2020-08-05
130ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ «БЕЛОГОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Методические указания
По выполнению практической работы №8
Опиливание металла
Профессия: 35.01.13 «Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства»
2020 г.
Цель работы: Овладеть приёмами опиливания металлов.
Инструменты и приспособления: слесарный верстак, тиски, набор напильников, набор надфилей.
Теоретическая часть
Опиливанием или опиловкой 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.
Припуски на опиливание оставляют небольшие — от 0,5 до 0,025 мм. Достигаемая точность обработки может быть от 0,2 до 0,05 мм, и в отдельных случаях — до 0,005 мм.
Напильник (рис. 1) представляет собой стальной брусок определенного профиля и длины, на поверхности которого имеется насечка (нарезка). Насечка образует мелкие и острозаточенные зубцы, имеющие в сечении форму клина.
 |
Рис. 1. Основные части напильника: 1 - ручка; 2 - хвостовик; 3 - кольцо; 4 - пятка; 5 - грань; 6 – насечка; 7 - ребро; 8 - нос.
Насечка может быть одинарной (простой), двойной (перекрестной), рашпильной (точечной) или дуговой (рис. 2).
Напильники с одинарной насечкой снимают широкую стружку, равную длине всей насечки (рис.2, а). Их применяют при опиливании мягких металлов.
Напильники с двойной насечкой применяют при опиливании стали, чугуна и других твердых материалов, так как перекрестная насечка размельчает стружку, чем облегчает работу (рис.2, б).
Напильниками с рашпильной (точечной) насечкой, имеющей между зубьями вместительные выемки, расположенные в шахматном порядке, что способствует лучшему размещению стружки, обрабатывают очень мягкие металлы и неметаллические материалы (рис. 2, в).
Рис 2. Виды насечек: а - одинарная насечка;
б – двойная насечка; в – рашпильная насечка; г - дуговая насечка.
Напильники с дуговой насечкой имеют большие впадины между зубьями, что обеспечивает высокую производительность и хорошее качество обрабатываемых поверхностей (рис.2, г).
Изготовляются напильники из стали У13 или У13 А (допускается легированная хромистая сталь ШХ15 или 13Х). После насечки зубьев напильники подвергают термической обработке.
Рис. 3 Геометрия зубьев напильника: а — насеченных, б — полученных фрезерованием или шлифованием, в — полученных протягиванием
Зубья напильников получают на пилонасекательных станках при помощи специального зубила, на фрезерных станках — фрезами, на шлифовальных станках — спе- циальными шлифовальными кругами, а также путем на- катывания, протягивания на протяжных станках — протяжками и на зубонарезных станках. Каждым из указанных способов насекается свой профиль зуба (рис 3).
Ручки напильников изготовляют обычно из древесины (березы, клена, ясеня и других пород). Приемы насадки ручек показаны на рисунке 4.
Рис. 4. Насадка и снятие рукоятки напильника:
а — насадка ударом о верстак, б — насадка ударом молотка:
в — снятие ударом молотка
Классификация напильников
По назначению напильники делят на следующие группы: общего назначения, специального назначения, надфили, рашпили, машинные напильники.
Напильники общего назначения предназначаются для общеслесарных работ.
По числу насечек на 1 см длины их подразделяют на 6 номеров.
Напильники с насечкой №0 и 1 (драчевые, (от слова сдирать)) 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 форме поперечного сечения они подразделяются на плоские, квадратные, трехгранные, круглые, полукруглые, ромбические и ножовочные (рис. 2).
Рис. 5. Формы сечений напильников:
а и б — плоские; в — квадратный; г — трехгранные; д — круглые; е — полукруглый; ж — ромбический; з — ножовочные
Ножовочные напильники изготовляются только по специальному заказу. Ромбические и ножовочные напильники
изготовляются только с насечками № 2, 3, 4, 5 длиной: ромбические 100—250 мм и ножовочные — 100—315 мм.
