Тема 10: Опиливание.

Вопросы темы:

1. Назначение и сущность опиливания.

2. Напильники, их конструкция и классификация.

3. Виды напильников, уход за ними и восстановление затупившихся зубьев.

4. Рукоятки напильников, требования к ним.

5. Основные правила работы напильником.

1. Назначение и сущность опиливания.

Опиливание — операция, при выполнении которой с поверхно­сти заготовки снимается слой металла (припуск) посредством ре­жущего инструмента-напильника. Цель опиливания — придание деталям требуемой формы, размеров и заданной шероховатости поверхности.

В практике слесарной обработки чаще других применяются следующие основные виды опиловочных работ: а) опиливание на­ружных плоских и криволинейных поверхностей; б) опиливание наружных и внутренних углов, а также сложных или фасонных поверхностей; в) опиливание углублений и отверстий пазов и вы­ступов. Опиливание выполняется различными напильниками и подразделяется на предварительное (черновое) и окончательное (чистовое и отделочное).

Обработка напильником дает возможность получить точность деталей до 0,05 мм, а в отдельных случаях даже до 0,01 мм. При­пуски при опиливании обычно небольшие — от 0,5 до 0,025 мм.

Техника безопасности при опиливании металла.

1. При опиливании заготовок с острыми кромками нельзя поджимать пальцы левой руки под напильник при обратном ходе.

2. Образовавшуюся в процессе опиливания стружку необходимо сметать с верстака волосяной щеткой.

3. Строго запрещается сбрасывать стружку обнаженными руками, сдувать ее или удалять сжатым воздухом.

4. При работе следует пользоваться только напильниками с прочно насаженными рукоятками.

5. Запрещается работать напильниками без рукояток или напильниками с треснувшими, расколотыми рукоятками.

2. Напильники, их конструкция и классификация.

Напильником называют режущий инструмент в виде сталь­ного закаленного бруска определенного профиля с большим коли­чеством насечек или нарезок, образующих мелкие и острые зубья. Этими зубьями напильник срезает небольшой слой металла в виде стружки.

Конструкция напильника зависит от вида насечки, геометрии зубьев, профиля и других факторов. Зубья напильника могут быть образованы насеканием, фрезерованием, нарезанием, протягива­нием и точением методом обкатывания. Наиболее распространен­ным способом образования зубьев является способ насекания на специальных станках.

Насечки на поверхности напильника образуют зубья. Чем меньше насечек на 1 см длины напильника, тем крупнее зуб. По виду или форме насечек напильники бывают с одинарной (однорядной) и двойной (перекрестной), а также рашпильной насеч­ками.

Напильники с одинарной насечкой срезают металл широкой стружкой, равной всей длине зуба, поэтому работа ими требует больших усилий. Такие напильники применяются для обработки цветных металлов, целлулоида, дерева и др. Одинарная насечка наносится под углом от 5 до 30° по отношению к линии, перпен­дикулярной к оси напильни­ка (рис. 1, а).

В напильниках с двойной насечкой (рис. 1,б) снача­ла насекают нижнюю глу­бокую насечку, называемую основной, а поверх нее — верх­нюю неглубокую насечку, на­зываемую вспомогательной; она разрубает основную на большое число отдельных зубьев. Вспомогательная на­сечка имеет направление справа налево вверх, а основ­ная, образующая профиль зуба, — слева направо вверх, если смотреть на насечку на­пильника от хвостовика к носку. Перекрестная насечка размельчает стружку, что об­легчает работу. У напильни­ков с двойной (перекрест­ной) насечкой основная на­сечка обычно выполняется под углом наклона 20°, а вспомогательная — под углом наклона 55°. Такие углы наклона насечек обеспечивают хорошую производительность при опиливании чугуна; для обработки стали применяют напильники с углами наклона насечек: основной 25° и вспомогательной 45°.

Шаг (расстояние) между двумя соседними зубьями на основ­ной насечке больше, чем на вспомогательной. В результате зубья располагаются друг за другом по прямой, составляющей угол 5° с осью напильника (рис. 1, г), и при его движении следы зубьев частично перекрывают друг друга. Поэтому на обработанной по­верхности уменьшается шероховатость, и она получается относи­тельно чистой и гладкой.

Рисунок 1.

