Виды, классификация и назначение напильников, ГОСТ

Виды, классификация и назначение напильников, ГОСТ

Сделать что-то своими руками очень интересно. Это мнение разделят многие люди. Приятно посмотреть на продукт своего творчества. И неважно, новое это изделие или, бывшее неисправным, старое.

Но 50% успеха зависит от хорошего инструмента. Умение правильно выбрать и применить тот или иной инструмент очень важно. Только тогда он полностью «раскроет» свои возможности и будет максимально полезен.

Существуют разные типы напильников. Эти приспособления разделяются по нескольким факторам:

  • виду насечек;
  • форме приспособления для работы с заготовками;
  • предназначению.

О каждой из представленных групп следует поговорить более подробно.

Типы напильников по металлу

Особенности

В понимании людей, не связанных с металлообработкой, приспособление, предназначенное для шлифовки металлических заготовок — это инструмент, состоящий из рабочей прямоугольной части, которая соединена с ручкой. На прямоугольнике из металла находятся зазубрины. Они снимают часть металла при передаче усилий. Однако бывают разные формы рабочей части.

Напильник не может изготавливаться из мягких материалов. Сталь, используемая для них, должна быть тверже обрабатываемых поверхностей.

Виды насечек

Насечки напильника играют прямую роль при работе с разными материалами. Чтобы нанести их на рабочую поверхность инструмента, применяется несколько технологических операций — точение, фрезерование, насекание, протягивание, нарезание.

Разновидности насечек напильника:

  1. Одинарные — предназначены для работы с мягкими материалами: сплавами цветных металлов, деревом пластиком.
  2. Двойные — представляют собой дополнительную и основную насечки. Дополнительная прилегает к основной под углом. Такая конструкция позволяет работать с твердыми материалами. Связано это с тем, что две насечки снимают слой материала при этом измельчая появляющуюся стружку.

Инструменты классифицируются по размеру зубьев. Это показатель зависит от того, сколько насечек присутствует на рабочей части. Чем их меньше, тем больше изготавливается зуб. Существует 5 номеров размеров зубьев:

  1. Номера 0, 1 — применяются для грубой обработки металлических поверхностей. Зубья самые большие, позволяют быстро снимать много материала за малый промежуток времени. Недостаток таких приспособлений — низкая точность обработки.
  2. Размеры 2,3 — используются, когда нужно очистить слой до 0.06 мм.
  3. Размеры 4, 5 — применяются для финишной обработки деталей. Снимают малый слой материла, что позволяет проводить точные операции, доводить заготовку до требуемых габаритов.

Желательно иметь все номера, чтобы постепенно обрабатывать рабочую поверхность.

Типы напильников

По предназначению выделяются такие виды напильников:

  1. Ручной инструмент общего назначения. Используются при проведении слесарных работ. Насечка двойного вида. Размер зубьев выбирается зависимо от требуемого качества обработки.
  2. Приспособления специального назначения. Применяются на заводах, занимающихся металлообработкой. С их помощью исправляются дефекты, остающиеся после обработки заготовок станками. Выдерживают длительную активную эксплуатацию.
  3. Надфили — самая распространённая группа, которая состоит из 11 подгрупп моделей разной формы. Имеют насечки пятого номера, малый размер. Надфили используются для точной обработки деталей.
  4. Рашпили — модели большой длины, с крупными зубьями. Используются при грубой обработке металла.

Выбирать приспособление требуется исходя из его размера, формы, величины зубьев.

Форма напильников

Напильники по металлу классифицируются зависимо от формы. Существуют следующие виды инструментов:

  1. Плоские — классическая форма приспособлений для обработки металлических поверхностей.
  2. Трехгранные — с их помощью растачиваются пазы, канавки, отверстия.
  3. Квадратные — используются при работе с отверстиями сложной формы.
  4. Полукруглые инструменты — их помощью растачивают отверстия большого диаметра.
  5. Круглые — используются для расточки овальных круглых отверстий разного диаметра.
  6. Ромбовидные — обрабатывают зубья деталей, шестерни, оснастку.

Формы напильников

Нумерация насечек и виды работ

№ 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.

Особенности инструмента

Применение рашпилей требует последующей чистовой обработки заготовки. Это обусловлено высокой шероховатостью поверхности после завершения работы. Процесс удаления стружки с помощью таких инструментов значительно упрощается благодаря наличию специальной канавки перед каждой насечкой или выступом.

При обработке деталей необычной формы часто используются рашпили с треугольным сечением. Это позволяет снимать материал со сложных поверхностей и углов. Степень зацепления с обрабатываемой заготовкой зависит от остроты режущей кромки и твердости стали, применяемой для изготовления инструмента.

