgodnie z Polską Normą PN – EN ISO 7200:2005:

− numer rysunku,

− nazwę przedmiotu lub dokumentu,

− nazwę lub znak przedsiębiorstwa,

− podziałkę,

− format arkusza,

− rodzaj materiału z jakiego jest wykonany przedmiot,

− zapisy zmian rysunkowych,


31

− datę.

Wzór tabliczki dla rysunków szkolnych przedstawiony został na rysunku 7.

Rys. 7. Wzór tabliczki do rysunków szkolnych [1, s. 91]

Linie rysunkowe

NajwaŜniejszymi elementami graficznymi kaŜdego rysunku są linie, które ten rysunek

tworzą. W zaleŜności od zastosowania rozróŜniamy następujące rodzaje linii rysunkowych:

ciągłe, kreskowe, z długą kreską i kropką, z długą kreską i dwoma kropkami (tabela 5).

Tabela 5. Rodzaje i zastosowanie linii rysunkowych

Lp. Rodzaj linii

(nazwa)

Odmiana

grubości Linia – budowa

Podstawowe zastosowanie w rysunku

technicznym maszynowym

cienka

−

−

−

linie wymiarowe,

pomocnicze linie

wymiarowe, linie odniesienia,

− linie kreskowania przekrojów,

gruba

−

−

widoczne zarysy i krawędzie i

przekrojów, linie przekrojów,

− zarysy kładów przesuniętych,

1. ciągła − obramowanie rysunków

cienka odręczna

−

−

zakończenia lub przerwania

urwanego widoku, przekroju,

linia oddzielająca widok od

przekroju,

cienka zygzakowata

− jak linia cienka odręczna


32

2. kreskowa

cienka

− zarysy i krawędzie niewidoczne

gruba

− oznaczenie dopuszczalnych

obszarów obróbki cieplnej

3.

z długą

kreską i

kropką

cienka

−

− linie środkowe i symetrii,

koła i linie podziałowe,

gruba

−

−

ograniczenie obszarów obróbki

powierzchniowej,

połoŜenie płaszczyzn

przekrojów

4.

z długą

kreską

i dwiema

kropkami

cienka

−

−

zarys pierwotny przed

kształtowaniem,

skrajne połoŜenie części

ruchomych

Rysunki techniczne wykonuje się za pomocą linii o znormalizowanych grubościach: 0,13;

0,18; 0,25; 0,35; 0,5; 0,7; 1,4; 2 mm. Grubość linii ma w rysunku bardzo duŜe znaczenie, naleŜy

ją dobierać w zaleŜności od wielkości rysowanego przedmiotu i stopnia złoŜoności jego

budowy, zagęszczenie linii, przeznaczenia i podziałki rysunku. Wybrana grupa grubości linii

(grubych i cienkich) powinna być jednakowa dla wszystkich rysunków wykonanych na jednym

arkuszu. Np. jeŜeli grubość linii grubej wynosi 0,5 mm, to linia cienka powinna mieć grubość

0,25 mm lub jeŜeli linia gruba ma grubość 0,7 mm to linia cienka 0,35 mm.

Tabela 6. Grupy grubości linii rysunkowych

Odmiana

grubości

Grupy grubości linii rysunkowych

1 2 3 4 5

cienka 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7

gruba 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4

bardzo gruba 0,7 1,0 1,4 2,0 2,0

Rzutowanie prostokątne

Rzutem nazywamy rysunkowe odwzorowanie przedmiotu lub bryły geometrycznej na

płaszczyźnie rzutów, zwanej rzutnią, którą jest płaszczyzna rysunku. Rzut i rzutowanie w

rysunku technicznym opisuje norma PN – EN ISO 5456, w której zdefiniowano następujące

pojęcia:

− rzut jest to graficzne przedstawienie przedmiotu, wykonanego według ustalonego sposobu

rzutowania zgodnie z zasadami opisanymi w PN,

− rzutowanie jest to czynność wykonywana według określonych zasad prowadząca do

otrzymania dwuwymiarowego obrazu przedmiotu trójwymiarowego,


33

Rzutowanie prostokątne umoŜliwia przedstawienie przedmiotu na płaszczyźnie rysunku za

pomocą rzutów, które są figurami płaskimi. KaŜdy punkt rysowanego przedmiotu jest

przenoszony na rzutnię, którą jest płaszczyzna rysunku, za pomocą prostych rzutujących

prostopadłych do rzutni. Przyjęto układ rzutowania wykorzystujący trzy płaszczyzny (rzutnie)

wzajemnie prostopadłe. Na kaŜdej z nich przedstawiamy rzut prostokątny przedmiotu.

Płaszczyzny te nazywamy: I – rzutnia pionowa zwana główną, II – rzutnia pozioma, III – rzutnia

boczna (rys. 8).

Rys. 8. Układ trzech rzutni [1, s. 60]

Rzut prostokątny powstaje w następujący sposób:

− przedmiot ustawiony zostaje równolegle do rzutni, tak aby znalazł się pomiędzy

obserwatorem a rzutnią,

− patrzymy na przedmiot prostopadle do płaszczyzny rzutni,

− z kaŜdego widocznego punktu prowadzimy linię prostopadłą do rzutni,

− punkty przecięcia tych linii z rzutnią łączymy odpowiednimi odcinkami otrzymując rzut

prostokątny tego przedmiotu na daną rzutnię.

Rys. 9. Rzutowanie trójkąta leŜącego w płaszczyźnie równoległej do rzutni pionowej [1, s. 67]

Bryły naleŜy ustawiać względem płaszczyzn rzutów (rzutni) tak, aby jak najwięcej

krawędzi i ścian zajmowało połoŜenie równoległe do płaszczyzn rzutów. Rzuty ich w tym

ustawieniu odtwarzają bowiem rzeczywiste ich wymiary i kształty (rys. 10).


34

Rys. 10. Prostopadłościan w rzutach na trzy rzutnie [1, s. 69]

Rys. 11. Przykład rzutu prostokątnego bryły złoŜonej [6, s. 71]

JeŜeli trzy rzuty nie wystarczają do odwzorowania przedmiotu, zwłaszcza o budowie

niesymetrycznej i skomplikowanej stosuje się rzutowanie prostokątne na sześć rzutni (rys. 12).

Rys. 12. Przykład rzutu prostokątnego na sześć rzutni [1, s. 73]

Podstawową zasadę wyboru liczby rzutów potrzebnych do odwzorowania rysunkowego

danego przedmiotu jest zasada ograniczenia tej liczby do minimum niezbędnego do

przejrzystego przedstawienia przedmiotu oraz jego zwymiarowania. Rzut główny rysuje się


35

zawsze, a z pozostałych najczęściej stosuje się rzut z góry na rzutnie II i rzut od lewej strony na

rzutnię III.

Podczas rzutowania naleŜy pamiętać o następujących zasadach:

− w rzucie głównym odwzorowujemy tę płaszczyznę, która ma najwięcej elementów

konstrukcyjnych,

− na rysunku wykonawczym nie rysujemy linii rzutni i nie oznaczamy rzutów.

− zawsze rysujemy przedmiot w tylu rzutach ile jest potrzebnych do jednoznacznego

odwzorowania przedmiotu na rysunku.

Widoki i przekroje

Widoki są to rzuty odwzorowujące przedmioty widziane z zewnątrz, przekroje natomiast

odzwierciedlają wewnętrzną budowę przedmiotu.

W zaleŜności od potrzeb i kształtów rysowanych przedmiotów rozróŜniamy następujące

rodzaje widoków:

− podstawowy jest rzutem głównym przedmiotu w rzutowaniu prostokątnym na rzutnię

podstawową,

− kompletny odzwierciedla całą powierzchnię przedmiotu,

− częściowy – odzwierciedla tylko fragment przedmiotu. Po stronie urwania naleŜy go

ograniczyć linią falistą,

− pomocniczy słuŜy do odzwierciedlenia tych płaszczyzn przedmiotu, które nie są

równoległe do rzutni. Widok ten jest oznaczony strzałką opisaną duŜą literą, prostopadle

skierowaną do powierzchni, która zostanie przedstawiona w formie widoku,

− cząstkowy słuŜy do odzwierciedlenia szczegółów przedmiotów, powinien być wykonany

linią ciągłą grubą i połączony z widokiem głównym linią osiową,

− cząstkowy w zwiększonej podziałce jest rzutem obrazującym drobne szczegóły

przedmiotu, których w normalnej podziałce nie moŜemy dokładnie przedstawić ani

zwymiarować, widok ten naleŜy oznaczyć, a na rysunku w zwiększonej podziałce naleŜy

wpisać wartość tej podziałki,

− widok rozwinięty jest rzutem przedmiotu wygiętego przedstawionego przed zagięciem lub

rzutem rozwiniętego przedmiotu walcowego lub stoŜkowego,

− półwidok i ćwierćwidok jest rzutem obrazującym tylko połowę lub jedną czwartą

przedmiotu.

Rys. 13. Przykład widoków: a) podstawowego, b) kompletnego, c) częściowego [6, s. 92]


36

Rys. 14. Przykład widoków: a) pomocniczych, b) cząstkowych [6, s. 92]

Rys. 15. Przykład zastosowania widoku o zwiększonej podziałce [6, s. 93]

Rys. 16. Przykład widoku rozwiniętego [6, s. 93]

Rys. 17. Przykłady zastosowania: a) półwidoku, b) ćwierćwidoku, c) inny sposób rysowania półwidoku

[6, s. 94]

Kształty i zarysy wewnętrzne przedmiotów moŜna odzwierciedlać na dwa sposoby:

− metodą linii kreskowej, − metodą przekrojów.

Metoda linii kreskowej polega na tym, Ŝe na tle widoku, linią kreskową cienką, rysuje się

zarys wewnętrzny przedmiotu utworzony przez otwory lub wnęki. Czytelność takiego rzutu

zmniejsza się jednak wraz ze stopniem złoŜoności kształtów wewnętrznych, co jest

podstawową wadą tej metody (rys. 18).


37

Rys. 18. Wewnętrzne zarysy przedmiotów odwzorowane linią kreskową [6, s. 94]

Przekroje rysunkowe stosuje się w celu dokładnego przedstawienia na rysunkach

technicznych wewnętrznych zarysów przedmiotów. Przekrój powstaje przez przecięcie

przedmiotu wyobraŜalną płaszczyzną i odrzuceniu przedniej część przeciętego przedmiotu,

drugą część rysuje się w rzucie prostokątnym z widocznym juŜ wewnętrznym

ukształtowaniem. Miejsce, w którym dokonano przekroju oznaczamy równoległymi liniami

ciągłymi cienkimi rysowanymi pod kątem 45º (rys. 19).

Rys. 19. Zasada powstawania przekrojów [6, s. 95]

PołoŜenie płaszczyzny przekroju oznacza się w rzucie dwiema krótkimi grubymi kreskami

nieprzecinającymi zarysu przedmiotu oraz strzałkami wskazującymi kierunek rzutowania

przekroju, umieszczonymi w odległości 2–3 mm od zewnętrznych końców kresek. Płaszczyznę

przekroju oznacza się dwiema jednakowymi wielkimi literami, które pisze się obok strzałek, a

nad rzutem przekroju powtarza się te litery, rozdzielając je poziomą kreską. Rzut przekroju

kreskujemy. Pochylenie linii powinno wynosi 45° do linii zarysu przedmiotu.

Odległość kresek wynosi od 0,5 mm dla małych przekrojów do 5 mm dla przekrojów duŜych

przedmiotów. W przekrojach dwóch (lub większej liczby) części stykających się ze sobą –

przylegających do siebie – kreskowanie powinno róŜnić się kierunkiem lub podziałką. NaleŜy


38

pamiętać, Ŝe ten sposób kreskowania dotyczy przedmiotów wykonanych ze stali, Ŝeliwa, metali

kolorowych, inne materiały mają inne znormalizowane oznaczenia.

Rys. 20. Przykład przekroju całkowitego prostego [6, s. 99]

ZaleŜnie od tego, jaką część przedmiotu płaszczyzna przekroju obejmuje, przekroje

bywają: całkowite i cząstkowe oraz półprzekroje i ćwierćprzekroje.

ZaleŜnie od liczby płaszczyzn tworzących przekrój rozróŜnia się przekroje: proste, gdy

uŜyto jednej płaszczyzny, złoŜone, gdy płaszczyzn jest więcej (przekroje: łamany i stopniowy).

Przekrój przedmiotu o zarysie zaokrąglonym moŜe być wykonany płaszczyzną walcową, a

potem wyprostowany – jest to tzw. przekrój rozwinięty.

Przekrój całkowity powstaje w wyniku przecięcia przedmiotu umowną płaszczyzną

przechodzącą przez cały przedmiot. PoniewaŜ na rysunku ślad płaszczyzny cięcia stanowi linię

prostą przekrój taki nazywamy przekrojem prostym.

W przedmiotach niewymagających rysunkowego odwzorowania w postaci całkowitego

przekroju, by pokazać istotne szczegóły, stosuje się przekroje cząstkowe. Linię obrysu

przekroju cząstkowego rysuje się linią cienka falistą lub cienka zygzakową (rys. 21).