Зубья рашпильной насечки (рис. 1, в) образуются выдав­ливанием металла заготовки рашпиля насекательными зубилами со специальной формой заточки. Каждый зуб рашпильной насечки смещен относительно расположенного впереди зуба на половину шага. Это уменьшает глубину канавок, образующихся на поверх­ности опиливаемой заготовки, и облегчает процесс резания. На­пильники с таким видом насечки применяются для опиливания мягких материалов (дерево, каучук, резина, кость, рог и др.), так как в этом случае снимается крупная стружка, что требует и круп­ных зубьев. В напильниках с обыкновенной насечкой стружка таких материалов забивает зубья, и они не могут ре­зать.

Независимо от способа выполнения насечки зубья на поверхности напильни­ка имеют форму клина с углом заострения β, зад­ним углом α, передним уг­лом γ и углом резания δ (рис. 2).

Передним углом γ на­зывается угол между пе­редней поверхностью зуба и плоскостью, проходящей через его вершину перпен­дикулярно оси напильни­ка. Он устанавливается в пределах от +10 до -16°. Угол заострения β обра­зуется между передней и задней поверхностями зуба напильника. Задним уг­лом α называется угол, образующийся между задней поверх­ностью зуба и плоскостью опиливаемой заготовки. Величина зад­него угла зуба напильника стандартом не регламентирована. Угол резания δ образуется между передней поверхностью зуба и плос­костью опиливаемой заготовки.

Рисунок 2.

Классификация напильников.

Напильники различаются по чис­лу насечек, профилю сечения и длине.

По количеству зубьев, насеченных на 1 см длины, напильники делятся на 6 классов (табл. 1): 1-й класс — драчевые с числом зубьев от 5 до 13 (крупная насечка), применяются для чернового опиливания заготовок; 2-й класс — личные (мелкая насечка) с чис­лом зубьев от 13 до 25, применяются для чистового опиливания деталей; 3, 4, 5 и 6-й классы — бархатные (мелкая и очень мелкая насечка), применяются для особо чистой и точной отделки, до­водки и шлифования поверхностей.

В зависимости от выполняемой работы напильники подразде­ляются на следующие виды: слесарные — общего назначения и для специальных работ, машинные, надфили и рашпили.

Напильники слесарные общего назначения по ГОСТ 1465—53 изготовляются восьми типов: плоские (тупоносые и остроносые) квадратные, трехгранные, полукруглые, круглые, ромбические и ножовочные длиной от 100 до 450 мм с насечкой № 1—6. Номер насечки характеризуется числом основных насечек на 1 см длины напильника. Напильники располагают двойной (перекрестной) насечкой, образованной способом насекания.

Напильники слесарные для специальных работ предназна­чаются для удаления весьма больших припусков при опиливании пазов, фасонных и криволинейных поверхностей; для обработки цветных металлов и неметаллических материалов и т. п. В зави­симости от выполняемых работ напильники этого вида делятся на пазовые, плоские с овальными ребрами, брусовки, двухконцевые и др.

Машинные напильники (рис. 3) по своей конструкции под­разделяются на стержневые, дисковые, фасонные головки и пла­стинчатые. В процессе работы стержневым напильникам сообщается возвратно-поступательное движение, дисковым напиль­никам и фасонным головкам — вращательное, а пластинчатым — непрерывное движение вместе с непрерывно движущейся метал­лической лентой.

Машинные напильники применяются для обработки фасонных углублений и отверстий, криволинейных поверхностей, для удале­ния облоя и снятия заусенцев.

Рисунок 3. Напильники машинные: а - стержневые; б - дисковые; в - фасонные головки.

Надфили (мелкие напильники), согласно ГОСТ 1513—53, из­готовляются 11 типов: плоские трехгранные, квадратные, полу­круглые, круглые, овальные, ножовочные и др. длиной 40, 60 и 80 мм с насечкой 6 классов (рис. 4). Длина надфиля опреде­ляется длиной рабочей части. Ребра плоских надфилей имеют одинарную или двойную насечку. Боковые стороны и верхнее ребро ножовочных надфилей имеют двойную насечку.

Надфили применяются для опиливания небольших поверхно­стей и узких мест, недоступных для обработки слесарными напиль­никами.

Рашпили соответственно ГОСТ 6876—54 изготовляются трех типов: общего назначения, сапожные и копытные. В зависимости от профиля рашпили общего назначения подразделяются на пло­ские (тупоносые и остроносые), круглые и полукруглые с насеч­кой № 1—2 и длиной от 250 до 350 мм.

Рисунок 4.

Кроме указанных, в практике слесарной обработки применяются напильники, которые крепятся в специальных приспособлениях.

3. Виды напильников, уход за ними и восстановление затупившихся зубьев.

Виды напильников, уход за ними и восстановление затупившихся зубьев.

