Текст книги "Жестяницкие работы. Опиливание и разрезание металла"

Жестяницкие работы
Опиливание и разрезание металла

Опиливание металла

Опиливанием называется операция обработки металла режущим инструментом – напильником, в результате которой с обрабатываемой детали снимают определенный слой металла и придают ей необходимые размеры, заданную форму и требуемую чистоту поверхности.

Опиливание – очень трудоемкая операция. Это обстоятельство заставляет находить и использовать все имеющиеся возможности для повышения производительности труда при опиливании (правильно выбирать напильники, применять опиловочно-зачистные и другие станки и т.п.).

В жестяницком деле опиливают:

наружные плоские и криволинейные поверхности;

наружные и внутренние углы, а также сложные иди фасонные поверхности;

углубления и отверстия, а также пазы и выступы, пригоняя их друг к другу;

кромки деталей с целью снятия заусенцев.

В зависимости от применения тех или иных напильников точность опиливания заготовок или деталей колеблется от 0.2 до 0.05 мм.

Виды и размеры напильников

Напильники представляют собой режущий инструмент в виде закаленных стальных брусков различного профиля и длины с насеченными на их рабочих поверхностях зубьями.

Каждый такой зуб напильника представляет собой резец, снимающий слой металла в виде стружки.

Напильник состоит из рабочей части и хвостовой – хвостовика. Кроме этого, элементами напильника являются: нос, ребро, грань, пятка. На хвостовую часть напильника насаживают ручку.

Зубья напильников получают несколькими способами:

Насечкой на насекальных станках специальным зубилом, фрезерованием, шлифованием и протягиванием.

Каждому способу соответствует определенная геометрия зубьев напильника.

По назначению напильники разделяются на две группы: слесарные общего назначения, предназначенные для выполнения различных слесарных работ по металлу; Специальные, предназначенные для выполнения различных работ по металлу и неметаллическим материалам.

Специальные напильники подразделяются на ручные и машинные.

Напильники изготовляют с насечкой следующих типов: с простой, или одинарной; с перекрестной; с дуговой.

Каждый тип насечки имеет свои преимущества и применяется для напильников определенного назначения.

Простая или одинарная насечка применяется при изготовлении некоторых видов специальных напильников (например, для заточки пил по дереву).

Напильники с простой насечкой целесообразно применять во всех случаях, когда требуется с узкой обрабатываемой поверхности удалить незначительный слой металла.

Перекрестная, или двойная, насечка применяется при изготовлении напильников общего назначения. В этих напильниках основная насечка выполняется под углом (ламбда)=25º, а вспомогательная – под углом (омега)=45º.

Такие углы наклона насечки обеспечивают высокую производительность.

Точечная, или рашпильная, насечка применяется при изготовлении напильников-рашпилей. Рашпили с точечной насечкой имеют крупные зубья и вместительные канавки, что способствует лучшему отделению стружки при опиливании мягких металлов, резины, кожи, пластмасс и др.

Слесарные напильники различаются по двум основным признакам: по форме поперечного сечения и по числу насечек на один сантиметр длины напильника.

Слесарные напильники изготовляют по форме поперечного сечения восьми типов: плоские (тип А), плоские остроносые (тип Б), квадратные (тип В), трехгранные (тип Г), круглые (тип Д), полукруглые (тип Е), ромбические (тип Ж), ножовочные (тип К).

По числу насечек слесарные напильники делятся на шесть номеров: 0, 1, 2, 3, 4, 5. Номер насечки является показателем эксплуатационного назначения размерного ряда напильников по величине шага основной насечки.

Напильники с насечкой №0 и 1, так называемые драчевые, имеют наиболее крупные зубья и служат для опиливания с точностью 0.2-0.5 мм деталей, имеющих припуск на обработку от 0.5 до 1 мм.

Напильники с насечкой №2, так называемые личные, применяют для чистового опиливания деталей с точностью 0.02-0.15 мм, при этом припуск на обработку составляет от 0.1 до 0.3 мм.

Напильники с насечкой №3, 4, 5, так называемые бархатные, применяют для окончательной отделки деталей с точностью от 0.01 до 0.005 мм, при этом припуск на обработку колеблется от 0.025 до 0.05 мм.

Напильники изготовляют из инструментальной углеродистой стали У13 или У13А и закаливают на твердость не ниже HRC 54-58.

