Технология опиливания металла
методическая разработка на тему

Опиливание металла

Общие приемы и правила опиливания

Подлежащее опиливанию изделие зажимают в тисках так, чтобы обрабатываемая поверхность выступала над губками тисков на высоту от 5 до 10 мм. Зажим производят между нагубниками. Тиски должны быть установлены по росту работающего, и хорошо закреплены. При опиливании надо встать перед тисками вполоборота к ним (слева или справа, смотря по надобности),т.е. повернувшись на 45° к оси тисков. Левую ногу, выдвигают вперед по направлению движения напильника, правую ногу отставляют от левой на 200—300 мм так, чтобы середина ее ступни находилась против пятки левой ноги.
Напильник берут в правую руку за ручку, упирая ее головкой в ладонь; большой палец кладут на ручку вдоль с остальными пальцами поддерживают ручку снизу. Положив напильник на обрабатываемый предмет, накладывают левую руку ладонью поперек напильника на расстоянии 20—30 мм от его конца. При этом пальцы должны быть полусогнуты, а не поджаты, так как иначе их легко поранить об острые края обрабатываемого изделия. Локоть левой руки приподнимают. Правая рука — от локтя до кисти — должна составлять с напильником прямую линию.

Действия рук при опиливании.

Напильник двигают обеими руками вперед (от себя) и назад (на себя) плавно, притом всей его длиной. При движении напильника вперед на него нажимают руками, но не одинаково и не равномерно. По мере его продвижения вперед усиливают нажим правой руки и ослабляют нажим. При движении напильника назад на него не нажимают. Рекомендуется делать от 40 до 60 двойных движений напильника в минуту. При опиливании плоскостей напильник нужно двигать не только вперед, но одновременно и перемещать его в стороны вправо или влево, чтобы спиливать равномерный слой металла со всей плоскости. Качество опиливания зависит от умения регулировать силу нажима на напильник. Если нажимать на напильник с постоянной силой, то в начале рабочего хода он будет отклоняться рукояткой вниз, а в конце рабочего хода — передним концом вниз. При такой работе будут «заваливаться» края обрабатываемой поверхности.

Способы опиливания.

Самое сложное в опиливании, действительно ли он снимает в данный момент тот слой металла и в том именно месте, где это необходимо.
Правильно опилить плоскость можно только в том случае, если выбран напильник с прямолинейной или выпуклой, но невогнутой поверхностью и если опиливание выполняется движением напильника косым штрихом, т. е. попеременно с угла на угол. Для этого сначала ведут опиливание, предположим, слева направо под углом 30—40°к боковым сторонам тисков. После того как в этом направлении пройдена вся плоскость, надо, не прерывая работы (чтобы не сбиться с темпа), перейти к опиливанию прямым штрихом и затем продолжать опиливание снова косым штрихом, но уже справа налево. Угол сохраняется прежним. В результате на плоскости получается сеть перекрестных штрихов.

По расположению штрихов можно проверить правильность обработанной плоскости. Допустим что на плоскости, опиленной слева направо, наложением проверочной линейки обнаружилась в середине выпуклость, а по краям завал. Очевидно, что плоскость опилена неправильно. Если теперь продолжать опиливание движением напильника справа налево так, чтобы штрихи ложились только на выпуклость, то такое опиливание будет правильным. Если же штрихи будут обозначаться как на выпуклости, так я на краях плоскости, то это будет означать, что опиливание снова ведется неправильно.

Отделка обработанной поверхности.

Опиливание поверхности обычно заканчивается ее отделкой, которая производится различными способами. В слесарном деле поверхности отделывают личным и бархатным напильниками, бумажной или полотняной абразивной шкуркой, абразивными брусками. Отделка напильниками производится поперечным, продольным и круговым штрихом.