Jeśli szczegóły przedmiotu nie mogą być dokładnie przedstawione w przyjętej podziałce

rysunku, to naleŜy wykonać odrębny przekrój szczegółu w zwiększonej podziałce. Szczegół

naleŜy ograniczyć okręgiem wykonanym linią cienką i oznaczyć na linii odniesienia wielką

literą alfabetu łacińskiego, np. A. Takie samo oznaczenie powinno być powtórzone nad

odpowiednim powiększeniem szczegółu z podaniem podziałki. Przekrój narysowany w

zwiększonej podziałce, moŜe zawierać szczegóły przedmiotu niepokazane na rysunku

wykonanym w ogólnej podziałce.

Rys. 21. Przykłady zastosowania przekroju cząstkowego i cząstkowego powiększonego [6, s. 99]


39

W przypadku przedmiotów o powierzchniach walcowych moŜna na jednym z rzutów

narysować przedmiot w rozwinięciu podając kierunek rzutowania oraz znak graficzny

rozwinięcia (rys. 22).

Rys. 22. Przykład przekroju rozwiniętego [1, s. 107]

Bardzo często na jednym rzucie rysuje się przedmiot w półwidoku i półprzekroju. NaleŜy

wtedy pamiętać, Ŝe przy poziomym połoŜeniu osi symetrii półwidok rysujemy nad osią, a

półprzekrój pod osią, natomiast przy pionowym połoŜeniu osi symetrii półwidok rysuje się z

lewej strony osi, a półprzekrój z prawej. Linią odgraniczającą półwidok od półprzekroju jest

cienka linia punktowa osi symetrii. Wszystkie krawędzie naleŜy rysować linią grubą. Przekrój

połówkowy stosujemy, gdy na jednym rzucie, ze względu na prostotę budowy przedmiotu,

chcemy pokazać zarówno jego widok zewnętrzny jak i wewnętrzny (rys. 23).

Rys. 23. Przykład przekroju połówkowego [6, s. 101]

JeŜeli przekrój wykonuje się trzema lub więcej płaszczyznami, których ślady tworzą linię

łamaną o kątach prostych, to przekrój taki nazywa się przekrojem złoŜonym stopniowym. W

rzucie takiego przekroju przedstawia się te części przekroju, które leŜą w płaszczyznach

równoległych do rzutni. Miejsca przecinania się płaszczyzn przekroju oznaczamy krótkimi

cienkimi liniami grubymi.

JeŜeli przekrój przedmiotu wykonuje się dwiema lub więcej płaszczyznami, których ślady

tworzą linię łamaną o kątach rozwartych, to przekrój naleŜy sprowadzić do jednej płaszczyzny

rzutów. Taki przekrój nazywa się przekrojem złoŜonym łamanym (rys. 24).


40

Rys. 24. Przykład przekroju złoŜonego: a) stopniowego, b) łamanego [1, s. 109]

Jeśli płaszczyzna przekroju przechodzi wzdłuŜ ścian, Ŝeber i ramion kół, to wówczas te

elementy rysuje się zawsze w widoku, czyli w taki sposób jak gdyby leŜały one tuŜ za

płaszczyzną przekroju. Nie wykonuje równieŜ przekrojów wzdłuŜnych przez nity, kołki, śruby,

wkręty, wałki, kliny i zawleczki oraz ogniwa łańcuchów – rysuje się je zawsze w widoku. Na

rysunkach złoŜeniowych równieŜ nakrętki i podkładki naleŜy rysować w widoku.

Rys. 25. Przykłady rysunkowe elementów, których nie kreskujemy na przekrojach [1, s. 105]

Wymiarowanie przedmiotów na rysunkach

Wymiarowanie, czyli podawanie wymiarów na rysunkach technicznych jest objęte normą:

PN – ISO 129:1996 „Rysunek techniczny – Wymiarowanie – Zasady ogólne – Definicje –

Metody wykonania i oznaczenia specjalne”. Wymiar rysunkowy to wielkość liniowa lub

kątowa wyraŜona w określonych jednostkach miary, której formę graficzną stanowi zespół

linii, znaków i liczb. Wymiar przedstawiamy za pomocą: linii wymiarowej, ograniczonej

znakami ograniczenia linii wymiarowych, pomocniczych linii wymiarowych, liczby

wymiarowej oraz często znaków wymiarowych (rys. 26).

Rys. 26. Elementy wymiaru rysunkowego: 1 – linia wymiarowa, 2 – znak ograniczający wymiar,

3 – liczba wymiarowa, 4 – pomocnicza linia wymiarowa, 5 – znak wymiarowy, 6 –

oznaczenie początku linii wymiarowej, 7 – linia odniesienia [6, s. 124]

Linie wymiarowe i linie pomocnicze rysowane są linią cienką ciągłą. Linię wymiarową

prowadzi się równolegle do wymiarowanego odcinka prostoliniowego. Przy wymiarowaniu


41

kąta linią wymiarową jest łuk okręgu, zatoczonego z wierzchołka tego kąta. Liniami

wymiarowymi nie powinny być linie zarysu, pomocnicze linie wymiarowe i osie symetrii oraz

ich przedłuŜenia. Linie wymiarowe nie powinny się przecinać z wyjątkiem linii wymiarowych

średnic okręgów współśrodkowych. W przypadku wymiarowania średnicy okręgu dopuszcza

się urywanie linii wymiarowych w odległości 2–10 mm poza środkiem okręgu lub osią

symetrii.

Odstęp między równoległymi liniami wymiarowymi powinien być jednakowy i nie

mniejszy niŜ 7 mm, a odstęp między linią wymiarową a linią zarysu – nie mniejszy niŜ 10 mm.

Linie wymiarowe moŜna umieszczać w obrębie zarysu przedmiotu, jeŜeli nie zaciemnia to

rysunku. Pomocnicze linie wymiarowe prowadzi się prostopadle do kierunku odpowiadających

im wymiarów. Pomocnicze linie wymiarowe mogą równieŜ przechodzić przez tzw. teoretyczne

krawędzie przedmiotu, jeŜeli rzeczywiste krawędzie dotyczą powierzchni zbieŜnych i są

zaokrąglone. Przy wymiarowaniu długości luku okręgu opartego na kącie nie większym niŜ

90° pomocnicze linie wymiarowe są prostopadłe do cięciwy łuku. Przy wymiarowaniu długości

łuku opartego na kącie większym od 90° pomocnicze linie wymiarowe prowadzi się

promieniowo. NaleŜy unikać wzajemnego przecinania się linii zarówno wymiarowych, jak i

pomocniczych oraz prowadzenia ich równolegle do linii kreskowania przekroju.

Rys. 27. Przykłady połoŜenia linii wymiarowych [1, s. 76]

Znakami ograniczenia linii wymiarowych mogą być groty, ukośne kreski i oznaczenia

początków linii wymiarowych. W przypadku braku miejsca na groty na końcach linii

wymiarowej linię tę przedłuŜa się, a groty rysuje na zewnątrz wymiarowanego elementu. W

rysunku technicznym najczęściej wykorzystywanym jest grot zamknięty zaczerniony oraz w

uzupełnieniu przy małych wymiarach ukośne kreski (rys. 28).

Rys. 28. Przykłady zakończeń linii wymiarowych


42

Liczby wymiarowe wyraŜają długości wymiarów w milimetrach z pominięciem przy

liczbie skrótu mm. Wartości kątów podaje się w stopniach, minutach i sekundach kątowych.

Liczby wymiarowe występujące na jednym arkuszu rysunkowym naleŜy pisać cyframi o

jednakowej wysokości i umieszczać nad liniami wymiarowymi w odległości 0,5–1,5 mm od

linii w pobliŜu jej środka. Odstępstwem od tego jest wpisywanie liczby wymiarowej na

przedłuŜeniu linii wymiarowej lub odnośniku. Zasadę tą stosujemy, gdy liczba wymiarowa nie

mieści się pomiędzy pomocniczymi liniami wymiarowymi. Liczby wymiarowe nie powinny

być przecięte Ŝadnymi liniami. W przypadkach koniecznych w miejscu mieszczenia liczby

wymiarowej naleŜy przerwać linie rysunkowe zarysu, osie symetrii czy linie kreskowania. Przy

liczbach wymiarowych stosuje się takŜe znaki wymiarowe np.: Ø – średnica, R – promień X –

grubość przedmiotu. Znaki wymiarowe pisze się przed liczbami wymiarowymi z wyjątkiem

znaku długości łuku, który powinien być umieszczony nad liczbą wymiarową.

Rys. 29. Przykłady rozmieszczania linii i liczb wymiarowych [1, s. 78]

Prócz juŜ wymienionych sposobów i zasad wymiarowania istnieją jeszcze ogólne reguły

prawidłowego wymiarowania przedmiotów zwane zasadami wymiarowania. Są one

następujące:

− zasada niepowtarzania wymiarów: nie naleŜy podawać tego samego wymiaru przedmiotu

więcej niŜ jeden raz, bez względu na liczbę rzutów,

− zasada pomijania wymiarów oczywistych: nie podajemy wymiarów takich jak kąt 0° lub

90º oraz podziałkę elementów równomiernie rozmieszczonych na okręgu,

− zasada grupowania wymiarów: wymiary dotyczące tego samego szczegółu

konstrukcyjnego przedmiotu, np. rowka, występu itp. JeŜeli to moŜliwe powinny być

zgrupowane na jednym rzucie,

− zasada otwartych łańcuchów wymiarowych: w łańcuchu wymiarowym naleŜy pominąć

jeden z wymiarów przyjęty jako wypadkowy,

−

zasada wymiarowania od baz wymiarowych: wymiary róŜnych elementów naleŜy

podawać od przyjętej bazy wymiarowej. Baza wymiarowa jest to element geometryczny

przedmiotu ( powierzchnia, krawędź, oś symetrii lub punkt).

PoniŜej zostały przedstawione przykłady wymiarowania części maszynowych – rys. 30,

31, 32, 33.


43

Rys. 30. Przykłady wymiarowania powierzchni walcowych [6, s. 134]

Rys. 31. Przykłady wymiarowania powierzchni kulistych [6, s. 134]

Rys. 32. Przykłady wymiarowania łuków i promieni [6, s. 139]

Rys. 33. Przykłady wymiarowania ścięć [6, s. 139]

Uproszczenia w rysunku technicznym

Zastosowanie uproszczeń w rysunku technicznym ma na celu ograniczenie

pracochłonności oraz uzyskanie przejrzystości i czytelności rysunku. Skomplikowane i trudne

w rysowaniu linie zarysu przedmiotu zastępuje się liniami łatwiejszymi (przedstawienie

uproszczone) lub zastępuje umownym symbolem graficznym (przedstawienie umowne).

Uproszczenia rysunkowe dotyczą zwykle elementów konstrukcyjnych maszyn (łoŜyska, koła

zębate, sprzęgła) oraz elementów znormalizowanych (śruby, nakrętki, kołki). Uproszczenia

mogą dotyczyć równieŜ części maszynowych np. wałków, gdzie uproszczenia rysunkowe


44

polegają na pomijaniu ścięć i zaokrągleń krawędzi, podtoczenia, rowki klinowe, mniejsze

otwory itp.

Przedstawienia uproszczone stosuje się zwykle na rysunkach wykonawczych i

złoŜeniowych, przedstawienia umowne stosuje się na rysunkach złoŜeniowych. Na rysunkach

poniŜej przedstawiono przykładowe przedstawienia uproszczone

Rys. 34. Przykładowe uproszczenia rysunkowe nakrętek i śrub

Rysunki wykonawcze i złoŜeniowe

Rysunki wykonawcze są to rysunki poszczególnych części danego mechanizmu. Przy

projektowaniu nowego urządzenia lub maszyny rysunki wykonawcze opracowuje się na

podstawie zatwierdzonego rysunku złoŜeniowego. Rysunek wykonawczy musi być

szczegółowo opracowany pod względem rysunkowym, wymiarowym oraz technologicznym,

gdyŜ jest on podstawą do bezpośredniego wykonania danej części w warsztacie, jej kontroli i

odbioru. Rysunek wykonawczy zawiera tabliczkę rysunkową umieszczoną w prawym dolnym

rogu arkusza. Tabliczka zawiera dane dotyczące części przedstawionej na rysunku, podziałkę

rysunku, nazwę firmy oraz nazwiska kreślarza (rys. 35).

i przedstawienia umowne.


45

Rys. 35. Rysunek wykonawczy koła zębatego [1, s. 275]

Na rysunku wykonawczym, prócz wymiarowania powinny być zawarte informacje, które

pozwolą na dotrzymanie podczas ich wykonywania wszystkich wymagań narzuconych przez

konstruktora danego elementu, do informacji tych zaliczamy:

− oznaczenia stanu powierzchni,

− tolerancje kształtu,

− tolerancje połoŜenia,

− tolerancje wymiarów liniowych,

− pasowania wymiarów,

− informacje o obróbce cieplnej elementu,

− oznaczenia powłok nałoŜonych na powierzchnię,

− oznaczenia spoin w przypadku rysunku wykonawczego elementów spawanych.

Rysunek złoŜeniowy przedstawia złoŜenie poszczególnych części mechanizmu, maszyny

lub urządzenia oraz ich wzajemne usytuowanie. Rysunki złoŜeniowe mogą przedstawiać całą

maszynę lub urządzenie oraz poszczególne zespoły (rys. 36).


