MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra technické a informační výchovy Návrh výrobků z kovových materiálů pro ZŠ Bakalářská práce Brno 2013 Autor práce: František Pitek Vedoucí práce: Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D.
Bibliografický záznam PITEK, František. Návrh výrobků z kovových materiálů pro ZŠ: bakalářská práce. Brno: Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra technické a informační výchovy, 2013. 67 stran. Vedoucí bakalářské práce Ing. Zdeněk Hodis, Ph.D. Anotace Bakalářská práce,,návrh výrobků z kovových materiálů pro ZŠ obsahuje teoretickou část zabývající se didaktikou a jednotlivými druhy ručního nářadí pro práci s kovem v domácích a školních dílnách. Tyto poznatky jsou využity v praktické části, kde je navrženo několik výrobků. U těchto výrobků je ve stručných bodech popsán jejich výrobní postup, který je doplněn fotodokumentací. Práce může sloužit jako studijní opora či publikace pro učitele ve výuce praktických činností na základní škole. Annotation The bachelor thesis,,product design of metallic materials for primary schools contains theoretical part dealing with didactics and individual types of hand tools for working with metal in home and school workshops. This knowlenge are described in brief points to their production proces, which is complemented by photodocumentation. This thesis can serve as a study support or publication fot teachers in the teaching of practical activities in primary school. Klíčové pojmy Didaktika technické výchovy, zásady technické dokumentace, ruční nářadí, zásady zacházení s ručním nářadím, bezpečnost práce, měření a orýsování, upínání, stříhání, sekání, řezání, ohýbání, pilování, vrtání, řezání závitů, spojování materiálu. Keywords Didactics in technical education, principles of technical documentation, hand tools, principles of handling with hand tools, safety, measuring and scribing, camping, cutting, chopping, cutting, bending, sawing, drilling, threading, jointing material. 2
Prohlášení Prohlašuji, že předložená bakalářská práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně. Veškerou literaturu a další zdroje, z nichž jsem čerpal, v práci řádně cituji a jsou uvedeny v seznamu použité literatury. V Brně dne Jméno autora a podpis 3
Obsah 1. Úvod... 5 2. Technické vzdělávání na ZŠ... 6 2.1. Technická výchova na základních školách v České republice... 6 2.2 Didaktika technické výchovy... 8 2.3 Kovy v praktických činnostech... 8 3. Práce s kovy... 9 3.1 Zásady tvorby technické dokumentace... 9 3.2 Měření a orýsování... 17 3.2.1 Měření... 17 3.2.2 Orýsování... 20 3.3 Upínání... 22 3.4 Tváření kovů... 23 3.4.1 Rovnání kovů... 23 3.4.2 Ohýbání kovů... 24 3.5 Dělení materiálu... 27 3.5.1 Stříhání... 28 3.5.2 Sekání... 31 3.5.3 Řezání... 35 3.6 Pilování... 38 3.7 Vrtání... 41 3.8 Řezání závitů... 44 3.9 Spojování součástí... 47 3.9.1 Šroubové spoje... 47 3.9.2 Nýtování... 49 3.9.3 Pájení... 52 4. Náměty výrobků... 55 4.1. Háček... 55 4.2. Miska... 58 4.3. Šroub... 61 5. Závěr... 66 6. Seznam použité literatury... 67 4
1. Úvod,,Technologií se v širším smyslu rozumí nauka o způsobech zpracování surovin, materiálů a polotovarů a o způsobech, postupech výroby výrobků. 1 Během vývoje člověk využíval přírodní materiál a nástroje, např. kameny, klacky, kosti, kůru, listí apod., a postupně přechází na materiály technické, např. kovy a jejich slitiny, plasty, kompozity, keramika, papír, sklo, syntetické látky apod. Současné technologie se zaměřují na zpracování železné rudy, ropy, kaučuku a na výrobu a zpracování oceli, železa, neželezných kovů, dřeva, plastů a skla.,,technika je základem pokroku, její vývoj je těsně spjat s vývojem společnosti. 2 Rozvoj techniky tkví zejména v rozvoji výroby, vědy a techniky, během kterého vznikly četné vynálezy, které přispívají k dalšímu rozvoji. Mezi přelomové vynálezce patří například Leonardo da Vinci, B. Pascal, J. Watt, A. Volta, M. Faraday, A.G. Bell, T. Edison, R. Diesel, z českých zejména František Křižík (oblouková lampa), Josef Ressel (lodní šroub), Erich Roučka (měřící přístroje), Jan Jánský (objevitel čtyř základních krevních skupin), Prokop Diviš (hromosvod), Mojmír Stránský (trojkolka Velorex, ruční řízení automobilu) a bratranci Veverkové (ruchadlo). Obsahem bakalářské práce je ruční zpracování kovů pro oblast druhého stupně základní školy. Součástí práce je didaktická část, část zabývající se postupy zpracováním kovů, bezpečností při práci a praktickou částí, kde jsou rozfázovány jednotlivé náměty výrobků včetně fotodokumentace. Součástí práce je také příloha obsahující několik výkresových dokumentů s náměty výrobků. Cílem této práce bylo vytvořit studijní oporu pro vyučující praktických činností, kteří by měli na základě této práce být schopni lépe pochopit teoretické poznatky prolínající se s praxí. Učitelé tak žáky povedou k lepšímu osvojení si technických znalostí, manuální dovedností a návyků nejen v oblasti ručního zpracování kovů, ale také v organizaci a časového rozvržení své práce, v udržování pořádku a bezpečnosti na pracovišti. Žáci by měli být schopni orientovat se v dané problematice nejen ve školní, ale také v domácí a pracovní dílně v průběhu života. 210-1820-8. 1 ŠKÁRA A KOLEKTIV, Ivan. Aplikace techniky. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1998, 90 s. ISBN 80-210-2641-3. 2 FRIEDMANN, Zdeněk. Didaktika technické výchovy. Brno: Masarykova univerzita, 2003, 92 s. ISBN 80-5