Рашпили отличаются от слесарных напильников насечкой. Зубья у них большие короткие в виде пирамидок. Благодаря большим размерам зубьев и вместительным канавкам позади каждого зуба рашпили пригодны для опиливания мягких металлов. Зубья рашпиля расположены рядами, перпендикулярными его оси.

Чтобы при опиливании не получалось канавок, ряды смещены друг относительно друга на половину шага между зубьями.

В жестяницком деле применяют рашпили общего назначения для опливания деталей из мягких металлов(алюминия, дюралюминия и др.).

Рашпили общего назначения изготовляют четырех типов: плоские тупоносые, плоские остроносые, круглые, и полукруглые. Рашпили всех четырех типов изготовляют длиной 250 и 350 мм.

Для изготовления рашпилей применяют инструментальную углеродистую сталь в основном марок У7А, У10А, закаливаемые до твердости HRC 35-40.

Самые мелкие напильники, так называемые надфили, предназначены для выполнения очень мелкой и точной работы. Они различаются по форме поперечного сечения и по числу насечек на один сантиметр длины напильника.

Надфили изготовляют по форме поперечного сечения одиннадцати типов: плоские тупоносые, плоские остроносые, квадратные, трехгранные односторонние, круглые, полукруглые, овальные, ромбические, ножовочные и пазовые.

По числу насечек надфили делятся на шесть номеров: 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Надфили плоские тупоносые, плоские остроносые, квадратные, трехгранные, круглые, полукруглые, ромбические, пазовые изготовляют двух размеров: по длине рабочей части 60 и 80 мм и дине хвостовика соответственно 60 и 80 мм.

Надфили ножовочные изготовляются трех видов: по длине рабочей части 60, 80, 40 мм и длине хвостовика соответственно 60, 80, 40 мм.

Надфили изготовляют из инструментальной углеродистой стали У12 или У12А и закаливают до твердости HRC 54-60.

Напильник имеет деревянную ручку со стяжным кольцом, которое предохраняет ее от трещин при насадивании на хвостовик напильника.

Ручка должна плотно насаживаться на хвостовик напильника, для чего в нем сверлят отверстие диаметром, соответствующим размерам средней части хвостовика, и глубиной, равной длине хвостовика. Затем разогретым докрасна хвостовиком старого напильника такого же размера выжигают отверстие точно по форме хвостовика на 2/3-3/4 его длины.

При надевании ручки на хвостовик нельзя ударять молотком по напильнику, так как возможна поломка его режущей части.

При правильном надевании ручкой ударяют о слесарный верстак до тех пор, пока она не сядет плотно на хвостовик.

Насаживая ручку на хвостовик напильника, следят за тем, чтобы она была засажена без перекоса.

Ручки изготовляют из дерева (береза, бук) или прессованной бумаги.

Деревянные ручки применяются чаще, так как они более практичны. Длина ручки должна быть в полтора раза длиннее хвостовика напильника.

Ручки для напильников общего назначения выпускаются длиной 90, 100, 110, 120, 130, 140 мм, диаметром ее на конце соответственно 12, 16, 20, 23, 25, 28 мм.

Размер ручки выбирается соответственно величине напильника.

Выбор напильников и уход за ними

Напильники выбираются в зависимости от величины припуска, оставляемого на опиливание заданной точности обработки, величины и формы опиливаемой поверхности. Заготовки и детали могут быть обработаны напильником с разной точностью.

При опиливании поверхностей заготовок и деталей драчевыми напильниками достигают точности от 0.2 до 0.5 мм, личными – от 0.02 до 0.15 мм, бархатными – от 0.005 до 0.01 мм.

Припуски на опиливание поверхностей заготовок и деталей выбирают также в зависимости от типа напильника. Припуски на обработку поверхностей заготовок деталей берут при опиливании драчевыми напильниками от 0.5 до 1 мм, личными – от 0.1 до 0.3 мм, бархатными – от 0.025 до 0.05 мм.

Величина слоя металла, снимаемого напильником за один рабочий ход при опиливании драчевыми напильниками колеблется от 0.08 до 0.15 мм, личными – от 0.02 до 0.08 мм, бархатными – от 0.025 до 0.05 мм.

Длина напильника выбирается в соответствии с длиной опиливаемой поверхности. При опиливании слишком длинным напильником трудно правильно балансировать и удерживать его в горизонтальном положении, вследствие этого трудно правильно опиливать поверхность заготовки или детали.

Слишком короткие напильники малопроизводительны, так как у них меньший рабочий ход и при опиливании трудно нажимать на них руками.