По длине напильники могут быть 100, 125 150, 200, 250,
300, 350 и 400 мм.
Напильники специального назначения изготав- ливаются по ведомственным нормалям: для обработки цветных сплавов, изделий из легких сплавов и неметаллических материалов, тарированные, а также алмазные напильники.
Напильники для обработки цветных сплавов в отличие от слесарных напильников общего назначения имеют другие, более рациональные для данного конкретного сплава углы на- клона насечек и более глубокую и острую насечку, что обеспечивает высокую производительность и стойкость напильников. Напильники выпускаются только плоскими и остроносыми с насечкой № 1 и предназначаются для обработки бронзы, латуни и дюралюминия.
Напильники для обработки изделий из легких сплавов и неметаллических материалов. Обычные напильники, применяемые слесарями при обработке изделий из лёгких и мягких сплавов (алюминий, дюралюминий, медь, баббит, свинецнец) и неметаллических материалов (пластмасса, дерево, резина и
т. д.), имеют мелкую насечку поэтому при работе быстро забиваются стружкой и выходят из строя. Поэтому для данных материалов применяют напильники со специальной державкой (рис.6, а) позволяющие устранить указанные недостатки. Этот напильник имеет размеры 4X40X300 мм и насечку в виде дуговых канавок (рис. 6, б) для выхода стружки при значительно увеличенном шаге по сравнению с обычными драчевыми напильниками. Производительность работы такими напильниками повышается в два-три раза.
Рис. 6. Напильник для обработки изделий из легких сплавов и неметал- лических материалов:
а — общий вид, б — насечка
Тарированные напильники применяются во всех случаях, когда требуется проверять твердость в малодоступных для алмазного наконечника частях изделия (боковой профиль зубазубчатого колеса, режущее лезвие фрезы и др.) и при контроле твердости непосредственно у рабочего места закальщика. Напильники тарируются (тарирование – определение какой либо величины) на определенную твердость в зависимости от твердости изделий. Они отличаются от соответственно нормализованных напильников повышенным и стабильным качеством.
Алмазные напильники применяются для обработки и доводки твердосплавных частей инструментов и штампов. Алмазный напильник представляет собой металлический стержень с рабочей поверхностью и сечением нужного профиля, на которую нанесен очень тонкий алмазный слой. Алмазная рабочая часть напильников изготавливается различной зернистости для предварительной и окончательной доводки.
Надфили. Небольшие (малогабаритные) напильники называют надфилями, их применяют для лекальных, граверных, ювелирных работ, для зачистки в труднодоступных местах (отверстий, углов, коротких участков профиля и др.).
Надфили имеют такую же форму как и слесарные напильники. Длина надфилей 80, 120 и 160 мм. На рабочей части надфиля на длине 40, 60, 80 наносятся насечки.
Надфили имеют перекрестную (двойную) насечку. Узкая сторона надфиля имеет одинарную насечку (основную).
В зависимости от количества насечек, приходящихся на каждые 10 мм длины, надфили разделяются на пять типов: № 1, 2, 3, 4 и 5.
В зависимости от типа надфили имеют от 20 до 112 насечек. На рукоятке каждого надфиля наносится номер насечки.
Для обработки твердосплавных материалов, различных видов керамики, стекла, а также для доводки режущего твердосплавного инструмента применяют алмазные надфили, у которых на стальном стержне закреплены зерна чаще всего искусственного алмаза (рис. 7). Надфили изготовляют из природных и синтетических алмазных порошков различной зернистости с прямоугольной, квадратной, круглой, полукруглой, овальной, трехгранной, ромбической и другой формой поперечного сечения. Обработкой надфилями получают поверхности высокой точности.
 |
Рис. 7. Алмазные надфили
Рашпили предназначены для обработки мягких металлов, кости, кожи, дерева, каучука и других подобных материалов. Стандартизованы три основных вида рашпилей: общего назначения, сапожные и копытные.