2. Technické vzdělávání na ZŠ 2.1. Technická výchova na základních školách v České republice,,pro tvorbu vzdělávacích programů má zásadní význam Standard základního vzdělávání, který schválilo MŠMT dne 22.8.1995. 3 Tento standard je závazný jak pro tvůrce kurikulárních dokumentů, jako jsou školní vzdělávací programy, učební plány, osnovy, učebnice, vzdělávací pomůcky apod., tak i pro ředitele a učitele základních školy, aby do všech učebních dokumentů zahrnuli stanovené cíle základního vzdělávání a jednotlivé okruhy kmenového učiva. Oblast pracovních činností a technologií pro II. Stupeň základní školy Obsahuje široké spektrum pracovních činností a technologií, které žákům poskytuje získání základních znalostí a dovedností v různých oblastech lidské činnosti, vede žáky k vytvoření životní a profesní orientaci. Specifické cíle Během vzdělávacího procesu by měl žák: 1) Získat základní pracovní dovednosti při ručním zpracování materiálu. 2) Získat poznatky o technologických výrobních postupech, materiálech a jejich vlastnostech. Měl by být schopen orientovat se v technických náčrtech a výkresech. 3) Uměl zvolit pro práci vhodné nástroje, nářadí a pomůcky. 4) Získat povědomost o zásadách bezpečnosti a ochrany zdraví při práci 5) Získat poznatky a dovednosti významné pro jeho další životní a profesní orientaci. Okruhy kmenového učiva Z okruhů kmenového učiva zasahující oblast zpracování materiálů patří zejména: 1) Práce s materiály práce se dřevem, plasty a kovy. Oblasti z vlastností materiálu a jejich užití v praxi, funkce a užití základních nástrojů, nářadí a pomůcek pro ruční opracování materiálu. 2) Technika - technika a lidské poznání, historický vývoj nástrojů, materiálů, procesů a techniky. 3) Grafická komunikace - technické náčrty a výkresy, zobrazení výrobku a způsoby grafické technické informace. 4) Údržba a technika oprav jednoduchých zařízení v domácnosti 5) Provoz domácnosti domácí práce, základní údržba a opravy, obsluha technických zařízení v domácnosti 210-2641-3. 3 FRIEDMANN, Zdeněk. Didaktika technické výchovy. Brno: Masarykova univerzita, 2003, 92 s. ISBN 80-6
RVP ZV Člověk a svět práce V současné době se vychází ze závazného vzdělávacího dokumentu s názvem Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání (RVP ZV). Program je koncipován tak, aby umožňoval realizaci očekávaných výstupů, cílového zaměření a naplnění klíčových kompetencí. Vzdělávací oblast zabývající se pracovními činnostmi a profesní orientací se v RVP ZV nazývá Člověk a svět práce.,,vzdělávací oblast připravuje žáky pro život v technicky vyspělé informační společnosti. Vzdělávání a příprava směřuje k tomu, aby žáci byli schopni orientace v dynamicky se vyvíjejícím světě práce. Důraz je přitom kladen na tvorbu a upevňování pozitivních postojů k rozmanitým pracovním činnostem, osvojování prakticky využitelných dovedností a rozvoj schopnosti jejich aplikace v běžných životních situacích. 4 Vzdělávací oblast RVP pro II. stupeň je rozdělena do osmi okruhů: 1) Práce s technickými materiály 2) Design a konstruování 3) Pěstitelské práce, chovatelství 4) Provoz a údržba domácnosti 5) Příprava pokrmů 6) Svět práce 7) Práce s laboratorní technikou 8) Využití digitálních technologií Z těchto osmi tematických okruhů je do vzdělávacího obsahu na 2. stupni povinný tematický okruh Svět práce a k němu si škola do svého školního vzdělávacího programu povinně vybírá z nabídky zbylých sedmi okruhů minimálně další dva. Vzdělávací obsah je závazný pro každého žáka a to bez ohledu na pohlaví. Cílem vzdělávací oblasti je, aby žáci získali nejen základní pracovní dovednosti související s prováděním, plánováním, organizováním a hodnocením pracovních činností, ale i s upevňováním návyků, zásad bezpečnosti a hygieny práce. Klade důraz na poznávání základních znaků charakterizujících lidskou práci, např. pracovní činnosti, produkty práce, prostředky či prostředí, jenž by se vždy mělo opírat o životní praxi a o reálné zkušenosti žáků. 4 BRANT, Jiří. Vzdělávací oblast Člověk a svět práce v rámci RVP ZV. In: [online]. 2004 [cit. 14.4.2013]. Dostupné z: http://clanky.rvp.cz/clanek/s/z/46/vzdelavaci-oblast-clovek-a-svet- PRACE-V-RAMCI-RVP-ZV.html/ 7
2.2 Didaktika technické výchovy Příprava učitele na vyučování spočívá v důkladném promyšlení a stanovení obsahu, organizaci hodiny, vyučovací metody a prostředky, časového plánu a požadovaných výsledků (cílů) žáků včetně jejích hodnocení. Při vybírání vhodného učiva musí učitel zohledňovat vybavení školních dílen a laboratoří, přidělených časových dotací, zájmu žáků a regionálních potřeb, díky čemuž tak dochází k odlišnosti mezi jednotlivými školami. Zejména začínající učitelé vypracovávají přípravu na vyučování. Základními pomůckami by měly být zejména učebnice, odborné časopisy a technická literatura. Na základě seznámení se s vzdělávacími programy, učebními osnovami, tematickým plánem, metodickými příručkami (pro začínající učitelé), obsahem učebnic a novinkami v oboru (je-li potřeba) si učitel stanovuje konkrétní obsah (základní pojmy, principy, vztahy, zákony, stanovit základní vědomosti, dovednosti a návyky), organizační formy (samostatná práce, exkurze), struktura (určení data, tématu a názvu učiva, vzdělávací a výchovné cíle, vyučovací metody, pomůcky, materiálová příprava, časové rozvržení hodiny), optimální metody (motivace), cíle (žák je schopen popsat, vysvětlit, řešit apod.) vyučování a hodnocení pracovních výsledků žáků. 2.3 Kovy v praktických činnostech V úvodní hodině praktických činností je důležité žáky obeznámit s bezpečností, správném oděvu a chování v dílně. V následujících hodinách je dobré žákům vysvětlit význam kovů, uvést rozdílné vlastností jednotlivých kovů, se kterými lze pracovat ve školní či domácí dílně např. ocel, měď, cín, olovo, hliník, mosaz. Pro názornost používáme vzorkovník se vzorky jednotlivých kovů. Následně zjednodušeně vysvětlíme postup výroby surového železa, popíšeme rozdílné vlastnosti oceli a litiny, vysvětlíme vlastnosti kovů - pevnost, tvrdost, pružnost, svařitelnost, odolnost proti korozi. Další vyučovací hodiny by měly začínat krátkým teoretickým úvodem doplněným základními pojmy a případnou praktickou demonstrací. Pro ruční zpracování kovů na základní škole je vhodné pro svoji jednoduchost a snadné zpracování zvolit drát a plech. Na uvedených polotovarech žáci mohou uplatnit základní pracovní postupy zpracování materiálu jako je měření, rýsování, dělení materiálu (stříhání, sekání, řezání), ohýbání, pilování, vrtání, řezání závitů, spojování součástí (šroubové, nýtované a pájené spoje) a řídit se jednoduchými výkresy (v měřítku 1:1). Studijními podklady pro přípravu na hodinu praktických činností na základní škole zabývající se zpracováním kovových materiálů se zabývám na následujících stránkách. 8