Выбор напильника. Применение напильников того или иного класса зависит от характера выполняемой работы, припуска на опиловку, а также от требуемой точности и шероховатости поверх­ности. Для грубой опиловки, когда требуется снять большой слой металла (до 1,0 мм), используются брусовки — напильники квад­ратного сечения, имеющие очень крупную насечку — 4—5 насечек на 1 см длины.

Для грубого опиливания заготовок, когда необходимо снять припуск до 0,5 мм, применяются драчевые напильники, позволяю­щие за один ход снять слой 0,08—0,15 мм.

Личные напильники используются для более чистой отделки поверхности (после предварительной обработки драчевым напиль­ником), когда требуется снять припуск не более 0,15 мм. Личные напильники позволяют за один ход снять слой металла толщиной 0,05—0,08 мм; при этом достигается шероховатость поверхности, соответствующая 7—8-му классу.

Напильники с бархатной насечкой применяются для самой точной отделки, подгонки, доводки деталей и шлифования поверх­ностей с точностью 0,01—0,005 мм; за один ход снимается слой металла 0,01—0,03 мм. Шероховатость поверхности при этом со­ответствует 9—12-му классам.

Надфили предназначены для очень точной и мелкой работы, глав­ным образом в инструментальных цехах. Ими выпиливают фасон­ные отверстия и пазы в шаблонах, доводят сопрягаемые детали и т. п.

Выбор напильника того или иного профиля зависит от форм опиливаемых поверхностей.

Плоские напильники применяются для опиливания свободных наружных и внутренних плоскостей, выпуклых поверхностей, а также сопряженных под углом 90° (рис. 5, а и б).

Квадратные напильники применяют для распиливания квадрат­ных и прямоугольных отверстий, прямоугольных пазов, недоступ­ных для работы плоским напильником. Личные квадратные на­пильники часто используют для зачистки наружных и внутренних углов (рис. 5, в).

Трехгранные напильники служат для опиливания открытых и закрытых углов более 60°, многогранных отверстий и плоскостей в недоступных для плоских напильников местах (рис. 5, г).

Полукруглые напильники применяют для опиливания вы­пуклой стороной криволинейных (вогнутых) поверхностей с боль­шим радиусом, Плоской стороной полукруглого напильника мож­но опиливать прямолинейные поверхности и углы меньше 60° (рис. 5, д и е).

Круглые напильники служат для распиливания круглых или овальных отверстий, а также вогнутых поверхностей, недоступных для полукруглого напильника (рис. 5, ж и з).

Ножовочные напильники применяют для опиливания внутрен­них углов более 10°, клиновидных канавок, узких пазов, плоско­стей в трехгранных, квадратных и прямоугольных отверстиях (рис. 5, и).

Машинные напильники, например фасонные головки, исполь­зуются в процессе изготовления моделей и штампов преимущест­венно для опиливания фасонных полостей, отверстий и др. (рис. 5, к).

4. Рукоятки напильников, требования к ним.

Рукоятки к напильникам. Для удобства и безопасности опили­вания на хвостовик напильника насаживают деревянную рукоятку из березы, липы или прессованной бумажной массы. Длина рукоят­ки выбирается в зависимости от размера напильника. Обычно она в полтора раза длиннее хвостовика напильника. Поверхность ру­коятки должна быть чистой и ровной. Рекомендуемые размеры рукояток приведены в табл. 2.

Чтобы рукоятка не раскололась во время насадки на хвосто­вик напильника, на ее шейку надевают металлическое кольцо. От­верстие в рукоятке под хвостовик напильника просверливают, а затем прожигают хвостовиком старого напильника. При насажи­вании хвостовик вставляют в отверстие рукоятки и вертикальными взмахами ударяют головкой рукоятки о верстак или тиски (рис. 6, а). В ряде случаев насаживание рукоятки на хвостовик напильника производится так, как показано на рис. 6, б. Чтобы снять рукоятку с напильника, наносят два-три коротких слабых удара молотком по верхнему краю шейки (рис. 6, в).

Рисунок 6.

Требования к качеству напильников. Плохое качество напиль­ника усложняет процесс обработки деталей. Основные требования к напильникам сводятся к следующему.

Они не должны иметь видимых на глаз искривлений. Насечка должна быть острой, однородной по шагу и глубине, правильной и чистой. Поверхность напильников должна быть без трещин, плен, черновин, ржавых пятен, вмятин и точильных выхватов. Напиль­ники не должны ломаться при падении на деревянный пол с вы­соты 1 м.

