Опиливание металла: виды инструмента и описание технологии

Опиливание металла не имеет отношения к разделению какой-либо заготовки или детали на части. Эта операция является одним из этапов обработки, когда необходимо задать определенную форму или шероховатость.

Опиливание часто производится вручную при помощи разного рода напильников, но также возможна и механизированная обработка. В нашей статье мы расскажем, как осуществляется опиливание металла, разберем инструменты и правила безопасности этого процесса.

Виды опиловочных работ

Опиливание представляет собой операцию, выполнение которой требует снятия с заготовки припуска (верхнего слоя металла). Оно осуществляется с помощью напильника – специального режущего инструмента. Основной задачей опиливания выступает создание необходимых параметров (габаритов, размеров, шероховатости верхнего слоя).

Некоторые виды опиливания зарекомендовали себя как наиболее часто используемые. Среди них стоит отметить: опиливание отверстий, выступов, пазов и углублений; опиливание сложных или фасонных, внутренних угловых и наружных поверхностей; опиливание криволинейных и плоских поверхностей.

Также все разновидности опиливания делятся на два этапа – черновой (предварительный) и чистовой (окончательный, отделочный).

Благодаря напильнику отклонение от заявленных размеров будет минимальным – от 0,05 до 0,01 мм. Припуски тоже будут микроскопическими – в районе 0,05–0,025 мм.

Виды инструментов для опиливания металла

Инструменты для опиливания металла могут иметь простую, перекрестную, дуговую либо точечную насечку.

Рассмотрим их более подробно:

• Напильник с простой (одинарной) насечкой сделан для того, чтобы опиливать мягкие материалы. Они могут являться как металлическими (сплав из свинца, алюминия, латуни, цинка и т. д.), так и неметаллическими (дерево). Одинарная насечка помогает снимать широкую стружку.
• Напильник с перекрестной насечкой, которую также называют двойной, создан для опиливания твердых материалов (чугуна, стали). Принцип его действия достаточно прост. Предварительно основной инструмент для формирования рельефа насекается под углом 25°, а вспомогательный – под углом 45°. В процессе опиливания основная насечка будет снимать слой стружки, вспомогательная раздробит эту стружку.

Также стоит учитывать шаг насечек. Шагом называют расстояние между располагающимися рядом зубьями.

У вспомогательной насечки расстояние будет меньше, чем у основной. Из-за данной особенности зубья располагаются по прямой, составляющей с осью напильника 5°, и при любом движении частично перекрывают друг друга.

В результате обрабатываемая поверхность получится не настолько шероховатой и грязной, как могла бы.

• Дуговая насечка выходит после фрезерования. Свое название она получила благодаря дугообразной форме, которая обеспечивает высокое качество обработки и отличную производительность. Также хорошему опиливанию способствуют большие углубления между рядом расположенными зубьями. Напильники с такой разновидностью насечек используют в процессе обработки мягких металлов, среди которых дюралюминий и медь.
• Точечная (рашпильная) насечка делает размещение стружки более удобным. Ее получают путем вдавливания металла особыми трехгранными зубилами. В результате выходят выемки, расположенные в шахматном порядке.

Если говорить о напильниках специального назначения, то к ним относятся следующие разновидности:

• тарированные – созданные для определения твердости;
• пазовые – предназначенные для качественной обработки узких пазов;
• алмазные – участвующие в доводке и заточке режущих инструментов;
• для обработки деталей, состоящих из неметаллических материалов и изделий из легких сплавов;
• квадратные и плоские – имеющие фрезерованные зубья для опиливания цветных металлов и чугуна;
• плоскопараллельные с прямоугольными сечениями, которые принято использовать в отделочных работах на металлорежущих станках.

Общеслесарные работы осуществляются инструментами общего назначения. Длина бруска может составлять: 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 35 и 40 см. Внутри этой категории инструменты для опиливания металла могут иметь разные формы и габариты насечки.

По форме бруска следует выделять:

• плоские напильники;
• плоские остроносые напильники, сфера применения которых – опиливание внутренних или наружных плоских поверхностей;
• круглые напильники, используемые для обработки овальных, вогнутых и других отверстий с закругленными углами, если их радиус небольшой;
• полукруглые напильники, которые, в отличие от круглых, подойдут для обработки больших круглых отверстий и вогнутых криволинейных поверхностей со значительным радиусом; также они предназначены для плоскостей, которые расположены под углом наклона больше 30°;
• ромбические напильники, отлично подходящие для опиливания и снятия заусенцев с деталей в форме звезд и дисков, а также пазов и углов более 15°;
• квадратные; предназначенные для распиливания квадратных, прямоугольных и многоугольных отверстий, а также для опиливания узких плоских поверхностей;
• трехгранные напильники, созданные для заточки пил по дереву и обработки острых углов (более 60°);
• ножовочные, используемые при создании режущих инструментов, а также в случае с клиновидными канавками, узкими пазами, внутренними углами и отверстиями трехгранной, квадратной либо прямоугольной формы.

