Что такое напильник и для чего предназначен
Инструмент, который предназначенный для снятия слоя металла с заготовки, называют напильником. Он представляет собой металлическую полосу, на которую нанесена так называемая насечка. Она представляет собой режущие зубья, выполненные по определенным правилам, описанным в ГОСТ 1465-80.
Для управления им используют ручку, насаживаемую на специально сформированный хвостовик. Для изготовления применяют несколько марок сталей. Как правило, это сталь, содержащая 1,1 – 1,25% углерода. Марка стали может быть ШХ15 или У10А, последняя сталь относится к нелегированным улучшенным.
Одно из главных требований, предъявляемых к нему – это высокая твердость. Именно поэтому после проведения термической обработки его не подвергают отпуску. В рабочем состоянии поверхность имеет твердость 54-58 HRC.
Ручка, с помощью которой выполняется управление, может быть деревянной, пластмассовой, металлической.
Набор напильников с деревянными ручками
Их производят разной формы, длины и с разными параметрами режущих зубов.
Надо отметить, что обилие этого изделия позволяет выполнять множество видов работ, в частности с его помощью можно удалять загрязнения разного вида, выполнять шлифование плоскостей заготовок, удалять облой, литники. С применением этих изделий специальных форм можно выполнять заточку пильных цепей, обработку зубчатого зацепления.
Надо отметить, что его можно встретить практически в любом доме, гараже и конечно на производстве.
Особенности выбора и правила ухода
При покупке напильников помимо технических характеристик и размеров следует обращать внимание на качество изготовления инструмента. Он должен иметь:
- равномерный цвет рабочей поверхности;
- четко выраженную насечку;
- удобную рукоятку эргономичной формы, которая надежно зафиксирована и не скользит.
Чтобы продлить срок службы напильников, нужно соблюдать правила эксплуатации и хранения. Во-первых, нежелательно использовать новый инструмент для работы с деталями и заготовками, покрытыми толстым слоем ржавчины. Перед началом обработки ее следует удалить с помощью шлифовальной машины или металлических щеток. Кроме того, необходимо:
- Правильно выбирать тип и плотность насечек, учитывая твердость материалов и характеристики обрабатываемых деталей.
- Предохранять инструмент от ударов и попадания влаги, наждачной пыли, масел и агрессивных веществ.
- Своевременно очищать от стружки.
- Новый инструмент использовать сначала для обработки мягких металлов, которая обеспечит удаление заусениц без ухудшения режущих свойств.
Классификация напильников по форме сечения
Детали, которые обрабатывают с его помощью, могут иметь разную форму. Это могут быть листы, профиль и пр. Именно поэтому для производительной работы производители выпускают изделия разной формы и геометрических размеров. Один из вариантов классификации – по форме сечения. Предприятия изготовители выпускают на рынок изделия со следующих видов:
- плоские;
- квадратные;
- круглые;
- трехгранные;
- специальные;
- овальные и некоторые другие.
Напильник трехгранный
Напильник по металлу квадратный
Напильник круглый
Кроме того, что изделия различают по форме сечения, они имеют разную длину и форму. Минимальная длина составляет 50, максимальная 500 мм. Кстати, измеряется только та часть, на которую нанесены рабочие зубья.
Существует некоторая зависимость между длиной рабочей части и размером зубьев. Чем длиннее инструмент, тем крупнее размер режущего зуба. Крупный применяют тогда, когда возникает необходимость снять большое количество металла. Но, после обработки материала инструментом с большими зубьями поверхность получается грубая, в царапинах, а о точности обработки говорить не приходится. В том случае, когда необходимо получить более качественную поверхность, то используют изделия с мелким зубом, например бархатный.
Напильник круглый бархатный
То есть обработка проводиться как минимум в два этапа с использованием разных видов напильников. На первом выполняют грубую обработку, а доведение поверхности детали выполняют доведением заготовки до требуемых параметров.