Практикой выработаны следующие соотношения между длиной напильника и длиной обрабатываемой поверхности:

Для опиливания заготовок и деталей, изготовляемых из различных материалов, применяют напильники с разной насечкой. Заготовки и детали из чугуна и мягкой стали опиливают драчевыми плоскими и плоскими остроносыми напильниками с насечкой №0 и 1.

При небольшой толщине заготовок и деталей и при опиливании стали повышенной твердости применяют личные напильники с насечкой №2.

Для чистового опиливания стальных и чугунных заготовок и деталей применяют личные напильники с насечкой №2, а при повышенных требованиях к чистоте поверхности – бархатные напильники с насечкой №3 и №4.

Заготовки и детали из меди, латуни и бронзы опиливают напильниками с более острыми зубьями, чем при опиливании заготовок и деталей из стали и чугуна.

В тех случаях, когда требуется опилить одним и тем же напильником латунные и стальные заготовки или детали, в первую очередь опиливаются латунные заготовки или детали, а затем, когда напильник достаточно затупился – заготовки или детали из стали.

Для опиливания заготовок и деталей из алюминия и его сплавов применяют специальные напильники с крупной и глубокой насечкой, обеспечивающей высокую производительность и хорошую чистоту обрабатываемой поверхности.

Заготовки и детали из свинца, баббита и других мягких металлов опиливают личными плоскими остроносыми напильниками с насечкой №2.

Свинец и баббит значительно мягче меди и алюминия, поэтому их опиливают также специальными напильниками с очень острыми зубьями и глубоким впадинами, обеспечивающими высокую производительность и хорошую частоту опиливаемых поверхностей.

Напильники каждого типа предназначены для опиливания поверхностей определенного вида и размеров.

Плоские и плоские остроносые напильники применяют для опиливания плоских и выпуклых поверхностей различных деталей из черных и цветных металлов и сплавов, а также для пропиливания шлицев и канавок.

Квадратные напильники предназначены для опиливания плоских и выпуклых поверхностей, квадратных и прямоугольных отверстий, а также всевозможных пазов.

Оттянутый носик квадратного напильника служит также для распиливания квадратных отверстий.

Для выпиливания углов в прямоугольных отверстиях и пазах квадратные напильники должны иметь острые ребра.

Трехгранные напильники служат главным образом для опиливания внутренних острых углов в пазах различных деталей и для выпиливания трехгранных и многогранных отверстий. Ребра трехгранных напильников должны быть достаточно острыми.

Круглые напильники применяются для распиливания круглых или овальных отверстий и вогнутых поверхностей. Полукруглые напильники применяют для опиливания полукруглой стороной вогнутых поверхностей, а плоской стороной – плоских поверхностей.

Ромбическими напильниками опиливают узкие фасонные места, галтели, прорези и канавки в деталях.

Ножовочные напильники предназначены для опиливания внутренних углов, клиновых канавок, узких пазов трехгранных, квадратных и прямоугольных отверстиях.

Напильник – очень хрупкий инструмент и быстро портится, если с ним небрежно обращаются. Одним из основных условий при работе напильником является надлежащий уход за ним. Мельчайшие стружки (опилки), срезаемые зубьями напильника, застревают в углублениях, вследствие чего напильник начинает скользить по обрабатываемой поверхности и перестает снимать стружку, как говорят "не берет". Чтобы восстановить его работоспособность, необходимо удалить все застрявшие частицы металла, т.е. очистить зубья напильника.

Для очистки драчевых напильников с крупной насечкой применяют специально заостренную лопатку из мягкого железа, а для очистки личных и бархатных напильников – жесткие щетки из стальной проволоки.

Очистку ведут только в направлении верхней насечки, так как в противном случае происходит заступление зубьев напильника в результате воздействия на них твердой проволочной щетки.

Очищать напильник, используемый для опиливания мягких металлов, можно лопаткой из мягкой латуни.

Латунная лопатка проталкивается в направлении верхней насечки. При этом прилипшие к поверхности впадин кусочки металлической стружки легко удалить.

Во время работы нельзя класть напильник на замасленную поверхность верстака или браться за его рабочую (насечную) часть грязными замасленными руками. От этого напильник быстро засаливается и им трудно работать. Засаленные напильники чистят куском твердого древесного угля, которым трут поперек напильника для полного уничтожения следов масла, а затем чистят проволочной щеткой.