В зависимости от профиля рашпили общего назначения подразделяются на плоские (тупоносые и остроносые), круглые и полукруглые с насечкой № 1—2 и длиной от 250 до
350 мм. Зубья рашпиля имеют большие размеры и вместительные канавки, расположенные впереди каждого зуба.
Опиливание металла
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 ра- бочей 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. 8, а).
Ладонь левой руки накладывают несколько поперек напильника на расстоянии 20—30 мм от его носка (рис. 8, б).
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.
 | |||
 | |||
б
в
Рис. 8. Хватка напильника и балансировка им в процессе опиливания: а — хватка правой рукой; б — хватка левой рукой; в — силы
нажима в начале движения; г — силы нажима в конце движения.
В процессе опиливания необходимо соблюдать координацию усилий нажима на напильник (балансировку). Она заключается в постепенном увеличении во время рабочего хода небольшого вначале нажима правой рукой на
ручку с одновременным уменьшением более сильного вначале нажима левой рукой на носок напильника (рис. 8, в, г).
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.
В практике ручной обработки металлов встречаются следующие основные виды опиливания:
· опиливание параллельных и перпендикулярных поверхностей деталей;
· опиливание криволинейных (выпуклых или вогнутых) поверхностей;
· распиливание
· припасовка поверхностей.
Опиливание широких плоских поверхностей является одним из самых сложных видов опиливания. Для получения правильно опиленной прямолинейной поверхности главное внимание должно быть сосредоточено на обеспечении прямолинейности движения напильника.
Рис. 9. Опиливание: а — слева направо, б — прямым штрихом,
в — справа налево (косым штрихом)
Сначала опиливание выполняют слева направо (рис. 9, а) Под углом 30—40° к оси тисков, затем, не прерывая работы, прямым штрихом (рис. 9, б) и заканчивают опиливание косым Штрихом под тем же углом, но справа налево (рис. 9, в). Такое изменение направления движения напильника обеспечивает получение необходимой плоскостности и чистоты поверхности.
При опиливании по диагонали не следует выходить напильником на углы заготовки, так как при этом уменьшается площадь опоры напильника и снимается большой слой металла. Образуется так называемый «завал» края обрабатываемой поверхности.
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.
В случае опиливания параллельных плоских поверхностей проверку параллельности производят измерением расстояния между этими поверхностями в нескольких местах, которое должно быть везде одинаковым.
При обработке плоскостей, расположенных под углом 90°, сначала опиливают плоскость, принимаемую за базовую, добиваясь ее плоскостности, затем плоскость, перпендикулярную к базовой. Наружные углы обрабатывают плоским напильником. Контроль осуществляют внутренним углом угольника. Угольник прикладывают к базовой
плоскости и, прижимая к ней, перемещают до соприкосновения с проверяемой поверхностью. Отсутствие просвета указывает, что перпендикулярность поверхностей обеспечена.
При обработке узких плоскостей на тонких деталях применяют продольное и поперечное опиливание. При опиливании поперек заготовки напильник соприкасается с меньшей поверхностью, по ней проходит больше зубьев, что позволяет снять большой слой металла. Однако при поперечном опиливании положение напильника неустойчивое и легко «завалить» края поверхности. Кроме этого, образованию «завалов» может способствовать изгиб тонкой пластинки во время рабочего хода напильника. Продольное опиливание создает лучшую опору для напильника и исключает вибрацию плоскости, но снижает производительность обработки.
Опиливание тонких пластинок обычными приемами нецелесообразно, так как при рабочем ходе напильника пластинка изгибается и возникают «завалы». Не рекомендуется для опиливания тонких пластинок зажимать их между двумя деревянными брусками (планками), так как при этом насечка напильника быстро забивается древесной и металлической стружкой и его приходится часто чистить.
В целях повышения производительности труда при опиливании тонких пластинок целесообразно склепывать 3— 10 таких пластинок в пакеты.