46

Rys. 36. Rysunek złoŜeniowy wspornika z kołem łańcuchowym [1, s. 268]

Na kaŜdym rysunku złoŜeniowym musi być umieszczona w prawym dolnym rogu arkusza

tabliczka rysunkowa, szerokości nieprzekraczającej 180 mm. Tabliczka ta składa się z tabliczki

podstawowej (zaznaczonej linią grubą) z dodatkowymi rubrykami wykazu części

umieszczonymi nad tabliczką podstawową. Wszystkie części wchodzące w skład mechanizmu

przedstawionego na rysunku złoŜeniowym muszę być ponumerowane zgodnie z wykazem

części. Numer części podkreśla się linią grubą, łącząc ją cienką linią odniesieniową z

odpowiednią częścią na rysunku złoŜeniowym. Cyfry numerów części powinny być 1,5–3 razy

wyŜsze od cyfr wymiarowych oraz rozmieszczone w pionowych kolumnach lub poziomych


47

rzędach wokół rysunku. Kolejność numeracji części moŜe być wykonana na dwa sposoby:

pierwszy, polega na numerowaniu części według ich wielkości i waŜności, rozpoczynając od

części odlewanych i kończąc na elementach znormalizowanych, jak śruby, nakrętki itp. Drugi

system polega na kolejnym numerowaniu części bez względu na ich znaczenie i wielkość.

Ułatwia on odszukanie danej części na rysunku złoŜeniowym, szczególnie, gdy jest ich wiele.

Rysunek złoŜeniowy moŜe zawierać pewne wymiary będące charakterystycznymi

wymiarami dla danej maszyny czy urządzenia lub teŜ określające Ŝądane i konieczne wzajemne

połoŜenie części po zmontowaniu. Na rysunkach złoŜeniowych całych maszyn lub urządzeń

moŜna podać ich wymiary zewnętrzne oraz niektóre wymiary charakterystyczne. Na rysunkach

złoŜeniowych zespołów moŜna podać wymiary mające bezpośredni związek i wpływ na

wymiary w innych zespołach (np. połoŜenie osi).

Na rysunku złoŜeniowym części ruchowych danego mechanizmu moŜna przedstawić ich

połoŜenie krańcowe, rysując je linią cienką dwupunktową. Na rysunkach złoŜeniowych często

podaje się uwagi dotyczące operacji, takich jak malowanie, czernienie itp., które mają być

wykonane po całkowitym zmontowaniu danego zespołu. Uwagi te wpisuje się w prawej dolnej

części arkusza obok tabliczki lub nad tabliczką rysunkową.



1. Jakie znasz formaty arkuszy rysunkowych? 2.

Co nazywamy rzutowaniem prostokątnym?

3. Na ilu rzutniach moŜemy odwzorować przedmiot?

4. Jaka jest róŜnica pomiędzy widokiem a przekrojem?

5. Jakie znasz rodzaje widoków?

6. Jakie znasz rodzaje przekrojów?

7. Jakie znasz podstawowe zasady wymiarowania?

8. Jaka zasady obowiązuje przy umieszczaniu liczb wymiarowych?

9. W jakim celu stosuje się uproszczenia w rysunku technicznym?

10. Jakie informacje są zawarte na rysunku wykonawczym?

11. Jakie informacje są zawarte na rysunku złoŜeniowym?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Otrzymasz model bryły. Narysuj ten model za pomocą rzutowania prostokątnego zgodnie

z instrukcją wykonania ćwiczenia.



1) zapoznać się z treścią zadania (tekst przewodni do wykonania ćwiczenia),

2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,


48

3) wykonać pomiary modelu,

4) dobrać format arkusza rysunkowego,

5) posługując się komputerem wyposaŜonym w programy graficzne lub przyborami

kreślarskimi narysować przedmiot w rzucie prostokątnym,

6) narysować i wypełnić tabliczkę rysunkową,

7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

8) dokonać oceny ćwiczenia.


− instrukcja do wykonania ćwiczenia zawierająca dokumentację zadania,

− modele brył,

− narzędzia pomiarowe,

− arkusze papieru,

− przybory kreślarskie,

− stanowisko komputerowe wyposaŜone w programy graficzne,

− ołówki, gumka.

Ćwiczenie 2

Otrzymasz rysunek techniczny części maszynowej. Twoim zadaniem jest zwymiarowanie

rysunku zgodnie z zasadami wymiarowania i instrukcją wykonania ćwiczenia.





3) posługując się przyborami kreślarskimi zwymiarować rysunek,

4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,

5) dokonać oceny ćwiczenia.



− rysunek części maszynowej,

− narzędzia pomiarowe,

− arkusze papieru,

− przybory kreślarskie,

− ołówki,

− gumka.


49

Ćwiczenie 3

Otrzymasz rysunek wykonawczy części mechanicznej urządzenia elektrycznego. Zapoznaj

się z rysunkiem i udziel odpowiedzi na następujące pytania: Jak nazywa się część

przedstawiona na rysunku? W jakiej podziałce została narysowana? Z jakiego materiału

powinna być wykonana? Jakie są wymiary gabarytowe części przedstawionej na rysunku?




2) zapoznać się z rysunkiem,

3) dokonać analizy rysunku,



5) uporządkować zapisane pomysły,

6) zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy, 7) brać udział w podsumowaniu.



− rysunek wykonawczy,

− Polskie

Normy, −

arkusze

papieru, − pisaki.


Czy potrafisz:

Tak Nie 1)

odwzorować bryłę za pomocą rzutowania prostokątnego?

2) narysować model w przekroju prostym?

3) zwymiarować przedmioty zgodnie z zasadami wymiarowania? 4) odczytać

przedstawienia uproszczone na rysunkach? 5) odczytać informacje zawarte

na rysunku wykonawczym?

6) odczytać informacje zawarte na rysunku złoŜeniowym?


50

4.4. Wykonywanie konstrukcji mechanicznych


Połączenia mechaniczne

Połączenia części maszyn dzieli się na nierozłączne, w których części złączone lub łączniki

(części łączące) ulegają uszkodzeniu przy rozłączaniu połączenia, oraz rozłączne, które moŜna

rozłączać i łączyć ponownie bez uszkodzenia części łączonych i łączników. Do najczęściej

spotykanych połączeń nierozłącznych naleŜą połączenia: spawane, lutowane, zgrzewane,

zaciskane, wtłaczane, klejone, nitowe.

Do połączeń rozłącznych zaliczyć moŜemy połączenia: gwintowe, wpustowe,

wielowypustowe, kołkowe, sworzniowe, klinowe, spręŜyste.

Połączenia rozłączne dzielą się na:

– spoczynkowe – w których łączone elementy pozostają unieruchomione względem siebie,

– ruchowe – w których elementy mogą się względem siebie przemieszczać w pewnym

zakresie.

Spawanie jest technologią łączenia materiałów przez ich nagrzanie i stopienie w miejscu

łączenia. Po stopieniu materiał ulega wymieszaniu a po zakrzepnięciu tworzy spoinę (rys. 37).

W przypadku spawania grubszych materiałów dodatkowo stosowane jest spoiwo.

Rys. 37. Złącze spawane [9, s. 65]

W zaleŜności od źródła ciepła rozróŜniamy spawanie:

− gazowe – najczęściej przy spalaniu w płomieniu gazowym acetylenu i tlenu w

temperaturze do 3200°C, wprowadzenie dodatkowego metalu daje moŜliwość spawania

metali róŜniących się składem chemicznym,

− łukowe (elektryczne) z wykorzystaniem elektrod oraz spawarki – urządzenia

opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturze 3500°C –

najczęściej stosowane ze względu na szybkie nagrzewanie się części.

Istnieją takŜe inne metody spawania, takie jak: spawanie w osłonach gazów szlachetnych

(w celu uniknięcia utleniania spoiny), spawanie laserowe, spawanie elektronowe.

Podstawowym sprzętem do spawania gazowego jest palnik acetylenowo – tlenowy, butle

spawalnicze na acetylen i tlen, przewody przyłączeniowe. Podczas spawania gazowego

stosowane jest spoiwo.


51

Rys. 38. Schemat spawania gazowego: 1 – palnik gazowy, 2 – spoiwo, 3 – materiał spawany [12]

Spawanie łukowe elektrodą otuloną jest procesem, w którym trwałe połączenie uzyskuje

się przez stopienie ciepłem łuku elektrycznego topliwej elektrody otulonej i materiału

spawanego (rys. 39). Łuk elektryczny jarzy się między rdzeniem elektrody pokrytym otuliną i

spawanym materiałem. Elektroda otulona przesuwana jest ręcznie przez spawacza wzdłuŜ linii

spawania i ustawiona pod pewnym kątem względem złącza. Spoinę złącza tworzą stopione

ciepłem łuku rdzeń metaliczny elektrody, składniki metaliczne otuliny elektrody oraz

nadtopione brzegi materiału spawanego (rodzimego).

Rys. 39. Schemat spawania łukowego elektrodą otuloną: 1 – rdzeń elektrody, 2 – otulina z topnikiem,

3 – osłona gazowa, 4 – koszulka topniejącej otuliny, 5 – ŜuŜel, 6 – metal rodzimy, 7 –

spoina, 8 – jeziorko ciekłego metalu, 9 – wtop, 10 – źródło prądu spawania [12]

Elektroda zasilana jest prądem stałym lub przemiennym. Źródłem prądu jest transformator

spawalniczy. Elektroda otulona składa się z rdzenia oraz otuliny. Rdzeń wykonany jest z metalu

o takim samym lub podobnym składzie chemicznym jak łączony metal. W wyniku spalania się

otuliny w łuku elektrycznym powstaje gaz, który oddziela miejsce spawania od dostępu tlenu,

dzięki temu materiał spoiny nie ulega utlenieniu. Inną rolą otuliny jest rozpuszczanie

zanieczyszczeń w miejscu spawania, które w postaci ŜuŜla wypływają na powierzchnię spoiny

i krzepną chroniąc spoinę przed gwałtownym ochłodzeniem. Elektrodą otuloną spawa się stale

węglowe konstrukcyjne oraz Ŝeliwo. W praktyce warsztatowej spawanie elektrodą otuloną

wypierane jest przez spawanie metodą MAG/MIG (rys. 40) i TIG (rys. 41).


52

W tych metodach spawania osłonę gazową miejsca spawania tworzą dwutlenek węgla

(spawanie MAG) lub gaz obojętny: argon, hel lub mieszanina tych gazów (MIG). Dokładna

osłona łuku jarzącego się między elektrodą topliwą a spawanym materiałem zapewnia, Ŝe

spoina formowana jest w bardzo korzystnych warunkach. Spawanie MIG/MAG zastosowane

więc moŜe być do wykonania wysokiej jakości połączeń wszystkich metali, które mogą być

łączone za pomocą spawania łukowego. NaleŜą do nich stale węglowe i niskostopowe, stale

odporne na korozję, aluminium, miedź, nikiel i ich stopy. Metal spoiny formowany jest z metalu

stapiającego się drutu elektrodowego i nadtopionych brzegów materiału spawanego. Elektroda

topliwa w postaci drutu pełnego, zwykle o średnicy od 0,5 do 4,0 mm, podawana jest w sposób

ciągły przez specjalny system podający. Palnik chłodzony moŜe być wodą lub powietrzem.

Rys. 40. Schemat spawania metodą MAG i MIG: 1 – elektroda, 2 – strumień gazu ochronnego, 3 –

jeziorko metalu, 4 – spoina [12]

Obecnie spawanie TIG jest jednym z podstawowych procesów wytwarzania konstrukcji,

zwłaszcza ze stali wysokostopowych, stali specjalnych, stopów niklu, aluminium, magnezu,

tytanu i innych. Spawać moŜna w szerokim zakresie grubości złączy, od dziesiętnych części

mm do nawet kilkuset mm. W procesie spawania łukowego elektrodą nietopliwą w osłonie

gazowej, połączenie spawane uzyskuje się przez stopienie metalu spawanych przedmiotów i

materiału dodatkowego ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą

elektrodą i spawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego. Elektroda nietopliwa wykonana

jest z wolframu i zamocowana jest w specjalnym uchwycie palnika, umoŜliwiającym regulację

połoŜenia elektrody i jej wymianę.

Rys. 41. Schemat spawania metoda TIG: 1 – uchwyt elektrody, 2 – elektroda wolframowa, 3 – łuk elektryczny, 4 – gaz obojętny – argon, 5 – spoiwo, 6 – metal rodzimy, 7 – dopływ

prądu spawania, 8 – dopływ argonu, 9 – dopływ wody chłodzącej, 10 – odpływ wody

chłodzącej, 11 – dysza wylotowa gazu [12]


53

Zgrzewanie jest kolejnym rodzajem połączeń nierozłącznych. Podczas zgrzewania

materiały zostają nagrzane w miejscach łączenia do stanu plastyczności a następnie pod

wpływem nacisku następuje połączenie trwałe materiałów. RozróŜniamy zgrzewanie

elektryczne i zgrzewanie tarciowe. W pierwszym przypadku źródłem ciepła jest przepływający

prąd przez zgrzewane elementy, a w drugim przypadku ciepło powstałe z tarcia o siebie dwóch

powierzchni. Podczas zgrzewania elektrycznego przedmioty łączone są dociskane przez cały

czas trwania procesu elektrodami (zgrzewanie punktowe i liniowe) lub bezpośrednio

(zgrzewanie czołowe). Zgrzewanie elektryczne wykonuje się na specjalnych maszynach

(zgrzewarkach), dostosowanych do rodzaju zgrzewania i materiału łączonych części (rys. 42).

