Техническое творчество в учебных заведениях

Отделка изделий из древесины не только улучшает внешний их вид, она предохраняет их от увлажнения, коробления и растрескивания. Материалы для отделки разделяются на основные и вспомогательные. К основным относятся лаки и масла, образующие на дереве прочную защитную пленку, а также красители. Вспомогательные материалы служат для подготовки древесины под отделку. К ним относятся растворители, разбавители, порозаполнители (воск, парафин) и шлифующие материалы. Для шлифования древесины применяют абразивные материалы: шкурку, пемзу и трепел (инфузорную землю). Шкурка — хлопчатобумажная ткань или бумага, покрытая молотым песком или толченым стеклом на клею. Наждак и корунд для шлифования древесины непригодны, так как оставляют в порах древесины темную пыль. Для получения гладкой поверхности дерево шлифуют сначала крупной шкуркой, затем — мелкой. Шлифовальный порошок и пасту используют для шлифования фигурных поверхностей. Пемза — пористый камень — применяется в кусках и порошке. Трепел — предварительно размолотый и отмоченный в воде — служит для тонкого шлифования древесины. Для растворения и удаления с поверхности древесины смолы используют бензол, бензин, спирт, скипидар, раствор соды. Масла и олифы после высыхания образуют на поверхности древесины пленку. Для отделки столярных изделий годятся олифы только натуральные и полунатуральные (оксоль, сульфооксоль). Лаки и политуры при высыхании тоже образуют на поверхности древесины прочную блестящую пленку. Сиккативы — жидкие вещества, ускоряющие высыхание лаков и красок в 4—6 раз. Их прибавляют к олифе и маслам в количестве 2,5—5%. Порозаполнители — вещества, применяемые для заполнения пор древесины столярных изделий; обычно это восковые и масляные мастики. Восковая мастика состоит из 20—60% пчелиного воска и 20—30% растворителя или из парафина и 50—60% растворителя (скипидара) и 10—15% канифоли. Остальное — мел молотый и сиккатив. Приготовление мастики: тонко настроганный воск (парафин) кладут в металлическую эмалированную посуду, погружают ее в бачок с водой и нагревают. Затем посуду с расплавленным воском снимают и осторожно подливают в расплав растворитель, непрерывно помешивая мастику деревянной или стеклянной палочкой до застывания. Остывшую мастику жесткой щетинной кистью наносят на отшлифованную поверхность древесины и втирают до полного затягивания пор и появления блеска. Шпаклевки применяются для выравнивания поверхности древесины перед окрашиванием. Густые используют для заполнения отдельных углублений, а жидкие для покрытия всей поверхности. Шпаклевку наносят шпателем — металлической лопаткой. Шпаклевка клеевая состоит из молотого мела и пигмента (65%), сухого столярного клея (3%), воды (30%) и олифы (2%). Масляные шпаклевки: мел молотый и пигмент (70%), лак подмазочный (30%) и немного сиккатива. Применяются для поверхностей, покрываемых масляной краской или лаком. После шпаклевки производится грунтовка поверхности изделия. Грунтовочные составы для дерева и металла различны: для металлических изделий применяется грунтовка № 138, состоящая из сухих пигментов и талька, разведенных на глифталевом лаке с добавлением растворителей и сиккатива; для дерева применяется грунтовка того же состава, но с добавлением 15% воды. Грунтовочные составы наносятся на поверхность распылителем или кистью. Замазки служат для заделки таких дефектов древесины, как впадины, крупные трещины, отщепы. Пастообразные замазки наносят на поверхность в холодном состоянии, и они, высыхая, затвердевают. Твердые замазки наносят в горячем жидком виде. Они затвердевают при охлаждении. Красители (пигменты) — это вещества, окрашивающие наружный слой древесины, но не закрывающие ее текстуры. Красители бывают растительные (органические) и искусственные (анилиновые). Порошки-пигменты (красители) — белила, охру, сурик, ультрамарин (синьку) и др.— смешивают с маслом, лаком, клеем. Такая смесь называется краской. Масляные краски продаются в виде пасты, которую нужно разводить на олифе. Эмалевые краски продаются готовыми к употреблению. Лаки и политуры применяют для отделки поверхности древесины с сохранением ее текстуры. В зависимости от растворителя лаки разделяются на спиртовые, масляные и нитролаки. Нитролаки водоустойчивы, а спиртовые лаки и политуры не выдерживают даже протирки влажной тряпкой. Эти свойства лаков необходимо учитывать при их выборе. Тем из юных техников, кто еще не имеет достаточного опыта в отделке древесины, можно рекомендовать перед тем, как бра
ться за отделку готового изделия, предварительно полностью обработать образец — кусочек материала, из которого изготовлено изделие; посмотреть, что получится. Если потребуется, опыт следует повторить еще и еще раз и так до тех пор, пока не получишь то, к чему стремишься.

Фрезерование широко применяется при механической обработке пластмасс и особенно при изготовлении деталей из листового материала. Фрезерование производят цилиндрическими фрезами со спиральными зубьями, а также торцовыми и пазовыми фрезами с наклонными зубьями (рис. 35). Фрезерование слоистых пластиков следует производить в направлении подачи. В этом случае усилия резания будут прижимать заготовку к столу и резание будет происходить более спокойно. При фрезеровании текстолитов и стеклотекстолитов требуется: 1. Прочно крепить материал на подкладной плите, изготовленной из однородной древесины, либо из текстолита. 2. При обработке фальца материал нужно плотно прижимать к опорной поверхности возможно ближе к месту обработки. 3. Охлаждать зону резания только сжатым воздухом. 4. Отсасывать пыль. В школах и детских внешкольных учреждениях сжатого воздуха не бывает, поэтому фрезеровать эти пластики там не следует, а если уж возникает острая необходимость, то нужно просить помощи взрослых и работать можно только в очках (вроде тех, которые надевают мотоциклисты), надежно защищающих глаза от пыли, а рот и нос следует закрыть повязками из нескольких слоев марли, как это делают врачи во время гриппа. Винипласт хорошо фрезеруется на обычных металлорежущих станках фрезами, предназначенными для металла. При фрезеровании пол иметилметакрилата следует применять цилиндрические фрезы с мелким спиральным зубом. Зубья и канавки фрезы следует полировать, чтобы уменьшить трение и возникающие от трения внутренние напряжения в материале. Фрезы должны вращаться против движения подачи. При неправильном выборе инструмента и режимов резания в материале возникают внутренние напряжения, и он мутнеет. Чтобы в углах выборки материала не образовались трещины, следует пользоваться фрезами, имеющими угловую кромку с радиусом закругления 1,5 мм (рис. 36). Пенопласты фрезеруют цилиндрическими фрезами с мелким спиральным зубом. Для фрезерования полиамидов следует применять фрезы, предназначенные для обработки цветных металлов, смазывая их маслом.