При ударе о наковальню напильник должен давать чистый звук. Хвостовик напильника должен быть прямым. Ось хвосто­вика должна совпадать с осью напильника.

Уход за напильниками. Продолжительность срока службы на­пильника зависит в первую очередь от качества его изготовления. Чем острее зубья и чем тверже закалка, тем дольше напильник будет работать при правильном его использовании.

На продолжительность срока службы напильника, естественно, оказывает влияние и твердость обрабатываемой поверхности. На­пильники быстро изнашиваются при опиливании деталей из твердых сталей и сплавов, при работе по литейной корке, окалине и т. п.

Зубья нового напильника имеют заусенцы. При опиливании твердого металла эти заусенцы отламываются, и напильник быстро изнашивается. Поэтому не рекомендуется употреблять но­вый напильник для опиливания твердых металлов; сначала им следует работать по мягкой стали и цветным металлам, и лишь когда заусенцы на зубьях сработаются, перейти к опиливанию твердых металлов.

Личным напильником нельзя опиливать мягкие металлы (медь, олово и т. п.), так как стружка быстро забивается в канавки между зубьями, и напильник будет только скользить по поверх­ности, а не снимать стружку. Для предотвращения забивания на­пильника стружкой мягких и вязких металлов рекомендуется при опиливании их натирать напильник мелом, а при опиливании алю­миния— стеарином. Чтобы удлинить срок службы напильников, нужно предохранять их от ударов, которые могут повредить зубья. Хранить напильники следует на деревянных подкладках и следить за тем, чтобы они не соприкасались. Необходимо предохранять напильники от попадания на них воды или влаги, вызывающей коррозию. Следует также оберегать их от попадания на рабочие поверхности маслянистых веществ, так как они снижают режущую способность напильников; по этой же причине нельзя протирать напильник рукой. Нельзя допускать попадания на напильники грязи и пыли, особенно абразивной. Периодически следует тща­тельно очищать их от стружки.

Восстановление напильников. Напильники, потерявшие способ­ность снимать стружку, не выбрасывают, а собирают и напра­вляют в пересечку или восстанавливают другими способами. На­пильники, сильно изношенные или имеющие выкрошенные зубья, подвергаются только пересечке. Для заострения затупившихся зубьев прибегают к химическому, электрохимическому или песко­струйному способу.

Постепенно зубья напильника, несмотря на проведенное их вос­становление, становится все мельче, поэтому время от времени на­пильники вновь подвергают насечке, для чего предварительно снимают все старые зубья. Пересечку производят обычно после двукратного восстановления зубьев. Пересекать напильники можно не более двух-трех раз. После пересечки напильники имеют примерно такую же производительность и стойкость, как новые напильники.

5. Основные правила работы напильником.

Успешное выполнение операции опиливания зависит от пра­вильного крепления заготовки в тисках, правильного положения корпуса, ног и рук работающего и рациональных рабочих движе­ний в процессе опиливания.

Деталь зажимают в тисках так, чтобы обрабатываемая поверх­ность ее выступала над губками тисков не более 5—8 мм.

Положение работающего у тисков зависит от характера опили­вания. Наиболее удобным положением корпуса следует считать такое, при котором корпус работающего составляет 45° с линией, проходящей через губки тисков (рис. 7, а). Левая нога слесаря должна быть выдвинута вперед носком в сторону рабочего дви­жения напильника на расстояние 150—200 мм от переднего края верстака, а правая — отдалена от левой на расстояние 200—300 мм так, чтобы угол между средними линиями ступней составлял при­мерно 60—70° (рис. 7, б). При снятии напильником толстых слоев металла, когда приходится нажимать на напильник с боль­шей силой, правую ногу отставляют от левой на расстояние 500—700 мм, так как в этом случае она является основной опо­рой. При слабом нажиме на напильник, например при доводке или отделке поверхности детали, ноги ставят почти рядом.

Рисунок 7.

Существенное значение имеют приемы «хватки» напильника. Его следует брать в правую руку так, чтобы рукоятка упиралась в ладонь руки, четыре пальца захватывали рукоятку снизу, а большой палец помещался сверху (рис. 8, а). Левую руку накладывают

ладонью поперек напильника на расстоянии 20—30 мм от его носка. При этом пальцы

должны быть полусогнуты; они не поддерживают, а только прижимают напильник (рис. 8, б и в). Ло­коть левой руки должен быть слегка приподнят.

Рисунок 8.

Правая рука — от локтя до кисти — долж­на составлять с напильником прямую линию.

При доводке, когда опиливание ведется с незначительным уси­лием, можно нажимать на носок напильника не ладонью, а только большим пальцем левой руки (рис. 8, г).

