опиливание металла. инструменты, применяемые при опиливании

Отличие напильника от рашпиля и надфиля

Среди многочисленных вариантов существуют два своеобразных типа. Внешне они повторяют номенклатуру напильников. Но есть и принципиальные отличия.

Рашпиль

У него большая длина и крупная точечная насечка. Им, в основном, обрабатывают большие изделия из дерева, пластика и жёсткой резины. Существуют общего назначения и специализированные – для обувщиков и обдирки копыт лошадей перед их подковкой. Сфера применения определяется геометрическими очертаниями. Для их изготовления не требуется сталь дорогих марок.

Надфиль

У этого инструмента небольшие размеры, рабочая длина 80, 120, 160 мм. Его характеристики прописаны в ГОСТ 1513-77. Он служит для выполнения гравировки и в ювелирном деле. Инструмент удобен в тех местах, где затруднён доступ.

ГОСТ 1513-77 Надфили. Технические условия

1 файл   275.88 KB

Всего по внешнему виду различают 11 подгрупп. Изготавливают надфили из различных марок углеродистой стали, в том числе с рабочей частью, покрытой алмазной крошкой.

Существует разновидность, называемая «рифель». Этот инструмент имеет изогнутую форму рабочей части. Его изготавливают из магнитосодержащих сплавов. Благодаря этому свойству, при опиловке ювелирных изделий железные опилки примагничиваются к стали и отделяются от драгоценных металлов.

Напильник – один из старейших рабочих инструментов человека. Его универсальность в умелых руках позволяет мастеру выполнить почти любую работу. И в домашней мастерской, и на производстве, необходимо иметь набор как можно большего количества различных типоразмеров.

Ручное слесарное зубило

Современное зубило с протектором

Это наиболее распространенный тип зубил, предназначенный для работы с различными металлами и сплавами. Инструмент можно разделить на три типа по конструкции и применимости:

• Собственно, слесарное зубило;
• Крейцмейсель;
• Канавочник.

Слесарное зубило — это стальной стержень, который условно делится на рабочую часть, среднюю часть (державку) и ударную часть (бойковую часть, головку, затыльник). Рабочая часть имеет симметричную заточку под тем или иным углом, ударная часть выполняется выпуклой/сферической (с большим радиусом сферы) для лучшего направления удара, а державка может иметь различное сечение — плоскоовальное, овальное, двутавровое и шестигранное. На корпус инструмента может надеваться пластиковый «грибок» — протектор для защиты руки слесаря от удара молотка. Общая длина зубила может составлять 100, 125, 160, 200 и 250 мм.

Типы слесарных зубил

Наиболее ответственной деталью зубила является его рабочая часть. Она может быть прямой (исполнение 1) или конусной (исполнение 2) в плане (если смотреть на нее плашмя), а заточка выполняется на два угла — основной (главный) и вспомогательный. Режущая кромка ударной части заточена на главный угол, ширина кромки может лежать в пределах 1,1-4,8 мм в зависимости от размера зубила. Непосредственно режущая кромка может быть притуплена или вовсе выполняться плоской для защиты от интенсивного износа (так дольше сохраняется угол заточки и правильная форма режущей кромки).

Главный угол заточки зависит от твердости обрабатываемого металла/сплава, допустим следующий ряд углов:

• 35° — алюминий и его сплавы;
• 45° — медь и ее сплавы, цинк, латунь;
• 60° — сталь низкой и средней твердости;
• 75° — чугун, сталь высокой твердости, твердая бронза.

То есть, чем тверже обрабатываемый материал, тем больший угол заточки должен иметь инструмент. Для повышения прочности инструмента его рабочая часть подвергается закалке на некоторую длину (20-25 мм), что позволяет возвращать угол заточки при износе.

Зубила изготавливаются из инструментальной стали различных марок — обычно У7, У7А, У8, У8А и У9, а также 6ХС, 9ХС и других. Для работы по некоторым сплавам и по камню рабочая часть может выполняться из твердых сплавов на основе вольфрама, кобальта и т.д. дополнительно инструмент может иметь цинковое или иное защитное антикоррозийное покрытие.

Крейцмейсель — это разновидность слесарного зубила, но с более узкой режущей частью, фактически представляющей собой узкий клин. Данный инструмент предназначен для выполнения пазов и канавок в металлах, он имеет ту же конструкцию, углы заточки и иные характеристики, что и обычное зубило.

Канавочник — это крейцмейсель с фасонной режущей частью, с его помощью можно выполнять пазы с различным профилем. Наиболее распространены канавочники для выполнения пазов полукруглых, двугранных, прямоугольных и иных сечений.

Слесарные зубила различных типов изготавливаются в соответствии с ГОСТ 7211-86, ГОСТ 7212-74 и некоторыми другими.

Это интересно: Крестообразный шлиц — определение, разновидности, марки

Механизация опиливания

За последнее время многие представители традиционного ручного инструмента успешно перешли в форму электрических устройств, обладающих более высокими технико-эксплуатационными показателями. Подверглось модернизации и слесарное дело, в результате чего мастера обзавелись пневматическими аппаратами для опиливания металла. В целом концепция ручной обработки была сохранена, однако силовое воздействие обеспечивает электродвигатель. В качестве рабочих элементов также выступают насадки с абразивными поверхностями.

Кроме пневматического инструмента широкое распространение получили и аккумуляторные, а также сетевые приборы. К примеру, ленточный напильник оснащается режущими полотнами, эффективно выполняющими аккуратную и точечную доводку различных металлических поверхностей. К преимуществам механизированных устройств можно отнести качество обработки, высокую скорость и безопасность процесса. Впрочем, высокая точность при обслуживании сложных по форме заготовок по-прежнему достигается только при условии использования традиционных напильников.

Способы рубки металла

Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:

• по характеру решаемых задач (вырубка деталей по заданной форме, отделение части металла необходимого размера, вырубание канавок);
• способу операции (ручную или механизированную);
• методу фиксации;
• направлению рубочного действия (вертикальное или горизонтальное).

Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).

Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.

При ручной рубке выделяют три способа нанесения удара молотком. Это — кистевой, локтевой и плечевой удар. От силы удара зависит скорость проведения операции и качество получаемого края детали. На силу удара влияет масса ударной части молотка, длины ручки.

В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:

• вырубка с помощью пресса или молота;
• рубка и резка с помощью гильотины;
• применения специальных станков.

В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.

Возможные дефекты

При проведении этой операции всегда проявляются определённые дефекты. К основным дефектам относятся:

• обрубленная кромка получается не прямолинейной;
• не сохраняется параллельность обеих кромок детали;
• край детали получается рваным с заусенцами и большой шероховатостью.

Каждый из проявившихся дефектов имеет свои индивидуальные причины. Первый дефект всегда проявляется при слабой фиксации обрабатываемой детали. Особенно этот дефект проявляется, если проводится процесс рубки на металлической станине без фиксации детали. Проявление этих дефектов вызвано следующими причинами:

• деталь не достаточно надёжно закреплена;
• произошло смещение нанесённой маркировки;
• процесс производился ударами, превышающими необходимую силу;

https://youtube.com/watch?v=urcF2QB3ThI

Для их устранения необходимо выполнять не сложные правила:

• Проверить прочность закрепления заготовки;
• Соблюдать точность расположения детали относительно нанесённой маркировки;
• Проверить параметры заточки инструмента.

При прорубании канавок, кроме перечисленных дефектов, могут появляться и другие. К ним относятся:

• рваные кромки канавки;
• глубина канавки разная по длине;
• сколы на конце канавки;

Чтобы предотвратить появление перечисленных дефектов необходимо соблюдать методики установленные инструкциями по применению конкретного оборудования и принятыми стандартами. Перед проведением операции осуществляется подготовка рубке самой заготовки, режущего инструмента и используемого станка.

При соблюдении правил подготовки и проведении операций рубки и вырубки получается ровный край, без дефектов и сколов.

Особенности лазерной резки металла

В процессе лазерной обработки металлическая заготовка проходит через несколько этапов воздействия лазерного луча до момента получения готовой детали:

• на первом этапе луч лазера, воздействуя на заготовку, нагревает ее в точке начала реза до температуры плавления металла и образует на поверхности усадочную раковину;
• на втором этапе под действием энергии лазера происходит кипение и испарение металла в заданной точке;
• на третьем этапе заготовка выплавляется на всю толщину, и далее рабочий орган установки начинает движение вдоль заданного контура детали.

Испарение происходит только у тонких металлических листов. Заготовки средней и большой толщины требуют выдувания частиц выплавленного металла вспомогательным сжатым газом, в качестве которого используются кислород, азот, инертные газы или смеси воздуха.

Сжатый кислород, подаваемый в область реза, выполняет сразу несколько функций: выдувает частицы оплавленного металла, охлаждает обрабатываемую поверхность, поддерживает температуру заготовки и ускоряет ее обработку. В процессе работы станка заготовка не деформируется. Поэтому дополнительная подгонка деталей не требуется, соответственно, отсутствуют и материальные затраты на эти операции.

