Как сделать двухопорный корпус подшипника из доступных материалов

Русские умельцы ножевого дела, никогда не ищут лёгких путей. Потому что это – для многих хобби и увлечение. Бывает, что из простого занятия, получается настоящий небольшой бизнес. Но в большинстве своём, для людей это всё же, это отдых и отвлечение от повседневной жизни. Каждый человек, определяет свой досуг сам. Любители ковать, довольно часто изготавливают свои изделия из необычных вещей, например: нож из подшипника. Очень интересный и непростой процесс.

Ковка ножа из подшипника

Распиливать подшипник рекомендуется наискосок – когда будем ковать, носик сможем сформировать в более легкий способ.

Автор использовал сплав Шх15 – это сталь, которая легирована хромом. Перед тем, как приступать к ковке, сплав отжигаем, оставляем в печи или горне, чтобы медленно остыл – примерно 20–60 градусов в час. По отжигу сталь приобретает пластичность, теперь ее ковать удобнее.

Обойму выпрямляем, формируем клинок. Чтобы определить требуемую температуру ковки стали Шх15 – а это в пределах 800…1100°C, стоит использовать пирометр. Но если такового прибора нет, уровень нагрева определяем по цвету каления – где-то от вишнево-красного до темно-желтого.

Когда процесс ковки окончен, делается нормализация, в противном случае в металле останутся напряжения и при лучшем исходе во время закалки клинок поведет, а в худшем – лопнет на морозе, возможно с нанесением травм. Чтобы провести нормализацию, нагреваем клинок до 800…950°C, такую температуру выдерживаем недолго – и на воздух, на ровную поверхность, чтобы остыл.

Дальше можно переходить к слесарной обработке. Черновые спуски делаем путем ковки, остальное – с помощью гриндера или болгарки. Главное – толщину спусков должна быть не меньше 1 мм, в противном случае во время закалки лезвие будет вести.

Теперь – наверное, ключевой момент в изготовлении ножа. Это термическая обработка.

Для закалки медленно нагреваем клинок до 830°C – светло-красного цвета. Для определения нужно температуры можно использовать магнит – если металл больше не магнитится, значит достигнута нижняя температура закалки. После того как при такой температуре соблюдена выдержка 1 минута на каждый мм толщины клинка – охлаждаем в масле. При этом масло должно быть подогрето примерно до 50°C.

Не меньшую важность имеет процесс отпуска металла – можно сделать в духовке, t200°C, продолжительность – полтора часа. Здесь главное, чтобы этого не видела жена =)

Результат – в меру твердый клинок, надфиль можно едва зацепить, при нагрузке пружинит.

Дальше перейдем к рукояти. В качестве материала рукоятки автор взял березовый сувель, отваренный в соленой воде с хвойными опилками.

Готовая рукоять пропитывается – для этого берем горячее льняное масло.

Для полноценного ножа нужно соответствующее одеяние – то есть ножны.

Якуты для изготовления ножен для своих клинков используют бычий хвост. В наших широтах хвосты, да и быки в дефиците, но зато достаточно бересты. К сожалению, по фотографиям действует ограничение, поэтому для тех, кто будет интересоваться, сделаю продолжение – о ножнах.

Закалка. Проблема.

Поскольку я делаю ножи в основном из подшипников от автомобилей, по размеру обычно это диаметр сантиметров 10-15, и начинал полным дятлом, после чисто интуитивных попыток возникли следующие проблемы: • После закалки в воде сталь хрупкая настолько, что разлетается как стекло при сильном ударе

Собственно, все. Остальное все меня устраивало. Но мне хотелось, чтобы «не ржавело», «хорошо резало», «держало заточку», «не раскалывалось».

Болометра у меня нет, «все на глазок», и когда я читаю рекомендации «выдержать два часа при температуре 453 градуса» — это не для меня. В конце концов, плюс-минус твердости или вязкости мне фиолетово. Меня вполне устроит «более-менее» приличное качество по перечисленным параметрам.

Поэтому.

Решение проблемы:

1. Отковываю, обязательно соблюдая следующие условия:

• При нагреве я лучше недогрею, чем перегрею. Стараюсь не накалять до белого свечения, работаю в диапазоне красного-желтого. Лучше я почаще буду совать-вынимать, чем пережгу. • Внимательно следим за деталью, когда лежит в горне: попытка сэкономить и делать одновременно две детали приводит к тому, что или пережжешь, или что-то испортишь. • Нагрелось до красного яркого с кусками желтого свечения – вынимаем • Периодически пшикаем-брызгаем из бутылочки пластиковой (как на шашлык) – лучше видно температуру, где что нагрето, да и угли экономит • Особенно внимательно, когда есть тонкие детали (лезвие, например) – не пережечь!

2. НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ БИТЬ ПО ХОЛОДНОМУ МЕТАЛЛУ!

• Когда куешь, металл пластичен. И по свечению видно, если он начинает остывать. Конечно, хочется за один раз отковать «побольше». Надо бороться с этим искушением. • Как только при ударе молотом (а я все вручную, нет механики) – чувствуешь, что пластичность уменьшается – останавливаемся, греем дальше.

Пояснение: насколько я понял, объясняется все просто. Как только я треснул молотом по подостывшему металлу, возникают микро-трещины, которые плохо «залечиваются» даже хорошим нагревом, и потом по ним все ломается. Вот и все.

3. Собственно, закалка.

Я пробовал в воду. При любых (почти) вариантах – хрупкая сталь получается. Поэтому взял, слил в канистру отработанного машинного (не проблема достать). Читал картинки и про то, какие температуры для каких марок стали… Разбирался в свечениях и цвете металла. Сухой остаток:

• Когда форма детали скована – я стараюсь максимально близко к финальной форме, чтобы поменьше точить, — приступаю к закалке • Нагреваю до (в среднем) цвета-свечения между красным и желтым (на глазок) – но для этого есть обоснования теоретические, скажу ниже, — и опускаю ВЕРТИКАЛЬНО ЗА ХВОСТИК кончиком лезвия вниз быстро-быстро в масло. Держу несколько минут, чтобы полностью остыло. • Нагреваю до темно-красного цвета и закаляю еще раз • Если «ведет» нож, что бывает, — просто искривляется он – нагреваю до темно-красного цвета (минимальная пластичность) и подправляю, если надо, закаляю еще раз. • Кладу рядом с углями на поддон, вырубаю горн – пусть остывает все вместе.

Результат – шикарно все, и без заморочек. Могу подвести длинную базу, но такой повтор закалок с понижением верхней температуры нагрева на опыте дает отличный результат в среднем, независимо от взятого подшипника (японских экзотик не пробовал, брать не буду – в основном наш Автоваз, Уралаз, Камаз, Газ, и пр. Совецкие заводы.)

Теперь теория.

Если мы возьмем картинку переходов разных аустентитов в мартенситы и прочие цементиты,

Поскольку подход этот «крестьянский» я его излагаю просто и все.

Сталь шх15 для ножей: описание, плюсы и минусы

С незапамятных времен нож входит в жизнь человека, как предмет необходимости. В древности нож представлял из себя заостренный камень, который человек использовал для охоты и защиты от хищников. Со временем нож сильно изменился, ему находилось все больше применений и он плотно вошел в быт и хозяйство.

Сейчас невозможно представить жизнь современного человека без ножа. Он стал необходимым средством для приготовления пищи, туристических походов, охоты и рыбалки, а так же военного дела. Даже в спорте нож нашел себе применение.

Типы корпусов

Существует определенная классификация корпусов для подшипников. Каждый тип отличается своим предназначением, способом крепления, конфигурацией и размером. Стандартными сегодня выступают такие разновидности:

• стационарные цельные;
• стационарные разъемные;
• фланцевые.

Цельный стационарный тип корпуса изготавливают из чистого никеля, что делает его более жестким и простым. Осевая посадка подшипников в корпус имеет сложный осевой тип монтажа. Поэтому такую разновидность используют в тихоходных механизмах, которые обладают небольшим диаметром вала.

Разъемный стационарный корпус делают из серого чугуна. Он состоит из крышки и основы. Эти элементы корпуса соединяются болтами. Такая конструкция позволяет легко поменять подшипник при его износе, сделать вторичную расточку вкладыша, а также отрегулировать зазор. Это частый тип корпуса в машиностроении.

Фланцевый корпус похож на предыдущий тип. Он состоит из основания и крышки, соединенных болтами. Его применяют для очень требовательных деталей. Он служит опорой как для концевого, так и для сквозного вала.

Чем различаются ножи между собой

В наше время существуют ножи совершенно разных, порою даже замысловатых форм, в зависимости от того, где они применяются. Рукояти и лезвию придается необходимый эстетические и практический вид. Но решающим фактором, отличающим один нож от другого, является то, из чего он был сделан. Конкретно речь идет о химическом составе стали, из которой изготовлено само лезвие. Не каждый способен выбрать себе именно ту сталь для ножа, которая ему необходима, так как существует огромное количество разных вариаций этого сплава, химический состав которых определяет их свойства, достоинства и недостатки, слабые и сильные стороны. Но для выбора ножа необязательно изучать всю таблицу Менделеева, достаточно лишь знать какие свойства имеет та или иная марка стали.