Rys. 42. Zgrzewarki stacjonarne punktowo-garbowe [14]

Lutowanie jest jednym z najstarszych sposobów łączenia metali za pomocą wprowadzania

między łączone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu (czynnika łączącego),

zwanego spoiwem. Podczas lutowania części łączone nagrzewają się, lecz nie topią w miejscu

łączenia. Połączenie trwałe uzyskuje się dzięki przyczepności lutu do materiałów łączonych,

dlatego warunkiem otrzymania prawidłowego połączenia jest staranne oczyszczenie

(mechaniczne i chemiczne) powierzchni lutowanych. Największe zastosowanie znajduje w

przemyśle elektrotechnicznym, elektronicznym i telekomunikacyjnym do łączenia przewodów

elektrycznych. W zaleŜności od temperatury topnienia spoiwa rozróŜniamy lutowanie:

− miękkie (temp do 450°C),

− lutowanie twarde ( powyŜej 450°C ).

Lutowanie miękkie stosuje się do łączenia części o nieduŜych napręŜeniach w złączu i

niewysokiej temperaturze pracy, jak równieŜ do uszczelniania połączeń np. cienkościennych

zbiorników, pojemników, rynien, rurociągów. Lut w stanie wyjściowym ma kształt pałeczek,

drutu, blaszek lub ziaren zmieszanych z topnikiem. Typowymi lutami miękkimi są stopy cyny

z ołowiem, o temperaturze topnienia 181–243ºC. Ze względu na wysoki koszt cyny stosowane

są takŜe stopy bezcynowe głównie ołowiu i kadmu z małą domieszką cyny i antymonu.

Do lutowania uŜywa się równieŜ topniki, bez których lut się utlenia i źle wypełnia

szczeliny między łączonymi powierzchniami. Topniki lutownicze są to substancje chemiczne

względnie ich mieszaniny lub roztwory, w postaci proszku, kremu, pasty lub płynu np.

kalafonia.


54

Elementy łączone przed lutowaniem naleŜy oczyścić z warstwy tlenków, powłok

ochronnych, tłuszczów i brudu. Czyszczenie przeprowadza się sposobami mechanicznymi, jak

szczotkowanie, piaskowanie, szlifowanie, piłowanie, skrobanie. Niekiedy powierzchnie

stykowe złączy oprócz czyszczenia pokrywa się dodatkowo cienką warstewką metali dobrze

lutowanych jak miedź, nikiel, cyna poprzez pobielanie kąpielowe. Do pobielania kąpielowego

uŜywa się najczęściej tygli lutowniczych. Lutowanie miękkie wykonuje się za pomocą

narzędzia zwanego lutownicą. NajwaŜniejszą częścią lutownicy jest jej grot miedziany, który

po nagrzaniu słuŜy do roztopienia cyny i przeniesienia jej na miejsce lutowania.

Po nagrzaniu lutownicy pociera się jej grot o kalafonię i przykłada do lutu, który roztapia

się i przylepia do ostrza lutownicy. Następnie grot lutownicy przykłada się do miejsca

lutowanego i pociąga grotem wzdłuŜ szwu. Lutując większe połączenia naleŜy lut trzymać

lewą ręką nad spoiną. Lutownica trzymana prawą ręką rozgrzewa materiał łączony i

jednocześnie topi lut. Roztopiony lut ścieka i łączy powierzchnie, zastygając między nimi. W

czasie lutowania naleŜy tak prowadzić lutownicę, aby lut nie rozpływał się po wierzchu, lecz

spływał w głąb szwu. Po zalutowaniu usuwa się nadmiar lutu za pomocą skrobaka lub pilnika

i przemywa szew, poniewaŜ uŜyte topniki w większości są silnie korozyjne.

a) b)

Rys. 43. Przykładowe narzędzia do lutowania: a) lutownica elektryczna transformatorowa, b) tygiel lutowniczy,

c) odsysacz cyny, d) stacja lutownicza [11]

Połączenia gwintowe naleŜą do grupy połączeń rozłącznych i są bardzo często stosowane

w budowie maszyn. Znormalizowanymi łącznikami gwintowanymi są śruby (zakończone łbem

o róŜnych kształtach, które dokręca się kluczami) oraz wkręty (łeb ma nacięty rowek i

dokręcane są wkrętakami). Głównym elementem połączenia gwintowego jest łącznik,

składający się ze śruby i nakrętki. Skręcenie ze sobą śruby i nakrętki tworzy połączenie

gwintowe. Połączenia gwintowe dzieli się na:

− pośrednie – części maszyn łączy się za pomocą łącznika, rolę nakrętki moŜe równieŜ spełniać

gwintowany otwór w jednej z części (rys. 44a),

− bezpośrednie – gwint jest wykonany na łączonych częściach (rys. 44b i c).


55

Rys. 44. Połączenia gwintowe: a, b) pośrednie, c) bezpośrednie [7, s. 94]

W połączeniach gwintowych znormalizowanymi łącznikami są:

− śruby – zakończone łbem o róŜnych kształtach, które dokręca się kluczami,

− wkręty – łeb ma nacięty rowek, dokręca się je wkrętakami,

−

nakrętki – krótkie łączniki gwintowe z gwintem wewnętrznym.

Łączniki gwintowe oznaczamy zgodnie z normą podając: nazwę: wkręt lub śruba, rodzaj

gwintu, długość śruby/wkrętu, materiał, numer normy np.:

śruba M12×1,25×70 PN – EN ISO 8676:2002(U) śruba M12 o skoku

gwintu 1,25 i długości 70, wykonana z mosiądzu.

Połączenia kształtowe naleŜą do połączeń rozłącznych. W połączeniach tych złączenie

współpracujących części jest uzyskane tylko przez odpowiednie ukształtowanie części lub teŜ

przez zastosowanie dodatkowego łącznika, np. wpustu, który określa nazwę połączenia.

Połączenie wpustowe słuŜy do osadzania na czopach wałów takich elementów maszyn jak

koła zębate, koła pasowe. Łącznikiem w tym połączeniu jest wpust. RozróŜniamy dwa rodzaje

wpustów: − pryzmatyczne, − czółenkowe.

Wymiary rowków wpustowych oraz wymiary wpustów są znormalizowane i zaleŜą

miedzy innymi od wymiarów czopa wału.

Rys. 45. Połączenie wpustowe: a) pryzmatyczne, b) czółenkowe [9, s. 88]

Połączenia wielowypustowe umoŜliwiają dokładne współosiowe połoŜenie osi wału i

elementu osadzonego na wale. Ze względu na wielość wypustów pozwalają takŜe przenosić

większe momenty obrotowe przy bardziej zwartej konstrukcji. Wielowypusty powszechnie są

stosowane w połączeniach ruchowych elementów, tzn. tam, gdzie zaleŜy nam na

a) b)


56

współosiowym wzajemnym przemieszczaniu elementów wzdłuŜ wału. Stosowane są

powszechnie w przekładniach zębatych.

Rys. 46. Rodzaje wielowypustów: a, b, c) prostokątne, d) ewolwentowe, e) wielokarbowe [9, s. 89]

Połączenia wciskowe naleŜą do połączeń rozłącznych. Przez zachowanie odpowiednich

tolerancji wymiarów łączonych elementów części przy wciskaniu następuje odkształcenie

spręŜyste, zaś występujące siły zapewniają trwałe połączenie. Operacja wciskania moŜe

wymagać uŜycia specjalistycznych narzędzi. Pewną odmianą są połączenia wtłaczane, podczas

których następują odkształcenia plastyczne łączonych części. Połączenia wtłaczane wymagają

uŜycia duŜych sił podczas montaŜu. Wykonuje się je przy uŜyciu prasy.

Mierzenie i sprawdzanie elementów konstrukcji mechanicznych

Celem pomiarów jest sprawdzenie prawidłowości wykonania elementów konstrukcji

mechanicznych zgodnie z rysunkiem technicznym. Pomiar jest to doświadczalne porównanie

mierzonej wartości danej wielkości ze znaną wartością przyjmowaną za jednostkę miary.

ZaleŜnie od zastosowanego przy tym sposobu porównywania moŜna mówić o róŜnych

metodach pomiarowych:

− metoda pomiarowa bezpośrednia, w której wynik pomiaru otrzymuje się przez odczytanie

bezpośredniego wskazania narzędzia pomiarowego, wywzorcowanego w jednostkach

miary mierzonej wielkości; tak np. mierzymy długość przymiarem kreskowym, kąt –

kątomierzem, czy wskazanie temperatury na skali termometru,

− metoda pomiarowa pośrednia, w której mierzy się bezpośrednio inne wielkości, a wyniki

oblicza się, opierając się na określonej znanej zaleŜności tych wielkości od wielkości,

której wartość miała być wyznaczona; przykładem moŜe być pomiar objętości czy

powierzchni, w którym wynik oblicza się z bezpośrednich pomiarów wymiarów

geometrycznych (wysokości, długości, szerokości),

− metoda pomiarowa porównawcza oparta jest na porównaniu mierzonej wartości ze znaną

wartością tej samej wielkości; przy pomiarze wielkości podstawowych, np. długości, przez

porównywanie z inną długością, pomiar bezpośredni jest równocześnie pomiarem

porównawczym,

−

metoda róŜnicowa polega na pomiarze niewielkiej róŜnicy między wartością wielkości

mierzonej a znaną wartością tej wielkości (np. pomiar średnicy średnicówką czujnikową).

Narzędzia pomiarowe dzielą się na:

− wzorce,

− przyrządy pomiarowe.


57

Wzorce pomiarowe odtwarzają miarę danej wielkości z określoną dokładnością. Wzorce

mogą odtwarzać jedną miarę (w przypadku długości jeden konkretny wymiar) bądź teŜ więcej

niŜ jedną miarę (np. przymiar kreskowy). Wzorce jednomiarowe ze względów praktycznych

często łączone się w komplety, np. komplet płytek wzorcowych.

Przyrządy pomiarowe słuŜą do bezpośredniego lub pośredniego wykonywania pomiarów.

OdróŜniają się od wzorców tym, Ŝe zawierają mechanizm przeznaczony do przetwarzania

jednej wielkości w drugą, zwiększenia dokładności odczytywania, regulowania wskazań,

kompensacji błędów itp. Oparte są na róŜnych zasadach działania (przyrządy mechaniczne,

optyczne, elektryczne) i mają róŜny stopień skomplikowania konstrukcyjnego.

Ze względu na zakres zastosowania niekiedy określa się przyrządy pomiarowe jako

uniwersalne (np. uniwersalny mikroskop pomiarowy, suwmiarka, mikrometr) bądź teŜ jako

specjalne – o węŜszym, specyficznym przeznaczeniu (np. suwmiarka modułowa do kół

zębatych, mikrometr do pomiaru grubości blachy, mikroskop do pomiaru małych otworów).

ZaleŜnie od charakteru wskazań moŜna rozróŜnić przyrządy pomiarowe:

− analogowe, gdzie wartość wielkości mierzonej odczytuje się na skali przyrządu,

− z odczytem cyfrowym, gdzie wyniki pomiarów przedstawione w postaci gotowych liczb.

Szczelinomierz (rys. 47) słuŜy do określenia wymiaru szczelin lub luzów między

sąsiadującymi ze sobą powierzchniami części maszyn. Składa się z kompletu płytek (11, 14 lub

20), kaŜda o innej grubości, osadzonych obrotowo jednym końcem w oprawie.

Szczelinomierz 11 płytkowy składa się z płytek o grubości: 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7,

0,8, 0,9 i l mm.

Rys. 47. Szczelinomierz [4, s. 13]

Promieniomierz (rys. 48) to wzorniki do sprawdzania promieni zaokrągleń wypukłych i

wklęsłych. Zestaw wzorników o róŜnych promieniach zaokrąglenia stanowi komplet

promieniomierzy o określonym zakresie pomiarowym. Sprawdzanie zaokrąglenia odbywa się

przez przymierzanie kolejnych wzorników, aŜ do dopasowania takiego, który będzie dokładnie

przylegał.

a) b) c)


58

Rys. 48. Promieniomierze: a) sprawdzanie promieniomierzem zaokrąglenia wypukłego,

b) sprawdzanie zaokrąglenia wklęsłego, c) komplet w

oprawce [4, s. 13]

Kątowniki (rys. 49) są to wzorniki słuŜące do sprawdzania kąta prostego. Sprawdzając kąt

prosty zewnętrzny, kątownik przykłada się wewnętrznymi bokami ramion do obrobionych

płaszczyzn przedmiotu prostopadle do krawędzi przedmiotu i obserwuje szczelinę świetlną.

Badając kąt wewnętrzny, kątownik przykłada się bokami zewnętrznymi.

Rys. 49. Kątowniki: a) płaski, b) ze stopą, c) z grubym ramieniem, d) krawędziowy [4, s. 14]

Przyrządy suwmiarkowe tworzą grupę najbardziej rozpowszechnionych przyrządów

pomiarowych, stosowanych bezpośrednio przez pracowników przy wymiarowej kontroli

drobnych części maszyn. Przyrząd suwmiarkowy to przyrząd, w którym po prowadnicy

zaopatrzonej w podziałkę kreskową przesuwa się suwak z urządzeniem zwanym noniuszem,

słuŜącym do zwiększania dokładności odczytywania pomiaru. Najbardziej charakterystycznym

reprezentantem tej grupy narzędzi pomiarowych jest suwmiarka (rys.

50).