Рашпилями пользуются как для опиливания заготовок из металла (обязательно мягкого), так и для обработки неметаллических материалов (дерева, пластмассы, резины, кожи). К данной разновидности прибегают, когда напильники общего назначения не справятся с задачей.

Надфили представляют собой небольшие напильники, у которых длина рабочей части составляет всего 5, 6 либо 8 см. Их форма поперечного сечения не отличается от таковой у напильников общего назначения.

Материал данных напильников – сталь марки У13А либо У13. Номеров насечки у надфилей 10. Это 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 и 00. Сфера применения этих инструментов достаточно широкая. Их можно использовать для зачистки мелкогабаритных отверстий, труднодоступных мест матриц, профильных зон изделий.

К надфилям также прибегают в процессе ювелирных, лекальных, граверных и иных работ, которые требуют максимальной точности.

Технология опиливания металла

Когда слесарь работает с напильником, он берет его правой рукой. Пока в руке находится ручка, ее скругленный конец должен упираться в ладонь. Также правила опиливания металла предполагают расстояние между левой рукой и краем носка напильника. Оно должно составлять от 20 до 30 мм.

Для качественной срезки стружки необходимо прижимать напильник к поверхности. Причем делать это нужно двумя руками, регулируя напряжение в процессе работы. Когда инструмент движется в направлении вперед (рабочий ход), правой рукой силу нажима следует увеличить, а левой – ослабить.

В случае, когда ход холостой, нажим следует убрать в принципе. Лучшая скорость для работы напильника – это от 40 до 60 двойных ходов за одну минуту. Под двойными ходами подразумевается комбинация холостого и рабочего хода.

Особое внимание нужно уделить и длине рабочей части. Она в обязательном порядке должна быть больше, чем обрабатываемая поверхность.

Среди главных видов опиливания металла нужно выделить черновое и чистовое. В случае чернового опиливания важнейшую роль играют драчевые напильники, т. е. инструменты с крупной насечкой. Именно они снимают наибольший металлический слой.

Если говорить о чистовом опиливании, то оно позволяет достичь меньшей шероховатости и большей точности в плане габаритов, так как используются напильники с мелкой насечкой (личные).

По характеру обрабатываемой поверхности классификация включает множество разновидностей, но главные – опиливание криволинейных (вогнутых или выпуклых) и плоских поверхностей.

Положение рисок, которые оставляет инструмент в процессе работы, напрямую влияет на его направление. Именно эта взаимосвязь и повлияла на классифицирование методов опиливания.

Выделяют опиливание круговыми, поперечными, продольными, косыми, а также перекрестными штрихами.

Криволинейные поверхности можно обрабатывать разными методами, среди которых разновидности не только обычных, но и специальных.

Рассмотрим вариант как с вогнутыми, так и с выпуклыми поверхностями. В случае вогнутых поверхностей нужно обратить внимание на радиус кривизны. В зависимости от этого значения используется полукруглый либо круглый вид напильника.

Движение в процессе опиливания следующее: вперед и в сторону с параллельным совершением поворота вокруг своей оси. Для выпуклых поверхностей вполне подойдет плоский напильник. Движения должны быть раскачивающимися, чтобы инструмент как бы опоясывал поверхность по ее линии скругления.

И в случае выпуклых, и в случае вогнутых поверхностей процесс опиливания контролируется в соответствии со специально подобранными шаблонами или линиями разметки.

Механизированные способы опиливания металла

Ранее речь шла о ручном опиливании металла, но оно может быть и механическим. Это значительно облегчает и ускоряет процесс.

Определенные виды работ по опиливанию требуют максимально эффективной работы, поэтому для них механизация труда – необходимость.

Среди таких приборов выделяют два главных типа:

• приспособления первого типа – с роторным механизмом, где применяются электрические либо пневматические машинки, а в некоторых случаях – гибкий вал;
• приспособления второго типа – с возвратно-поступательным механизмом, где движения вращательного характера преобразовываются в прямолинейные.

К первой категории относятся абразивные круги и фасонные вращающиеся напильники.

Вариант с переносными опиловочными пневматическими машинками – лучший, если вам нужна быстрая и качественная работа. В них есть зажимные патроны, которые можно легко менять. Можно вставлять разнообразные абразивные круги и вращающиеся напильники, не ограниченные в своих габаритах и формах.