Чтобы получить в результате отделки гладкую и чистую поверхность, очень важно не допускать на ней глубоких царапин при доотделочном опиливании. Так как царапины получаются от опилок, застрявших в насечке напильника, необходимо во время работы насечку чаще прочищать и натирать мелом или минеральным маслом. Еще более тщательно надо прочищать и натирать мелом или маслом (а при опиливании алюминия - стеарином) насечку отделочных напильников, особенно при работе по вязким металлам.
После отделки напильником поверхность обрабатывают абразивными брусками или абразивной шкуркой (мелкими номерами) всухую или с маслом. В первом случае получают блестящую поверхность металла, во втором - полуматовую. При отделке меди и алюминия шкурку следует натирать стеарином. Обработка плоской поверхности шкуркой требует умения; неправильная работа шкуркой может привести к порче изделия.

Для отделки поверхностей пользуются также деревянными брусками с наклеенной на них абразивной шкуркой. Иногда шкурку навертывают на плоский напильник (в один слой) или же натягивают на напильник полоску шкурки, придерживая ее при работе.
При отделке криволинейной поверхности, а также в тех случаях отделки прямолинейной поверхности, когда возможный небольшой завал краев не будет считаться браком, шкурку навертывают на напильник в несколько слоев.

Измерение и контроль при опиливании.

Чтобы убедиться в правильном опиливании плоскости, необходимо время от времени проверять ее проверочной линейкой на просвет. Если линейка ложится на плоскость плотно, без просвета, это значит, что плоскость опилена чисто и правильно. Если обозначается ровный по всей длине линейки просвет — плоскость опилена правильно, но грубо. Такой просвет образуется оттого, что насечка напильника оставляет на поверхности металла незаметные бороздки и линейка опирается на их заусеницы. 
На неправильно опиленной плоскости при наложении линейки обнаружатся неровные просветы, что будет указывать на наличие возвышенностей (горбов).
Проверка на просвет производится по всем направлениям контролируемой плоскости: вдоль и поперек и с угла на угол, т. е. по диагонали. Линейку надо держать тремя пальцами правой руки - большим, указательным и средним. Нельзя передвигать линейку по проверяемой плоскости: она от этого изнашивается и теряет прямолинейность. Чтобы переместить линейку, ее надо приподнять и осторожно наложить на новое место.
При проверке угольником его осторожно и плотно прикладывают длинной стороной к широкой плоскости детали, короткую сторону подводят к проверяемой боковой стороне и смотрят на свет. Если деталь с этой стороны опилена правильно, короткая сторона угольника плотно ляжет поперек боковой стороны детали. В случае неправильного опиливания угольник коснется либо только середины боковой стороны (если эта сторона выпуклая), либо какого-нибудь края (если боковая сторона косая).
Для проверки параллельности двух плоскостей пользуются кронциркулем. Расстояние между параллельными плоскостями в любом месте должно быть одинаковым. Кронциркуль держат правой рукой за шайбу шарнирного соединения. Установка раствора ножек кронциркуля на определенный размер производится легким постукиванием одной из ножек по какому ни будь твердому предмету.
Ножки кронциркуля надо устанавливать на детали так, чтобы их концы находились друг против друга. При косо установленных ножках, смещениях и наклонах при проверке будут получены неверные результаты.
Для проверки устанавливают раствор ножек кронциркуля точно по расстоянию между плоскостями в каком либо одном месте и перемещают кронциркуль по всей поверхности. Если при перемещении кронциркуля между его ножками ощущается качка, это значит, что в данном месте расстояние между плоскостями меньше, если же кронциркуль перемещается туго (без качки), это значит, что расстояние между плоскостями в данном месте больше, чем в другом.
Две плоскости могут считаться параллельными между собой, если ножки перемещаемого кронциркуля скользят по ним с легким трением равномерно. Выбор напильника

Выбор напильника той или иной формы определяется очертанием обрабатываемой наружной или внутренней поверхности. Ниже перечисляются виды напильников и выполняемые ими работы:

