Сущность опиливания металла. Глава IX. Опиливание металла. Опиливание мелких деталей

К атегория: Санитарно-техническе работы

Опиливание металла

Опиливанием называется снятие поверхностного слоя с металлическои детали при помощи режущего инструмента - напильника.

Опиливание производят для получения определенной формы, точных размеров, гладкой прямолинейной или криволинейной поверхности, для подгонки деталей друг к другу, образования наружных и внутренних углов, обработки отверстий, снятия фасок.

Мелкие детали опиливают в тисках, установленных в мастерской, а крупные - на месте заготовки и сборки их.

Напильник представляет собой стальной закаленный брусок с насеченными на рабочих поверхностях правильно расположенными мелкими зубьями. Насечка напильника может быть одинарной под углам 70-80° к ребру напильника и двойной (перекрестной). При двойной насечке нижняя выполняется под углом 55°, а верхняя-под углом 70°. Угол заострения зуба напильников - 70°.

Зубьями напильника срезают с поверхности металла небольшой слой в виде стружки. Напильниками с одинарной насечкой срезают широкую стружку, а с двойной насечкой - мелкую.

Рис. 1. Классификация напильников: а - по виду насечки, б - по форме; 1 - драчевый, 2 - личной, 3- бархатный, 4 - плоский, 5 - полукруглый, 6 - квадратный, 7 - трехгранный, 8- круглый

Напильники разделяются: по крупности насечки (номеру), по длине и форме (рис. 1).

В зависимости от назначения применяют напильники с насечкой различной крупности: драчевые (№1) с крупной насечкой, личные (№2) с более мелкой насечкой и бархатные (№ 3, 4, 5, и 6) с очень мелкой насечкой.

Драчевые напильники применяют для предварительной, черновой, грубой обработки; личные -для чистовой, отделочной обработки и бархатные - для окончательной, точной обработки.

Драчевыми напильниками за один рабочий ход, в зависимости от твердости металла, можно снять слой толщиной 0,05-0,1 мм с точностью обработки до 0,2-0,5 мм; личными - толщиной 0,02- 0,06 мм и с точностью обработки до 0,02 мм; бархатными можно обработать поверхность детали с точностью 0,01-0,005 мм.

Напильники имеют следующие части: нос - конец насеченной части напильника, тело - рабочая насеченная часть, пятка-не-насеченная часть тела напильника и хвостовик - часть напильника, на которую надевают ручку.

Напильники изготовляют длиной от 100 до 450 мм. Размер напильника следует выбирать соответственно величине обрабатываемой поверхности. Напильник должен быть на 150 мм длиннее опиливаемой поверхности.

В зависимости от вида обрабатываемых поверхностей изделий и от характера работ применяют напильники с профилем различной формы: плоские, полукруглые, квадратные, трехгранные и круглые. Плоские напильники используют для опиливания наружных и внутренних плоских поверхностей, наружных и внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы, плоских поверхностей, сквозных отверстий прямоугольной формы; полукруглые - для опиливания криволинейных поверхностей вогнутой формы, для выпиливания закруглений в углах; квадратные - для опиливания прорезей и отверстий прямоугольной формы; трехгранные - для выпиливания углов и отверстий треугольной формы; круглые - для выпиливания круглых и овальных отверстий.

Рис. 2. Пневматический напильник: 1 - рабочий инструмент, 2 - головка, 3 - преобразователь движения, 4 - редуктор, 5 - электродвигатель

На хвостовик напильника надевают деревянную ручку круглой формы с утолщением в середине. Ручки изготовляют из древесины твердых пород: березы, клена, бука. Поверхность ручки должна быть чистой и ровной. Чтобы ручка не раскололась при насадке на напильник и при работе, на конец ее надевают стальное кольцо.

Для повышения производительности труда при обработке металла применяют пневматические и электрические напильники.

Пневматический напильник (рис.2) состоит из рабочего инструмента, головки для его закрепления, преобразователя движения, редуктора и двигателя.

Длина хода напильника 12 мм, число двойных ходов в минуту 1500.