Напильники всегда должны быть сухими. Влажные напильники легко подвергаются коррозии и становятся непригодными к работе.

Напильники держат изолированно друг от друга, храня их в специальном ящике с гнездами, находящимися в выдвижном ящике слесарного верстака.

При таком способе хранения напильники всегда находятся под рукой у рабочего и одновременно защищены от повреждений.

Общие приемы правила опиливания вручную

Прежде чем приступить к опиливанию поверхности заготовки или детали, подготавливают рабочее место. Слесарные тиски устанавливают по росту жестянщика и надежно укрепляют на слесарном верстаке. Правильно установленными слесарными тисками считаются такие, когда кулак руки, поставленной локтем на губке тисков, упирается в подбородок.

Если слесарные тиски укреплены на слесарном верстаке слишком высоко, надо положить на пол (впритык к слесарному верстаку) деревянный щит или решетку.

Заготовки и детали зажимают между губками слесарных тисков так, чтобы они опиливаемыми поверхностями выступали над губками слесарных тисков на высоту от 4 до 8 мм.

Не следует зажимать заготовки и детали лишь краями губок слесарных тисков, так как губки перекашиваются и не могут достаточно надежно их удержать.

При зажиме в слесарных тисках заготовок и деталей с начисто обработанными поверхностями необходимо учитывать, что насечка на губках слесарных тисков может оставить следы на обрабатываемых поверхностях заготовок деталей, что ведет к их браку или требует дополнительного опиливания.

Чтобы избежать при опиливании брака или дополнительного опиливания заготовок или деталей, на губки слесарных тисков надевают предохранительные губки, называемые нагубниками, которые изготовляют из низкоуглеродистой стали, латуни, алюминия, меди, цинка.

При опиливании заготовок и деталей очень важно, чтобы рабочий имел правильную стойку и правильно держал напильник.

Перед опиливанием рабочий становится перед слесарными тисками в полоборота к ним (слева или справа, смотря по необходимости), т.е. повернувшись на 45º к оси тисков. Левую ногу он выдвигает вперед, а правую отставляет назад, так, чтобы середина ее ступни находилась напротив пятки левой ноги, причем расстояние между пятками должно быть не более 200-300 мм. Такое положение ног обеспечивает наибольшую устойчивость корпуса при опиливании.

Напильник берут в правую руку так, чтобы задний конец ручки упирался в ладонь, большой палец находился сверху и был направлен вдоль ручки, а остальные четыре пальца поддерживали ее снизу.

При плотном обхвате ручки напильника правой рукой создается большое число точек опоры для пальцев.

Напильник кладут на обрабатываемую заготовку или деталь, затем 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 обрабатываемой заготовки или детали.

Очень важно, чтобы обе руки находились в определенном положении, т.е. правая рука от локтя до кисти составляла с напильником прямую линию, а локоть левой руки был приподнят. Такое положение обеих рук помогает сохранить правильное положение напильника и облегчает регулирование нажима при его передвижении по обрабатываемой поверхности заготовки или детали.

При опиливании поверхности заготовки или детали напильник двигают обеими руками вперед (от себя) и назад (на себя).

Движение напильника вперед называется рабочим ходом, а движение назад – холостым ходом напильника.

При рабочем ходе напильника, т.е. движении напильника вперед, на него нажимают руками, но неодинаково и неравномерно. В начале рабочего хода надо на напильник сильнее нажимать левой рукой, постепенно ослабляя нажим левой рукой и увеличивая нажим правой руки.

Когда напильник дойдет до середины, нажим левой и правой рук должен быть одинаковым.

По мере продвижения напильника вперед увеличивают нажим правой руки и ослабляют нажим левой.

При холостом ходе напильника, т.е. движении его назад, не него не нажимают, иначе быстро притупляются его зубья.

При опиливании делают от 40 до 60 двойных движений напильника в минуту.

Для успешного опиливания необходимо, чтобы зубья напильника были всегда острыми, тогда каждый зуб будет снимать слой металла определенной величины. Чем крупнее зубья напильника, тем большей величины он снимает стружку за один рабочий ход.

При опиливании сохраняют направление напильника строго параллельно опиливаемой поверхности: только при этом условии обеспечивается опиливание поверхности без завала.

Для достижения точности опиливания поверхности напильник продвигают не до конца насечки, т.е. настолько, чтобы насечка не заходил за край обрабатываемой поверхности при движении напильника вперед. При холостом ходе напильника левая рука не должна заходить за середину опиливаемой поверхности. Этим обеспечивается опиливание поверхности без завала.