1. круглые напильники
   — круглый напильник служит для распиливание круглых или овальных отверстий и вогнутых поверхностей, не доступных для полукруглого напильника;
2. полукруглые напильники
   — плоской стороной опиливание плоскости, полукруглой стороной — опиливание вогнутых поверхностей (полукруглые выемки);
3. трехгранные напильники
   — опиливание внутренних углов и трехгранных отверстий, плоскостей в труднодоступных для плоского напильника местах;
4. квадратные (четырехгранные) напильники
   — распиливание квадратных и прямоугольных отверстий, узких плоских поверхностей, не доступных для работы широким плоским напильником;
5. плоские напильники с овальными ребрами
   — опиливание галтелей и различных других закруглений и плоских шлицев с овальными переходами;
6. плоские тупоносые и остроносые напильники
   - опиливание легко доступных плоских и выпуклых поверхностей, а также для пропиливания шлицев и канавок;
7. ножовочные напильники
   — опиливание внутренних углов, клиновидных канавок, узких пазов, плоскостей в трехгранных, квадратных и прямоугольных отверстиях;
8. овальные напильники
   — опиливание наружных и внутренних вогнутых поверхностей, овальных отверстий, галтелей и вогнутых закруглений;
9. мечевидные напильники
   — опиливание зубьев зубчатых колес, зубчатых дисков и звездочек, снятие заусениц с зубьев этих деталей после обработки их на станке;
10. надфили (проволочные или игольчатые)
    — точные и ответственные мелкие работы, например в инструментальном деле или при изготовлении оптических и физических приборов, тонкие отделочные работы, обработка мелких отверстий и прорезей.

При выборе напильника учитывают еще толщину, снимаемого слоя металла — она определяет класс напильника.
Драчевые напильники употребляют для грубого опиливания, когда с обрабатываемого изделия снимается слой металла толщиной от 0,5 до 1,0 мм. Длина этих напильников от 125 до 450 мм.
Личные напильники применяют для окончательной обработки и для получения чистой поверхности с точностью до 0,02 мм при снятии слоя металла толщиной не более 0,3 мм. Длина личных напильников колеблется от 125 до 450 мм.
Напильники с бархатной насечкой служат для самой точной обработки — доводки обрабатываемых поверхностей с точностью 0,01—0,005 мм при снятии слоя металла толщиной до 0,05 мм. Длина бархатных напильников от 125 до 250 мм.
 Брусовками, как уже указывалось, производят опиливание со снятием толстого слоя металла.
 Надфили предназначены для очень точной и мелкой работы, ими часто пользуются в инструментальных цехах для выпиливания фасонных отверстий. Длина насеченной части надфилей 40, 60 и 80 мм при общей длине соответственно 80, 120, 160 мм.

Методика опиливания

Прежде чем приступить к работе, нужно обмером заготовки определить, достаточны ли ее размеры для изготовления заданной чертежом детали. Такая проверка необходима, так как часто бывает, что деталь не может быть выполнена в заданных размерах лишь потому, что заготовка не имеет необходимых припусков на обработку. Проверив размеры заготовки, определяют базу, т. е. поверхность, от которой будут выдерживаться размеры детали и взаимное расположение всех ее поверхностей.

Плоские поверхности, как уже указывалось, опиливают плоскими напильниками. Размер напильника выбирают с таким расчетом, чтобы он был длиннее опиливаемой поверхности не менее чем на 150 мм. Если чистота обработки в чертеже не указана, опиливание - производят только драчевым напильником. При необходимости получить более чистые и гладкие поверхности опиливание заканчивают личным напильником.

Опиливание с проверкой на краску.

Если плоская поверхность должна быть обработана опиливанием особенно тщательно, ее проверяют на краску. Для этого на плоскость проверочной плиты наносят ровный и очень тонкий слой краски - сажи или берлинской лазури, разведенной в минеральном масле. Изделие опиленной поверхностью кладут на плиту и с легким нажимом на напильник начинают водить по окрашенной части плиты в разных направлениях. Вскоре на выступающих местах поверхности обозначатся следы краски, по ним и можно судить о правильности ее обработки.
Окрашенные места опиливают, затем поверхность снова проверяют по краске. Так продолжают до тех пор, пока не будет достигнута необходимая точность обработки поверхности.

Опиливание узких плоскостей

Правильно опиливать узкие плоские поверхности малой длины (8—10 мм), а также шириной до 4 мм трудно. Такие пластинки опиливают в специальных приспособлениях, называемых наметками. К ним относятся рамки, рамочные наметки, плоскопараллельные наметки, раздвижные параллели.