Rys. 50. Suwmiarka: 1 – prowadnica ze szczęką stałą 2, 3 – suwak, 4 – szczęki przesuwne, 5

– noniusz, 6 – dźwignia zacisku, 7 – wysuwka głębokościomierza [4, s. 15]

Suwmiarka składa się z prowadnicy stalowej z podziałką milimetrową, zakończonej

dwiema szczękami nieruchomymi. Po prowadnicy przesuwa się suwak mający dwie szczęki

przesuwne (dolną dłuŜszą i górną krótszą), odpowiadające szczękom stałym. Na suwaku

znajduje się specjalna podziałka, zwana noniuszem, składająca się z 10 równych części, działka

noniusza jest równa 9/10, tj. 0,9 mm. Suwak jest wyposaŜony w dźwignię zacisku, za pomocą


59

której ustala się połoŜenie suwaka. Suwmiarka warsztatowa jest wyposaŜona w wysuwkę

głębokościomierza do pomiaru głębokości.

Pomiaru suwmiarką dokonuje się następująco: suwak odsuwa się w prawo i między

rozsunięte szczęki wkłada się mierzony przedmiot; następnie dosuwa się suwak do zetknięcia

płaszczyzn stykowych szczęk z krawędzią przedmiotu. Następnie odczytuje się, ile całych

działek prowadnicy (milimetrów) odcina zerowa kreska noniusza, co odpowiada mierzonemu

wymiarowi w milimetrach. Następnie odczytuje się, która kreska noniusza znajduje się na

przedłuŜeniu kreski podziałki prowadnicy (kreska noniusza wskazuje dziesiąte części

milimetra) (rys. 51).

Rys. 51. Przykłady połoŜenia podziałki noniusza suwmiarki podczas pomiaru: a) wymiar 80,0 mm, b) wymiar 80,1 mm, c) wymiar 81,4 mm [4, s. 16]

Na tej samej zasadzie, co suwmiarki są zbudowane głębokościomierze suwmiarkowe,

słuŜące do pomiarów głębokości (rys. 52).

Rys. 52. Głębokościomierz suwmiarkowy [13]

Odpowiednikiem suwmiarki słuŜącym do pomiaru kąta jest kątomierz uniwersalny (rys.

53). Przyrząd posiada dwa ramiona, którymi obejmuje się przedmiot podobnie jak szczękami

suwmiarki. Jedno ramię połączone jest z nieruchomą tarczą, na której jest noniusz kątowy, a

drugie z pierścieniem obrotowym, na którym znajduje się podziałka kątowa. Ramię połączone

z tarczą nazywa się umownie ramieniem stałym, a ramię połączone z pierścieniem ramieniem

ruchomym. Ramię ruchome moŜna dodatkowo przesuwać liniowo w stałej odległości od

środka tarczy. W osi tarczy znajduje się zacisk unieruchamiający ramię ruchome. Technika

pomiaru kątomierzem uniwersalnym polega na dokładnym przyłoŜeniu ramion kątomierza do

powierzchni przedmiotu tak, aby nie było widocznej szczeliny, unieruchomieniu ramion przy

pomocy zacisku i dokonaniu odczytu. Odczyt minut na noniuszu dokonuje się z tej strony

podziałki noniusza, z której oznaczenia liczbowe rosną zgodnie ze wzrostem podziałki kątowej

na pierścieniu.


60

Rys. 53. Kątomierz uniwersalny: a) schemat pomiaru, 1 – tarcza z podziałką, 2 – noniusz, 3 – ramię

stałe, 4 – ramię ruchome, 5 – zacisk tarczy, 6 – zacisk ramienia ruchomego, b) noniusz

kątowy [4, s. 16]

Kolejną grupę przyrządów pomiarowych stanowią przyrządy mikrometryczne. Mikrometr

zewnętrzny (rys. 54) jest przeznaczony do pomiaru długości, grubości i średnicy z dokładnością

do 0,01 mm. Składa się on z kabłąka, którego jeden koniec jest zakończony kowadełkiem, a

drugi nieruchomą tuleją z podziałką wzdłuŜną i obrotowym bębnem, z podziałką poprzeczną.

Poza tym mikrometr jest wyposaŜony we wrzeciono, zacisk ustalający i pokrętło sprzęgła

ciernego. Wrzeciono ma nacięty gwint o skoku 0,5 mm i jest wkręcone w nakrętkę zamocowaną

wewnątrz nieruchomej tulei z podziałką wzdłuŜną. Obracając bęben moŜna dowolnie wysuwać

lub cofać wrzeciono. Aby dokonać właściwego pomiaru i uniknąć uszkodzenia gwintu, przez

zbyt mocne dociśnięcie czoła wrzeciona do powierzchni mierzonego przedmiotu, mikrometr

jest wyposaŜony w sprzęgło cierne z pokrętłem. Obracając pokrętłem sprzęgła ciernego,

obracamy wrzeciono do chwili zetknięcia go z mierzonym przedmiotem lub kowadełkiem, po

czym sprzęgło ślizga się i nie przesuwa wrzeciona. PołoŜenie wrzeciona ustala się za pomocą

zacisku. Nieruchoma tuleja z podziałką jest wyposaŜona w kreskę wskaźnikową wzdłuŜną,

nad którą jest naniesiona podziałką milimetrowa. Pod kreską wskaźnikową są naniesione

kreski, które dzielą na połowy podziałkę milimetrową (górną). Na powierzchni bębna jest

nacięta podziałka obrotowa poprzeczna dzieląca obwód bębna na 50 równych części.

Rys. 54. Mikrometr zewnętrzny: 1 – kabłąk, 2 – kowadełko, 3 – tuleja z podziałką wzdłuŜną, 4 – bęben,5 – podziałka poprzeczna, 6 – wrzeciono, 7 – zacisk ustalający, 8 –

pokrętło sprzęgła [4, s. 17]


61

Skok śruby mikrometrycznej (gwintu wrzeciona) wynosi 0,5 mm. Pełny obrót bębna

powoduje przesunięcie wrzeciona o 0,5 mm. Wartość mierzonej wielkości określa się najpierw

odczytując na podziałce wzdłuŜnej liczbę pełnych milimetrów i połówek milimetrów

odsłoniętych przez brzeg bębna, a następnie odczytuje się setne części milimetra na podziałce

bębna patrząc, która działka na obwodzie bębna odpowiada wzdłuŜnej kresce wskaźnikowej

tulei (rys. 55).

a) b) c) d)

Rys. 55. Przykłady połoŜenia bębna w czasie pomiaru: a) wymiar 0,00, b) wymiar 7,50 mm, c) wymiar 18,73 mm, d) wymiar 23,82 mm [4, s. 18]

Mikrometry są wykonywane w róŜnych wielkościach o zakresach pomiarowych 0–25 mm,

25–50 mm, 50–75 mm i dalej co 25 mm do 1000 mm.

Mikrometr wewnętrzny (rys. 56) jest stosowany do pomiaru średnic otworów, wgłębień i

szerokości rowków. Odczytywanie wyników i sposób pomiaru są identyczne jak w

mikrometrze zewnętrznym. Mikrometry wewnętrzne są budowane o zakresach pomiarowych:

5–30 mm i 30–55 mm.

Rys. 56. Mikrometr wewnętrzny szczękowy [13]

Średnicówka słuŜy do wyznaczania wymiarów otworów, głównie średnic, w zakresie 75–

575 mm. Średnicówka mikrometryczna (rys. 57) zbudowana jest z tulei, wrzeciona ze śrubą

mikrometryczną, bębna, końcówki stałej z trzpieniem pomiarowym i przedłuŜacza. Na tulei

znajduje się kreska wzdłuŜna i podziałka o zakresie pomiarowym 13 mm. Na jednym końcu

tulei znajduje się końcówka o powierzchni sferycznej, a na drugim nagwintowany wewnątrz

otwór, w którym przesuwa się wrzeciono ze śrubą mikrometryczną o skoku 0,5 mm. Na

wrzecionie jest zamocowany bęben z podziałką o zakresie pomiarowym 0,5 mm, co umoŜliwia

odczyt z dokładnością do 0,01 mm.

Rys. 57. Średnicówka mikrometryczna: 1 – tuleja, 2 – bęben, 3 – końcówka stała, 4 – trzpień

pomiarowy,5 – przedłuŜacz, 6 – wrzeciono [4, s. 19]


62

Do sferycznej powierzchni tulei przylega trzpień pomiarowy osadzony w przykręconej do

tulei oprawie ze spręŜyną zapewniającą odpowiedni docisk. Jeden koniec wrzeciona ma

sferyczną powierzchnię pomiarową i zabezpieczone nakrętką dwie śruby regulacyjne do

nastawienia dolnej granicy zakresu pomiarowego. Dla zwiększenia zakresu pomiarowego

między tuleję a końcówkę stałą wkręca się odpowiedni przedłuŜacz lub ich zestaw. W skład

kompletu wchodzą przedłuŜacze długości 13, 25, 50, 100 i 200 mm.

Rys. 58. Prawidłowe (linie grube) połoŜenie średnicówki w otworze [4, s. 19]

Głębokościomierz mikrometryczny (rys. 59) słuŜy do pomiarów głębokości otworów

nieprzelotowych, zagłębień lub uskoków. Elementem pomiarowym tego głębokościomierza

jest śruba mikrometryczna. UmoŜliwia on dokonywanie pomiarów z dokładnością 0,01 mm.

Głębokościomierze mikrometryczne mogą być z przedłuŜaczami wymiennymi lub bez

przedłuŜaczy. Najczęściej stosowane zakresy pomiarowe wynoszą 0–100 mm, a wartość

działki elementarnej, podobnie jak w mikrometrze, wynosi 0,01 mm.

Rys. 59. Głębokościomierz mikrometryczny [13]

Wykonywanie prac z zakresu obróbki ręcznej

Trasowanie jest czynnością polegająca na przenoszeniu zarysów przedmiotu

przedstawionego na rysunku wykonawczym na półfabrykat w postaci blachy, odlewu, odkuwki

za pomocą narzędzi traserskich (rys. 60). RozróŜniamy trasowanie płaskie (na płaszczyźnie)

oraz trasowanie przestrzenne (stosowane do brył).


63

Rys. 60. Podstawowe narzędzia traserskie: a) rysik, b) suwmiarka traserska, c) znacznik, d, e) cyrkle

traserskie, f) punktak, g) liniał traserski, h) kątownik ze stopką, i) środkownik, j) pryzma

traserska, k, l) płyty traserskie [4 s. 21]

Przed przystąpieniem do trasowania naleŜy:

− sprawdzić jakość i stan materiału przeznaczonego do trasowania, zwracając szczególną

uwagę na porowatość, skrzywienia, pęknięcia i inne widoczne wady,

− sprawdzić główne wymiary materiału, grubość jego ścianek, rozstawienie wgłębień lub

wypukłości, odległości otworów od krawędzi itp.,

− sprawdzić prawidłowość naddatków na późniejszą obróbkę,

−

pomalować materiał farbą traserską w celu zwiększenia widoczności trasowanych linii.

Trasowanie rozpoczyna się zwykle od wyznaczenia głównych osi symetrii przedmiotu.

JeŜeli zarys przedmiotu składa się z odcinków linii prostych i krzywych, to najpierw wykreśla

się linie proste, a następnie łączy się je odpowiednimi łukami lub krzywymi. PoniewaŜ podczas

obróbki wyznaczone linie mogą się zetrzeć, więc Ŝeby moŜna je było łatwo odtworzyć,

punktuje się wszystkie przecięcia tych linii oraz środki okręgów, łuki i dłuŜsze rysy w

odstępach 20–50 mm. Rysy krótkie, łuki i okręgi punktuje się w odstępach 5–10 mm. Wymiary

odmierza się za pomocą przymiaru lub cyrkla według rysunku technicznego.


64

Rys. 61. Trasowanie linii równoległych: 1 – płyta, 2 – liniał, 3 – przymiar, 4 – kątownik, 5 – rysik [4, s. 23]

Wykreślanie okręgów i łuków wykonuje się za pomocą ostrego cyrkla. Cyrkiel rozwiera

się na wymiar danego promienia i umieszcza się jego jedno ramię w napunktowanym środku

okręgu lub łuku. Następnie lekko naciskając na drugie ramię cyrkla zatacza się Ŝądany okrąg

lub łuk.

Trasowanie środka otworu, który ma być wiercony, polega na trasowaniu dwóch

wzajemnie prostopadłych linii, na przecięciu których znajduje się środek otworu.

Trasowanie wg wzorników jest powszechnie stosowane podczas wykonywania większej

liczby jednakowych przedmiotów. Polega ono na przyłoŜeniu wzornika do płaszczyzny

materiału i wyznaczeniu zarysów przedmiotu przez obrysowanie zarysu wzornika rysikiem.

Osie otworów wyznacza się przez specjalne otwory we wzorniku, stosując do tego celu

specjalny punktak. Trasując wg wzornika trzeba pamiętać, Ŝeby wzornik był zawsze jednakowo

ustawiony, co osiąga się za pomocą wykonywania we wzorniku wycięć, które muszą trafiać na

osie przedmiotu.

W trasowaniu przestrzennym stosowane są trzy metody trasowania:

− za pomocą obrotu przedmiotu obrabianego,

− za pomocą kątownika,

− za pomocą skrzynek traserskich.