- Опиливание металла

Опиливание - слесарная операция, при которой с по­верхности детали напильником срезают слой металла толщиной от 0,05 до 1 мм. Опиливают деталь обычно после рубки или резки для отделки поверхности детали и придания ей более точных размеров, а также для пригонки деталей при сборке. Напильники представ­ляют собой стальные, зака­ленные бруски различной формы с насеченными на рабочих поверхностях зубьями, которые срезают с обрабаты­ваемой детали небольшие слои металла в виде стружки (опилок).

Насечка напильников бывает одинарной и двойной (перекрестной), ее наносят на специальных станках зу­билом или получают фрезерованием и шлифованием. На­пильниками с одинарной насечкой, выполненной под углом 70-80° к его оси, опиливают мягкие материалы, так как работа ими требует больших усилий вследствие срезания широкой стружки, у напильников с двойной на­сечкой нижнюю насечку выполняют под углом 56-60°, верхнюю - под углом 70-80° к оси напильника. Такой вид насечки дает возможность обрабатывать напильни­ками твердые материалы, так как при опиливании стру­жка дробится и работа облегчается.

В зависимости от числа зубьев, приходящихся на 1см напильники делятся на три класса: драчевые (4-12 зубьев, номер насечки 0), личные (13-25 зубьев, номер насечки 1) бархатные (36-80 зубьев, номера насечек 2, 3, 4 и 5), у бархатных напильников чем выше номер насечки, тем больше зубьев на 1 см и они мельче.

Драчевые напильники применяются в тех случаях, когда с детали необходимо снять слой металла более 0,3 мм. Для снятия меньших слоев металла и получения чистой поверхности и точных размеров применяются личные напильники. Бархатные напильники предназна­чены для доводки и точной подгонки деталей.

Напильники со специальной насечкой в виде отдель­ных (точечных) зубьев называются рашпилями. Их при­меняют для опиливания вязких и мягких материалов (дерево, баббит и др.). Для обработки небольших поверхностей и доводочных работ применяются надфили,

По форме поперечного сечения напильники бывают восьми типов: плоские (остроносые и тупоносые), круглые, овальные, полукруглые, квадратные, трехгранные, ромбические и ножовочные.

Для опиливания выбирают напильник определенной формы и длины. Выбор формы напильника определяет­ся очертанием обрабатываемой поверхности детали. Кри­волинейные вогнутые поверхности опиливают круглыми или овальными напильниками, а выпуклые - плоскими.

Опиленные плоскости проверяют линейкой или угольником на просвет. У правильно обработанной по­верхности просвет ровный или совсем отсутствует. Па­раллельность двух плоскостей проверяют кронцирку­лем.

Для продления срока службы напильников необходимо соблюдать определенные правила. Новыми напильниками нельзя опиливать твердые материалы, поверхно­сти с литейной коркой, а также не очищенные от окалины.

Опиливание – это слесарная металлообработка , во время которой происходит снятие материала с поверхности детали с помощью напильника.
Напильник – это инструмент, который служит для обработки металлов , состоит из многолезвийных режущих элементов, он обеспечивает высокую точность проделываемых работ, а также не значительную шероховатость обрабатываемой поверхности детали. Сама резка металла , проводится качественно и с малой погрешностью.

С помощью опиливание, детали придается нужный размер и форма, подгоняют деталь друг под друга и проводят множество других работ. Напильниками обрабатывают металлы различной формы: криволинейные поверхности, плоскости, пазы, отверстия различных форм, канавки, различного рода поверхности и т.д. Припуски во время опиливания оставляют небольшого размера - от 0.55 до 0.015 мм. А погрешность после проведенной работы может составляет от 0.1 до 0.05, а в определенных случаях еще меньше – до 0.005 мм., что обеспечивает качественную металлообработку /

Инструмент напильник – это брусок из стали определенной длины и профиля, у которого на поверхности стоит нарезка. Нарезка (насечка) формирует маленькие и острые зубья, которые определяют в сечении форму клина. Угол сечения напильника с сеченым зубом обычно равен 65-70 градусов, задний угол от 35 до 50 градусов, передний угол – 16 градусов.
Инструменты с одинарной нарезкой убирают с металла широкую стружку, по всей насечке. Они применяются при металлообработке мягких металлов.
Напильник с двойной нарезкой используются при опиливании чугуна, стали и других твердых металлов, из-за того, что перекрестная нарезка измельчает стружку, в связи с чем – облегчает работу.