Можно обойтись без склепывания тонких деталей, а использовать приспособления, называемые наметками. К таким приспособлениям относятся раздвижные рамки, плоскопараллельные наметки, копирные приспособления (кондукторы) и др.
Простейшим из них является наметка-рамка (рис. 10). Ее применение исключает образование «завалов» обрабатываемой поверхности. Лицевая сторона наметки- рамки тщательно обработана и закалена до высокой твердости.
Размеченную заготовку вставляют в рамку, слегка прижимая ее винтами к внутренней стенке рамки. Уточняют установку, добиваясь совпадения риски на заготовке с внутренним ребром рамки, после чего окончательно закрепляют винты.
Рис. 10. Опиливание в рамках:
1 — рамка, 2 — опиливаемая пластинка, 3 — зажимные болты
Затем рамку зажимают в тисках и опиливают узкую поверхность заготовки. Обработку ведут до тех пор, пока напильник не коснется верхней плоскости рамки. Поскольку эта плоскость рамки обработана с высокой точностью, то и опиливаемая плоскость будет точной и не потребует дополнительной проверки при помощи линейки.
Опиливание вогнутых поверхностей. Сначала на заготовке размечают необходимый контур детали. Большую часть металла в данном случае можно удалить выпиливанием ножовкой, придав впадине в заготовке форму треугольника (рис. 11, вверху слева), или высверливанием (вверху справа). Затем напильником опиливают грани и спиливают выступы полукруглым или круглым драчёвым напильником до нанесенной риски. Профиль сечения круглого или полукруглого напильника выбирают таким, чтобы его радиус был меньше, чем радиус опиливаемой поверхности.
Не доходя примерно 0,3—0,5 мм до риски, драчёвый напильник сменяют личным. Правильность формы распиливания проверяют по шаблону на просвет, а перпендикулярность опиленной поверхности торцу заготовки
— угольником.
Рис. 11. Опиливание вогнутых поверхностей
Вогнутые криволинейные поверхности в зависимости от радиуса их кривизны обрабатываются круглыми или полукруглыми напильниками. Напильник совершает сложное движение — вперед и в сторону с поворотом вокруг своей оси (рис. 13, а ). В процессе обработки криволинейных поверхностей заготовку обычно периодически перезажимают с тем, чтобы обрабатываемый участок располагался под напильником.
Опиливание выпуклых поверхностей (опиливание носка слесарного молотка) показано на рис. 12. После разметки ножовкой срезают углы заготовки, и она принимает пирамидообразную форму (I). Затем при помощи драчёвого напильника снижают слой металла, не доходя до риски на 0,8—1,0 мм (II), после чего личным напильником окончательно осторожно снимают оставшийся слой металла по риске (III).
Рис.12 Опиливание выпуклых поверхностей
Выпуклые криволинейные поверхности можно обрабатывать, используя прием раскачивания напильника (рис. 13,б). При перемещении напильника сначала его носок касается заготовки, ручка опущена. По мере продвижения напильника носок опускается, а ручка приподнимается. Во время обратного хода движения напильника противоположные.
а б
Рис.13
При изготовлении партии деталей целесообразно изготовить специальный копир, подобный наметке-рамке, лицевая часть которого имеет форму криволинейной поверхности. В этом случае копир с закрепленной в нем заготовкой зажимают в тисках и ведут опиливание до касания напильником закаленной поверхности копира рис.14.
Рис.14
Распиливанием называется обработка отверстий (пройм) различной формы и размеров при помощи напильников. По применяемому инструменту и приемам работы распиливание аналогично опиливанию и является его разновидностью.
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.
Припасовкой называется взаимная пригонка двух деталей, сопрягающихся без зазора. Припасовывают как замкнутые, так и полузамкнутые контуры. Припасовка характеризуется большой точностью обработки. Из двух припасовываемых деталей отверстие принято называть, как и при распиливании, проймой, а деталь, входящую в пройму, — вкладышем.