Назначение и типы напильников

Основное назначение напильников — ручная обработка материалов. Напильники применяются также и для работы на различных опиловочных станках, например для отделки стружечных отверстий в круглых плашках, опиловки шариков для подшипников, обработки штампов, шаблонов и т. п.

Назначение

Напильник предназначается для съема слоя металла, толщина которого (0,01-1,0 мм) возрастает с увеличением размера зубьев.

Типы напильников

Согласно ГОСТу 1465-59 слесарные напильники общего назначения разделяются на следующие типы:

  1. плоские тупоносые;
  2. плоские остроносые;
  3. квадратные;
  4. трехгранные;
  5. круглые;
  6. полукруглые;
  7. ромбические;
  8. ножовочные.

Кроме слесарных напильников, в практике применяется большое количество специальных.

Для ручной заточки пил по дереву согласно ГОСТу 6476-53 применяются специальные напильники: а) трехгранные остроносые; б) трехгранные тупоносые; в) ромбические; г) круглые; д) плоские. В противоположность слесарным, напильники для заточки пил (трехгранные, ромбические, плоские) снабжены закруглениями в сечении.

Для определения твердости металлов применяют тарированные напильники.

Специальные напильники

Большую группу специальных напильников представляют рихтовочные, предназначенные для опиливания кузовов легковых автомобилей перед шпаклевкой и окраской. Рихтовочные напильники изготовляются различной формы как плоские, так и изогнутые.

Специальные напильники применяются для разного рода тонких и отделочных работ, например гравировальных и др. Несколько обособленную группу ручных напильников представляют рашпили и надфили. Гашпили, отличающиеся своеобразной формой насечки, применяются для обработки мягких материалов (дерева, кожи и т. п.). Отличительными особенностями надфилей являются мелкая насечка и малые их габаритные размеры (см. ГОСТ 1513-53).

Из машинных напильников следует отметить брусковые, применяемые на опиловочных станках. Опиловка происходит при прямолинейном возвратно-поступательном перемещении напильника, закрепленного своими концами в рамке станка.

Для опиловочных станков с вращающимся инструментом применяются вращающиеся (ротативные) напильники, отличающиеся большим разнообразием формы. Они изготовляются как с насеченными, так и с фрезерованными зубьями.

Габаритные размеры

Номинальная длина напильников определяется длиной рабочей части, т. е. без учета длины хвостовика. Напильники изготовляются длиной от 100 до 400 мм.

Формы сечений стандартизованы и по ним установлены названия типов напильников. Кроме стандартных форм сечений, применяются также и специальные в зависимости от назначения напильника. Они отличаются большим разнообразием.

Размеры сечений (ширина, толщина, диаметр и др.) установлены в зависимости от формы сечения и длины напильника.

Большинство типов стандартных напильников изготовляется с утонением к концу как по ширине, так и по толщине. Такая форма способствует получению слегка выпуклой поверхности на длине оттянутого носка напильника. Носок можно рассматривать как заборную часть, зубья которой постепенно входят в обрабатываемый материал. Это уменьшает количество зубьев, находящихся одно-временно в работе, а также усилие, требуемое для снятия металла. При выпуклой поверхности облегчаются условия получения правильной плоскости, так как опиловка осуществляется только в средней ее части, тогда как края остаются нетронутыми.

Напиловочным заводам разрешено в небольшом проценте выпускать напильники с одинаковым сечением по всей длине. Они предназначаются для таких работ, как грубая опиловка, снятие заусенцев, фасок и т. п. В практике находят применение только плоские тупоносые напильники.

Напильники насаживаются на деревянную державку своим хвостовиком, выполненным в виде постепенно суживающегося стержня. Длина его, зависящая от длины рабочей части и установленная в пределах 40-100 мм, принята одинаковой для всех типов напильников. Хвостовик должен быть расположен симметрично относительно оси напильника. Иногда применяют специальные державки, на которые напильник накладывается и привертывается двумя винтами. Такие напильники вместо хвостовика снабжаются двумя отверстиями.

Конструктивные элементы напильников

Зубья напильника работают в стесненных условиях из-за заполнения впадин между зубьями стружкой. Окончательное освобождение впадин от стружки возможно только после выхода напильника из соприкосновения с обрабатываемым материалом и то при условии, если стружка не запрессовалась во впадине. Размеры впадины должны соответствовать определенной величине стружки, так как иначе работа напильника будет затруднена. В процессе эксплуатации часто происходит забивание впадин спрессованной стружкой, которую приходится удалять специальной очисткой.

Зубья напильника мелкие и тонкие. Вершины их рваного вида и с заусенцами. Такая форма способствует затуплению зубьев, в результате чего пространство для помещения стружки уменьшается и тем самым ухудшаются условия отвода стружки.