3. Práce s kovy 3.1 Zásady tvorby technické dokumentace Technický výkres je základním dorozumívacím prostředkem v technické praxi, bez kterého daný výrobek nelze přesně zrealizovat. Proto, aby byl všem srozumitelný, musí být vytvořen a řízen jasnými pravidly. Důležitým základem pro porozumění takovýchto dokumentů je základní znalost jednotlivých pravidel, technické myšlení a prostorová představivost. Tyto složky je nutné nejen rozvíjet, ale také umět aplikovat v praxi při čtení či rýsování náčrtů či výkresů.,,mezi základní znalosti vyučujícího praktických činností na základní škole patří zejména oblast technické normalizace, technického zobrazování, kótování, konstrukční dokumentace a konstrukce s využitím výpočetní techniky. 5 Výuka technického kreslení by měla začínat od řešení nejjednodušších problému a stupňovat se až po uplatnění v praktických cvičeních. Každé kapitole je nutno věnovat pozornost a nově nabyté znalosti je nutné si procvičovat nejen teoreticky, ale především prakticky. Technická normalizace Druhy norem 1) Státní normy (ČSN) platí na území státu ČR 2) Celoevropské normy (EN) platnost se vztahuje na území států EU 3) Mezinárodní normy (ISO) mají celosvětovou platnost Druhy technických výkresů a) Náčrt, neboli skica je obvykle kreslený tužkou od ruky, bez ohledu na měřítko. Bývá často prvním ztvárněním návrhu nového výrobku. b) Originál je nakreslený pomocí kreslících pomůcek při dodržování závazných pravidel (norem). V dnešní době se může zhotovit pomocí programů CAD. Originální výkres je archivován a slouží jako podklad pro vytváření kopií. c) Kopie je zhotovená vhodnými rozmnožovacími metodami originálu. Slouží jako výrobní podklad. Formáty výkresů Běžně užívaný je formát ISO-A, který má základní velikosti A4 z něhož se pomocí násobků 3,4,5 základní šířky (210 mm) vytvářejí prodloužené formáty typu A3, A2, A1 a A0. 85431-57-4. 5 KOČÍ, Jaroslav. Od historie technické tvorby ke konstruování. Praha: EKON Jihlava, 1994, 320 s. ISBN 80-9
U formátu A4 se popisové pole umisťuje dolů na kratší stranu, u prodloužených formátů do pravého dolního rohu kreslící plochy. Obr. 1. Rozměry výkresových formátů ISO-A Výkresový list musí splňovat následující náležitosti: 1) Kreslící plocha je vytyčena souvislou tlustou čarou a je umístěna tak, aby po jejím oříznutí vznikl takový formát, který má levý okraje o šířce 20 mm a pravý, horní a dolní 10 mm. 2) Popisové pole je nezbytnou součástí každého technického výkresu. Obsahuje zejména registrační či evidenční číslo výkresu, název výkresu, název či logo zákonného vlastníka výkresu a měřítko zobrazení (např. měřítko pro zvětšení je 2:1) Nad popisovým polem se může dále udávat seznam položek (kusovník), který obsahuje číslo položky, název a označení položky, polotovar a materiál u vyráběných součástí a hmotnost jednoho kusu příslušné položky. Obr. 2. Vzorové popisové pole s kusovníkem 3) Středící značky se zobrazují 15 mm tlustou čarou na každé straně kreslící plochy. 4) Souřadnicová síť slouží k usnadnění orientace a určení polohy objektů na výkrese. Pomyslně dělí kreslící plochu na pole, kde jsou písmena velké abecedy vedena shora dolů a číslice zleva doprava. 5) Oříznutý formát se zobrazuje souvislou tenkou čarou. Tato čára společně se značkami pro oříznutí určuje velikost formátu výkresového listu. 6) Značky pro oříznutí se kreslí ve všech rozích oříznutého formátu výkresu. 10
Obr. 3. Úprava výkresového listu Měřítka zobrazování Měřítko zobrazování udává poměr mezi délkovým rozměrem na výkrese a tím ve skutečnosti. Skutečná velikost 1:1. Toto zobrazení volíme vždy, pokud je to možné. Měřítko pro zvětšení 2:1, 5:1 apod. Toto měřítko volíme v případě, jedná-li se o malé objekty či tvarové podrobnosti. Měřítko zmenšení 1:2, 1:5 apod. Měřítko pro zmenšení používáme zobrazení rozměrných objektů. Druhy čar Každá čára na výkrese se charakterizuje určitými vlastnostmi. Čáry rozdělujeme podle tloušťky na tenké, tlusté a velmi tlusté čáry, které jsou ve vzájemném poměru 1:2:4. Souvislá tenká čára - zobrazení závitů - šrafování - kótovací a pomocné čáry - odkazové čáry - ohraničení tvarových podrobností Souvislá tlustá čára - viditelné hrany a obrysy - ukončení délky závitů - čáry šipek u řezů a průřezů - vymezení kreslící plochy 11
Souvislá velmi tlustá čára - označení lepeného nebo pájeného spoje Souvislá tenká čára od ruky nebo se zlomy - přerušení obrazu - ukončení částečně nakresleného obrazu Čárkovaná čára - zakryté (neviditelné) hrany a obrysy Čerchovaná tenká čára - osy souměrnosti - rozteče kružnice a přímky Technické zobrazování,, V technické praxi se velmi často setkáváme s potřebou zobrazení prostorových útvarů pomocí náčrtů nebo přesně kresleného výkresu. Již v dávných dobách se lidé snažili zobrazovat reálné věci pomocí různých zobrazovacích metod. 6 Velmi používanou metodou je dodnes plošné zobrazení 2D, kdy na těleso nahlížíme v určitém směru, vytváříme pomyslné promítací přímky a výsledný pohled promítneme na určitou průmětnu (rovinu). Metoda prostorového zobrazení (3D) je v současnosti spojena převážně s výpočetní technikou. Metoda evropského promítání (ISO-E) je způsob pravoúhlého promítání, při němž objekt leží mezi pozorovatelem a průmětnou. Hlavní pohled volíme ten, ze kterého můžeme získat co nejvíce informací. Ostatní pohledy nazýváme sdružené pohledy. Při volbě pohledů je vždy nutné zvážit jejich optimální počet pro plné zobrazení objektu. Obr. 4. promítací metodou ISO-E Sdružené obrazy zobrazené 251-1887-0. 6 KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. Brno: Computerpress, a.s., 2007, 252 s. ISBN 978-80- 12
Kótování Základní pojmy a pravidla kótování a) Kóta je číselný údaj určující požadovanou nebo skutečnou velikost rozměrů nebo polohu předmětu a jeho části, bez zřetele na měřítko, ve kterém je předmět kreslen. b) Délkové rozměry se kótují v milimetrech, avšak jejich značka se neuvádí. c) Úhly se kótují ve stupních, minutách a vteřinách, přičemž značky jednotek se připisují vždy. d) Každý prvek ve výkresu se zapisuje pouze jednou. e) Kóty se umisťují v tom pohledu či řezu, ve kterém je zřetelný popis kótovaného prvku. f) Kótovací čára je čára rovnoběžná s kótovaným rozměrem, je zakončena šipkami. g) Pomocné čáry jsou kolmé na kótovaný rozměr, vždy se prodlužují o 2 až 4 mm za kótovací čáru. h) Odkazová čára je obvykle lomená tak, aby zapsání kóty bylo rovnoběžné s dolním okrajem výkresu. i) Kótovací, pomocné a odkazové čáry se kreslí tenkými plnými čárami. Kótování oblouků Obr. 5. Provedení kót Kruhové oblouky se kótují poloměrem R (radius) s číselnou hodnotou společně s: Obr. 6. Kótování oblouků 13