Перспективы применения этой технологии сегодня очевидны для специалистов в отрасли машиностроения. Лазерная обработка может быть использована и для обычного раскроя металлических заготовок, и для высокоточного производства сложных деталей к различным агрегатам. Среди преимуществ лазерной резки металла выделим наиболее явные:

• высокое качество получаемых изделий;
• низкий расход материала;
• возможность деликатной обработки хрупких и тонких заготовок;
• возможность изготовления изделий сложной формы.

Самый существенный недостаток лазерного способа обработки – дороговизна оборудования и материалов.

Технология лазерной обработки в настоящее время очень востребована производителями металлических изделий благодаря способности быстрого и точного изготовления любых видов деталей и в разных масштабах – от единичных заказов до промышленного производства. Лазерная технология пользуется спросом также в отрасли декоративных изделий и в дизайне, позволяя создавать оригинальные сувениры.

Ручной метод рубки металла

Приёмы слесарной рубки определяют последовательность действий :

• закрепление заготовки в тисках, если это невозможно её укладывают на наковальню;
• зубило устанавливают в начало линии разметки;
• сначала молотком наносят предварительные не сильные удары для выделения контура намеченной линии отсечения;
• затем вдоль этой линии перемещают режущий инструмент, по которому наносятся сильные удары;
• после завершения наполовину прорубленную заготовку переворачивают;
• с обратной стороны повторяют такие действия, до полного отсечения.

При работе с полосовым металлом используют горизонтальный способ. Правила работ заключаются в следующем:

• режущей кромке зубила при затачивании задают определённую кривизну;
• начинают проводить операцию с дальней кромки постепенно приближаясь к передней отметке;
• при вырубании заготовок по установленному шаблону, следует предусмотреть припуск.

Во время ручной операции высока вероятность порчи заготовки или появления различных дефектов. Чтобы избежать этого, необходимо:

• обеспечить прочную фиксацию заготовки;
• соблюдать угол наклона зубила (оно должно быть равно 30 градусов);
• аккуратно размечать линию отреза (выруба);
• рекомендуется перед началом работы снять фаски у заготовки;
• частота наносимых уларов должна быть равномерной с одинаковым усилием.

Эти рекомендации особенно необходимо соблюдать, когда производится рубка металлов профиля ПЗО.

Правила выбора

Чтобы выбрать подходящий напильник, рекомендуется учитывать несколько моментов.

Назначение

При покупке инструмента следует ориентироваться, прежде всего, на то, для каких поверхностей требуется прибор. Так, для работы с небольшими изделиями рекомендуется выбирать надфиль. Если требуется обработка поверхностей из различных материалов средних и больших размеров, то следует использовать универсальный слесарный инструмент и т.д.

Форма рабочего основания

Выделяют несколько видов форм рабочего основания напильника, что также следует учитывать при выборе:

• Плоская – функциональный инструмент, рекомендованный для обработки плоских поверхностей.
• Треугольная – приспособление используют для работы с отверстиями и пазами.
• Ромбическая – изделие подходит для обточки шестеренок, звездочек и т.д.
• Квадратная – инструмент с таким рабочим основанием предназначен для увеличения размеров отверстий и обточки углов.
• Круглая и полукруглая – приспособление рекомендовано для расширения отверстий круглой формы и для обработки вогнутых поверхностей.

Особенности насечек

Насечки напильников отличаются направленностью и габаритами. Перед покупкой следует учитывать, что чем больше размер насечки, тем выше будет скорость работы. Однако при этом пострадает качество. После обработки на поверхности появляются царапины и другие механические повреждения. Чтобы избежать такой ситуации, рекомендуется использовать инструменты с мелкими насечками.

Зернистость

Зернистость — показатель количества выполненных насечек на 1 см поверхности инструмента.

От зернистости зависит эксплуатационные особенности приспособления. Выделяют 6 классов зернистости. Их обозначают цифрами от 0 до 5. Чем больше цифра, тем меньше насечек нанесено на поверхность.

Кроме цифрового обозначения, насечки классифицируют следующим образом:

• Драчевая (№ 0–1). В этом случае на 1 см поверхности нанесено 4-12 насечек. Инструмент с такими зубьями используют для обработки металлов – чугуна, стали и т.д.
• Личная (№2–3). На 1 см поверхности нанесено 13–24 насечек. Такой инструмент подходит для финишной обработки твердых материалов.
• Бархатная (№4–5). На 1 см рабочего основания нанесено более 24 насечек. Приспособление рекомендовано для обработки мягких и деликатных материалов.