Во время опиливания обрабатываемую поверхность заготовки или детали проверяют на прямолинейность проверочной линейкой, которую ставят ребром на обрабатываемую поверхность, наклоняют ее до 45º и смотрят против света. Если поверхность заготовки или детали прямолинейная, то ребро линейки будет во всех местах прилегать к ней и просвет будет равномерным.

Опиливание плоских поверхностей вручную

Плоские поверхности могут быть широкими и узкими. В зависимости от вида обрабатываемых плоских поверхностей применяют различные напильники и приемы опиливания.

Опиливают плоские поверхности вручную плоскими и плоскими остроносыми напильниками. Если чистота обработки в чертеже не указана, опиливание выполняется только драчевыми напильниками. В тех случаях, когда требуется получить более чистые и гладкие поверхности, опиливают личными напильниками.

Широкие поверхности опиливают по сравнению с узкими более острыми напильниками. Поэтому если требуется опилить одним напильником широкую и узкую поверхности, сначала опиливают широкую поверхность.

Напильники по длине выбирают с таким расчетом, чтобы было обеспечено правильное соотношение между длиной опиливаемой поверхности и длиной рабочей части напильников, иначе опиливание широких плоских поверхностей заметно затрудняется.

При опиливании плоских поверхностей пользуются поверочными линейками, масштабными линейками, штангенциркулями с точностью отсчета 0.1 мм, угольниками 90º и ручными тисочками.

Прежде чем приступить к опиливанию плоской поверхности, знакомятся с чертежом детали, очищают заготовку от загрязнения, измеряют ее и определяют, можно ли из нее изготовить деталь по заданному чертежу.

Установив пригодность заготовки детали, определяют базу, т.е. поверхность, от которой будут выдерживаться размеры детали и взаимное расположение всех ее поверхностей. Затем размечают заготовку, т.е. наносят на нее разметочные риски, указывающие границы опиливания, т.е. снятия излишнего слоя металла.

При опиливании заготовка или деталь должна быть надежно закреплена в слесарных тисках. Если заготовка будет зажата слабо, то вследствие вибрации возможна деформация и поломка режущих кромок зубьев напильника.

Опиливают широкие поверхности перекрестным движением напильника. Для этого становятся несколько слева от слесарных тисков и ведут опиливание поверхности заготовки слева направо под углом 30-40º к боковым сторонам слесарных тисков. В этом случае косые штрихи на опиливаемой поверхности будут расположены наискось, т.е. с угла на угол.

После того, как в этом направлении будет опилена вся поверхность, становятся прямо против слесарных тисков и опиливают поверхность заготовки прямым штрихом. Затем становятся правее слесарных тисков и продолжают опиливать поверхность заготовки косым штрихом, но уже справа налево, т.е. снова наискось с угла на угол.

При таких приемах опиливания на поверхности получаются пересекающиеся штрихи и совершенно ровная поверхность.

Когда заготовками являются отливки или поковки, следует учитывать наличие твердой поверхностной корки. Во время опиливания отливки или поковки с поверхностной коркой за несколько рабочих ходов напильник может затупиться. Поэтому не стоит применять новые напильники для опиливания поверхностей корки у отливок или поковок. Для этой цели применяют только напильники, затупившиеся при опиливании других заготовок или деталей. Еще лучше поверхностную корку у поковок или оливок срубить зубилом, прежде чем приступить к опиливанию. Для опиливания широких поверхностей часто применяют драчевые квадратные напильники. Это объясняется тем, что при опиливании драчевым квадратным напильником затрачивается меньше усилий, чем при опиливании плоским драчевым напильником.

При опиливании узких поверхностей, например заготовок из листового металла, применяют напильники с такими размерами насечки, чтобы в контакте с обрабатываемым металлом находилось одновременно несколько зубьев.

Если насечка напильников очень крупная, металл обрабатываемой заготовки может попасть между зубьями и вызвать их поломку, особенно при сильном нажиме на напильник. Поэтому для опиливания узких поверхностей применяют напильники длиной от 100 до 160 мм с мелкой насечкой, обеспечивающие врезание в металл одновременно нескольких зубьев.

Заусенцы на заготовках и деталях снимают плоскими остроносыми драчевыми напильниками быстрыми движениями напильника (вперед от себя) по кромкам обрабатываемых заготовок или деталей.