Уже отработавший воздух пневматического привода струйкой перемещается на обрабатываемое изделие. В результате такой манипуляции стружка легко удаляется с поверхности.

Инструменты второго типа расходуют энергию привода, исходящую от пневматической машинки или рукава бормашины. Приспособление обладает особой конструкцией. Она включает в себя корпус, где расположены зажимные патроны.

Они позволяют устанавливать напильники, подходящие вам по длине, ширине, высоте и форме. Именно в таких условиях и будет преобразовываться вращательное движение вала.

Именно на приспособление возлагается основной объем работы, причем напильник легко сменяется ножовочным полотном – главным режущим элементом ручной ножовки. Отработавший воздух струей направляется на изделие, чтобы быстро удалить стружку с рабочей области.

Контроль качества опиливания металла

Контроль качества крайне важен, ведь можно допустить серьезные ошибки. Чтобы проверить результат, потребуется специальная линейка на просвет. Приложите ее к обработанной плоскости. Если просвета между линейкой и изделием нет, то работа качественная, выполненная по всем правилам.

Если просвет равномерный, но он присутствует – то опилка была правильной, но грубой. Просвет был вызван особенностями насечки, которая оставила практически невидимые бороздки. Именно на их заусеницы и опирается проверочная линейка.

А вот если просветы неравномерные, то работа выполнена неправильно. В процессе возникли так называемые горбы (возвышенности), которых быть не должно.

Проводите проверку тщательно, прикладывая линейку под всеми углами наклона: поперек, вдоль, по диагонали. Когда вы будете перемещать проверочный прибор, то не забывайте приподнимать его.

Нельзя просто передвигать его по обработанной поверхности, иначе вероятен износ и снижение качества (утеря прямолинейности). Держать линейку следует средним, указательным и большим пальцем правой руки.

Параллельность плоскостей относительно друг друга обычно проверяют кронциркулем. Во всех местах расстояние между верхней и нижней границей должно быть одинаковым. Инструмент нужно держать в правой руке за шарнир-шайбу.

Чтобы установить раствор ножек, необходимо просто слегка постучать по одной из них, когда она будет находиться на чем-нибудь твердом.

Есть и другие нюансы, связанные с ножками инструмента. Так, их концы обязательно должны находиться на одной линии, то есть быть напротив друг друга. Наклон, неправильное расположение или смещение вызовут искажения при проверке.

Раствор ножек устанавливается между двумя поверхностями в любом из мест, а затем свободно перемещается.

Если в процессе движения вы заметите качку между ножками прибора, то расстояние меньше необходимого. Если же перемещение стало более тугим и медленным, то это признак слишком большого расстояния. В обоих случаях равномерность нарушена.

Также в правильном варианте использования короткая сторона повернута к свету. После расположения угольника можно проверять результат. Если с контролируемой стороны деталь сделана строго по технологии, короткая часть инструмента будет плотно прилегать поперек боковой. Все остальные варианты прилегания – неверные.

Так, если угольник прикасается лишь к середине боковой части (в случае с выпуклой формой) или к ее краю (в случае с косой формой), работа сделана некачественно.

Техника безопасности при опиливании металла

При опиливании металла нельзя забывать о технике безопасности. Обязательно имейте в виду пункты, приведенные ниже:

• Держите напильник правильно. Пальцы левой руки слегка подогните, но не нажимайте ими на инструмент. В противном случае обратный ход может закончиться ранениями по неосторожности.
• Надевайте головной убор, особенно если работаете с чугунными деталями. От опилок и пыли с металла вас отлично защитит берет. Обладателям длинных волос рекомендуется надеть косынку, так как в них легко может забиться мусор.
• Когда работаете за тисками, занимайте правильную позу.
• Прежде чем взаимодействовать с ручками напильника, убедитесь в их исправности. Если же ручки отсутствуют, слабо прикреплены к инструменту либо имеют повреждения, начинать процесс запрещено.
• Даже хорошая ручка нуждается в правильном насаживании, иначе хвостовик может вас поранить.
• Ни в коем случае не сдувайте опилки и стружку ртом. Трогать ее руками также запрещается, ведь потом мусор может попасть в глаза либо в волосы. Приобретите специальную волосяную щетку и используйте ее для уборки стружки.

Присмотритесь как к пневматическим, так и к электрическим вариантам. Для обеспечения высокого качества соблюдайте технику безопасности и правила рабочего процесса. Также не забывайте проверять результат с помощью специальных инструментов (угольника, линейки, кронциркуля).