Насечку рашпилем получают с помощью вдавливания металла специальными зубцами состоящими из трехгранника. Обработка металлов рашпилем производится только на мягких металлах и неметаллических материалах.
Также можно получить другую насечку с помощью фрезерования. У нее дугообразная форма и большие выемки между зубьями – это обеспечивает хорошее качество поверхностей и высокую производительность при металлообработке
Напильники производятся из стали У13А и У13, а еще из хромистой стали ШХ 15. Когда заканчивается насечка зубьев напильники термически обрабатываются. Ручки напильников изготавливаются из древесины (клен, береза и другие).

По своему назначению резки металла напильники делятся на следующие группы:

1. Общего назначения.
2. Надфили.
3. Специального назначения.
4. Машинные напильники.
5. Рашпили.

Для общих слесарных работы, чаще всего применяются напильники общего назначения.

По количеству насечек на 1 см. напильники разделяют на 6 разных номеров:

1. Напильники с нарезкой от номер 0 до 1 (драчевые), применяются для более грубого опиливания, так как состоят из крупных зубьев. При обработке металлов погрешность составляет от 0.6- 0.3 мм.
2. Напильники с нарезкой № 2-3, применяются для чистого опиливания деталей. Погрешность при металлообработке составляет 0.2-0.005 мм.
3. Напильники с нарезкой номером 4-5, служат окончательным обрабатываемым процессом. Погрешности при этом процессе составляет 0.1- 0.004 мм.

По своей длине напильники изготавливаются от 150 до 400 мм. По форме сечения их делят на квадратные, плоские, круглые, трехгранные, ромбические, ножничные и полукруглые.
Для обработки металлов небольших форм используются малогабаритные напильники - надфили. Обработка твердых и закаленных сталей производится специальными надфилями, а на стальных стержнях закрепляются зерна алмаза.
Улучшение производительности и условий труда при металлообработке опиливанием достигается путем использования механизированных (пневматических и электрических) напильников. Сменяемые угловые и прямые головки при помощи круглых фасонных инструментов способствуют опиливанию под разными углами и в труднодоступных местах.

Качество работы контролируется различного рода инструментами. Качество опиливаемой плоскости проверяется проверочной линейкой. Если плоскость должны быть опилена достаточно точно, ее подвергают проверке на проверочной плите. Если нужно опилить плоскость под определенным углом, ее проверяют с помощью угломера или угольника. Для контроля параллельности двух плоскостей используют штангенциркуль, где расстояние между плоскостями должно быть одинаковым.
Если контроль нужно провести по криволинейным поверхностям, его производят с помощью линий разметки и специальных шаблонов.
Опиливание служит для разрезания и обработки поверхности и значительно отличается от процесса плазменной резки металла , которая в свою очередь используется для полного разрезания изделия, а также для обработки его.

Опиливанием называется операция по обработке металлов и других материалов снятием небольшого слоя напильниками вручную или на опиловочных станках.

С помощью напильника слесарь придает деталям требуемую форму и размеры, производит пригонку деталей друг к другу, подготовляет кромки деталей под сварку и выполняет другие работы.

При помощи напильников обрабатывают плоскости, криволинейные поверхности, пазы, канавки, отверстия любой формы, поверхности, расположенные под разными углами, и. т. п. Припуски на опиливание оставляются небольшими - от 0,5 до 0,025 мм. Точность обработки опиливанием от 0,2 до 0,05 мм, в отдельных случаях до 0,001 мм.

Ручная обработка напильником в настоящее время в значительной степени заменена опиливанием на специальных станках, но полностью ручное опиливание эти станки вытеснить не могут, так как пригоночные работы при сборке и монтаже оборудования часто приходится выполнять вручную.