Технология процесса насекания зубьев напильника не может обеспечить получения оптимального переднего угла. Это также оказывает влияние на работоспособность напильника.

Режущие свойства напильника зависят от комплексного влияния его основных конструктивных элементов, из которых заслуживают внимания следующие:

  1. тип насечек;
  2. число и шаг насечек;
  3. углы резания;
  4. форма и высота зуба.

Рисунок 38 — Типы насечек напильников

Типы насечек

В практике встречаются напильники с одинарной (рис, а) или двойной (перекрестной) (рис, б) насечкой. При одинарной насечке зубья расположены наклонно по отношению к оси напильника. Это обеспечивает постепенное вхождение зубьев в соприкосновение с обрабатываемой поверхностью и более легкое резание. Одинарная насечка применяется только для обработки мягких материалов (в основном неметаллов), а также для точки пил по дереву. В последнем случае приходится снимать весьма незначительный слой металла во избежание сильного дрожания затачиваемого зуба пилы. Слесарные напильники снабжаются одинарной насечкой на одной из узких сторон. Другая узкая сторона обычно остается без насечки, что дает определенные удобства при опиливании плоскостей, расположенных под прямым углом друг к другу.

Для обработки черных и цветных металлов применяют напильники с двойной насечкой. Сопротивление резанию этих материалов более значительно, поэтому снимать широкую стружку напильником с одинарной насечкой весьма затруднительно. Двойная насечка обеспечивает разделение широкой стружки на ряд мелких, благодаря чему работа значительно облегчается. При изготовлении напильника сначала насекается нижняя или вспомогательная насечка, а затем верхняя пли основная. Нижняя насечка частично закрывается металлом и служит как бы канвой или основной сеткой для верхней насечки, которая всегда остается свободной и образует режущие элементы зубьев. Напильники с двойной насечкой лучше забирают материал, так как острые зубья, образованные при насекании верхней насечки, сильнее проникают в обрабатываемую поверхность по сравнению с более длинными зубьями при одинарной насечке. Кроме того, благодаря разделению широкой стружки на мелкие она не застревает во впадинах между зубьями и легко оттуда вываливается.

Нижняя и верхняя насечка

Нижняя насечка (рис. 38, а) всегда имеет направление слева вниз, а верхняя (рис. 38, б) — слева вверх. Направление насечек оказывает большое влияние на режущую способность напильников.

При одинарной насечке зубья располагаются под углом 20° перпендикулярно оси напильника. Напильники для заточки пил по дереву снабжаются одинарной насечкой под углом 30° перпенди-кулярно оси напильника. По ГОСТу 6476-53 допускается изготовление этих напильников и с двойной насечкой. В этом случае обе насечки направлены под углом 30°.

Согласно ГОСТу 1465-59 для слесарных напильников универсального назначения установлены следующие углы наклона насечек по отношению к оси напильника: для нижней ω = 45° и для верхней λ = 25°, с отклонениями плюс — минус 2°.

Классификация инструментов по форме

Обрабатываемые детали имеют различные формы. Для эффективной работы с такими изделиями предусмотрены соответствующие виды напильников. Они отличаются друг от друга формой профиля (поперечного сечения). Выделяют следующие разновидности напильников:

  • плоский;
  • квадратный;
  • трехгранный;
  • круглый;
  • полукруглый;
  • специальный;
  • ножевидный или ножовочный;
  • ромбовидный;
  • овальный напильник.

Какие виды инструментов бывают, коротко изложено выше. Для чего они предназначены?

Виды насечек

Чтобы правильно подобрать напильник, следует определить вид нанесенной насечки и конфигурацию ее зубьев. Для нанесения зубьев используется метод:

  • фрезерования;
  • протягивания;
  • насекания;
  • нарезания;
  • точения.

Самыми популярными на сегодняшний день считаются напильники с зубьями, насеченными на специальных станках. Чаще всего насечки бывают одинарными или двойными. Одинарная насечка снимает опилки, которые по величине равняются зубьям. Работать таким напильником очень тяжело, поэтому им в основном обрабатывают мягкие металлы, дерево и пластмассу.

Двойная насечка образуется в результате комбинации основной и вспомогательной, которая выполняется под углом к основной. Такие насечки перемалывают стружку, которая образуется в процессе работы. Обрабатывают этим напильником сплавы и твердые металлы.

Величина зубьев зависит от размера насечек на 1 см длины бруска – чем меньше их, тем крупнее будет зуб. В зависимости от размера зубьев инструмент бывает от 0 до 5 номеров. Самые крупные зубья обозначаются номерами 0 и 1, они позволяют быстро снять довольно большой слой материала (0,05 – 0,10 мм). Главный недостаток инструмента, имеющего такую насечку, — это низкая точность обрабатываемых деталей, составляющая 0,1 – 0,2 мм.