Trasowanie metodą obrotu przedmiotu obrabianego (rys. 62a) polega na ustawieniu

przedmiotu albo bezpośrednio na płycie, jeŜeli jedna jego powierzchnia jest obrobiona – to na

tejŜe powierzchni, albo na płycie za pomocą podstawek traserskich, w przypadku gdy

powierzchnia trasowanego przedmiotu jest nie obrobiona. Następnie na płycie traserskiej

ustawia się obok znacznik z rysikiem. Wysokość ostrza rysika w stosunku do płyty ustala się

na podstawie rysunku wykonawczego za pomocą np. przymiaru kreskowego. Obracając

trasowany przedmiot wykonuje się jednocześnie rysę rysikiem. W ten sposób moŜna wykreślić

wszystkie linie poziome i pionowe, a tym samym moŜna wykonać Ŝądaną siatkę przestrzenną

na przedmiocie.


65

Rys. 62. Trasowanie przestrzenne: a) z obracaniem przedmiotu, b) za pomocą kątownika, c) za pomocą

skrzynek traserskich [4, s. 28]

Trasowanie za pomocą kątownika (rys. 62b) polega na wykreślaniu rys poziomych w taki

sam sposób, jak w metodzie obracania przedmiotu, natomiast rysy pionowe wykonuje się

rysikiem wzdłuŜ odmierzonych wymiarów za pomocą kątownika ze stopą. Zastosowanie tego

rodzaju trasowania jest ograniczone i odnosi się tylko do takich przedmiotów, które mają

powierzchnie przystające do krawędzi kątownika.

Trasowanie za pomocą skrzynek traserskich (rys. 62c) stosuje się w przypadku, gdy mamy

do czynienia z przedmiotem cięŜkim, trudnym do obracania, oraz w przypadku trasowania

przedmiotów o powierzchniach kształtowych, uniemoŜliwiających ustawienie przedmiotu wg

kątownika. W takim przypadku przedmiot trasowany ustawia się bezpośrednio na płycie lub na

podstawkach traserskich, wyznacza się ostrzem rysika konieczne rysy poziome, następnie

ustawia się na płycie skrzynkę lub skrzynki traserskie w ten sposób, Ŝeby ich krawędź lub

krawędzie przystawały do rysy na płycie. Traktując skrzynkę jako płytę, przykłada się do niej

podstawę znacznika, którego ostrze zostało nastawione na odpowiedni wymiar i obwodzi się

rysikiem przedmiot kreśląc rysę pionową. W przypadku, gdy jedna skrzynka jest

niewystarczająca stosuje się skrzynki o płaszczyznach roboczych prostopadłych do siebie.

Przecinanie metali przy wykonywaniu prac ślusarskich wykonuje się zwykle za pomocą

piłki ręcznej do metali (rys. 63). W budowie piłki ręcznej wyróŜniamy następujące elementy:

− oprawkę – jednolitą lub rozsuwaną, − brzeszczot, − rękojeść.

c)


66

Rys. 63. Piłka ręczna do metali [11]

Oprawka piłki ręcznej jest wyposaŜona w dwa uchwyty do mocowania brzeszczotu: stały

i przesuwny (nastawny). W obu uchwytach znajdują się dwa prostopadłe przecięcia oraz

otwory. Brzeszczot wsuwa się w przecięcia i przez otwory w uchwytach przetyka kołki

zabezpieczające. Brzeszczot jest wykonany w postaci cienkiej taśmy stalowej z naciętymi na

jednej lub obu krawędziach ostrzami w postaci zębów. Brzeszczot mocuje się w oprawce tak,

aby ząbki piłki miały kierunek nachylenia ku przedniemu uchwytowi. Uzębienie brzeszczotu

jest rozwierane, zgrubiane lub falowane i dlatego szerokość powstającego przecięcia jest

większa od grubości brzeszczotu, co zapobiega zakleszczaniu się brzeszczotu w materiale

Podczas przecinania piłką ręczną nacisk na piłkę wywiera się podczas ruchu roboczego,

czyli w kierunku do imadła, natomiast ruch powrotny jako jałowy odbywa się bez nacisku(rys.

64). Ruch piłki powinien być płynny bez szarpnięć, a przesuw piłki powinien wynosić około

2/3 uŜytecznej długości brzeszczotu. Przedmioty płaskie przecina się wzdłuŜ szerszej

krawędzi. Przecinanie płaskich przedmiotów wzdłuŜ węŜszej krawędzi jest niewłaściwe,

poniewaŜ piłka łatwo zbacza z wyznaczonego kierunku. Przecinanie trzeba rozpoczynać lekko

pochyloną od siebie piłką z małym naciskiem. Wykonanie małego wgłębienia trójkątnym

pilnikiem w miejscu rozpoczęcia ułatwia początek przecinania.

Z

naciskiem

Bez nacisku

Rys. 64. Technika przecinania piłką [4, s. 35]

Piłowanie ma na celu skrawanie z powierzchni obrabianego materiału cienkiej warstwy

grubości 0,5–1,5 mm za pomocą narzędzia zwanego pilnikiem. Pilnik jest podstawowym

narzędziem ślusarskim i składa się z części roboczej, chwytu i rękojeści (rys. 65).


67

Rys. 65. Budowa pilnika: 1 – część robocza, 2 – uchwyt, 3 – drewniana rękojeść, 4 – linia kolejnych

zębów utworzonych przez przecięcie nacięcia górnego z dolnym [4, s. 56]

Wielkość pilnika jest określona długością części roboczej L i waha się w granicach od 50

do 500 mm. Na części roboczej są wykonane nacięcia, czyli zęby. Na powierzchniach płaskich

pilników mogą być nacięcia jednorzędowe pojedyncze i jednorzędowe podwójne. Na

powierzchniach wypukłych pilników mogą być nacięcia wielorzędowe pojedyncze, nacięcia

wielorzędowe śrubowe albo nacięcia wielorzędowe podwójne (rys. 66). Pilniki o nacięciu

jednorzędowym są uŜywane do piłowania materiałów miękkich (tworzyw sztucznych).

Rys. 66. Nacięcia pilników: a) pojedyncze jednorzędowe b) pojedyncze wielorzędowe,

c) pojedyncze wielorzędowe śrubowe, d) podwójne jednorzędowe, e) podwójne

wielorzędowe [4, s. 57]

Ze względu na liczbę nacięć na długości 10 mm rozróŜniamy następujące rodzaje

pilników:

− nr 0 zdzieraki – liczba nacięć od 4,5 do 10,

− nr 1 równiaki – liczba nacięć od 6,3 do 28,

− nr 2 półgładziki – liczba nacięć od 10 do 40,

− nr 3 gładziki – liczba nacięć od 14 do 40,

− nr 4 podwójne gładziki – liczba nacięć od 25 do 80,

− nr 5 jedwabniki – liczba nacięć od 40 do 80.

PoniewaŜ pilniki uŜywane są do piłowania powierzchni o róŜnych kształtach, wykonuje

się je o róŜnych przekrojach poprzecznych części roboczej. W zaleŜności od kształtu

powierzchni przekroju poprzecznego moŜemy wyróŜnić pilniki:

− płaski zbieŜny,

− płaski,

− kwadratowy,

− trójkątny,

− noŜowy,


68

− owalny,

− okrągły,

− półokrągły,

− mieczowy,

− soczewkowy.

Rys. 67. Pilniki o róŜnych kształtach i ich zastosowanie: a i b) płaskie, c i d) trójkątne, e i f) półokrągłe,

g) mieczowe, h) trójkątne spłaszczone, k) noŜowe, l) trójkątne do ostrzenia pił, m) okrągłe

[4, s. 581]

Pilniki dobiera się w zaleŜności od wymiarów, kształtu i wymaganej chropowatości

obrabianej powierzchni. Do piłowania zgrubnego uŜywa się zdzieraków, które skrawają

warstwę metalu grubości ok. l mm. Po piłowaniu zgrubnym zdzierakiem stosuje się równiak,

który zbiera warstwę metalu grubości 0,3–0,5 mm. Pozostałe pilniki, tzn. od półgładzików do

jedwabników, uŜywa się do wykończania powierzchni zaleŜnie od wymaganej gładkości.

Właściwa technika piłowania ma decydujący wpływ na dokładność obróbki oraz

wydajność pracy. Podczas piłowania zgrubnego zdzierakiem, wymagającym duŜego nacisku,

naleŜy wykorzystać cięŜar ciała, przesuwając tułów wraz z ramionami do przodu i z powrotem,

przy czym cięŜar ciała przesuwa się z nogi prawej na lewą. Podczas piłowania wykańczającego

cięŜar ciała powinien być równomiernie rozłoŜony na obie nogi, a ruchy robocze wykonują

tylko ramiona, gdy tymczasem tułów jest w równowadze.

Podczas piłowania ruch pilnika powinien być ciągły i równomierny na całej długości

roboczej pilnika. Nacisk na pilnik naleŜy wywierać tylko podczas ruchu roboczego, czyli ruchu

do przodu. Nacisk ten powinien być równomierny w stosunku do przedmiotu obrabianego, czyli


69

w czasie ruchu pilnika do przodu nacisk prawej ręki powinien się zwiększać, a lewej

zmniejszać. Ma to duŜy wpływ na otrzymanie prostej i równej powierzchni.

W czasie piłowania duŜych powierzchni płaszczyzn pilnik naleŜy prowadzić na krzyŜ.

Wówczas naleŜy stanąć z jednej strony imadła i piłować płaszczyznę pod kątem 30–45° do osi

imadła, a następnie z drugiej strony i równieŜ piłować pod kątem 30–45°. Podczas piłowania

naleŜy często sprawdzać płaskość obrabianej powierzchni liniałem krawędziowym. Podczas

piłowania cienkich płytek naleŜy prowadzić pilnik wzdłuŜ dłuŜszej krawędzi, Ŝeby uniknąć

drgań przedmiotu. Podczas piłowania wykańczającego nie naleŜy zmieniać kierunku

piłowania, a pilnik moŜna prowadzić wzdłuŜ jego osi lub w poprzek.

Rys. 68. Prawidłowe uchwycenie pilnika [4, s. 61]

Podczas piłowania płaszczyzn wzajemnie prostopadłych naleŜy najpierw opiłować jedną

płaszczyznę, a następnie po sprawdzeniu płaskości powierzchni obrócić przedmiot o kąt 90° i

przystąpić do piłowania drugiej płaszczyzny. Podczas piłowania naleŜy często sprawdzać

kątownikiem prostopadłość obu płaszczyzn i po osiągnięciu właściwych wymiarów wygładzić

gładzikiem obie powierzchnie, ponownie sprawdzając kąt między płaszczyznami.

Piłowanie powierzchni kształtowych wykonuje się zwykle według wytrasowanych linii.

Do piłowania powierzchni wypukłych stosuje się pilniki płaskie, a do powierzchni

wklęsłych pilniki półokrągłe, okrągłe, owalne i soczewkowe, zaleŜnie od kształtu wklęsłości.

Przed przystąpieniem do piłowania naleŜy nadmiar materiału usunąć piłką.

Rys. 69. Piłowanie powierzchni kształtowych: a) walcowych, b) wklęsłych, c) wypukłych [4, s. 63]

Wiercenie jest to wykonywanie otworów w pełnym materiale za pomocą narzędzia

skrawającego zwanego wiertłem. W czasie obróbki wiertło wykonuje ruch obrotowy i

posuwowy, a przedmiot obrabiany jest nieruchomy. Wiertło usuwa obrabiany materiał w

postaci wiórów tworząc walcowy otwór, przy czym średnica otworu odpowiada średnicy

wiertła. Do wiercenia otworów stosuje się wiertarki ręczne (przenośne) oraz wiertarki stałe.

b) c)


70

c)

a)

b)

Rys. 70.

Wiertarki:

a) ręczna,

b) ręczna

kątowa, c)

stołowa [11]

Przygotowanie do pracy wiertarki stołowej polega na ustawieniu i zamocowaniu

przedmiotu na jej stole wiertarki, ustawieniu na właściwą wysokość kadłuba oraz ustaleniu

odpowiedniej prędkości obrotowej wrzeciona. W większości wiertarek stołowych istnieje

moŜliwość ustawienia na odpowiednią wysokość kadłuba wiertarki w zaleŜności od wysokości

przedmiotu wierconego. Przedmiot naleŜy tak ustawiać i mocować na stole wiertarki, Ŝeby

wierzchołek wiertła trafiał w napunktowany środek otworu.

Właściwą prędkość obrotową wrzeciona wiertarki ustawia się wg tabliczki umieszczonej na

skrzynce przekładniowej, a wiertarki, które takiej skrzynki nie mają – przez odpowiednie

przełoŜenie pasa na stopniowych kołach pasowych. Właściwą prędkość obrotową wrzeciona

wiertarki określa się na podstawie prędkości skrawania, która powinna być dostosowana do

rodzaju obrabianego materiału i średnicy wiertła (tablice ułatwiające dobór prędkości

skrawania w zaleŜności od rodzaju wierconego materiału są zawarte w poradnikach

technicznych).

Narzędziem do wiercenia otworu jest wiertło. Wiertło kręte (rys. 71) składa się z części

roboczej, szyjki i chwytu. Część robocza składa się z części skrawającej i części prowadzącej.

Chwyt moŜe być stoŜkowy z płetwą (w wiertłach o średnicy powyŜej 10 mm) oraz walcowy

z płetwą lub bez niej (w wiertłach o średnicy poniŜej 10 mm). Część robocza wiertła ma nacięte

na obwodzie przeciwległe rowki śrubowe do odprowadzania wiórów z wierconego otworu.