Заточка лезвия

Точить нож лучше вручную, так как при применении электрического точила существует опасность перегрева металла. Для заточки обычно используют точильный камень. К процедуре приступают по завершении травления, после высыхания эпоксидной смолы. Лезвие закрепляется таким образом, чтобы угол заточки составил 20 °.

1. Вначале производится заточка грубым абразивным точилом (например, алмазным бруском «extra-extra coarse»). Обработка проводится исключительно в перпендикулярном режущей кромке направлении. Необходимо периодически промывать точило в мыльном растворе. Закончив заточку одной стороны лезвия, его переворачивают и затачивают вторую.
2. Затем приступают к доводке. Для её выполнения подходит алмазный брусок «extrafine» либо камень из керамики с зернистостью 1000. Во время доводки направление заточки меняется на противоположное (вдоль лезвия).
3. Следующий этап — полировка поверхности. Для этого процесса используется алмазный брусок «extra-extra fine» либо керамическое точило с зернистостью 8000. Инструмент должен двигаться перпендикулярно кромке лезвия ножа. Это правило необходимо обязательно соблюдать при финальной шлифовке изделия.

Что представляет из себя сталь ШХ 15

Сталь ШХ 15 является представителем класса низколегированных хромистых сталей. Это означает, что в состав стали, помимо основных элементов, входят специальные добавки. Они то и придают ей необходимые свойства прочности, стойкости к коррозии и агрессивной среде. Сталь ШХ 15 содержит в своем составе следующие химические элементы:

В сталях этой группы количество хрома достаточно мало, что является главным отличием от высокохромистых сталей. По этой причине хром не образует собственные карбиды, а остается в твердом растворе и также входит в состав цементита. Если говорить про структурные признаки, то стоит отметить, что все карбиды мелкие. Именно этим определяется высокая контактная выносливость и однородность данной стали. В целом, как и другие «углеродистые» стали, ШХ 15 отлично держит тонкую кромку.

В промышленности данная марка стали получила широкое распространение благодаря ее повышенной твердости, износостойкости и устойчивости к коррозии. В основном из нее производят ролики и шарики для подшипников. Отсюда и пошло название «подшипниковая сталь». Ножам из такой стали присуща высокая износостойкость, твердость и контактная прочность.

ШХ 15 получила широкое распространение у изготовителей ножей благодаря тому, что она прекрасно поддается температурной обработке, после чего не только приобретает нужную форму, но и в несколько раз улучшает свои показатели прочности. Также при этом достигается очень высокая стойкость к износу, что в свою очередь обеспечивается высокой твердостью стали. Стоит отметить высокую стойкость к смятию, при сохранении таких параметров как пластичность и вязкость.

Для закалки оптимальной температурой является показатель в районе 810 — 850 градусов, а температура отпуска в свою очередь варьируется от 150 до 160 градусов. В конечном результате достигается твердость в 61-64 HRC.

Сталь данной марки также обладает рядом следующих характеристик: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Предел пропорциональности для этого материала составляет 370-410 мПа, а предел кратковременной прочности для данной стали находится в районе от 590 до 750 мПа. Сталь ШХ 15 обладает относительным сужением, равным 45%, а характеристика ударной вязкости составляет примерно 440 кДж/м2.

Правила качественной закалки

Существует еще несколько несложных правил, которые позволяют сделать закалку ножа в домашних условиях максимально качественной.

1. Прежде чем приступать к поверхностной или глубокой закалке ножа, изготовленного из определенной марки стали, можно подобрать режимы выполнения такой технологической операции, воспользовавшись пластинками, выполненными из такого же материала. Первую пластинку используют, чтобы более точно подобрать требуемую температуру нагрева. Для этого металлическую пластину необходимо нагреть неравномерно: одну часть – до максимальной температуры, вторую – до минимальной. Затем нагретую пластину опускают в воду или масло и после полного остывания зажимают в тисках, ломают и смотрят на излом металла. Качественно закаленный металл, если температурный режим был подобран правильно, должен иметь крупнозернистую структуру.
2. Следующим этапом экспериментов с металлическими пластинками является подбор оптимальной охлаждающей среды. Используя различные охлаждающие среды (вода, масло, жидкий свинец и др.), закалите пластину до такого состояния, чтобы она, будучи зажатой в тисках, ломалась при отклонении в 30°. После этого необходимо выполнить отпуск пластины, также подбирая различные охлаждающие среды и температурные режимы. В результате такой операции вы должны добиться того, чтобы пластина, зажатая в тисках, ломалась при угле ее отклонения в 45°.
3. Чтобы избежать появления на лезвии закаливаемого ножа поверхностных трещин, изделие требуется предварительно отжечь. При выполнении такой технологической операции, для которой желательно использовать муфельную печь с регулятором температуры, надо придерживаться следующих правил: нагрев ножа выполняют как можно дольше, медленно и равномерно.