Склеивание

Склеивание материалов имеет ряд преимуществ перед другими видами соединения. Склеивание заменяет пайку, сварку и клепку, обеспечивая достаточную прочность шва. Клеями называются вязкие вещества, способные при определенных условиях скреплять между собой поверхности различных деталей. Клей обладает связывающими свойствами, которые основаны на его способности смачивать склеиваемый материал и прочно соединяться с ним. Жидкий раствор клея, нанесенный на склеиваемые поверхности, при высушивании или в результате химических реакций густеет и превращается в твердую пленку — клеевой шов. По своему происхождению клеи разделяются на органические (животные и растительные) и синтетические (искусственные.) По применению клеи разделяются на универсальные, которыми можно склеивать между собой самые различные материалы, и специальные, предназначенные для определенных материалов. Применение клеев непрерывно расширяется. Склеивают теперь не только отдельные мелкие детали, но и целые конструкции. Соединением деталей при помощи клея обеспечивается: 1) высокая прочность и герметичность швов; 2) возможность соединения между собой самых разнородных материалов (металл — резина, металл — пластмассы и т. п.); 3) ликвидация технологических операций, ослабляющих скрепляемые детали и элементы конструкций (пробивка и сверление отверстий под заклепки, винты и т. п.); 4) большая равномерность распределения напряжений в клеевых конструкциях по сравнению с конструкциями клепаными, болтовыми, сварными; 5) получение соединений, гладких по наружной и внутренней поверхностям; 6) возможность изготовления конструкций из элементов любой толщины и формы, включая тонкие пленки, пластины, листы, трубы и др. (рис. 44). Выбор клея зависит от конструкции и назначения изделия, а также от условий, в которых оно работает. При склеивании деталей особое внимание нужно уделять тщательной подготовке склеиваемых поверхностей и строгому соблюдению режима склеивания. Чтобы соединение было прочным, нужно правильно подготовить склеиваемые поверхности: 1. Придать им шероховатость (шкуркой, на- пильником). 2. Удалить со склеиваемых поверхностей пыль и жировые пятна (органическими растворителями). 3. Смазать склеиваемые поверхности клеем. При применении некоторых марок клея склеенные детали необходимо выдерживать при определенной температуре. Для нагрева склеиваемых деталей можно использовать электрические лампы (как это делают строители при сушке стен и потолков), электрические тепловые отражатели (бытовые), утюги, медицинские термостаты, имеющиеся в школах нагревательные электропечи. Органические клеи. Промышленность выпускает два вида органических клеев: казеиновый и столярный. Казеиновый клей в основе своей состоит из молочного белка — казеина, который получают из отходов переработки молока. Продается он в виде белого порошка. Боится сырости. Хорошо клеит сухое дерево, бумагу. Для получения клея казеиновый порошок растворяют в воде при комнатной температуре. Посуду для приготовления клея следует брать чистую, отсыпать в нее одну весовую часть порошка, залить его двумя частями воды и перемешивать до полного растворения. После приготовления клей годен 4—5 часов. При склеивании готовым клеем смазывают обе тщательно подогнанные поверхности деталей, дают выдержку на воздухе 4—5 минут, затем плотно прижимают обе детали друг к другу и оставляют под прессом (или каким-нибудь тяжелым предметом) не менее чем на 24 часа до полного отверждения клея. Соединение, полученное на казеиновом клее, боится сырости, поэтому склеенную деталь следует оберегать от влаги. Столярный клей, широко используемый в производстве шкафов, табуретов, стульев и прочей мебели, выпускается двух видов: костный и мездровый. Костный клей вываривают из костей, хрящей и рогов скота, забиваемого на скотобойнях для выработки мяса. Мездровый клей готовят из мездры — отходов боен и кожевенных заводов, то есть из обрезков кожи, хрящей, подкожной ткани животных. Мездровый клей прочнее и долговечнее костного. Оба клея поступают в продажу либо в виде клеевого студня (галерты), либо в виде сухих прозрачных и полупрозрачных плиток светло-желтого и темно-коричневого цвета. Один клей от другого можно легко отличить при сжигании: пепел мездрового клея — это белый порошок, пепел костного — спекшийся шлак. Самый качественный клей — в плитках; он должен быть твердым, сухим, хрупким и прозрачным. Как и казеиновый, столярный клей применяется
для склеивания дерева, и также подвержен воздействию влаги. Столярный клей готовят («распускают») с помощью клеянки. Клеянку (рис. 45) можно изготовить из двух консервных банок, вставленных одна в другую. В большую, наружную банку заливают воду, а во внутреннюю — засыпают разбитый на мелкие кусочки клей. Затем к клею добавляют воды (на одну часть клея — две весовых части воды). В таком виде клей оставляют «размокать» на 12—15 часов, потом клеянку ставят на огонь и расплавляют в ней клей. Но до кипения клей доводить нельзя. Готовность клея проверяют по его вязкости: слишком жидкий клей стекает с палочки отдельными каплями, густой — тянется сгустками, а нормальный — сплошной Рис. 45. Клеянки а) — банка с клеем; б) — сосуд для воды; в) — кран; г) — электроплитка. струйкой. Клей нормальной густоты применяют при склеивании деталей и подклейке фанеры с помощью пресса, жидкий клей — для предварительной