Инструмент, имеющего зубья под номерами 2 и 3, используется тогда, когда необходимо снять слой материала в 0,02 – 0,06 мм. Напильник с зубьями насечки, имеющих номера 4 и 5, применяется для чистовой отделки деталей. Точность обработки – 0,01 – 0,005 мм. Такими зубьями снимают слой материала 0,01 – 0,03 мм, не больше.

Типы напильников

Инструмент по своему предназначению бывает:

  • общего назначения;
  • надфили;
  • специального назначения;
  • рашпили.

Напильники общего назначения в основном применяют для слесарных работ. Имеют двойную насечку с зубьями, нанесенными способом насекания. Насечки имеют разную длину (от 100 до 450 мм), а зубья – практически все номера.

Напильник специального назначения применяется чаще всего в промышленных условиях, так как способствует устранению больших припусков при подгонке пазов и разной кривизны поверхностей. В зависимости от того, какие будут осуществляться работы, напильники специального назначения делятся на плоские, пазовые, двухконцевые и другие.

Самая многочисленная группа – надфили, бывают 11 типов: круглые, квадратные, овальные, плоские, полукруглые, трехгранные, ножовочные и т. д. Характеризуются они небольшой длиной бруска и насечками 5 класса. Чаще всего оснащаются они двойной насечкой. Используют такой напильник для обработки мелких деталей или таких мест, куда не добраться обыкновенными слесарными инструментами.

Рашпили бывают 3-х видов: общего назначения, копытные и сапожные. Их отличительной чертой является большая длина и большие зубья. В основном рашпили бывают полукруглые, круглые, плоские с острыми и тупыми носами.

Форма напильников

По тому, какую форму имеет инструмент, можно определить сферу его применения:

  • плоские остроносые или просто плоские используются для обработки плоских поверхностей;
  • квадратные, с помощью которых происходит распиливание отверстий многоугольной, квадратной и прямоугольной формы;
  • трехгранные, которые используются для обработки в канавках, отверстиях и пазах;
  • с помощью полукруглых инструментов осуществляется обработка больших отверстий и вогнутых поверхностей, имеющих значительный радиус кривизны;
  • круглые используются для обработки вогнутых поверхностей с небольшим диаметром или овальных и круглых отверстий;
  • ромбические предназначены для работ с зубчатыми деталями;
  • ножовочные инструменты используются для выборки канавок и узких пазов.

Большое количество работ выполняют всего тремя видами напильников: круглым, треугольным и плоским. Эти виды должны быть трех основных групп: рашпили, надфили и общего назначения.

Как подобрать нужные размеры напильников для заточки цепи?

Главная сложность – определиться с размерами круглого напильника, ибо работы, выполняемые плоским инструментом, значительно проще. Для зубьев пил Stihl верхний торец напильника должен выступать на поверхность рабочего угла на 20% его высоты. Вместе с тем следует помнить и о шаге пильной цепи, который обычно принимают в размере 0,325 дюйма.

Следующим этапом выбора считается уточнение длины круглого напильника. Она зависит от его типоразмера. ГОСТ 1465 устанавливает пять номеров этого инструмента, но в качестве напильника для заточки бензопилы подойдут только №4 или 5. Напильники №4 имеют рабочую длину 200 мм, а №5 – 250 мм и 300 мм. С увеличением длины возрастает амплитуда движений рук работающего, поэтому соответственно увеличивается и качество направления напильника по зубу. Следовательно, более длинный напильник для заточки лучше.

Кроме длины, важно верно определиться с видом имеющихся насечек. Они могут быть с нарезанными или насечёнными зубьями. Для заточки лучше насечённые, потому что в противном случае угол нарезки колеблется в более широком диапазоне значений (70±10 0 ), что для обработки зуба бензопилы неприемлемо.

В качестве материала напильника для заточки цепи бензопилы стоит принимать инструментальную сталь У13 или У13А по ГОСТ 1435. Другие варианты для заточных работ с зубьями бензопилы не подходят.

Отечественная инструментальная промышленность производит специальную размерную линейку напильников по металлу «Зубр», которые предназначены именно для ручной заточки зубьев бензопил. Цена требуемых номеров инструмента колеблется в пределах 300…350 руб.

Этап 3: испытание инструмента

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться. Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10—У13). И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно. Зная, что напильник изготовлен из инструментальной стали указанных марок, по таблице определяют режим ее термической обработки.

Из таблицы видно, что сталь У11—У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи. В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная. Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка.

Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила.

Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла.

Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде. После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле. При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева.