Из какого металла делают напильники

Как выбрать шероховатость?

Выбор шероховатости не такой уж и сложный процесс, как может показаться. Везде, где я работал, да и у знакомых так же, по умолчанию выбирается шероховатость Ra6,3 для всех поверхностей, где нет конкретных указаний о гладкости поверхности. Для более гладких поверхностей, например, шлифованных, значение шероховатости может быть в пределах от 3,2 до 0,1. Смотреть нужно по целевой принадлежности детали. Например, если к поверхности, для которой указывается шероховатость, будет прикладываться охлаждаемый радиатор, то ее нужно сделать гладкой – Ra1,6. За все время работы я встречал использование только четырех вариантов шероховатости:

6,3 везде
3,2 в более аккуратных местах, таких как канавки под уплотнительную резинку
1,6 в местах контакта охлаждаемых поверхностей
0,8 в местах, где поверхность полировалась (лазерная техника)

При попытках рассмотреть этот вопрос в интернете, можно найти много разнообразных картинок с теорией, где нарисована хитрая деталь со всеми возможными видами обработки и указаны шероховатости для этих видов. Характерно то, что на всех этих картинках цифры указаны вроде бы одинаковые, но диапазоны у них разные. В любом случае, для общего понятия правильной постановки шероховатости будет достаточно и списка выше, а для более хитрых деталей следует изучить требование, которые к ним применяются конкретно на предприятии или заказчиком.

Классификация по форме сечения

Форма определила название и назначение напильников, на ней создана основная классификация. В зависимости от профиля обрабатываемой поверхности подбирается сечение инструмента. Производители напильников предлагают использовать специальный ручной инструмент следующих сечений:

Плоские – напильники подобной формы подходят для обработки плоских и закругленных (выступающих) поверхностей. Это наиболее распространенное сечение у подобного инструмента.
Квадратные напильники применяют для обработки прямоугольных и квадратных отверстий. Ими обтачивают прямоугольные пазы на поверхности.
Круглые – с помощью них обрабатывают внутренние полости и отверстия, удаляют наплыв от сварных швов и облоя у отливок. Добиваются нужной конфигурации при доводке эллиптических поверхностей внутри детали.
Трехгранные – в сечении представляют правильный треугольник с углом наклона поверхностей 60 ⁰ друг к другу. Чаще всего подобный инструмент используют для заточки зубьев у другого инструмента, например, ножовки для пиления древесины.
Специальные – на некоторых предприятиях в инструментальных цехах изготавливают напильники особой формы. Например, при изготовлении двухтактных двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением нужно дорабатывать впускные отверстия. Заготовки получают литьем, но доработку выполняют вручную (дешевле, чем использовать специализированный станок).
Овальные или полуцилиндрические напильники применяют для обработки цилиндрических или конических впадин.

Ручной инструмент в зависимости от размеров обрабатываемых деталей изготавливают разной длины. Во времена использования паровозов у каждой бригады машинистов имелся напильник длиной 720 мм. Использовали для очистки сажи и иных загрязнений с поверхности труб парового котла.

Современные напильники редко изготавливаются длиннее 500 мм (размер определяется по длине рабочей части, где имеются зубья). Для мелких работ, например, в работе часовщиков используются надфили, с рабочей длиной около 50 мм.

Принята закономерность: чем крупнее зуб, тем длиннее рабочая часть. Объясняется довольно просто. Работа выполняется при поступательном движении вперед. Продвигая рабочую часть дальше, добиваются более глубокого снятия слоя при стачивании.

Крупные зубья оставляют на обрабатываемой поверхности глубокие риски. Чтобы добиться более качественной поверхности оставляют припуск на получение качественной поверхности. Ее получают, обрабатывая с помощью напильников, имеющих менее крупные зубья.

Используя бархатные напильники, получают блестящую поверхность с минимальным количеством рисок. Последующая полировка производится уже другими инструментами. На практике выполняется обработка в несколько этапов (не менее двух). Первый – обработка грубым инструментом, второй – чистовая доводка поверхностей.