Dwie łysinki w kształcie wąskich pasków, połoŜone wzdłuŜ rowków, słuŜą do prawidłowego

prowadzenia wiertła w otworze. Część skrawającą stanowią dwie proste krawędzie tnące

jednakowej długości, które łączą się ze sobą poprzeczną krawędzią tnącą, zwaną ścinem. Ścin

jest wierzchołkiem wiertła, a krawędzie tnące tworzą kąt wierzchołkowy, którego wartość

zaleŜy od rodzaju wierconego materiału. Im twardszy jest materiał obrabiany, tym mniejszy

powinien być kąt wierzchołkowy. Do stali stosuje się wiertła o kącie wierzchołkowym

wynoszącym 118°, do mosiądzu i stopów aluminium 130–140°, do miedzi 125°, do tworzyw

sztucznych 85–90° i do gumy twardej 50°. Wiertła wykonuje się ze stali szybkotnącej, a takŜe

z płytkami z węglików spiekanych.


71

Rys. 71. Wiertło kręte: a) budowa wiertła krętego, b) chwyt walcowy wiertła, c) chwyt walcowy

z płetwą; 1 – pomocnicza powierzchnia przyłoŜenia (łysinka), 2 – główna krawędź skrawająca, 3

– krawędź poprzeczna (ścin), 4 – powierzchnia przyłoŜenia [4, s. 67]

Wymiary wierteł są znormalizowane i ich dobór zaleŜy od rodzaju i wielkości

wykonywanych otworów.

Przedmioty cięŜkie i duŜe nie wymagają mocowania podczas wiercenia. Podczas

wiercenia otworów o małej średnicy wystarczy przytrzymać przedmiot ręką za pośrednictwem

imadła ręcznego. Przedmioty o niewielkich wymiarach naleŜy mocować w imadle

maszynowym, a do wiercenia otworów pod róŜnymi kątami stosuje się imadło maszynowe

uniwersalne przychylne i obrotowe. Do wiercenia otworów w wałku prostopadle do jego osi

stosuje się podstawę pryzmową. Przedmioty duŜe i o nieregularnych kształtach mocuje się na

stole wiertarki za pomocą podkładek i docisków. Przykłady mocowania przedmiotów, w

których wiercone są otwory ilustruje rysunek 72.

Rys. 72. Przykłady mocowania przedmiotów [4, s. 71]

Przed przystąpieniem do wiercenia naleŜy najpierw wytrasować osie otworu i

napunktować punktakiem połoŜenie jego środka. Podczas wiercenia głębokich otworów naleŜy

wiertło co pewien czas wyjmować z otworów w celu oczyszczenia otworu i rowków wiertła z

wiórów. Po przewierceniu otworu naleŜy najpierw wysunąć wiertło z otworu, a dopiero potem

wyłączyć napęd wrzeciona wiertarki, gdyŜ zatrzymanie obrotów wiertła w otworze moŜe

spowodować złamanie wiertła.


72

Pogłębianie otworów wykonuje się za pomocą narzędzi zwanych pogłębiaczami.

RozróŜnia się pogłębiacze stoŜkowe i czołowe (rys. 74). Pogłębiacze czołowe mają czop

prowadzący o średnicy równej średnicy otworu w celu utrzymania współosiowości. Chwyty

pogłębiaczy są takie same jak wierteł. Podczas pogłębiania naleŜy zwrócić szczególną uwagę

na wykonanie właściwej głębokości wgłębienia, tak Ŝeby łeb śruby nie wystawał lub nie był

połoŜony zbyt nisko.

Rys. 74. Poglębiacze: a) czołowy z chwytem stoŜkowym, b) czołowy z chwytem walcowym [13]

Rozwiertaki (rys. 75) są narzędziami skrawającymi, które mają zastosowanie do

rozwiercania otworów wykonanych na wiertarkach lub tokarkach w celu poprawy dokładności

wymiarowej jak i dokładności kształtu walcowości i kołowości. Rozwiertaki dzielimy na:

zdzieraki i wykańczaki oraz rozwiertaki ręczne mające chwyt walcowy z łbem kwadratowym i

rozwiertaki maszynowe z chwytem stoŜkowym lub walcowym. Rozwiertaki są narzędziami

wieloostrzowymi z zębami prostymi lub śrubowymi na części roboczej. Podziałka zębów jest

nierównomierna, co zapewnia większą dokładność obrabianego otworu. Rozwiertaki z zębami

śrubowymi lewoskrętnymi stosuje się do rozwiercania otworów z rowkami. W zaleŜności od

kształtu otworu rozróŜnia się rozwiertaki walcowe i stoŜkowe.

a) c)

b)

Rys. 75. Rozwiertaki maszynowe do otworów walcowych: a) z ostrzami prostymi z chwytem stoŜkowym

NRTb, b) z ostrzami śrubowymi z chwytem stoŜkowym NRTb, c) nasadzany z ostrzami

prostymi NRNa [13]

pilot

cz ęść chwytowa

cz ęść robocza

c z ęść robocza pilot

pilot

a)

b)


73

W celu uzyskania dokładnego otworu najpierw naleŜy otwór ten wywiercić wiertłem o

mniejszej średnicy, następnie rozwiercić zgrubnie i wykańczająco. Odpowiednią średnicę

wiertła i rozwiertaka zdzieraka dobiera się wg tabel zamieszczonych w poradnikach.

Przystępując do rozwiercania, przedmiot naleŜy zamocować w imadle i ostroŜnie

wprowadzać rozwiertak do wywierconego otworu, sprawdzając prostopadłość (rys. 76).

Następnie na kwadratowy koniec chwytu naleŜy załoŜyć pokrętkę i obracać rozwiertak

równomiernie w prawo, wywierając lekki nacisk do dołu. Nie naleŜy nigdy obracać rozwiertaka

w stronę przeciwną, a jedynie przy zakleszczeniu w otworze lekko cofnąć w lewo i dalej

pokręcać w prawo. Otwory stoŜkowe o duŜej zbieŜności obrabia się kolejno trzema

rozwiertakami: wstępnym, zdzierakiem i wykańczakiem. Stosowane są równieŜ rozwiertaki

nastawne, w których moŜna regulować średnicę w niewielkim zakresie. W czasie rozwiercania

naleŜy rozwiertak smarować cieczą chłodzącą.

Rys. 76. Rozwiercanie otworów walcowych: a) sprawdzenie prostopadłości, b) rozwiercanie, c) proces

rozwiercania [1, s. 76]

Nacinanie gwintu, czyli gwintowanie polega na wykonaniu na powierzchni wałka lub

otworu wgłębień wzdłuŜ linii śrubowej. W czasie nacinania gwintu ostrze narzędzia wykonuje

w stosunku do obrabianej części ruch po linii śrubowej, tworząc rowek o odpowiednim zarysie

gwintu. Gwint moŜna nacinać na powierzchni walcowej zewnętrznej (śruba) lub na

powierzchni walcowej wewnętrznej (nakrętka).

W zaleŜności od kształtu zarysu gwintu w płaszczyźnie przechodzącej przez jego oś

rozróŜnia się gwinty: trójkątne, prostokątne, trapezowe (symetryczne i niesymetryczne) i

okrągłe.

Do połączeń nieruchomych, czyli jako gwinty złączne, stosuje się wyłącznie gwinty

trójkątne. Gwinty trapezowe i prostokątne stosuje się w śrubach do przenoszenia ruchu, jak np.

śruba pociągowa w obrabiarkach. W przypadku gwintu o zarysie trójkątnym dla gwintów

metrycznych kąt wierzchołkowy gwintu wynosi 60°. Wymiary gwintów są znormalizowane i

określone w Polskich Normach. Gwinty metryczne są określane przez podanie symbolu gwintu

– M oraz wartości średnicy zewnętrznej, np. M20 – dla gwintów zwykłych, a w przypadku

gwintów drobnozwojnych podaje się podziałkę gwintu, np. M20 × 1,5.

Do nacinania gwintów zewnętrznych (śrub) słuŜą narzynki, a do wewnętrznych (nakrętek)

gwintowniki (rys. 77).


74

Rys. 77. Narzędzia do gwintowania ręcznego: a) narzynka, b) komplet gwintowników, c) oprawka do

gwintowników, d) oprawka do narzynek [11]

Gwintownik ma kształt śruby o stoŜkowym zakończeniu z rowkami wyciętymi na

powierzchni wzdłuŜ osi gwintownika (rys. 78). Rowki te tworzą krawędzie tnące i słuŜą do

odprowadzania wiórów. Gwintownik ręczny składa się z części roboczej i części chwytowej.

Rys. 78. Budowa gwintownika: 1 – część robocza, 2 – część skrawająca, 3 – część wygładzająca, 4

– uchwyt, 5 – łeb kwadratowy, 6 – rowek wiórowy, 7 – krawędź tnąca, 8 –

powierzchnia natarcia, 9 – powierzchnia przyłoŜenia, α – kąt przyłoŜenia, β – kąt

ostrza, γ – kat natarcia, δ – kat skrawania [4, s. 82]

Gwintowniki uŜywane są w kompletach. Komplet gwintowników dla danej wartości

gwintu składa się z trzech sztuk: gwintownika wstępnego, zdzieraka, wykańczaka.

Ze względu na sposób kształtowania zarysu gwintu wstępnie wykonuje się otwór. Średnicę

wiertła do otworu pod gwint dobiera się wg tablic w zaleŜności od rodzaju gwintu, jego

średnicy i rodzaju materiału (tabela 7). Dobór właściwej średnicy wiertła ma bardzo duŜe

znaczenie, poniewaŜ przy zbyt duŜej średnicy otrzymuje się gwint niepełny, a przy za małej

łamie się gwintownik lub zrywa nitka gwintu. Podczas wiercenia otworów pod gwinty


75

nieprzelotowe naleŜy przestrzegać zasady, Ŝe otwór musi mieć większą głębokość niŜ

wymagana głębokość gwintu.

Tabela 7. Średnice wierteł do otworów pod gwinty

Podczas wykonywania gwintu naleŜy zwracać uwagę, by przez cały czas gwintowania oś

gwintownika była prostopadła do powierzchni materiału gwintowanego. W początkowej fazie

naleŜy to sprawdzić przy pomocy kątownika. PoniewaŜ podczas gwintowania ostrza

gwintownika zbierają nadmiar materiału tworząc wiór, naleŜy po kaŜdym pełnym obrocie

pokrętką w prawo wykonać pół obrotu w lewo (rys. 79). W tym przypadku wiór jest odcięty od

materiału i wypada. Dzięki takiemu działaniu powierzchnia zarysu gwintu jest gładka.

Gwintowanie rozpoczyna się od gwintownika zdzieraka, który wprowadzamy w otwór, lekko

wywierając nacisk osiowy aŜ do momentu, kiedy powstanie bruzda i gwintownik samodzielnie

będzie się zagłębiał w otwór. Te same czynności naleŜy powtarzać z kaŜdym następnym

gwintownikiem.

Rys. 79. Technika gwintowania [4, s. 84]

Do wykonywania gwintów na powierzchni zewnętrznej uŜywamy narzędzia nazywanego

narzynką. Narzynki są to stalowe hartowane pierścienie, wewnątrz nagwintowane, z

wywierconymi otworami tworzącymi krawędzie tnące i jednocześnie słuŜącymi do

odprowadzania wiórów (rys. 80).


76

Rys. 80. Narzynki okrągłe: a) pełna, b) przecięta, c) przekrój narzynki [4, s. 81]

Technika wykonywania gwintów zewnętrznych jest analogiczna jak przy wykonywaniu

gwintów wewnętrznych. Przed rozpoczęciem nacinania gwintu naleŜy szczególną uwagę

zwrócić na prostopadle połoŜenie narzynki względem osi sworznia. Po załoŜeniu narzynki na

koniec sworznia naleŜy rozpocząć obrót w prawo, wywierając niewielki nacisk osiowy w dół

aŜ do momentu, gdy zacznie powstawać bruzda i narzynka będzie prowadzona samoczynnie.

Po wykonaniu kaŜdego pełnego obrotu w prawo naleŜy cofnąć narzynkę o pół obrotu w lewo,

powtarzając tę czynność aŜ do nacięcia całego gwintu. Średnica elementu, na którym będzie

wykonywany gwint zewnętrzny powinna być mniejsza jak średnica gwintu (tabela 8).

Tabela 8. Wybrane średnice sworzni pod gwint

Gwint metryczny

Średnica sworznia

Średnica gwintu

w mm Skok

gwintu w mm

Najmniejsza Największa

M6 1,00 5,80 5,90

M8 1,25 7,80 7,90

M10 1,50 9,75 9,85

M12 1,75 11,76 11,88

M14 2,00 13,70 13,82

M16 2,00 15,70 15,82

M18 2,25 17,70 17,82

M20 2,25 19,72 19,86

Po wykonaniu gwintowania naleŜy sprawdzić prawidłowość wykonanych prac. Optycznie

oceniamy jakość powierzchni gwintu. Powinna ona być gładka a wierzchołek gwintu równy,

gwint na całej długości powinien posiadać cały zarys. Do sprawdzenia prawidłowości

wykonanego gwintu stosuje się sprawdziany i wzorniki (rys. 81).