Напильник (рис. 134) представляет собой стальной брусок определенного профиля и длины, на поверхности которого имеются насечки (нарезки), образующие впадины и острозаточенные зубцы (зубья), имеющие в сечении форму клина. Напильники изготовляют из стали У13 или У13А (допускается легированная хромистая сталь ШХ15 или 13Х), после насекания подвергают термической обработке.

Напильники подразделяют: по крупности насечки, по форме насечки, по длине и форме бруска, по назначению.

Виды и основные элементы насечек. Насечки на поверхности напильника образуют зубья, которые снимают стружку с обрабатываемого материала. Зубья напильников получают на пилонасекательных станках при помощи специального зубила, на фрезерных станках - фрезами, на шлифовальных станках - специальными шлифовальными кругами, а также путем накатывания, протягивания на протяжных станках - протяжками и на зубонарезных станках. Каждым из указанных способов насекается свой профиль зуба. Однако независимо от способа получения насечки каждый зуб имеет задний угол а, угол заострения р, передний угол у и угол резания 5 (рис. 135).

У напильников с насеченными зубьями (рис. 135, а) с отрицательным передним углом (γ от -12 до -15°) и сравнительно большим задним углом (α от 35 до 40°) обеспечивается достаточное пространство для размещения стружки. Получающийся при этом угол заострения β = 62 (до 67°) обеспечивает прочность зуба.

Напильники с фрезерованными или шлифованными зубьями (рис. 135, б) имеют положительный передний угол γ = 2 (до 10°). У них угол резания меньше 90° и, значит, меньше усилие резания. Большая стоимость Фрезерования и шлифования ограничивает применение этих напильников.

Для напильников с зубьями, полученными протягиванием (рис. 135, в), γ = - 5°, β = 55°, α = 40° , δ = 95°.

Протянутый зуб имеет впадину с плоским дном. Эти зубья лучше врезаются в обрабатываемый металл, что значительно повышает производительность труда. Кроме того, напильники с такими зубьями более стойки, так как зубья не забиваются стружкой.

Чем меньше насечек на 1 см длины напильника, тем крупнее зуб. Различают напильники с одинарной, т. е. простой насечкой (рис. 136, а), с двойной, или перекрестной (рис. 136, б), точечной, т. е. с рашпильной (рис. 136, в), и дуговой (рис. 136, г).

Напильники с одинарной насечкой могут снимать широкую стружку, равную длине всей насечки. Их применяют при опиливании мягких металлов (латуни, цинка, баббита, свинца, алюминия, бронзы, меди и т. п.) с незначительным сопротивлением резанию, а также неметаллических материалов. Кроме того, эти напильники используют для заточки пилг ножей, а также для обработки дерева и пробки. Одинарная насечка наносится под углом λ = 25° к оси напильника.

Напильники с двойной (т. е. перекрестной) насечкой применяют для опиливания стали, чугуна и других твердых материалов с большим сопротивлением резанию. В напильниках с двойной насечкой сначала насекается нижняя - глубокая насечка, называемая основной, а поверх нее - верхняя, неглубокая насечка, называется вспомогательной; она разрубает основную насечку на большое количество отдельных зубьев.

Перекрестная насечка больше размельчает стружку, что облегчает работу. Основная насечка выполняется под углом λ = 25°, а вспомогательная - под углом ω = 45°.

Расстояние между соседними зубьями насечки называется шагом S. Шаг основной насечки больше шага вспомогательной. В результате зубья располагаются друг за другом по прямой, составляющей с осью напильника угол 5°, и при его движении следы зубьев частично перекрывают друг друга, поэтому на обработанной поверхности уменьшается шероховатость, поверхность получается более чистой и гладкой.

Рашпильная (точечная) насечка получается вдавливанием металла специальными трехгранными зубилами, оставляющими расположенные в шахматном порядке вместительные выемки, способствующие лучшему размещению стружки. Рашпилями обрабатывают очень мягкие металлы и неметаллические материалы (кожу, резину и др.).

Дуговую насечку получают фрезерованием. Насечка имеет большие впадины между зубьями и дугообразную форму, обеспечивающую высокую производительность и повышенное качество обрабатываемых поверхностей. Эти напильники применяют при обработке мягких металлов (медь, дюралюминий и др.).