промазки торцов деталей перед склеиванием или перед окрашиванием их полупрозрачными красителями. Густой клей — при склеивании мелких деталей без применения зажимов. Синтетические клеи. По своей клеящей способности все синтетические клеи делятся на две большие группы: клеи универсальные и клеи специального назначения. Промышленность выпускает эти клеи в жидком, порошкообразном и твердом (пленки) виде. Жидкие клеи — это обычно раствор клеящего вещества в каком-либо растворителе (чаще всего — летучем), или же смесь жидких компонентов без растворителя. Прочность клеевого соединения в значительной мере зависит от вязкости клея. Поэтому перед склеиванием ответственных деталей вязкость клея необходимо проверить при помощи вискозиметра — прибора, который несложно изготовить самим (рис. 46). Делают это так: в стакан / — при закрытом иглой 2 калиброванном штуцере 3 (штуцер здесь — пробка с отверстием) заливают до определенного уровня испытуемый клей. Затем иглу выдергивают и при помощи секундомера засекают время вытекания некоторого количества клея. Если вязкость клея не соответствует указанным в паспорте техническим условиям (клей стал более густым), то ее доводят до нормы, добавляя в клей растворитель. Проверить вязкость можно и без прибора: взять чистое стекло, поставить его под углом к столу и с небольшой высоты вылить на стекло некоторое количество клея (например, чайную ложку). Жидкий клей оставит на стекле более длинный след, чем клей густой. Если один раз определить таким образом длину следа свежего клея, вязкость которого заведомо соответствует техническим условиям, то в дальнейшем, производя испытания в сходном режиме (при неизменном угле установки стекла, том же объеме и температуре клея, той же высоте, с которой его сливают на стекло), вполне можно контролировать вязкость клея без вискозиметра. Важным условием получения надежного клеевого соединения является правильный подбор давления, которое прилагается к склеиваемым деталям. Это давление должно быть равномерным, одинаковым по всей поверхности склеивания, достаточным для полного и плотного контакта деталей, но не чрезмерным, чтобы не выдавливалась из шва часть клея, потому что это снизит прочность соединения. Склеиваемые детали следует выдерживать под давлением некоторое время при определенной температуре. Это время и температура указываются в инструкции по применению клея. Отступление от требований инструкции приведет к ослаблению соединения. Для термореактивных клеев важной характеристикой является их жизнеспособность, то есть время, в течение которого клей сохраняет вязкость, необходимую для получения соединений заданной прочности. Кроме того, прочность соединения зависит еще и от водостойкости его и теплостойкости. Синтетическими клеями можно соединять разнородные материалы: металл и древесину, металл и керамику, металл и стекло, пластмассы с металлами и т. д. Прочность клеевого шва выше при склейке мягких металлов друг с другом, нежели твердых. В любом случае для получения достаточно прочного шва необходимо наносить на детали пленку клея минимальной толщины, так как из-за различной величины коэффициента расширения клея и металла при нагреве в толще клеевого шва могут образоваться трещинки, снижающие его прочность. Все синтетические клеи горючи и токсичны (ядовиты), поэтому работать с ними нужно только под наблюдением старших. В помещении должна быть хорошая вентиляция, а если клеить приходится много, то работу лучше вести в вытяжном шкафу. С
интетические клеи достаточно подробно описаны в литературе, поэтому мы ограничимся здесь перечислением лишь некоторых, наиболее употребительных в машиностроении клеев. Клеи БФ-2 и БФ-4 применяются для склеивания металлов, стекла, пластмасс, древесных, керамических и других материалов как между собой, так и в различных их сочетаниях, а также в качестве подслоя на металле при склеивании его с неметаллическими материалами клеем ВИАМ Б-3. Клей БФ-6 склеивает металлы, ткани, войлок, резину между собою и в сочетании друг с другом. Клей 88Н хорош для склейки резины и пластмасс с металлами. Резорциновый клей пригоден в первую очередь для склеивания слоистых пластиков и древесных материалов. Клей карбинольный «работает» неплохо в несиловых соединениях металлов, пластмасс и керамики друг с другом. Клей ПВ-16 применяется для склеивания изделий из оргстекла. Перхлорвиниловый клей — для склеивания полихлорвиниловых пластикатов, линолеума, линолеумных плиток между собой и с металлами. Термопреновый клей — для склеивания резины с резиной и резины с металлами. Метиловый, уксусный, муравьиный, дихлорэтановый клеи — для склейки оргстекла. Клей ВК-3 — для склейки металлов, дюралюмина и пластмасс. Клей «Мёкол» (ГДР) склеивает бумагу, дерево, картон, керамику, металлы. Клей «Суперцемент» (Польша) идет под пластмассы, кожу, металл, дерево, керамику.

 

About Author

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Vestibulum at arcu. Integer et risus. Morbi id tellus. Integer felis. Mauris malesuada, turpis vitae facilisis euismod, dui arcu adipiscing sem, eu vulputate leo ante in lacus. Sed porta accumsan lectus. Aenean ac sem. In consequat tempus velit. Phasellus leo enim, adipiscing a, egestas nec, pretium ut, pede. Mauris sollicitudin diam et mauris. Sed quis enim vel augue egestas lobortis. Etiam tempus ipsum vel neque.

Управление