Этап 2: определение содержания углерода в стали

Как определить конкретно, из углеродистой или легированной стали сделан, например, напильник? Для этого следует прибегнуть к простому старинному способу. Мастера подметили, что мелкая металлическая стружка, получаемая при обработке металла абразивным кругом, раскаляясь, дает сноп искр, имеющий для каждого металла свои характерные особенности. «Соломинки», из которого состоит сноп искр, у каждой марки стали свои особые: длинные, короткие, сплошные, прерывистые, кучные и редкие, ровные или имеющие утолщения; от каждой из них могут отделяться, порой очень обильно, мелкие яркие звездочки; в расчет принимается яркость свечения снопа искр, а также цветовые оттенки — от светло-желтого до темно-красного.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше в снопе искр ярких звездочек. Если сталь содержит немного углерода, например около 0,12%, то искры, выходящие из-под абразивного диска, будут расходиться веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета, имеющих утолщения в середине и на конце (1, см. рис. на с. 105). Сталь, содержащая 0,5% углерода, имеющая среднюю твердость, образует примерно такие же искры, но от места среднего утолщения у них отделяется небольшое количество звездочек (2). От высокоуглеродистой инструментальной стали отделяются обильные искры со звездочками (3). У хромистой стали искры длинные, оранжево-красные; от них, как тоненькие веточки от основной ветки, отходят под разными углами короткие искорки со звездочками на конце (4). Искры у вольфрамовой стали прерывающиеся, и к тому же у них небольшие утолщения на конце (5). Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь дает одновременно короткие и длинные искры темно-красного цвета с утолщениями на конце (6).

Изготовление напильников

Изготовление состоит в основном из следующих операций:

отрезка заготовок,
отковка хвоста и носка напильника,
отжиг,
правка (рихтовка),
обточка, или шлифовка, плоскостей,
опиловка для личных и бархатных напильника,
снятие фаски,
наседка, или нарезка, зубьев,
обрезка носка,
заправка (заточка носка),
закалка,
очистка,
отпуск хвоста,
смазка
упаковка.

Сталь напильника

Материалом для напильников служит углеродистая сталь с содержанием 0,8—1,5% С; 0,10—0,30% Si; 0,25—0,45% Мп; < 0,04% S и < 0,05% Р. Для изготовления рашпилей применяется углеродистая сталь с содержанием 0,7% С.

Некоторые виды, особенно бархатные и специального назначения для работы по металлу после термической обработки, изготовляются из легированной стали с присадкой хрома от 0,3 до 0,7%. Содержание углерода в стали берется тем больше, чем меньше размер изготовляемого напильника.

Сталь для изготовления поступает в виде полос определенного профиля и размера в соответствии с профилем и размером . Твердость стали д. б. не выше 300 по Бринелю. Первая операция — отрезка заготовок — производится обыкновенно на прессах-ножницах, причем обрезается одновременно несколько заготовок, количество которых зависит от размеров сечения разрезаемых прутков.

Следующей операцией является оковка носка напильника (его конечной части). Эта операция производится или на приводном пружинном молоте с весом падающей части (бабы) от 15 до 45 в зависимости от размеров сечения отковываемого напильника или в бойках с ручьями с соответствующими сечению и размеру отковываемой части. Оковку плоских, трехгранных и полукруглых более рационально производить на ковочных вальцах, что дает более гладкую поверхность кованной части. Нагрев перед ковкой производится в пламенных печах очкового типа, работающих как на нефти и на кменном угле.

Диаграмма испытания ряда напильников на машинах Герберта приведена на рис. 19, она изображает объем спиленного материала в функции числа ходов напильника; таким образом высота подъема каждой индивидуальной кривой данного напильника до перехода ее в горизонтальное направление (что обозначает окончательное затупление напильника) характеризует стойкость напильников, а тангенс угла наклона кривой к горизонтальной оси пропорционален остроте.