Лабораторная работа «Опиливание металла»

Цель работы: Ознакомиться с основными способами опиливания мета. Основными инструментами применяемыми для опиливания. Приобрести теоретические навыки по опиливанию металлов.

Оборудование, инструменты, приспособления: напильники различных видов, контрольно-измерительные инструменты для проверки качества опиливания.

Теоретическая часть

Опиливанием называется способ резания, при котором осуществляется снятие слоя материала с поверхности заготовки с помощью напильника.

Напильник - это многолезвийный режущий инструмент, обеспечивающий сравнительно высокую точность и малую шероховатость обрабатываемой поверхности заготовки (детали).

Опиливанием придают детали требуемую форму и размеры, производят пригонку деталей друг к другу при сборке и выполняют другие работы. С помощью напильников обрабатывают плоскости, криволинейные поверхности, пазы, канавки, отверстия различной формы, поверхности, расположенные под разными углами и т. д.

Напильник (рис. 1, а) представляет собой стальной брусок определенного профиля и длины, на поверхности которого имеется насечка (нарезка).

Рис. Напильники:

Задание 1: Зарисуйте напильник и подпишите основные части напильника

а - основные части (1- ручка; 2 - хвостовик; 3 - кольцо; 4 - пятка; 5 - грань;

6 - насечка; 7 - ребро; 8 - нос);

Задание 2: Под какой буквой на рисунке показана одинарная, двойная, рашпильная,дуговая насечка.

Зарисуйте схематично эти виды насечек.

Запишите для каких опиливаний их применяют. Ответ занесите в таблицу:

б - одинарная насечка; в - двойная насечка; г - рашпильная насечка; д - дуговая насечка;

1.Напильники с одинарной насечкой снимают широкую стружку, равную длине всей насечки. Их применяют при опиливании мягких металлов.

2.Напильники с двойной насечкой применяют при опиливании стали, чугуна и других твердых материалов, так как перекрестная насечка размельчает стружку, чем облегчает работу.

3.Напильниками с рашпильной насечкой, имеющей между зубьями вместительные выемки, что способствует лучшему размещению стружки, обрабатывают очень мягкие металлы и неметаллические материалы.

4.Напильники с дуговой насечкой имеют большие впадины между зубьями, что обеспечивает высокую производительность и хорошее качество обрабатываемых поверхностей.

Изготовляются напильники из стали У13 или У13 А. После насечки зубьев напильники подвергают термической обработке,

Ручки напильников изготовляют обычно из древесины (березы, клена, ясеня и других пород). Приемы насадки ручек показаны на рисунке 1, е и ж.

По назначению напильники делят на следующие группы: общего назначения, специального назначения, надфили, рашпили, машинные напильники.

Для общеслесарных работ применяют напильники общего назначения. По числу насечек на 1 см длины их подразделяют на 6 номеров.

Напильники с насечкой №0 и 1 (драчевые) имеют наиболее крупные зубья и служат для грубого (чернового) опиливания с точностью 0,5-0,2 мм.

Напильники с насечкой №2 и 3 (личные) служат для чистового опиливания деталей с точностью 0,15-0,02 мм.

Напильники с насечкой №4 и 5 (бархатные) применяются для окончательной точной отделки изделий. Достигаемая точность обработки - 0,01-0,005 мм.

По длине напильники могут изготовляться от 100 до 400 мм.

По форме поперечного сечения они подразделяются на плоские, квадратные, трехгранные, круглые, полукруглые, ромбические и ножовочные (рис. 2).

Рис. 2. Формы сечений напильников: а и б - плоские; в - квадратный; г - трехгранные; д - круглые; е - полукруглый;ж - ромбический; з - ножовочные.

Задание 3 Запишите формы сечения напильников

Для обработки мелких деталей служат малогабаритные напильники-надфили. Они изготовляются пяти номеров с числом насечек на 1 см длины до 112.

Обработку закаленной стали и твердых сплавов производят специальными надфилями, у которых на стальном стержне закреплены зерна искусственного алмаза.

Улучшение условий и повышение производительности труда при опиливании металла достигаются путем применения механизированных (электрических и пневматических) напильников.

Задание 4: Запишите правила опиливания заготовок.

При опиливании заготовку закрепляют в тисках, при этом опиливаемая поверхность должна выступать над уровнем губок тисков на 8-10 мм. Чтобы предохранить заготовку от вмятин при зажиме, на губки тисков надевают нагубники из мягкого материала. Рабочая поза при опиливании металла аналогична рабочей позе при разрезании металла ножовкой.

Правой рукой берут за ручку напильника так, чтобы она упиралась в ладонь руки, четыре пальца охватывали ручку снизу, а большой палец помещался сверху (рис. 3, а).

Ладонь левой руки накладывают несколько поперек напильника на расстоянии 20-30 мм от его носка

Перемещают напильник равномерно и плавно на всю длину. Движение напильника вперед является рабочим ходом. Обратный ход - холостой, его выполняют без нажима. При обратном ходе не рекомендуется отрывать напильник от изделия, так как можно потерять опору и нарушить правильное положение инструмента.

Длина напильника должна превышать размер обрабатываемой поверхности заготовки на 150-200 мм.

Наиболее рациональным темпом опиливания считают 40-60 двойных ходов в минуту.

Опиливание начинают, как правило, с проверки припуска на обработку, который мог бы обеспечить изготовление детали по размерам, указанным на чертеже. Проверив размеры заготовки, определяют базу, т. е. поверхность, от которой следует выдерживать размеры детали и взаимное расположение ее поверхностей.

Если степень шероховатости поверхностей на чертеже не указана, то опиливание производят только драчевым напильником. При необходимости получить более ровную поверхность опиливание заканчивают личным напильником.

Задание 5: подобрать напильники необходимого профиля.

В практике ручной обработки металлов встречаются следующие виды опиливания: опиливание плоскостей сопряженных, параллельных и перпендикулярных поверхностей деталей; опиливание криволинейных (выпуклых или вогнутых) поверхностей; распиливание и припасовка поверхностей.

Проверку правильности плоскости производят линейкой «на просвет», для чего накладывают ее вдоль, поперек и по диагонали обработанной поверхности. Поверочная линейка по длине должна перекрывать проверяемую поверхность.

Для распиливания применяются напильники различных типов и размеров. Выбор напильников определяется формой и размерами проймы. Проймы с плоскими поверхностями и пазы обрабатываются плоскими напильниками, а при малых размерах - квадратными. Углы в проймах распиливаются трехгранными, ромбическими, ножовочными и другими напильниками. Проймы криволинейной формы обрабатывают круглыми и полукруглыми напильниками.

Распиливание обычно выполняют в тисках. В крупных деталях проймы распиливают на месте установки этих деталей.

Подготовка к распиливанию начинается с разметки проймы. Затем удаляется излишний металл из ее внутренней полости.

При больших размерах проймы и наибольшей толщине заготовки металл вырезается ножовкой. Для этого сверлят по углам проймы отверстия, заводят в одно из отверстий ножовочное полотно, собирают ножовку и, отступя от разметочной линии на величину припуска на распиливание, вырезают внутреннюю полость

Общие правила обращения и ухода за напильниками:

Применять напильники только по их назначению;

Нельзя обрабатывать напильником материалы, твердость которых равна или превышает его твердость;

Предохранять напильники даже от незначительных ударов, которые могут повредить зубья;

Оберегать от попадания на напильники влаги, что вызывает их коррозию;

Периодически очищать напильники от стружки кордовой щеткой;

Хранить напильники на деревянных подставках в положении, исключающем соприкосновение их между собой.

1. Какой способ обработки металла называется опиливанием?

2. В каких случаях применяют опиливание металла?

3. Какие бывают виды насечек для образования зубьев напильников?

4. Из какого материала изготовляют напильники?

5. На какие группы делят напильники по их назначению?

6. Что такое надфили и для чего они служат?

7. Каковы общие правила обращения и ухода за напильниками?

8. Какова техника выполнения приемов опиливания?

9. Какие механизированные инструменты применяются при опиливании металла?

10. Какие возможны виды брака при опиливании и в чем их причины?

11. Какие правила техники безопасности надо соблюдать при опиливании