Припасовка применяется как окончательная операция при обработке деталей шарнирных соединений и чаще всего при изготовлении различных шаблонов. Выполняется припасовка напильниками с мелкой или очень мелкой насечкой.
Сначала обрабатывают заготовки для вкладыша и проймы. Размечают их, распиливают пройму и опиливают вкладыш, оставляя припуск (0,1—0,4 мм) на припасовку.
Первой обычно подготовляют к припасовке и припасовывают ту из сопряженных деталей, которую легче обработать и проконтролировать, с тем чтобы затем использовать ее для контроля при изготовлении сопряженной детали.
Точность припасовки считается достаточной, если вкладыш входит в пройму без перекоса, качки и просветов.
Существуют также механизированные инструменты для опиловочных работ, это электрические и пневматические напильники (опиловочные машинки). В основном используются напильники с вращающимися инструментами (рис.15).
Рис. 15. Передвижной опиловочно-зачистной станок ОЗС: 1 — стойка, 2 — вилка, 3 — шарниры, 4 — головка, 5 — электродвигатель,
6 — гибкий вал
Возможные виды брака при опиливании металла и их причины:
- неточность размеров опиленной заготовки (снятие очень большого или малого слоя металла) вследствие неточности разметки, неправильности измерения или неточности измерительного инструмента;
- неплоскостность поверхности и «завалы» краев заготовки как результат неумения правильно выполнять приемы опиливания;
- вмятины и другие повреждения поверхности заготовки в результате неправильного ее зажима в тисках.
При опиливании металла ручными и механизированными инструментами следует соблюдать правила техники безопасности. Пользоваться только исправным инструментом. Ручки напильников должны быть прочно насажены. Запрещается работать напильниками без ручек или с треснутыми, расколотыми ручками. Обра- зовавшуюся в процессе опиливания стружку следует сметать специальной щеткой. Запрещается сдувать ее или смахивать голыми руками, чтобы избежать ранения рук или засорения глаз. При работе электроинструментами соблюдать правила электробезопасности. Следить за исправностью токопроводящих частей инструмента.
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.
Вопросы для самоконтроля
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. Какие бывают напильники общего назначения?
7. Что такое надфили и для чего они служат?
8. Для чего предназначены специальные напильники?
9. Что такое рашпили, и для чего они служат.
10. Какова техника выполнения приемов опиливания?
11. Как производиться опиливание широких поверхностей?
11. Как производиться опиливание узких плоскостей?
12. Как производиться опиливание криволинейных поверхностей?
13. Что такое распиливание и припасовка?
14. Каковы общие правила обращения и ухода за напильниками?
15. Какие механизированные инструменты применяются при опиливании металла?
16 Какие правила техники безопасности надо соблюдать при опиливании металлов?
Задание
1. Рассказать правила техники безопасности при опиливании металла.
2. Определить, из числа предложенных, вид напильника и его характеристики.
3. Произвести опиловку прямой поверхности.
4. Произвести опиловку криволинейной поверхности.
5. Произвести опиловку пазов надфилями.
Рекомендуемая литература
1. Новиков В. Ю. Слесарь-ремонтник: Учебник для нач. проф. образования/ Владимир Юрьевич Новиков. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 304 с.
2. Покровский Б.С. Основы слесарного дела: учебник для нач. проф. образования/ Б.С. Покровский. - 3-е изд., перераб.
– М.: Издательский центр «Академия», 2010. - 320с.
3. Покровский Б. С. Слесарное дело: учебник для нач. проф. образования/ Б. С. Покровский, В. А. Скакун. - 3-е изд., стер. - М. Издательский центр «Академия», 2004. - 320 с.
4. Покровский Б. С. Справочник слесаря: учеб пособие для нач.проф. образования / Б. С. Покровский, В. А. Скакун. - 4-е изд. стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 384 с.