В процессе опиливания нажимать на напильник следует только при движении его вперед. В начале хода напильника нажим левой рукой должен быть максимальным, а правой — минимальным. При перемещении напильника вперед нажим правой рукой необходимо увеличивать, а левой — уменьшать (см. диаграмму сил на рис. 9, а).

При нажиме на напильник с постоянной силой, он в начале рабочего хода будет отклоняться рукояткой вниз, а в конце — но­ском вниз. При этом напильник будет «заваливать» края опили­ваемой поверхности. В ряде случаев «завалы» могут получаться и вследствие других причин, например из-за чрезмерно глубокой установки заготовки при закреплении ее в тисках, губки которых имеют пологий подъем (рис. 9, б). В этом случае напильник будет отрываться от поверхности заготовки, что и приведет к об­разованию «завала».

Рисунок 9.

Перемещать напильник в обратном направлении нужно свобод­но, без нажима, не отрывая его от опиливаемой поверхности, так как при этом теряется опора, а с утратой опоры пропадает уве­ренность в правильном положении напильника при последующем рабочем движении. При опиливании плоскостей напильник нужно перемещать не только вперед, но одновременно и в сторону — вправо или влево, чтобы спиливать равномерный слой металла со всей плоскости.

Наиболее рациональным считается темп опиливания 40—60 двойных движений напильника в минуту.

Способы опиливания. Направление движения напильника, а следовательно, и положение штрихов (следа напильника) на обра­ботанной поверхности может быть продольным, поперечным, пере­крестным и круговым.

Работая напильником только в продольном или только в попе­речном направлении, трудно получить правильную и чистую по­верхность заготовки.

При поперечном опиливании напильник быстрее снимает слой металла, чем при продольном, так как он соприкасается с меньшей площадью поверхности и легче врезается в металл. Следовательно, для снятия больших припусков лучше применять поперечное опи­ливание (рис. 10, а). Процесс опиливания в данном случае можно завершить наведением продольного штриха на обрабатываемой поверхности (рис. 10, б). Сочетание поперечного и продольного опиливания грани позволяет достигнуть нужной степени ее прямо­линейности в продольном направлении.

Хорошие результаты по производительности и качеству по­верхности при обработке плоскостей достигаются при опиливании перекрестным (косым) штрихом; движение напильника переносится при этом попеременно с угла на угол (рис. 10, в). Обычно вначале опиливают плоскость заготовки справа налево под углом 35—40° к боковой стороне тисков, а затем — так же слева направо. При опиливании перекрестным штрихом на поверхности заготовки должна все время сохраняться сетка, образуемая зубьями напиль­ника. По этой сетке контролируется качество работы; отсутствие сетки на каком-либо участке поверхности указывает на неправиль­ное положение напильника в этом месте.

Круговыми штрихами опиливание производят в тех случаях, когда с обрабатываемой поверхности нужно снять выступающие части металла (рис. 10, г).

Рисунок 10.

Чистовое опиливание и отделка поверхностей. При опиливании обеспечивается не только заданная точность обработки, но и необходимая чистота отделки поверхности. Грубая отделка дости­гается обработкой драчевым напильником с мелкой насечкой, бо­лее тщательная — личными напильниками. Наиболее совершенная отделка достигается обработкой бархатными напильниками, бу­мажной или полотняной абразивной шкуркой, абразивными бру­сками и др.

При отделке плоскости бархатными напильниками опиливание производится продольными и поперечными штрихами с легким нажимом на напильник (рис. 11, а). После отделки напильником поверхность в случае надобности обрабатывают абразивными бру­сками и шкурками, всухую или с маслом. В первом случае получают блестящую поверхность металла, во втором — полуматовую. При отделке меди и алюминия шкурку натирают стеарином.

Для отделки поверхностей пользуются также деревянными брусками с наклеенной на них абразивной шкуркой (рис. 132, б и в). В ряде случаев шкурку навертывают на плоский напильник.

Очистка напильников от стружки производится стальными щетками, а также специальными скребочками из стальной или латунной проволоки с расплющенным концом (рис. 11, г). При очистке напильников от каучуковой, фибровой и деревянной стружки их предварительно опускают на 15—20 мин в горячую воду, а затем прочищают стальной щеткой. Замасленные напильники чистят куском березового угля, которым поверхности нати­рают вдоль рядов насечек, а затем уже прочищают стальной щет­кой.

Рисунок 11

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется опиливанием?;

2. Расскажите устройство напильников.

3. Перечислите виды насечек напильников.