77

a) b)

Rys. 81. Narzędzia do sprawdzania poprawności wykonania gwintu: a) sprawdzian do gwintów

zewnętrznych, b) sprawdzian do gwintów wewnętrznych [4, s. 87]



1. Jakie znasz rodzaje połączeń nierozłącznych?

2. Jakie znasz metody spawania?

3. Co nazywamy lutowaniem?

4. Jakie znasz rodzaje lutowania?

5. Jakie znasz metody pomiarów?

6. Jakie znasz rodzaje przyrządów suwmiarkowych?

7. Jakie znasz rodzaje przyrządów mikrometrycznych?

8. Na czym polega trasowanie?

9. W jaki sposób piłuje się duŜe powierzchnie płaskie?

10. W jaki sposób piłuje się powierzchnie kształtowe?

11. W jaki sposób nacinamy gwinty zewnętrzne?

12. W jaki sposób nacinamy gwinty wewnętrzne?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj połączenie lutowane lutem miękkim zgodnie z instrukcją wykonania ćwiczenia.





3) zapoznać się z techniką wykonywania połączeń lutowanych lutem miękkim,

4) dobrać narzędzia i materiały do lutowania,

5) sprawdzić stan techniczny narzędzi,

6) przygotować powierzchnię przedmiotów do lutowania,

7) wykonać połączenie lutowane,

8) uporządkować stanowisko pracy,

9) zagospodarować odpady,

10) zaprezentować wykonane ćwiczenie, 11) dokonać oceny ćwiczenia.


78


– instrukcja do wykonania ćwiczenia zawierająca dokumentację zadania,

– stanowisko lutownicze,

– lutownice,

– lut,

– topniki lutownicze,

– odsysacz cyny, – pisaki, – kartki papieru.

Ćwiczenie 2

Wykonaj pomiary otworów części mechanicznych za pomocą suwmiarki, mikrometru

wewnętrznego oraz średnicówki mikrometrycznej.



1) zapoznać się z treścią zadania (tekst przewodni do wykonania ćwiczenia), 2)

zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

3) zapoznać się z zasadami pomiarów suwmiarką, mikrometrem i średnicówką, 4)

dobrać przyrządy pomiarowe,

5) dokonać pomiaru za pomocą suwmiarki,

6) dokonać pomiaru za pomocą mikrometru wewnętrznego, 7)

dokonać pomiaru za pomocą średnicówki,

8) uporządkować stanowisko pracy, 9)

zaprezentować wykonane ćwiczenie, 10)

dokonać oceny ćwiczenia.



– stół pomiarowy,

– części maszyn,

– suwmiarki o róŜnym zakresie pomiarowym,

– mikrometry wewnętrzne o róŜnym zakresie pomiarowym,

– średnicówki o róŜnym zakresie pomiarowym,

– czyściwo, – pisaki, – kartki papieru.

Ćwiczenie 3

Wykonaj piłowanie powierzchni kształtowej zgodnie z dokumentacją.






79

3) zapoznać się z technika piłowania powierzchni kształtowych,

4) dobrać narzędzie do piłowania,

5) sprawdzić stan techniczny narzędzia,

6) wytrasować kształt przedmiotu obrabianego,

7) wykonać piłowanie powierzchni,





– instrukcja do wykonania ćwiczenia zawierająca dokumentację zadania, – pilniki

róŜnego typu,

– przyrządy traserskie,

– liniał krawędziowy,

– suwmiarka,

– kątownik, – pisaki, – kartki papieru.

Ćwiczenie 4

Wykonaj ręcznie gwint wewnętrzny M10 zgodnie z dokumentacją.





3) zapoznać się z techniką nacinania gwintów wewnętrznych,

4) dobrać z tabeli średnicę otworu pod gwint,

5) dobrać narzędzie do gwintowania,

6) dobrać narzędzie do wiercenia otworu pod gwint,

7) sprawdzić stan techniczny narzędzi,

8) wykonać wiercenie otworu pod gwint,

9) wykonać gwintowanie otworu,






– imadło ślusarskie,

– wiertarka stołowa,

– uchwyt wiertarski,

– wiertła,

– gwintowniki,


80

– oprawki do gwintowników,

– środek smarny,

– wzornik do gwintu,

– sprawdzian do gwintów wewnętrznych,

– suwmiarka, – pisaki, – kartki papieru.


Czy potrafisz:

Tak Nie

1) rozpoznać rodzaje połączeń?

2) wykonać pomiary za pomocą suwmiarki?

3) wykonać pomiary za pomocą mikrometrów?

4) wykonać pomiary za pomocą średnicówek mikrometrycznych?

5) wykonać trasowanie na płaszczyźnie?

6) wykonać piłowanie płaszczyzn i powierzchni kształtowych?

7) wykonać nacinanie gwintu wewnętrznego?

8) wykonać nacinanie gwintu zewnętrznego?


81

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj dokładnie instrukcję.

2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

3. Odpowiedzi udzielaj wyłącznie na karcie odpowiedzi.

4. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

5. Test zawiera 20 zadań.

6. Do kaŜdego zadania podane są cztery odpowiedzi, z których tylko jedna jest prawidłowa.

7. Zaznacz prawidłową według Ciebie odpowiedź wstawiając literę X w odpowiednim

miejscu na karcie odpowiedzi.

8. W przypadku pomyłki zaznacz błędną odpowiedź kółkiem, a następnie literą X zaznacz

odpowiedź prawidłową.

9. Za kaŜde poprawne rozwiązanie zadania otrzymujesz jeden punkt.

10. Za udzielenie błędnej odpowiedzi, jej brak lub zakreślenie więcej niŜ jednej odpowiedzi –

otrzymujesz zero punktów.

11. UwaŜnie czytaj treść zadań i proponowane warianty odpowiedzi.

12. Nie odpowiadaj bez zastanowienia; jeśli któreś z zadań sprawi Ci trudność – przejdź do

następnego. Do zadań, na które nie udzieliłeś odpowiedzi moŜesz wrócić później.

13. Pamiętaj, Ŝe odpowiedzi masz udzielać samodzielnie.

14. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia !


82

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Format rysunkowy A4 posiada wymiary

a) 210 × 297mm.

b) 180 × 277 mm.

c) 420 × 330 mm.

d) 210 × 277 mm.

2. Stopy metali to

a) pierwiastki metaliczne.

b) substancje metaliczne otrzymywane przez stopienie dwu lub więcej metali.

c) półwyroby lub wyroby gotowe otrzymywane metodami metalurgii.

d) wyroby gotowe otrzymywane metodami odlewiniczymi.

3. Rysunek techniczny jest to

a) informacja podana na nośniku informacji, przedstawiona graficznie zgodnie z

przyjętymi zasadami i w podziałce.

b) rysunek wykonany na ogół odręcznie i niekoniecznie w podziałce.

c) rysunek, w którym zastosowano symbole graficzne w celu pokazania funkcji części

składowych układu i ich współzaleŜność.

d) schemat elektryczny.

4. Do rysowania kreskowania przekrojów na rysunku technicznym stosuje się linię a) grubą

ciągłą.

b) cienką kreskową.

c) cienką ciągłą.

d) grubą kreskową.

5. Dobrym przewodnikiem prądu jest

a) chrom.

b) Ŝelazo.

c) miedź.

d) tworzywo sztuczne.

6. Główne zastosowanie dielektryków to

a) izolowanie obwodów elektrycznych.

b) wytwarzanie magnesów trwałych.

c) produkcja elementów i układów elektronicznych.

d) ochrona przed korozją.

7. Widoki są to

a) rzuty odwzorowujące przedmioty widziane z zewnątrz.

b) rysunki odzwierciedlające wewnętrzną budowę przedmiotu.


83

c) rzuty przedmiotu na trzy rzutnie.

d) powiększenia szczegółów rysunku narysowane w podziałce.

8. Rysunek przedstawia

a) półprzekrój,

b) przekrój cząstkowy.

c) przekrój złoŜony.

d) półwidok.

9. Podziałka noniusza na rysunku wskazuje wymiar

a) 81,1 mm.

b) 81,0 mm.

c) 80,1 mm.

d) 80,00 mm.

10. PołoŜenie bębna w czasie pomiaru mikrometrem wskazuje wymiar

a) 18,23 mm.

b) 18,77 mm.

c) 18,73 mm.

d) 18,74 mm.

11. Zasada pomijania wymiarów oczywistych polega na

a) grupowaniu wymiarów dotyczących tego samego szczegółu konstrukcyjnego

przedmiotu.

b) nie podawaniu tego samego wymiaru przedmiotu więcej niŜ jeden raz, bez względu

na liczbę rzutów.

c) nie podawaniu wymiarów takich jak kąt 0° lub 90° oraz podziałki elementów

równomiernie rozmieszczonych na okręgu.

d) pomijaniu jednego z wymiarów przyjętego jako wypadkowy w łańcuchu

wymiarowym.

12. Do piłowania zgrubnego powierzchni płaskich uŜywany jest pilnik

a) równiak.

b) zdzierak.

c) jedwabnik.

d) gładzik.

13. Rysunek złoŜeniowy przedstawia

a) złoŜenie poszczególnych części mechanizmu, maszyny lub urządzenia oraz ich

wzajemne usytuowanie.

b) szczegółowo opracowany pod względem rysunkowym, wymiarowym oraz

technologicznym rysunek części lub zespołu.


84

c) oznaczenia stanu powierzchni, tolerancje kształtu i połoŜenia, pasowania itp.

d) szkic mechanizmu lub urządzenia elektrycznego.

14. Rysunek przedstawia operację

a) wiercenia.

b) rozwiercania.

c) pogłębiania.

d) gwintowania.

15. Symbol M20 × 1,5 oznacza gwint

a) metryczny zwykły.

b) metryczny lewozwojny.

c) metryczny drobnozwojny.

d) metryczny grubozwojny.

16. Lutowane jest technologią łączenia materiałów przez

a) wprowadzenie między łączone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu

(czynnika łączącego), zwanego spoiwem.

b) nagrzanie i stopienie elementów w miejscu łączenia.

c) nagrzanie elementów w miejscach łączenia i docisk.

d) roztopienie elementów łączonych i docisk.

17. Trasowanie jest czynnością polegająca na

a) przenoszeniu zarysów przedmiotu przedstawionego na rysunku wykonawczym na

półfabrykat w postaci blachy, odlewu, odkuwki za pomocą narzędzi traserskich.

b) przenoszeniu zarysów przedmiotu na rysunek wykonawczy.

c) wyznaczeniu osi symetrii przedmiotu za pomocą narzędzi traserskich.

d) malowaniu półfabrykatu farbą traserską.

18. Rysunek przedstawia połączenie

a) kołkowe.

b) sworzniowe.

c) gwintowe.

d) nitowe.

19. Do najczęściej spotykanych połączeń nierozłącznych naleŜą połączenia

a) spawane.

b) kołkowe.

c) spręŜyste.

d) wpustowe.


85

20. Rysunek przedstawia operację

a) wiercenia.

b) pogłębiania.

c) powiercania.

d) rozwiercania.

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..................................................................................................

Projektowanie i wykonywanie konstrukcji mechanicznych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedzi

Punkty

1 a b c d

2 a b c d

3 a b c d

4 a b c d

5 a b c d

6 a b c d

7 a b c d

8 a b c d

9 a b c d

10 a b c d

11 a b c d

12 a b c d

13 a b c d

14 a b c d

15 a b c d

16 a b c d

17 a b c d

18 a b c d

19 a b c d

20 a b c d

Razem:

6. LITERATURA


86

1. Buksiński T., Szpecht A.: Rysunek techniczny. WSiP, Warszawa 1998

2. Brodowicz W., Grzegórski Z.: Technologia budowy maszyn. WSiP, Warszawa 2004

3. Dobrzański T.: Rysunek techniczny maszynowy. WNT, Warszawa 2005

4. Górecki A.: Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP, Warszawa

2005

5. Kozak B.: Części maszyn z elementami mechaniki technicznej WSiP, Warszawa 2000

6. Lewnadowski T.: Rysunek techniczny dla mechaników. WSiP, Warszawa 2003

7. Praca zbiorowa: Mały poradnik mechanika. WNT, Warszawa 1994

8. Potyński A.: Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych. WSiP, Warszawa 1999

9. Rutkowski A.: Części maszyn. WSiP, Warszawa 2005

10. Siuta W.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 1999

11. http://www.elektro – metal.pl

12. http://www.spawalnictwo.com.pl

13. http://www.vis.com.pl 14. http://www.zgrzewarki.pl 15. Polskie normy:

– PN – ISO 10209 – 1:1994 Dokumentacja techniczna wyrobu – Terminologia –

Terminy dotyczące rysunków technicznych: ogólne i rodzaje rysunków

– PN – EN ISO 5457:2002 Dokumentacja techniczna wyrobu – Wymiary i układ

arkuszy rysunkowych

– Normę PN – EN ISO 7200 Dokumentacja techniczna wyrobu – Pola danych w

tabliczkach rysunkowych i dokumentacyjnych

– PN – EN ISO 3098 – Dokumentacja techniczna wyrobu – Pismo – Część 0: Zasady

ogólne

– PN – EN ISO 5456–1:2002 Rysunek techniczny – Metody rzutowania – Część 1:

Postanowienia ogólne


Przedstawianie prostokątne


Przedstawianie aksonometryczne


Rzutowanie środkowe

– PN – EN ISO 129:1996 Rysunek techniczny – Wymiarowanie – Zasady ogólne

– Definicje – Metody wykonania i oznaczenia specjalne

Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

Business

Transcript of Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u