Необходимо однако отметить, что результаты испытания на машине Герберта только тогда сравнимы друг с другом, когда испытуемые напильник находятся в абсолютно тождественных условиях как в отношении шага насечки прижимающего веса, так и в смысле равномерной структуры и твердости пробных брусков.

Виды напильников

Промышленность будет предполагать разные виды такого инструмента, причем большинство из них универсального назначения, и будут с одинаковым успехом использовать для тонкой обработки металла и древесины.

По разновидности режущей части можно выделить такие инструменты:

С одинарной насечкой.
С крестовой насечкой двойного типа.
Для древесины с дуговой насечкой.
С насечкой рашпильного типа.
Напильник штампованного типа.

Отдельно стоит выделить инструмент, который предназначается для тонких работ с небольшими по размеру деталями. Надфиль по древесине является тем же самым напильником, но он имеет меньший размер, что делает его незаменимым для изготовления небольших поделок из древесины и прочих мягких материалов. Кстати, для тех же целей используются и разновидности надфиле, а именно рифели.

Рабочая часть таких инструментов изогнута, и это в ощутимой мере облегчает изготовление маленьких по размеру деталей со сложными формами. Все напильники вне зависимости от их назначения будут классифицированы по сечению на рабочей поверхности,

Размер, форма инструменты, разновидность насечки и глубина будут выбраны по типу проводимой работы. Чем крупнее насечка и больше ее шаг, тем грубее получится обработка. Из этого делаем вывод, что у домашнего мастера должен быть далеко не один напильник, а большой набор таких предметов с различными характеристиками.

Нормативная база – некоторые особенности

На территории нашей страны принят ГОСТ 1465-80. В этом документе определены нормативные требования к этому изделию. В частности, в нем определены формы производимых изделий. Кроме того, в отдельном разделе отнормированы требования по твердости поверхности.

ГОСТ регламентирует и порядок упаковки готового изделия. Так, каждый готовый инструмент должен быть отдельно упакован. Немаловажную роль играет и вид маркировки. На потребительской таре должно быть нанесена информация о твердости готовой продукции.

Напильники должны проходить испытания один раз в три года. Для этого необходимо использовать станок вида ТФ18-6 или его аналог.

Для испытания напильников на сцепляемость необходимо использовать бруски, выполненные из стали У8, твердость поверхности 150 – 187 по НВ.

При проведении испытаний напильник должен совершить порядка 10 000 рабочих ходов, то есть порядка 50 – 55 за одну минуту.

В приложениях ГОСТ, приведены таблицы, на основании которых делается вывод о пригодности партии инструмента к эксплуатации.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Несмотря на то что большинство производственных процессов выполняются посредством автоматизированных систем и электроприборов, некоторые виды работ до сих пор нуждаются в человеческих руках и эффективном инструменте. Напильник по металлу – это режущее приспособление из очень твердой стали для обработки изделий из соответствующего материала. Отталкиваясь от вида выполняемых работ и структуры материала, могут понадобиться напильники по металлу разных видов и форм, и мастеру необходимо уметь правильно выбрать инструмент.

Изготовление рукояти

Перед изготовкой рукояти для изделия, следует определиться с внешним видом, материалами и формой. Материал можно использовать любой, который имеется под рукой. Гармоничным вариантом считается деревянная рукоять.

Рукоять ножа из напильника

Процесс включает в себя несколько этапов:

Подбор материалов, возможно использовать разные виды дерева для уникального дизайна.
Необходимо изготовить больстер, нижнюю часть ножа. Используется остаток напильника или другого металла.
Накладываются деревянные куски друг на друга, между собой склеиваются эпоксидным клеем.
Чтобы склеить куски между собой качественнее и быстрее, нужно использовать пресс.
Обрезка лишних частей происходит пилой, после чего обрабатывается шкуркой до необходимой формы.
Рукоятка при готовом виде покрывается лаком для большей сохранности, возможно использование морилки для затемнения.

Заточка производится обычным способом на шлифовальном станке.