Следуя таким несложным рекомендациям, вы даже в домашних условиях сможете закалить нож правильно, получив в итоге прочный и долговечный инструмент с отличными режущими свойствами.

Итоги

Детально изучив сталь марки ШХ 15 можно однозначно указать на ее достоинства и недостатки.

• Однородность.
• Высокая контактная выносливость.
• Хорошо поддается обработке.
• Достаточно высокая твердость.
• Высокая стойкость к износу.
• Тонкая кромка при заточке.
• Стойкость к смятию.
• Пластичность и вязкость.

• Относительно высокая подверженность коррозии.
• Трудная заточка.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков. Изделие из такой стали способно дать желаемый результат от работы, значительно сэкономив при этом бюджет, благодаря своей низкой стоимости.

Особенности крепления к корпусу

Существует несколько разновидностей посадки подшипника на вал в корпусе узла. Самыми распространенными сегодня из них выступают описанные ниже технологии.

Одним из самых распространенных является подшипник в корпусе на лапках. Он обладает возможностью смазывания и участвует в создании высокоскоростных механизмов. Это могут быть вентиляторы, системы аварийного энергосбережения, маховики. Отличительной их особенностью является способность работать при повышенных температурах.

Внутреннее кольцо также может закрепляться на валу при помощи стопорных винтов. Встречаются корпуса, внутреннее кольцо которых имеет коническое отверстие. Деталь крепится в нем при помощи закрепительной втулки.

Есть также корпуса, в которых установленное изделие закреплено особым эксцентриковым кольцом.

Сборка

Требуется развести эпоксидный клей. На соединяемые плашки следует нанести риски или продавить неглубокие вмятины для лучшей адгезии слоя эпоксидки. Обязательно следует обезжирить металлическую часть ножа, которая будет находиться внутри рукояти. Сборка производится в следующей последовательности:

• наносится эпоксидный клей на поверхности накладок со стороны рисок;
• половинки накладываются с обеих сторон хвостовика, в отверстия продеваются штифты, собранная рукоять оборачивается бумагой и плотно сжимается струбциной;
• после застывания эпоксидки резаком по дереву снимают фаски с ребер накладок ножа;
• наждаком на матерчатой основе с зернистостью 80 производят грубую обработку деревянных плашек ручки ножа;
• полосками наждачной бумаги полируют рукоятку вчистую.

Отполированная поверхность покрывается разогретым до 50–60 градусов льняным маслом. После впитывания процедура повторяется 2–3 раза. В последующем покрывать лаком рукоять ножа нет необходимости. Под воздействием ультрафиолетовых лучей масло полимеризуется, превращаясь в твердую эластичную субстанцию. Она заполняет мельчайшие поры древесины, защищая лучше любого лака рукоятку ножа от влаги и внешних воздействий.

Источник

Обдирка и шлифовка поковки, перенос контуров с шаблона

После этого деталь обдирается на точиле или ленточной шлифовальной машине. В процессе обработки снимаются лишние слои металла и неровности, а поверхность становится идеально ровной и блестящей.

На следующем этапе на бумаге подготавливается шаблон режущего инструмента в масштабе 1:1. Ножницами вырезается бумажная копия и обводится маркером на отшлифованной пластине. Случается, перенесенный на заготовку абрис трудноразличим или стирается в процессе последующего выпиливания. В этом случае следует продублировать контуры ножа, процарапав линии на металле чертилкой. Вместо нее подойдет любой слесарный инструмент с острием из инструментальной стали.

Пластина зажимается в тисках и обрезается болгаркой по шаблону. В наиболее криволинейных участках делается много надрезов, «ступенькой» вырезают маленькие фрагменты металла. С целью убрать оставшиеся кусочки и зазубрины полуфабрикат ножа обтачивается шлифовальной насадкой.

Маркером рисуем на заготовке форму ножа и выпиливаем Облагораживаем уголочки и делаем более плавную линию