Kótování poloměrů Kóta poloměru je složena z písmene R a číselné hodnoty. Kótovací čára je vedena nebo naznačena ze směru středu oblouku. Jestliže se střed oblouku nachází mimo kreslící plochu, kótovací čára se lomí (obr. c). Obr. 7. Kótování poloměrů Kótování průměrů Obr. 8. a d Kótování poloměru zaoblených hran, e Kótování velmi malých poloměrů Kóta průměru se skládá ze značky průměru ø a číselné hodnoty. Obr. 9. Kótování průměrů Obr. 10. Kótování malých průměrů 14
Kótování zkosených hran Zkosené hrany se kótují délkovým a úhlovým rozměrem. Hrany zkosené pod úhlem 45 se kótují součinem velikosti zkosení a úhlu 45, např. 2x45. Obr. 11. Kótování zkosených hran pod úhlem 45 Hrany zkosené pod jiným úhlem než je 45 se kótují délkovým a úhlovým rozměrem. U plochých součástí se zkosení mohou kótovat také dvěma délkovými rozměry (obr. c). Obr. 12. Kótování zkosených hran pod úhlem jiných než je 45 Kótování děr U průchozích i neprůchozích děr kótujeme jejich průměr a polohu osy vzhledem k jiné ose. U neprůchozích děr navíc kótujeme jejich hloubku. Obr. 13. Kótování neprůchozích děr Obr. 14. Kótování děr 15
a) Hloubka vrtané díry se kótuje bez kuželovitého ukončení, který svírá úhel asi 120. b) U součásti, kde je nebezpečí, že by hrot kužele vrtáku mohl součást provrtat, hloubka díry se kótuje až k vrcholu kuželovitého zakončení. c) U díry zakončené s jiným vrcholovým úhlem než je 120, se kótuje i vrcholový úhel tohoto kužele. Kótování sklonu Kótování sklonu provádíme třemi způsoby: a) Udáním všech tří rozměrů b) Dvěma rozměry a úhlem sklonu c) Udáním dvou rozměrů a značky sklonu, která se zapisuje písmenem S. Hodnota sklonu se vyjadřuje poměrem, procenty nebo úhlovými stupni. Obr. 15. Kótování sklonu Kótování kuželu Kótování kuželu provádíme: a) dvěma průměry a délkou b) jedním průměrem, délkou a polovičním vrcholovým úhlem c) dvěma průměry a polovičním vrcholovým úhlem d) dvěma průměry a vrcholovým úhlem Obr. 16. Kótování kuželů 16
3.2 Měření a orýsování Práce s kovem vyžaduje velikou přesnost, často v řádu jednotek desetin milimetru. Pro dosažení takové přesnosti musejí odpovídat i vlastnosti použitých pomůcek používaných k měření nebo orýsování materiálu. Při rýsování je důležité dbát na pečlivost a ekonomické zpracování materiálu a vyvarovat se vzniku nepotřebného a dále již nezpracovávatelného materiálu.,,z kovových materiálů pro použití v domácí či školní dílně přicházejí v úvahu zejména ocel, mosaz, hliník, měď nebo zinek. Tyto materiály se vyrábějí v několika druzích polotovaru, jako jsou trubky, čtyřhran, úhlový nebo plochý materiál nebo plech. 7 3.2.1 Měření Měřením zjišťujeme či kontrolujeme již narýsované či zhotovené rozměry součásti, jako je například hloubka díry, délka, výška, šířka či průměr polotovaru. Slouží také k tomu, aby se podle výkresu mohl zhotovit výrobek. Při práci s kovy ve školní dílně měříme převážně v milimetrech, ojediněle i na desetiny milimetru. Ve strojírenské praxi se však měří ještě s větší přesností, a to na setiny a tisíciny milimetru. K nejběžnějším měřícím pomůckám patří ocelové pravítko, svinovací metr, posuvné měřítko, digitální posuvné měřítko, úhelníky, úhloměry. Posuvné měřítko Posuvné měřítko je nepostradatelné pro měření rozměrů malých kovových předmětů s větší přesností. Lze s ním měřit tloušťku materiálu, vnější průměr tyčového materiálu (hlavní ramena), vnitřní průměr tyčového materiálu (pomocná ramena), hloubky neprůchozích děr nebo drážek (hloubkoměr). Běžné posuvné měřítko má rozsah měření délky do 140 mm a měří s přesností 0,05 mm (1 mm rozdělen na 10 dílků) nebo 0,025 mm a digitální posuvná měřítka s rozlišením 0,01 mm. Obr. 17. Popis posuvného měřítka 80-85780-22-4 7 DRASTÍK, František et al. Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu. Praha: Montanex, 1995, 563 s. ISBN 17
Abychom mohli přesně odečítat hodnotu na milimetrové stupnici společně s noniem, musí stupnice na vzájemně posuvných částech ležet ve stejné rovině. Pro správné odečítání údaje musí náš pohled směřovat kolmo na stupnici. V místě, kde nula na noniu ukazuje na hlavní stupnici, přečteme na hlavní stupnici údaj celých milimetrů. Údaj, platný pro další desetinné místo, čteme na noniové stupnici v místě, kde na sebe rysky obou stupnic navazují. Obr. 18. Čtení údaje: na horní stupnici je celých 13 mm a dole na noniu je 0,3 mm. Výsledek je tedy 13,3mm. Pro méně přesná měření se používá kovové nebo jiné pravítko, pro přesnější měření se používá mikrometr. Obr. 19. Popis mikrometru Úhelník Pro měření a kontrolu pravých úhlů nám slouží úhelník, který má předem nastavený pravý úhel. Slouží nám také pro zjištění malých nerovností pomocí průsvitu, a to tak, že úhelník položíme na výrobek a proti světlu sledujeme, zda mezi měřidlem a výrobkem neprosvítá světlo. K měřené ploše přikládáme delší rameno úhelníku. V případě rýsování musí být úhelník celou svojí plochou položen na pevném a rovném podkladu, hrot rýsovací jehly je veden směrem k sobě silným tahem bez oddálení od hrany úhelníku. 18
Obr. 20. Úhelník Úhloměr Pro měření úhlů jiných než je 90 nám slouží úhloměr. Úhloměr se skládá z oblouku se stupnicí úhlů a stavitelného ramena, které se nastavuje k patřičnému úhlu a zajistí se šroubem. Obr. 21. Obloukový úhloměr Při měření a orýsování úhloměrem přiložíme jeho základovou plochu na jednu plochu výrobku a na druhou plochu nastavíme rameno úhloměru. Úhel odečteme na stupnici. Orýsování nastaveného úhlu provádíme podle stavitelného ramena na ploše konkrétního orýsovaného výrobku. Obr. 22. 1 stupnice, 2 úhloměr, 3 stavitelné rameno 19
3.2.2 Orýsování Orýsování nám slouží pro správné vedení nástroje během opracovávání materiálu. Slouží také pro přenesení tvaru součásti v zadaných rozměrech z výkresové dokumentace na materiál.,,velkou roli u žáků hraje prostorová představivost a znalost délkové míry. Jestliže žáci neznají délkové jednotky (nižší ročníky), mohou k přenesení a kontrolování míry kreslené na výkrese v poměru 1:1 používat špejli nebo karton s označenou vzdáleností. Jakmile jsou žáci schopni zvládat délkové jednotky, mohou využívat následující délková a rýsovací měřidla. 8 Rýsovací jehla a ocelové pravítko Pro rýsování rozměrově malých polotovarů z kovu používáme ocelové pravítko a rýsovací jehlu s tvrdým (vidiovým) hrotem, který v materiálu zanechá zřetelný a odolný vryp (rysku). Při použití obyčejné tučky by se její čára mohla lehce setřít. Tužku používáme jen v případě tenké kovové fólie a měkkých světlých plechů (hliníkové), neboť při použití rýsovací jehly by mohl být vryp příliš hluboký a narušil tak pevnost materiálu, který by mohl v ohybu prasknout. Obr. 23. Rýsovací jehla (vlevo), ocelové pravítko se vyrábí ve dvou velikostech, 300 mm nebo 500 mm. (vpravo) Pokosník Pomocí pevného pokosníku rýsujeme úhly 45 nebo 135. Libovolné úhly měříme úhloměrem a přenášíme stavitelným pokosníkem. Obr. 24. Klasický pokosník (vlevo), digitální pokosník (vpravo) 80-210-1820-8. 8 ŠKÁRA A KOLEKTIV, Ivan. Aplikace techniky. Brno: Masarykova univerzita v Brně, 1998, 90 s. ISBN 20