Напыление

Выделяют обычные напильники без покрытия рабочей поверхности и инструменты с алмазным напылением. Последние рекомендованы к применению для обработки материалов повышенной твердости. Они отличаются продолжительным эксплуатационным периодом без возникновения механических повреждений. По этой причине напильники с алмазным покрытием рекомендованы при работе с твердыми металлами и камнем.

Какой напильник выберете Вы для своей работы?

С напылением Без покрытия

Длина лезвия

При выборе длины рабочей поверхности инструмента рекомендуется ориентироваться на размеры изделий и поверхностей, для которых будет использоваться с напильниками:

• Лезвие 200-350 мм подходит для обработки больших оснований и крупных деталей.
• Рабочая поверхность 150-180 мм рекомендована к применению для небольших поверхностей и заготовок.

Ручка

Для изготовления рукояток используют разные материалы:

• Дерево. Этот материал используют для напильников чаще всего. Однако именно он имеет наибольшее количество недостатков – склонность к растрескиванию, гниению и быстрому износу. Вместе с тем, деревянную рукоятку удобно держать в руках, поэтому именно такой материал востребован у пользователей.
• Пластик. Это бюджетный материал. Он обладает влагостойкостью, прост в уходе и не растрескивается. Однако пластиковую рукоятку неудобно держать в руке.
• Резина. Профессионалы рекомендуют выбирать инструменты с рукояткой именно из этого материала. Они удобно лежат в руке, не растрескиваются и не боятся влаги.

Резание метала

Рубку нередко относят к группе работ по резке, но, на самом деле, здесь применяются абсолютно другие инструменты, а предоставляемые им возможности куда шире. В отличие от ударного действия, оказываемого на резец в предыдущем случае, при резке используется нажим.

Вручную

Для работы с различными заготовками используются:

• для перекусывания проволоки – кусачки,
• круг, квадрат и шестигранник пилится слесарной ножовкой,
• листовые материалы раскраиваются ножницами.

Применение специальной техники способно в несколько раз расширить возможности металлообработки.

В промышленности и серийном производстве

На производстве используются различные виды станков:

• с ножовочными полотнами или дисковыми пилами,
• токарные,
• фрезерные,
• установки для плазменной/лазерной/газовой резки.

Область применения у данных установок, как и у ручного инструмента, достаточно разная.

Ножовочные и дисковые пилы – самые простые виды станков. Их единственная задача – экономия времени при распиле сортового проката. Также они с лёгкостью справляются с заготовками большой толщины.

Токарные станки можно разделить на модели:

В первом случае с помощью твердосплавных резцов различной формы рабочий вручную вытачивает из горизонтально закрепленной вращающейся цилиндрической заготовки необходимую деталь. Во втором – все действия производятся автоматически при выполнении заранее загруженной программы.

Проще всего понять принцип использования можно по данному видео:

Фрезеровальные станки выполняют примерно ту же функцию, но могут создавать изделия абсолютно произвольно формы. Прямоугольная, квадратная или цилиндрическая заготовка закрепляется на подвижном столе, после чего головка с вращающейся фрезой, следуя программе, начинает отсекать «лишний» металл.

Процесс выглядит следующим образом:

Для тонко- и толстолистового металла используется отдельная группа станков с ЧПУ. Ключевое различие в них – это сама технология, используемая для резки.

Лист-заготовка укладывается на неподвижный стол, после чего режущая головка, управляемая компьютером, начинает вырезать детали по заранее заданной программе.

Для резки может использоваться головка для:

Подобная технология обеспечивает максимальную точность и скорость производства, что высоко ценится в условиях массового выпуска.

Главным же ее недостатком является вероятность образования наплывов расплавленного металла на кромках деталей и окалины, особенно при использовании заготовок большой толщины.

Суть раскройки

Рубка металла – это слесарная операция, позволяющая отсоединить лишние элементы (часть, слой или дефект) с основной заготовки. Она помогает снять:

• окалины;
• неточности в размерах, если они возникли на этапе производства изделия;
• заусенцы.

Также можно разделить одну заготовку на несколько разных частей.

Процесс происходит за счет оказания физического давления посредством более прочного материала. Обычно для лезвий используется инструментальная сталь с добавлением углерода, которая прошла дополнительную термообработку, закалку, чтобы повысить прочность. У обрабатываемого железа менее стойкая химическая решетка, поэтому межмолекулярные связи рвутся, происходит непластическая деформация. Иногда, чтобы ускорить процедуру, образец подвергают термической обработке.