Правила работы напильником

Для того, чтобы выполнять задачи, ради которых устройство было создано, необходимо его рифлёную зону с небольшим усилием приложить к зоне, которую предстоит опиливать. Затем, не ослабляя прижима, привести в движение. Зубцы насечки инструмента начнут снимать верхнюю часть с обрабатываемой детали. Это действие определяется техническим термином – «Послойное срезание материала с поверхности». Качество среза является результатом правильности выбора номера насечки, а производительность определяется силой прижатия и частотой перемещений инструмента по заготовке. Окончательная обработка детали ведётся личневым или бархатным напильником. Обработка дерева производится рашпилем.

Напильник является ручным инструментом. Чтобы начать им работать, необходимо выполнить следующие операции:

Проверить исправность инструмента. Ручка должна сидеть плотно, без люфта.
Ознакомиться с правилами техники безопасности и строго выполнять их.
Прочно закрепить заготовку в соответствующих приспособлениях, например, в тисках или прижать к верстаку струбциной. Желательно, чтобы поверхность, которую предстоит обрабатывать, была расположена горизонтально. Деталь должна выступать над поверхностью губок тисков примерно на 5 – 8мм.
Если работник правша, то он берёт напильник за рукоятку в свою правую руку, кладёт инструмент рабочей частью на намеченную к обработке зону детали, левой рукой аккуратно прижимает его к детали и начинает горизонтальные поступательно-возвратные движения вперёд-назад. При ходе вперёд на рукоятку и носок нужно нажимать. Направление движения составляет угол примерно 45 градусов к фронту заготовки. За каждое движение вперёд напильник снимает с неё некоторое количество материала. Щёткой (кордовой) из жёсткой проволоки необходимо с зубчатого поля удалять стружку. Чтобы предотвратить забивание насечки опилками цветного металла, специалисты советуют до начала работы натереть инструмент мелом.
Если плоскость детали обрабатывается плоским напильником, то после каждого рабочего прохода следует перемещать инструмент в сторону перпендикулярно рабочему ходу. Таким образом будет покрыта вся площадь обработки.
Необходимо следить за тем, чтобы инструмент двигался без перекосов, иначе на детали появятся царапины и борозды.
Если задача заключается в обработке узкой полоски между двумя стенками, то надо следить за тем, чтобы не повредить запретную зону.
При развёртке круглого или фигурного отверстия надо также следить за изменение его формы в результате работы круглого или квадратного напильника.

Опытные мастера часто модернизируют инструмент, подгоняя его под свой вкус и конкретные задачи. Изменяют длину, заостряют конец, делают более удобную ручку.

Напильником пользуются для облагораживания детали, которая обтачивалась на токарном станке. Ручным инструментом убирают бороздки от резца, формируют канавки, снимают фаски.

Виды напильников

По разновидности режущей части можно выделить такие инструменты:

С одинарной насечкой.
С крестовой насечкой двойного типа.
Для древесины с дуговой насечкой.
С насечкой рашпильного типа.
Напильник штампованного типа.

Этап 1: определение марки стали

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Напильники – У10, У11, У12, У13, ШХ6, ШХ9, ШХ15 Надфили – У10, У11, У12 Рашпили – У7, У7А Шаберы – У10, У12 Стамески, долота – У7, У8 Метчики – У10, У11, У12, Р9, 9ХС, Р18 Сверла по дереву – 9ХС Сверла по металлу -Р9, Р18 Развертки – Р9, Р18, 9ХС Фрезы – Р9, Р18 Зубила, отвертк – У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ Пробойники – У8, У8А Кернеры – У7А, 7ХФ, 8ХФ Швейные иглы- У7А, У8А Пилы-ножовки – У8ГА Полотна лучковой пилы – У8ГА, У10 Ножовочные полотна – У8, У8А, У9, У9А, У10, У10А, У11, У12 Ножницы по металлу – У12А Молотки и кувалды – У7, У8 Топоры – У7 Косы, серпы – У7, У8 Вилы, зубья (клевцы) – У7, У8 грабель Кузнечные инструменты – У7, У8

Что такое напильник и для чего предназначен

Напильник – это универсальный слесарный инструмент. Позволяет решить целый спектр задач.