Все эти приспособления изготовляются точно, имеют правильно обработанные закаленные и отшлифованные рабочие части. Иногда опиливание ведут в кондукторах.
Обработка в рамках. Размеченную заготовку вставляют в рамку, слегка прижимая ее к внутренней стенке имеющимися в рамке винтами. Затем уточняют установку, добиваясь совпадения риски на заготовке с внутренним ребром рамки, после чего окончательно закрепляют винты. Далее зажимают рамку в тисках и опиливают узкую поверхность заготовки до уровня рабочей кромки рамки.

Обработка в плоско-параллельных наметках.
Плоско - параллельная наметка представляет собой закаленную пластину с двумя выступающими под прямым углом буртиками. По такой наметке можно опилить четыре стороны (кромки) детали под углом 90° без проверки правильности углов угольником во время опиливания. Наметку устанавливают в тисках так, чтобы она легла выступающим буртиком  на неподвижную губку. Сделав это, вкладывают подлежащую обработке пластинку  между подвижной губкой тисков и плоскостью  наметки, упирая ее базовую кромку в буртик . Слегка зажав тиски, легким постукиванием по пластинке подводят ее разметочную риску до совпадения с верхней поверхностью наметки. Затем окончательно зажимают наметку с пластинкой в тисках и начинают опиливание кромки. В наметке имеются отверстия, используемые для укрепления винтами упорных линеек и планок.

 Если работа производится драчевым напильником, то, не доходя 0,2—0,3 мм до верхней поверхности наметки, его откладывают и продолжают опиливание личным напильником. Последним работают до тех пор, пока кромка пластинки не сравняется с верхней поверхностью наметки.
 Проверка кромки, опиленной этим способом, при помощи лекальной линейки покажет, что она строго прямолинейна; между громкой и линейкой просвета не будет.
 Для опиливания второй кромки по размеченной риске заготовку переставляют в новое положение так, чтобы обработанная кромка прилегла к буртику наметки, а риска совпала с верхней поверхностью наметки.
 При помощи плоско-параллельной наметки можно опиливать прямолинейные участки заготовки и под разными углами.

Обработка в раздвижных параллелях.

Раздвижные параллели представляют собой две планки, перемещающиеся в двух прямоугольных направляющих. Раздвигание и сближение планок, а также зажим заготовок производятся двумя винтами. В параллелях можно одновременно обрабатывать до 10 пластинок толщиной 4 мм каждая, собранных в пакет.
 Опиливание кромок пластинок в раздвижных параллелях производится, как и в наметке рамочного типа.
Обработка в кондукторах. Кондуктор представляет собой копирное приспособление, обработка по которому воспроизводит требуемый контур изделия с точностью от 0,05 до 0,1 мм.

 Рабочие стороны кондуктора должны быть точно обработаны, закалены и отшлифованы.
 Подлежащую обработке заготовку (пластину) вставляют в кондуктор и вместе с ним зажимают в тисках. Выступающую над кондуктором часть заготовки опиливают до уровня его рабочих поверхностей.
Опиливание по кондуктору применяется при изготовлении партии одинаковых по форме изделий. Их можно обрабатывать по одной или по несколько штук, устанавливая их в кондуктор.

Опиливание сопряженных поверхностей под углом.

В изделиях с сопряженными поверхностями встречаются наружные и внутренние углы. Наружные углы обрабатывают плоскими напильниками, внутренние углы в зависимости от их величины можно обрабатывать плоскими, трехгранными, квадратными, ножовочными и мечевидными напильниками.

При опиливании сопряженных поверхностей под различными углами следует применять трехгранные и квадратные напильники с одной гладкой, т. е. ненасеченной, стороной. Это необходимо для того, чтобы при опиливании второй сопряженной поверхности не испортить ранее опиленную плоскость насеченной частью напильника.

Опиливание криволинейных поверхностей

Криволинейные поверхности могут быть выпуклыми и вогнутыми. Выпуклые поверхности опиливают плоскими напильниками, а вогнутые — круглыми, полукруглыми и овальными напильниками.

