Жестяницкие работы. Опиливание и разрезание металла
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.
Механизация опиливания
Слесарная рубка металла
За последнее время многие представители традиционного ручного инструмента успешно перешли в форму электрических устройств, обладающих более высокими технико-эксплуатационными показателями. Подверглось модернизации и слесарное дело, в результате чего мастера обзавелись пневматическими аппаратами для опиливания металла. В целом концепция ручной обработки была сохранена, однако силовое воздействие обеспечивает электродвигатель. В качестве рабочих элементов также выступают насадки с абразивными поверхностями.
Кроме пневматического инструмента широкое распространение получили и аккумуляторные, а также сетевые приборы. К примеру, ленточный напильник оснащается режущими полотнами, эффективно выполняющими аккуратную и точечную доводку различных металлических поверхностей. К преимуществам механизированных устройств можно отнести качество обработки, высокую скорость и безопасность процесса. Впрочем, высокая точность при обслуживании сложных по форме заготовок по-прежнему достигается только при условии использования традиционных напильников.
Слесарная рубка металла
Одним из методов подготовки детали к чистовой обработке является рубка металла. Она относится к слесарным операциям. Её применение позволяет решить следующие задачи:
- удалить оставшийся слой или части металла с поверхности заготовки;
- устранить образовавшиеся кромки на краях детали после ковки и литья;
- разделить металлический прокат на более мелкие части;
- вырубить отверстия в металлических изделиях;
- прорубить канавки различного назначения.
В справочной литературе описывающей слесарное дело подробно приводятся задачи, решаемые этой операцией и способы её проведения. Большое назначение слесарной рубки определяет её широкое применение в металлообработке и машиностроении. Она позволяет быстро и качественно разделить заготовки по заданным размерам.
Способы рубки металла
Технология слесарной рубки металла подразделяется на следующие виды:
- по характеру решаемых задач (вырубка деталей по заданной форме, отделение части металла необходимого размера, вырубание канавок);
- способу операции (ручную или механизированную);
- методу фиксации;
- направлению рубочного действия (вертикальное или горизонтальное).
Все виды рубки металла могут осуществляться как вручную, так и механически. Это определяется требуемым качеством получаемого изделия, количеством (производительностью), техническими возможностями (наличием ручного или механического инструмента).
При ручной рубке используются следующие способы: вертикальный или горизонтальный. Выбор способа зависит от возможности закрепления металла.
Она может зажиматься в тисках (если позволяют размеры и масса). Если это невозможно, заготовку располагают на наковальне или металлической плите. Горизонтальную операцию целесообразно производить с использованием слесарных тисков.
При ручной рубке выделяют три способа нанесения удара молотком. Это — кистевой, локтевой и плечевой удар. От силы удара зависит скорость проведения операции и качество получаемого края детали. На силу удара влияет масса ударной части молотка, длины ручки.
В оборудованных мастерских и на металлообрабатывающих предприятиях применяют различные виды механизированных способов рубки и резки металлических заготовок. К этим способам относятся:
- вырубка с помощью пресса или молота;
- рубка и резка с помощью гильотины;
- применения специальных станков.
В основу механизированных видов положены, механические, гидравлические или электрические принципы приведения в действие режущего инструмента.
Применяемое оборудование и инструменты
Этот перечень зависит от способа проведения работ. Ручная рубка осуществляется с применением:
Слесарное зубило конструктивно состоит из трёх основных частей: ударной, средней (держателя) и режущей (рабочей). Форма режущей части у каждого разная и зависит от решаемой задачи. Зубилом производят стандартную операцию рубки. Крейцмейсель обладает более узкой режущей кромкой. Канавочник предназначен для вырубания канавок, поэтому его режущая часть выполнена в форме полукруга. Бородок изготавливают из круглого металлического стержня, и имеет рабочую часть в форме окружности заточенной по периметру. С его помощью производят вырубку отверстий в листовом металле. Все ударные инструменты изготавливаются из прочной инструментальной стали.
Основными параметрами этих инструментов являются геометрические размеры, углы заточки режущей части. Для нанесения удара по верхней (ударной) части зубила применяется слесарный молоток. Они отличаются формой бойка (круглая или квадратная), методом крепления ручки, общим весом.
Вырубка небольших деталей, отверстий, отдельных частей производится с помощью крепёжного оборудования или на стальных подложках. Для надёжности крепления эта операция производится в тисках.
В качестве инструмента для разметки применяют различные слесарные линейки, угольники, разметочные штангенциркули, малки. Для нанесения отметок применяют: керны (различной модификации), чертилки с разной формой наконечников, карандаши. Применяемые инструменты изготовлены по разработанным стандартам
На промышленных предприятиях инструментом для рубки металла являются специальные станки. К ним относятся:
- гильотины;
- прессы (гидравлические и механические);
- пресс-ножницы;
- угловысечные станки.
Они обладают высокой производительностью и позволяют проводить рубку даже очень толстого металла.
Гидравлическая гильотина управляется электронным блоком. С его помощью задают параметры будущей операции. Устанавливают вид металла, угол среза, величину давления на нож, скорость резания. Кроме гильотины для решения этих задач применяют так называемые комбинированные агрегаты. К ним относятся режущие станки (пресс-ножницы) и узкоспециальные (угловысечные станки, прессы и штампы). Пресс-ножницы применяются для рубки листов и полос металла, фасонного и сортового проката. Они хорошо справляются с профильным металлом, например, швеллер, двутавровый прокат, квадрат. С их помощью получают ровные отверстия и различной формы пазы.