Зачистка деталей от ржавчины.
Снятие грязи и краски с поверхности деталей.
Доведение заготовки до необходимого размера.
Заточка инструмента.
Зачистка силовых контактов электрооборудования от нагара.
Шлифовка поверхностей.

Что собой представляет такой инструмент? Это небольшой брусок металла с насечками. На одном конце выполнен хвостовик для ручки из дерева или пластмассы.

При изготовлении напильников ориентируются на ГОСТ 1465–59. Он регламентирует использование в производстве этих изделий определённого вида металла:

легированной хромистой стали (марки ШХ 15 или 13Х);
улучшенной нелегированной стали (марки У10А или У13А).

Для качественной обработки металлических деталей существуют напильники по металлу. Виды насечек позволяют решить широкий спектр задач. Это обработка не только высокопрочных сплавов, но и работа с керамикой, пластмассой, деревом, резиной или кожей. Различны и требования к точности и чистоте обработки.

Какую насечку выбрать

Простая (одинарная). Подойдёт для обработки мягких металлов или пластмасс. Такой материал легко снимается и может быстро забить пространство между насечками. Но только не в этом случае.
Напильник с перекрёстной или двойной насечкой. Служит для работы с деталями из твёрдых сплавов. Например, чугун, бронза.
Рашпильная, точечная насечка. По виду зуба такой инструмент называется рашпиль или драчевый напильник. Он всегда большого размера (250–350 мм). Имеет крупную насечку. По форме различают полукруглый, круглый или плоский. Хорош для работы с резиной, кожей, деревом. Для точной обработки и шлифовки не подойдёт.
Есть дуговой вид насечек напильников. Применяется для обработки деревянных деталей.

ГОСТ 1465–59 регламентирует шесть номеров насечек:

Крупная. Это № 0 и 1. Используют для грубой обработки поверхности. Такой инструмент, его ещё называют драчевый напильник, за один проход снимает слой толщиной 0.05–0.1 мм. Для точной обработки не подходит.
Насечка № 2 и 3 позволяет работать точнее. Снимает слой 0.02–0.06 мм. Точность обработки будет соответствовать этому параметру.
Чистовая подгонка размера возможна насечками № 4 и 5. Здесь возможна точность 0.01–0.005 мм. Именно столько материала снимается с заготовки за один проход инструмента.

Теперь видно, что этим инструментом можно делать довольно много работы. Он неприхотлив и универсален. Незаменим там, где «бессилен» электроинструмент и всегда готов выручить мастера в сложной ситуации.

Как сделать ручку напильника

Ручка инструмента должна быть удобна. Сделать своими руками из дерева просто. Последовательность такая:

Выстругать или выточить на токарном станке ручку. Размер и форму каждый мастер подбирает индивидуально. Она должна хорошо лежать в руке слесаря. Дерево берётся высохшее, средней плотности, нехрупкое. Оптимальный вариант – сосна.
Наконец, куда будет вставляться хвостовик напильника, надеть металлическое кольцо. Его можно сделать, отрезав 1 см от трубки подходящего диаметра. Без него, при насаживании ручки на хвостовик, ручка расколется.
Просверлить отверстие по оси ручки со стороны кольца на глубину равную ¾ длины хвостовика напильника. Сверло должно быть диаметром ½ средней толщины хвостовика.
Насаживая ручку, следить за совпадением осей двух деталей.

Зачастую приходится обрабатывать фигурные поверхности, с изгибами и острыми внутренними углами. Для выполнения каждой из таких работ выбирают соответствующий инструмент, выпускаемый согласно ГОСТу.

Виды напильников и их назначение

Виды напильников по классам и форме определяют основную сферу применения.

К 1 классу относятся инструменты с насечкой с нумерацией от 0 до 1.

Это драчевый напильник его основная задача черновая обработка поверхностей.

Ко второму классу относятся инструмент с абразивом под № 2 и 3.

Это уже менее грубый напильник, называют его личной, и использует преимущественно для чистовой обработки, т.к. он оставляет более гладкую поверхность.