Механическое опиливание

Замена ручных опиловочных работ механизированной обработкой достигается применением специальных переносных приводов с гибким валом — электрических или пневматических. На конце гибкого вала укрепляется специальное устройство, преобразующее вращательное движение в прямолинейное возвратно-поступательное. Вставленный в прибор напильник получает такое же движение, какое ему сообщается при ручной работе. Для опиливания прибор держат обеими руками и накладывают движущийся напильник на обрабатываемую поверхность. Напильнику все время дают необходимое направление, производя на него нажим.

Применяются также инструменты роторного действия, непосредственно присоединяемые к гибкому валу, фасонные вращающиеся напильники и абразивные круги. 

Техника безопастности

Причины брака при обработке металла и правила безопасной работы

Брак при обработке металла может происходить вследствие плохого закрепления на верстаке тисков или по причине чрезмерного зажима в них обрабатываемого изделия. В обоих случаях брак возможен еще до начала работы: изделие сломается или будет смято.

К наиболее часто встречающимся видам брака при обработке металла относятся «горбы» на обработанной поверхности и заваленные края. Эти дефекты - результат неправильного выбора напильников или неумелого пользования ими.
Распространенным видом брака является искажение размеров вследствие неправильной разметки, снятия излишнего или недостаточного слоя металла при обработке, а также из-за неисправности измерительного инструмента или неумелого пользования им.

Нередко обработанная поверхность оказывается исцарапанной (задранной). Данный вид брака является следствием неправильного выбора напильника или небрежной работы слесаря.

При добросовестном отношении к работе можно работать совершенно без брака.

Каждый слесарь должен хорошо изучить правила безопасной работы, чтобы предохранить себя и окружающих от несчастных случаев. Ранения при работе напильником могут причинить острые края и выступы обрабатываемого изделия, хвостовик напильника при соскакивании с него ручки. Нельзя удалять руками металлическую стружку с поверхности изделия или тисков, а также сдувать ее ртом: при сдувании стружки ртом легко засорить глаза частицами металла.

Обращение с напильниками и уход за ними.

Каждый напильник рассчитан на определенный срок работы, по истечении которого он изнашивается. Износ напильника сопровождается потерей его режущих способностей. Если износ произошел преждевременно, это является результатом неумелой работы напильником или небрежного обращения с ним, либо следствием работы напильником по поверхности металла, не очищенной от окалины, корки, или по закаленным поверхностям.

На продолжительность службы напильника влияют твердость обрабатываемого металла, острота насечки и качество закалки напильника, правильное пользование им. Для удлинения срок службы напильников нужно соблюдать определенные правила.

Зубья нового напильника имеют заусеницы. При обработке твердого металла эти заусеницы быстро обламываются, а напильник тупится прежде срока. Следовательно, нельзя употреблять новый напильник для обработки твердого чугуна и стали сначала им нужно обрабатывать мягкую сталь, бронзу, латунь. Лишь когда заусеницы на зубьях окончательно cpa6oтaются можно перейти к обработке напильником более твердых металлов.

Новыми напильниками нельзя обрабатывать поверхности металлов с окалиной или литейной коркой, а также твердые, не отожженные стальные детали. Корку и окалину нужно снимать на наждачном точиле или, в крайнем случае, старым напильником.

Личной напильник нельзя употреблять для  обработки мягких металлов (свинца, олова и т. п.), так как стружка этих металлов быстро забивает впадины между зубьями и напильника будет только скользить по обрабатываемой поверхности. Забить стружкой напильники очищают вдоль зуба стальной щеткой или пластинкой. Всегда следует пользоваться только одной стороне напильника, вторую нужно пускать в дело лишь после износа первой стороны или же в том случае, когда обработка металла обязательно должна производиться острыми зубьями.

Как при работе, так и при хранении нельзя укладывать напильники один на другой, бросать их в кучу с другими инструментами и предметами. Надо беречь напильники от ржавления следить, чтобы на них не попадала вода. Не следует также допускать попадания на напильники наждачной пыли, так как при опиливании она затупляет зубья инструмента.