Угловысечные станки позволяют проводить угловую вырубку металлических изделий практически любой толщины. Высокой точности рубки добиваются благодаря наличию шкалы, позволяющей точно опускать инструмент в требуемое место и правильно заточенного набора зубил.
Прессы и штампы решают аналогичные задачи. В них применяют механические, гидравлические, пневматические и электрические приводы.
Ручной метод рубки металла
Приёмы слесарной рубки определяют последовательность действий :
- закрепление заготовки в тисках, если это невозможно её укладывают на наковальню;
- зубило устанавливают в начало линии разметки;
- сначала молотком наносят предварительные не сильные удары для выделения контура намеченной линии отсечения;
- затем вдоль этой линии перемещают режущий инструмент, по которому наносятся сильные удары;
- после завершения наполовину прорубленную заготовку переворачивают;
- с обратной стороны повторяют такие действия, до полного отсечения.
При работе с полосовым металлом используют горизонтальный способ. Правила работ заключаются в следующем:
- режущей кромке зубила при затачивании задают определённую кривизну;
- начинают проводить операцию с дальней кромки постепенно приближаясь к передней отметке;
- при вырубании заготовок по установленному шаблону, следует предусмотреть припуск.
Во время ручной операции высока вероятность порчи заготовки или появления различных дефектов. Чтобы избежать этого, необходимо:
- обеспечить прочную фиксацию заготовки;
- соблюдать угол наклона зубила (оно должно быть равно 30 градусов);
- аккуратно размечать линию отреза (выруба);
- рекомендуется перед началом работы снять фаски у заготовки;
- частота наносимых уларов должна быть равномерной с одинаковым усилием.
Эти рекомендации особенно необходимо соблюдать, когда производится рубка металлов профиля ПЗО.
Рубка металла гильотиной
На металлообрабатывающих, машиностроительных предприятиях, крупных мастерских применяется механизированная рубка металла. Наиболее распространённой является рубка с применением различных гильотин. Механизация рубки позволяет повысить качество рубленого края, осуществлять вырубку более толстого металла, увеличить скорость получения готовой заготовки.
Суть раскройки
Рубка металла – это слесарная операция, позволяющая отсоединить лишние элементы (часть, слой или дефект) с основной заготовки. Она помогает снять:
- окалины;
- неточности в размерах, если они возникли на этапе производства изделия;
- заусенцы.
Также можно разделить одну заготовку на несколько разных частей.
Процесс происходит за счет оказания физического давления посредством более прочного материала. Обычно для лезвий используется инструментальная сталь с добавлением углерода, которая прошла дополнительную термообработку, закалку, чтобы повысить прочность. У обрабатываемого железа менее стойкая химическая решетка, поэтому межмолекулярные связи рвутся, происходит непластическая деформация. Иногда, чтобы ускорить процедуру, образец подвергают термической обработке.
Резание метала
Рубку нередко относят к группе работ по резке, но, на самом деле, здесь применяются абсолютно другие инструменты, а предоставляемые им возможности куда шире. В отличие от ударного действия, оказываемого на резец в предыдущем случае, при резке используется нажим.
Вручную
Для работы с различными заготовками используются:
- для перекусывания проволоки – кусачки,
- круг, квадрат и шестигранник пилится слесарной ножовкой,
- листовые материалы раскраиваются ножницами.
Применение специальной техники способно в несколько раз расширить возможности металлообработки.
В промышленности и серийном производстве
На производстве используются различные виды станков:
- с ножовочными полотнами или дисковыми пилами,
- токарные,
- фрезерные,
- установки для плазменной/лазерной/газовой резки.
Область применения у данных установок, как и у ручного инструмента, достаточно разная.
Ножовочные и дисковые пилы – самые простые виды станков. Их единственная задача – экономия времени при распиле сортового проката. Также они с лёгкостью справляются с заготовками большой толщины.
Токарные станки можно разделить на модели:
В первом случае с помощью твердосплавных резцов различной формы рабочий вручную вытачивает из горизонтально закрепленной вращающейся цилиндрической заготовки необходимую деталь. Во втором – все действия производятся автоматически при выполнении заранее загруженной программы.
Проще всего понять принцип использования можно по данному видео:
Фрезеровальные станки выполняют примерно ту же функцию, но могут создавать изделия абсолютно произвольно формы. Прямоугольная, квадратная или цилиндрическая заготовка закрепляется на подвижном столе, после чего головка с вращающейся фрезой, следуя программе, начинает отсекать «лишний» металл.
Процесс выглядит следующим образом:
Для тонко- и толстолистового металла используется отдельная группа станков с ЧПУ. Ключевое различие в них – это сама технология, используемая для резки.
Лист-заготовка укладывается на неподвижный стол, после чего режущая головка, управляемая компьютером, начинает вырезать детали по заранее заданной программе.
Для резки может использоваться головка для:
Подобная технология обеспечивает максимальную точность и скорость производства, что высоко ценится в условиях массового выпуска.
Главным же ее недостатком является вероятность образования наплывов расплавленного металла на кромках деталей и окалины, особенно при использовании заготовок большой толщины.