Инструменты 3,4,5 и 6 класса обладают насечкой 4 и 5 номеров.

Они больше известны как «бархатные» или ювелирные напильники, применяются для финишной обработки.

Виды напильника по форме

Классификация по форме подразделяет сферу применения более детально.

1. Плоские тупоносые напильники относятся к универсальному инструменту, т.к. предназначены они для работ по металлу и дереву.

Они легко справляются с обработкой плоских и выпуклых поверхностей. На одну из боковых граней у них нанесена одинарная насечка.

Читать также: Условное обозначение гальванического элемента

2. Плоские остроносые используют для обработки наружных или внутренних плоских поверхностей, также их применяют для пропиливания шлицев и канавок.

3. Квадратные изделия имеют острый нос, служат они для распиливания отверстий квадратного и прямоугольного сечения и зауженных поверхностей.

4. Трехгранная форма выпускается в двух вариантах – для послойного срезания материалов, обработки внутренних углов разной формы, трехгранных отверстий для опиливания мелких пазов и клиновидных канавок.

Также этот вид применяют для заточки пил по дереву, поэтому их еще называют ножовочными.

5. Круглая форма – этот вид, как и треугольный, имеет два различных подтипа.

Для обработки круглых пазов, отверстий, послойного отпиливания и для затачивания пил по дереву, цепей для пил.

6. Полукруглый тип относит инструмент к универсальным, так как сочетает преимущества плоских и круглых напильников.

Идеально выполняет обработку сферических и плоских поверхностей, имеет заостренный носик.

7. Ромбическая форма позволяет эффективно обрабатывать материалы со сложной конфигурацией поверхности, в том числе для работы с шестернями, звездами, колесами, дисками.

Напильники, предназначенные для специализированных операций, называются инструментом специального назначения, к ним относятся алмазные покрытия и другие режущие поврехности более высокой твердости, предназначенные для цветных сплавов, металла, для плитки из кафеля или керамики и прочих материалов.

Виды и размер насечек

Характер насечки определяет основные виды напильника.

Профиль и размер зубьев напильника зависят от станка, используемого для нанесения режущей поверхности.

Как правило, для производства используются:

— пилонасекательные станки с зубилом; — фрезерные станки; — шлифовальные станки со специальными кругами; — зубонарезные и протяжные станки.

Вне зависимости от способа производства, все зубцы имеют заданные параметры угла расположения, заострения и резания.

Чем больше насечек на 1 см рабочей площади, тем меньше зубья насечки.

Отношение высоты к шагу основной насечки должно быть не меньше 0,5.

Материал напильника

Согласно стандартам РФ и международным нормам, напильники производятся из инструментальной стали углеродистого типа.

К таким относятся наиболее распространенные марки:

— У 10,12, 13; — У 10, 12, 13 А; — ШХ15 УА; — 13Х и их зарубежные аналоги.

Нумерация насечек и виды работ

По размеру зубьев насечки делятся на 5 классов:

№ класса	Слой снимаемого материала	Характеристика
0-1	От 0,05 до 0,1 мм	Самый крупный вид насечек неудобен тем, что при обработке металлических вероятны погрешности от 0,1 до 0,2 мм
2-3	От 0,02 до 0,06 мм	Самый оптимальный вариант для того, чтобы убрать слой металла, но защищать пазы и отверстия может быть трудно
4-5	От 0,01 до 0,03 мм	Насечки с зубьями N 4 и 5 используются для финишной отделки деталей и подчинения пазов и отверстий. Максимальная погрешность, допустимая при работе – 0,001 – 0,005 мм

Помимо классности, геометрия зубьев напильника должна соответствовать ГОСТ 1465-80 пункту 2.1, который требует, чтобы насечка была нанесена под углом 65 градусов относительно стального бруса. Также этот пункт оговаривает особенности технологии изготовления того или иного вида напильников. Таким образом, круглые напильники должны производиться путем насечения или нарезки, в то время как остальные формы напильников производятся только посредством насечения.