Rejsek Rejsek používáme v případech, kdy potřebujeme na kovové ploše orýsovat čáry rovnoběžné s hranou materiálu. Rovnoběžku (rysku) vyrýváme v materiálu tahem v nastavené vzdálenosti podél jeho hrany. Obr. 25. Rejsek dvoušinkový s aretací Důlčík a kladivo Důlčík a kladivo nám slouží k vyražení důlků vyznačující středy děr sloužících pro ustálení vrtáku na požadovaném místě během vrtání nebo pro vytvoření bezpečného bodu pro zasazení hrotu kružidla. Při důlkování musíme dbát na použitou sílu úderu kladivem, která musí být úměrná tloušťce plechu. Při nasazování důlčíku jej přikládáme ze strany tak, abychom viděli na obě osy, teprve pak jej vztyčíme. Obr. 26. Důlčík Kružidlo Slouží k orýsování zaoblených tvarů či kružnic. Pomocí zajišťovacího šroubu se na kružidle nastavuje požadovaná míra snímaná z ocelového pravítka. Aby se hrot kružidla spolehlivě udržel ve středu budoucího oblouku, je nutné v tomto bodě ještě důlčíkem vyrazit důlek. Pokud je po orýsování vryp kružidla nedostatečný a to i po předchozím očištění plochy, natřeme orýsovanou plochu roztokem modré skalice nebo křídy ve vodě. Z hlediska bezpečnosti při práci s měřidly nehrozí přímé nebezpečí úrazu, u měřidel s ostrými hroty je nutné dbát na jejich řádné ukládání v době, kdy s nimi nikdo nepracuje. Pro ulehčení a urychlení rýsování oblouků a kružnic mohou žáci využívat šablony, které mohou být vyrobené z kartonu, lepenky, plastu či pevné fólie. Obr. 27. Kružidlo 21
3.3 Upínání Upínáním se snažíme znehybnit obráběný materiál (v našem případě kov) tak, aby bylo zajištěno co nejsnazší, nejkvalitnější a nejbezpečnější opracování materiálu. Pro upínání materiálu na desku pracovního stolu nebo ke stažení lepených částí výrobků, používáme svěrku či kovové ztužidlo. Výrobky menších rozměrů upínáme mezi čelisti svěráku. Pro upínání materiálu pro stojanové vrtačky používáme strojní svěrač. Obr. 28. Obr. 29. Obr. 30. Svěrka (vlevo nahoře), svěrák (vlevo dole), truhlářské ztužidlo (vpravo nahoře), strojní svěrák (vpravo dole) Zásady pro upínání materiálu: 1. Materiál musí být upnutý tak, aby během opracovávání materiálu nedošlo k jeho samovolnému uvolnění. 2. Upnutý materiál musí být z hlediska prováděné operace dobře přístupný a upevněný tak, aby během opracovávání materiálu nedošlo k poškození pracovní plochy nebo nástroje. 3. Měkký materiál, tyč se závitem nebo plocha, která nesmí být poškozena, chráníme ochrannými vložkami. 4. Aby nedocházelo ke chvění materiálu během obrábění, musí být místo obrábění co nejblíže k místu upnutí. Obr. 31. Správné upínání materiálu 22
3.4 Tváření kovů Tváření kovů je technologický postup výroby nebo úpravy materiálů, kdy se mění jeho velikost nebo tvar působením vnějších sil a nevznikají přitom třísky. Tváření se provádí za studena nebo za tepla. V případě školních dílen se budeme zabývat pouze metodou tváření za studena.,,tvářet se mohou pouze ty materiály, které splňují určité vlastnosti, a to především tažnost a houževnatost. Většina ocelí tvářet lze, u některých ocelí a zejména litin však jedna z těchto vlastností chybí a působením vnějších sil se zlomí. 9 3.4.1 Rovnání kovů Rovnání materiálu je pracovní postup, při němž je snahou a cílem dosažení původního tvaru materiálu. Pro ruční rovnání se používají různé typy kladiv, palic, kovadlin, rovnacích desek apod. Palice mohou být dřevěné, pryžové, plastové, olověné nebo měděné. Rovnání je operace vyžadující určitou zručnost a zkušenost, proto je velmi náročná a její výsledky jsou často nejisté, z tohoto důvodu se jí pokud možno vyhýbáme. Rovnání tenkého drátů nejčastěji provádíme přetahováním přes dřevěnou kulatinu upnutou mezi čelisti svěráku. Konce drátu držíme v rukou a za mírného natahování přejíždíme od jednoho konce ke druhému. Rovnání plechů a pásů nejčastěji provádíme za pomocí palice a rovné ocelové desky. Vyklepáváme směrem od vypoukliny ke kraji plechu. Kovové fólie a velmi tenké plechy vyrovnáváme hlazením dřevěnými špalíky, které nesmějí mít ostré hrany a jsou větší než je šířka vyrovnávaného materiálu. Rovnání materiálu tyčového profilu nejčastěji provádíme na kovadlině nebo ocelové desce za použití kladiva. Rovnání probíhá tak, že ohnutou tyč položíme na kovadlinu ohnutou částí nahoru a údery směřujeme od nejvyššího bodu zakřivení směrem od ní. Drát se přitom drží buď v kleštích s plochými čelistmi, nebo v ruce s navléknutou pracovní rukavicí. 9 DUFKA, Jaroslav. Práce s kovy: dělení, obrábění, tváření a spojování kovů v domácí dílně. Praha: Grada, 2002, 83 s. ISBN 80-7169-755-9. 23
3.4.2 Ohýbání kovů,,během tohoto tvářecího procesu dochází ke změně tvaru materiálu v jeho délce. Zatímco se délka materiálu v jeho ose nemění, vlákna na vnějším poloměru se vytahují a na vnitřním poloměru naopak pěchují. 10 Pro ohýbání materiálu se ve většině případů používají ty samé nástroje jako při jejím rovnání. Před samotným ohýbáním je nutné si předem zřetelně označit místo ohybu, které při upnutí musí být vždy těsně nad hranou čelistí či vložky. Ohýbání drobných drátů, plechového a pásového materiálu nejčastěji provádíme přes hranu ocelové desky nebo přímo ve svěráku, do jehož čelistí podle požadovaného tvaru ohybu vkládáme vložky nejčastěji z tvrdého dřeva, které musejí mít šířku minimálně stejnou jako je šířka ohýbaného materiálu. Pro ohýbání plechu do pravoúhlých hran používáme hranolovou vložku. Pro ohýbání plechu do oblých hran používáme kulatinové vložky, přičemž si dáváme pozor, abychom nepřekročili pravý (požadovaný) úhel. Při dokončování ohybu nebo při samotném ohýbání si můžeme pomoci údery dřevěné, pryžové nebo plastové palice nebo kladiva, které přitom nakláníme tak, aby na ohýbaný plech dopadali celou jejich ploškou. Obr. 32. Tvarové vložky do svěráku Měkké a tenké dráty (hliníkové, měděné) nejčastěji ohýbáme ručně pomocí kleští s plochými (pokud má být ohyb v úhlu) či kulatými (má-li být ohyb oblý) čelistmi. Tlustší drát ohýbáme ve svěráku. Na každý ohyb je nutné připočítat nějaký přídavek. Po dokončení ohýbání se drát zkrátí na požadovaný rozměr. 10 STIBOR, K. a kol. Praktikum materiálů a technologie kovů. Brno: MU, 2003. 97 s, ISBN 80-210-3077-1 24
Obr. 33. Postup při zhotovování oka z tyčové oceli s pomocí profilu kruhového průřezu Vinutí pružiny provádíme tak, že drát navíjíme na trn o menším průměru, než je požadovaný vnitřní průměr pružiny. Drát zasuneme do zářezu nebo otvoru v trnu a upneme jej mezi dvě destičky v čelistech svěráku. Poté drát obtáčíme na trn a podle úhlu mezi obtočeními vytvoříme pružinu tažnou nebo tlačnou. Po navinutí potřebné délky povolíme čelisti svěráku, tím se uvolní také pružina a mírně se zvětší její průměr. Velmi tenké dráty o průměru 0,3 mm a méně je možné stříhat i nůžkami. Dráty do průměru 1,5 mm oddělujeme štípacími kleštěmi a dráty od průměru 1,5 mm přesekáváme sekáčem nebo řežeme ruční pilou. Lemování neboli přehýbání hran provádíme za účelem zpevnění okraje výrobku z plechu. 1) Nejprve začínáme ohybem plechu do pravého úhlu (obr. a)). 2) Dále k němu upneme kus plochého profilového materiálu, přes jehož hranu maximálně přehneme okraj plechu (obr. b)). 3) Nakonec vytáhneme přiložený profil a pouze okraj plechu přitlačíme až na doraz (obr. c)). Pro větší odolnost vůči mechanickému namáhání vyztužujeme lem drátem. Obr. 34. Pracovní postup při lemování 25
Pro přesné a dlouhé ohyby plechů a pásů používáme ohýbačky. Obr. 35. Ruční ohýbačka plechu Zhotovování dutých válcových tvarů nazýváme zakružování. Při ručním zakružování ohýbáme užší plechové pruhy okolo kulatiny nebo trubky. K zakružování plechů větších rozměrů používáme tříválcovou zakružovačku, ve které dva válce svírají zakružovaný materiál a třetí, nastavitelný válec, provádí vlastní zakružování požadovaného průměru. Obr. 36. Zakružovačka Zásady bezpečnosti práce při tvarování materiálu 1) Při tvarování drátu dáváme pozor, abychom se drátem neřízli, nepíchli nebo jeho konci nepoškrabali. Dáváme si obzvlášť pozor, abychom si neporanili oči. 2) Při rovnání tenkých plechů a fólií dáváme pozor, abychom se neřízli o hrany. 3) Pokud kladivo nepoužíváme, mělo by být uloženo na bezpečném úložním místě. 4) Pracujeme pouze s kladivy, která nemají naštípnuté násady, opotřebované bicí plochy, prasklé hlavy a nedostatečně upevněnou hlavu. 26
3.5 Dělení materiálu Obrábění je technologický proces, při kterém pomocí odebírání částic nebo oddělováním částí materiálu dochází k úpravě povrchu obrobku na určitý tvar, rozměr a kvalitu. Mezi tradiční způsoby obrábění patří ruční a mechanické obrábění (soustružení, frézování, vrtání, řezání atd.). Obrábění rozdělujeme podle toho, zda během něj dochází či nedochází k vytváření vedlejšího produktu, odpadu jako jsou v častých případech například hobliny či piliny, na beztřískové a třískové obrábění. Pro obrábění využíváme širokou škálu obráběcích nástrojů lišící se především svým tvarem, velikostí a počtem břitů. Podle počtu břitů dělíme nástroje na jednobřité (nože, sekáče, dláta) a mnohobřité (pilníky, rašple, pily, vrták apod). Pracovní část nástroje má tvar klínu, který je tvořen rovinami 1 a 2, které spolu s boky 3 a 4 tvoří břit nástroje. Průsečnice rovin 1 a 2 tvoří ostří nástroje. Úhel břitu má vliv na vnikání nástroje do materiálu, který mu klade odpor. Velikost úhlu volíme nejen s ohledem na velikost řezného odporu, ale i na tvrdost opracovávaného materiálu a to tak, aby byla zachována patřičná odolnost proti otupení a poškození břitu nástroje. Důležitá je také trvanlivost břitu a ostří, kterou prodloužíme správnou volbou nástroje vzhledem k vlastnostem obráběného materiálu, správným prováděním pracovních operací a správným odkládáním nástroje. 1 čelo 2 břit β úhel břitu Obr. 37. Břit,,Dělením materiálu rozumíme použití některého z technologických postupů materiálu tak, že dojde k jeho rozdělení na dvě nebo více částí. Volba způsobu závisí zejména na tvrdosti a tloušťce materiálu, vybavení dílny, možnost použití nástrojů a strojů. Mezi nejčastější metody dělení materiálu patří stříhání, sekání a řezání. 11 11 DUFKA, Jaroslav. Práce s kovy: dělení, obrábění, tváření a spojování kovů v domácí dílně. Praha: Grada, 2002, 83 s. ISBN 80-7169-755-9. 27
3.5.1 Stříhání Stříhání je operace, při které za pomocí dvou nožů dochází k rozdělení materiálu na dvě části, přičemž nevznikají třísky (tzv. beztřískové obrábění). Stříhání je velmi vhodný a rychlý způsob pro dělení papíru, textilu, fólií z plastů a plechu, drátů, tyčí, pásovin apod. Důležitý je úhel břitů nožů, který se volí pro měkké materiály 65, pro středně tvrdé až 75 a pro tvrdé materiály až 85. Pro správnou funkci nůžek je důležité, aby byla mezi oběma protilehlými noži vůle a úhel hřbetu byl přibližně 2 až 3. V první fázi stříhání je materiál břity nožů nejprve stlačován a následně oddělován. V tomto momentě dochází k přesunu působiště střižné síly a materiál má snahu konat odpor výklonem do stran a rozevírat tak čelisti. Proto je nutné udržovat rovinu stříhaného materiálu v kolmé rovině střihu, například při ručním stříhání přidržujeme materiál levou rukou. Při strojním stříhání přidržování zajišťuje tzv. přidržovač. Nůžky na plech se skládají z dvojice přilehlých nožů přecházejících do držadel, které jsou spojeny šroubem či čepem. Nože na materiál nepůsobí v jedné rovině, ale míjejí se v přiměřené vzdálenosti vůle. Velikost vůle závisí na tloušťce a pevnosti stříhaného materiálu. Je-li vůle příliš velká, pak materiál nestříhají a ohýbají se. Pokud je vůle naopak příliš malá, nůžky se otupují. Obr. 38. Následky odlišných vůlí a - Při správné vůli nůžky stříhají, b Při velké vůli nůžky materiál ohýbají, c Bez přidržování materiál otáčí Ruční nůžky Pro stříhání tenkých materiálů je zapotřebí vyvinou malou sílu, pro tuto práci jsou vhodné ruční nůžky. Tyto nůžky mají krátké nože, které přecházejí do dlouhých rukojetí, které pomáhají vytvořit větší páku, čímž snižuje velikost potřebné sily. Pro stříhání plechu v přímém směru se vyrábějí ruční nůžky s rovnými břity, pro stříhání do oblouku nůžky s lehce zakřivenými břity a pro lepší ovladatelnost za použití menší síly nůžky univerzální. Dalším provedením jsou vyráběny nůžky s otevřenými nebo uzavřenými držadly (pro stříhání přímých úseků a vnějších oblouků) a nůžky s držadly zahnutými nahoru (stříhání nad tabulí plechu). 28
Ručními nůžkami lze stříhat ocelový plech do tloušťky 1 mm, plech z pozinkovaného železa, mosazi, mědi a hliníkový plech až do tloušťky 1,2 mm a plech z houževnatějšího materiálu jako je například nerezová oceli do tloušťky 0,5 mm. Obr. 39. Ruční nůžky na plech Pákové nůžky se využívají pro kratší střih silného materiálu, například drátu. Nože musejí mít dostatečnou tloušťku a vhodný tvar, aby se velkým namáháním neohýbaly a správně stříhaly. Spodní nůž je nehybný a horní nůž se ovládá pomocí delší páky. Stříhané materiály mohou být tloušťky až 6 mm. Obr. 40. Ruční pákové nůžky na drát (vlevo), stolní pákové nůžky (vpravo) Tabulové nůžky jsou sestaveny ze stolu s přidržovačem a pravítkem pro nastavení šířky odstřihovaného plechu. Tloušťka stříhaného plechu je do 2 mm. Obr. 41. Tabulové nůžky na plech 29
Základní pokyny při stříhání: 1. Orýsované rysky, podle kterých budeme stříhat, musí být na materiálu jasné a nesmějí se zaměnit s náhodnými rýhami na materiálu. 2. Materiál musí být kolmý ke střižné rovině a pevně upnutý nebo neustále přidržovaný. U pákových nebo tabulových nůžek se materiál přidržuje šroubem nebo pravítkem. 3. Podle tloušťky a pevnosti materiálu vybereme vhodné nůžky, na kterých zkontrolujeme, zda nemají poškozený nebo ztupený břit a mají správnou vůli. 4. Ostří nůžek vedeme přesně podél rysky tak, aby horní nůž při stříhání nepřekrýval rysku. 5. Oblé a kruhové tvary vystřihujeme tak, že neustále vidíme na rysku i prsty držící ruky. 6. Při stříhání oblých tvarů odstřihujeme nejprve materiál okolo rysky tak, aby zbyl ještě alespoň 5 mm široký přídavek. Teprve potom stříháme zbývající materiál podél rysky. 7. Nůžky držíme na konci rukojeti s ukazováčkem uvnitř. Je to proto, abychom využili páku a působili tak největším momentem síly. 8. Prsteník a malík pomáhají při rozevírání rukojetí nůžek. Hřbety prstů odtlačují dolní rukojeť. Při střihu se tyto prsty přehmatávají a pomáhají vyvinout větší sílu. 9. Nedostřihujeme až do úplného sevření nožů, dochází tím k deformaci plechu. 10. Ustřižený materiál je nutné zbavit otřepů a ostrých hran pilníkem. Při vzniku malého ohnutí či jiné tvarové deformace používáme jemné poklepy kladívka. Zásady bezpečnosti při stříhání plechu: 1. Břity nožů musí být ostré a bez poškození. 2. Jestliže není materiál upnutý ke stolu, přidržujeme jej rukou v rukavici. 3. Dáváme pozor na prsty ruky držící materiál. 4. Zvýšenou pozornost věnujeme při práci na ručních pákových nůžkách. 5. Abychom zabránili zbytečnému poranění, dáváme si při stříhání pozor na o ostré hrany materiálu a po dokončení stříhání uklidíme odpadový či jiný nepotřebný materiál. 6. Po stříhání zůstávají ostré hrany, které je nutno pilníkem upravit. Vyrovnávání plechu provádíme údery kladivem. 30
3.5.2 Sekání Sekání je operace sloužící pro hrubé dělící práce, jako je například přeseknutí drátů velkého průměru, proražení kovových plechů tloušťky přes 1mm či přeseknutí zrezivělého šroubu. Pomocí sekáče můžeme ubrat požadovanou vrstvu materiálu, rozdělit jej nebo na něm odstranit nerovnosti. Sekáč můžeme dokonce využít pro vytváření vnitřních otvorů různých tvarů. K sekání používáme sekáče, kladivo, svěrák, pevnou podložku ze dřeva nebo oceli. Sekáč je jednoduchý nástroj skládající se z těla a břitu. Protože je sekáš namáhán rázovou velkou silou, vyrábí se z houževnaté nástrojové oceli. Zakalený břit musí mít správný úhel, který závisí na tvrdosti obráběného materiálu. Čím tvrdší je opracovávaný materiál, tím větší je úhel břitu: na měkké materiály 30 až 50, na středně tvrdé materiály (konstrukční ocel) 50 až 60, na tvrdé materiály (nástrojová ocel) 60 až 70. Pro snadné a bezpečné užívání nástroje by mělo být klínové ostří sekáče dobře zakaleno a nabroušeno. Při sekání vniká ostří sekáče do materiálu pomocí úderů kladiva na plosku hlavy sekáče. Podle toho, jako velkou chceme odebrat třísku, přikládáme sekáč k materiálům pod úhlem od 30 do 40. Obr. 42. Různé velikosti úhlů břitu u sekáčů Obr. 43. Poloha sekáče při sekání Obr. 44. Popis plochého sekáče: 1 ostří, 2 břit, 3 klín, 4 tělo, 5 ploska, 6 hlava 31
K nejpoužívanějším druhům sekáčů patří plochý, křížový sekáč, dělící sekáč a sekáč na drážky. Plochý sekáč má šířku břitu přibližně stejně širokou jako je šířka sekáče. U křížového sekáče je břit napříč tělu a je podstatně užší. Obr. 45. Sekáč plochý Obr. 46. Sekáč křížový Vysekávání kruhových děr Pro vysekávání kruhových děr do papíru, koženky, kůže, tenkých plechu z hliníku nebo mědi a jiných materiálů se používá kruhový výsečník. Tento nástroj se skládá z válcovitého těla a kruhového břitu, jehož dutina vyúsťuje v boční otvor, který slouží k odvádění vyseknutého materiálu. Materiál klademe na pevnou podložku, většinou z tvrdého dřeva. Touto operací provádíme otvory, ale polotovarem mohou být i vyseknuté špalíčky odvedené do válcové díry. Obr. 47. Kruhový výsečník 32
Základní pokyny pro sekání 1. Při upínání materiálu pro sekání je nutné pevné sevření materiálu mezi čelistmi svěráku a zamezení tak jeho pohybu. Aby se na materiálu nevytvořili otisky od čelistí svěráku, je vhodné při upínání použít vložky, například tenké destičky. Při sekání plechu ve svěráku nastavujeme plochý sekáč šikmo k ose sekaného materiálu tak, aby břit sekáče klouzal po zadní části čelisti svěráku a nepoškodil ji. Dosáhnete tak i větší přesnosti a hladkosti sekané plochy. Obr. 48. Sekání plechu ve svěráku 2. Materiál menší tloušťky přesekáváme ve svěráku, tlustší materiály na měkké podložce. 3. Během odsekávání materiálu je důležité po celou dobu práce držet sekáč stále pod stejným úhlem, aby se odsekávala stále stejně tlustá tříska. 4. Sekáč držíme pevně, ne však křečovitě. Z křečovitého držení brzy bolí ruka a nebylo by tak možné udržet stejný sklon po celou dobu sekání. 5. Aby při dosekávání materiálu nedošlo k jeho vytržení, neprovádíme poslední seky v původním směru, nýbrž opatrně ubíráme třísku z druhé strany. 6. Při vysekávání (dělení) materiálu je nejvhodnější použít litinovou nebo ocelovou podložku. Při sekání na kovadlině vkládáme mezi kovadlinu a sekaný materiál měkkou podložku. Materiál nejprve nasekáváme více lehkými údery tak, aby bylo dobře vidět na rysku sekání. Po naseknutí se materiál prosekává několika silnými údery kladivem na sekáč postaveným do svislé polohy. Tlustý materiál se nasekává co nejhlouběji ze všech stran. Pak se materiál oddělí lomem. 7. Pro vysekávání drážek se používá křížový sekáč, který má úzké ostří kolmé na širokou stranu nástroje. Úzké ostří snadněji vniká do materiálu, a proto lze ubírat větší třísky. 8. Každý odsekaný materiál má otřepy nebo ostré hrany, které je vždy nutné pilníkem zapilovat. 33
Zásady bezpečnosti při sekání plechu: 1. Materiál pro sekání musí být řádně upnut ve svěráku či svěrkou k pevné podložce a stolu. 2. Ruku, kterou držíme sekáč, chráníme pracovní rukavicí. 3. Okraje úderné plochy nesmějí mít otřepy, popřípadě je nutné je obrousit. Pro menší opotřebovávání plochy a ochranu ruky lze použít chrániče. Obr. 49. Nebezpečné otřepy je nutno obrušovat Obr. 50. Sekáč křížový s chráničem 4. Pokud během sekání odlétávají třísky, chráníme své oči ochrannými brýlemi a své okolí sekáním proti ochranné stěně. 5. Podle velikosti sekáče používáme přiměřeně velké kladivo. Kladivo musí mít kovovou část řádně upevněnou v toporu, aby při sekání nemohla vylítnout. 6. Nikdy nesekáme směrem k tělu, nýbrž vždy ve směru ke svěráku či podložce. 7. Při sekání na obrobku vznikají ostré hrany, které je nutno po dokončení sekání upravit pilníkem. 34
3.5.3 Řezání Řezání je proces, při kterém za pomoci mnohozubého nástroje dochází k dělení materiálu. Tím, že během operace vznikají nepotřebné částečky materiálu, tzv. třísky, řadíme tuto operaci do třískového obrábění. Nástroj pro řezání kovů nazýváme pila, přesněji ruční rámová pila, která je opatřena pilovým listem vyrobeným z ocelového plátku s jednostranným nebo oboustranným ozubením. Slouží k dělení profilového materiálu, trubek, plechu a desek. Jednotlivé zuby mají tvar trojúhelníčků, mohou být buď širší než ocelový plátek nebo jsou střídavě vyhnuty do stran, tzv. rozvod zubů. Účelem je vytváření širší drážky a zamezování tak zadrhování listu. Pilové listy se vyrábějí z materiálu s vyšší pevností než je pevnost řezaných materiálů, a to zejména z konstrukční chromové nebo wolframchromové oceli. S tvrdostí řezaného materiálu také souvisí parametry zubů na pilce, pro řezání tvrdého materiálu jako je ocel, je třeba volit list s jemnými zuby, naopak pro měkčí materiály jako jsou měď, mosaz nebo hliník, by měly být zuby poněkud hrubší.,,pilový list s označením HSS představuje vysoce výkonnou rychlořeznou ocel, která je všestranně použitelná (plechy a tenkostěnné trubky). Pilový list vyrobený z rychlořezné oceli (SS) je pružný a hodí se na řezání materiálu do tloušťky 2 mm (tvrdá ocel, mosaz). Pilový list vyrobený z nástrojové oceli (WS) je vhodný pro měkké materiály (měkká ocel, hliník, měď). 12 Pilový list se upíná mezi přední a zadní čelisti tak, aby zuby směřovaly špičkami dopředu, ve směru řezu od rukojeti, a zajistí se kolíčky. Napnutí pilového listu realizujeme utahováním křídlové matice na šroubu předního tahounku. Pilový list nesmí být při řezání příliš napnutý, ani povolený, mohlo by tak dojít ke zlomení pilového listu. Pilový list zpravidla upínáme v rovině rámu. Potřebujeme-li řezat materiál delší než je výška rámu, můžeme pilový list upnout kolmo k rovině rámu. Obr. 51. Úprava pily pro řezání delších částí 12 PŘEMYSL, Engel, MALOTOVÁ, Helena, NOVOTNÁ, Olga. Udělej si sám. Praha: Knižní klub ve spolupráci s nakaldatelstvím Ikar s.r.o., 1995, 480 s. ISBN 80-85944-06-5. 35
Obr. 52. Popis ruční rámové pily na kov: 1 rám, 2 rukojeť, 3 zadní tahoun, 4 pilový list, 5 přední tahounek, 6 křídlová matice, 7 šroub předního tahounku Zásady pokyny při řezání: 1. Před řezáním si označíme místo řezu rýsovací jehlou. Čára řezu musí být po celé délce jasná. Jestliže chceme provést řez v pravém úhlu, použijeme pro rýsování úhelník. 2. Řezaný materiál (obrobek) upínáme do svěráku tak, aby místo řezu bylo co nejblíže jeho čelistem. Zamezíme tak možnosti vylomení zubů pilového listu, pružení nebo chvění řezaného materiálu. Součásti, které při upnutí nesmíme povrchově poškodit je nutno upnout do svěráku vyztuženými měkkými vložkami. Tenké plechy upínáme mezi dřevěné destičky, které zabraňují chvění a ohýbání plechu a řežeme je zároveň s plechem. 3. Před samotným řezáním je nutná kontrola stavu pily. Kontrolujeme, zda: je v pilce správně upnutý pilový list je vhodný pro řezaný materiál nemá větší počet vylomených zubů je rukojeť pevně nasazená a nehýbe se. 4. Při řezání je důležité zaujmou správný postoj a držení pily. Stojíme mírně rozkročení v mírném předklonu, u praváků platí: Ke svěráku se pootáčíme levým bokem, levou nohu předsunujeme vpřed, pravá noha je mírně zakročená. Rukojeť se drží volně pravou rukou palcem nahoru a levou rukou držíme rám v přední části pily těsně pod obloukem. Pro lévaky toto platí obráceně. Obr. 53. Správný postoj při pilování (vlevo), správné držení pily (vpravo) 36
5. Abychom u obrobku s obdelníkovým průřezem zamezili nerovnému řezu, řežeme vždy na jeho delší straně. Obr. 54. Upínání obrobku obdélníkového průřezu 6. Řežeme vedle rysky na straně odpadního materiálu. 7. Pila řeže pouze při pohybu vpřed. Na začátku tohoto pohybu lehce tlačíme levou rukou na přední část pily, která je mírně nakloněna dopředu ve sklonu 5 až 10, aby se snadněji zařízla a získala rychle správné vedení ve směru rysky. Obr. 55. Nařezávání materiálu 8. Po naříznutí pilu pomalu vyrovnáváme do vodorovné polohy a tlačíme na ní rovnoměrně oběma rukama. Řežeme pravidelným plynulým tempem a využíváme celou délku pilového listu. 9. Při zpátečním směru pila nezabírá a můžeme ji tedy mírně nadzvedávat. 10. Při dořezávání materiálu zkracujeme tahy, zpomalíme řezání a zmenšíme tlak na pilu, volnou rukou přidržujeme odřezávaný kus materiálu. 11. Plocha po řezání má obvykle příliš velkou drsnost, ostré hrany nebo otřepy, proto ji vždy zapravujeme na konečný rozměr pilníkem. Zásady bezpečnosti při řezání: 1. Řezaný materiál musí být řádně upnutý. 2. Před samotným pilováním pilu zkontrolujeme, zda je v ní vhodný pilový list pro řezání daného materiálu a je řádně upnutý, při větším počtu vylomených zubů list vyměníme. Rukojeť musí být pevně a nehybně nasazena. 3. Pilu vedeme zlehka, pomalu a dlouhými tahy. 4. Při dořezávání materiálu dbáme zvýšené opatrnosti. 37