Виды напильников по металлу
Напильник – это специальный режущий инструмент, повсеместно используемый в разных отраслях производства. Внешне он представляет из себя стальной брусок большой или средней длины с закрепленной на основании деревянной, пластмассовой или прорезиненной ручкой. Она необходима, чтобы обеспечить работнику комфорт при работе с инструментом и снизить риски получения производственных травм.
Тело напильника выполнено из стали специальной марки, что позволяет инструменту взаимодействовать с объектами из металла. Хвостовая часть стального бруса покрыта особым узором, который называется иссечением. Именно от формы и величины насечки будут зависеть и характер, и разновидность выполняемых работ.
Обработка деталей из металла происходит посредством поэтапного стачивания слоев инструментом до придания изделию необходимой формы. Главное, чтобы режущая по металлу часть была подобрана по назначению.
Формы напильников
Геометрическая форма напильника по металлу определяет область его применения в сфере производства и обработки изделий:
- плоские или плоские остроносые: обработка плоских деталей из металла, а также ровные поверхности;
- квадратные: необходимы для вырезания и формирования технических отверстий различных многоугольных форм;
- трехгранные треугольные: используя такой инструмент, режущий по металлу, можно отполировать, обработать и вычистить зазоры, пазы и иные производственные отверстия;
- полукруглые: отлично подходят для различных видов обработки искривленных вогнутых поверхностей;
- круглые: используются для отточки и обработки округлых или овальных вогнутых поверхностей с маленьким радиусом кривизны;
- ромбические: обработка деталей из металла с наличием зубьев;
- ножовка: инструмент для отточки узких зазоров, отверстий и других мелких деталей.
На практике чаще всего используются круглые, трехгранные и плоские напильники, так как некоторые из них могут выполнять функции других форм инструмента.
Типы напильников
Тип инструмента по обработке металла определяется исходя из его прямого предназначения:
- Резчики по металлу общего назначения. Их принято использовать в слесарном деле. Хвостовая часть выполнена в виде двух зазубренных насечек, которые наложены друг на друга: их длина может варьироваться от 1 до 4,5 см и сочетаться с зубьями всех размеров.
- Резчики по металлу специального назначения. Необходимы в сфере промышленности, так как их основная задача – это устранение отклонений и подгонка мелких деталей, пазов и поверхностей разных радиусов кривизны. Данный вид инструмента имеет много разновидностей, которые подбираются на основании характера выполняемых работ: двухконцевые, плоские, разовые и прочие.
- Надфили. Эта группа напильников по металлу включает в себя самое большое количество видов. Наконечники стального бруса бывают всех возможных геометрических форм, притом сам брус, как правило, не очень длинный. Надфили плоского, круглого, ножовочного и всех других типов характеризуются наличием насечки 5 класса. Надфили используются для обработки мелких металлических деталей, с которыми не справляются более грубые и массивные слесарные инструменты.
- Рашпили. От всех остальных типов напильников рашпили отличаются особо длинной частью стального бруса и крупными зубьями на хвостовой части. Существует 3 основных вида такого инструмента: сапожные резчики по металлу, копытные и напильники-рашпили общего назначения. Форма инструмента преобладает круглая и полукруглая с концом разной степени остроты.
Разновидности насечек и их геометрия
Чтобы качественно выполнить работу резчиком по металлу, необходимо определить требуемый вид насечки. Строение и размер зубьев также имеют большое значение при выборе инструмента.
Стальные зубчики могут быть нанесены на хвостовую часть стального бруса разными способами:
- фрезерование;
- насекание;
- протягивание;
- течение;
- нарезание.
Наиболее широкое применение в сфере обработки металлических изделий находят резчики по металлу, зубья которых выполнены посредством насечения их на специальных автоматизированных станках. При этом сами насечки могут быть как двойными, так и одинарными.
Насечка с одним концом призвана убирать излишки металла, которые по размеру равны ее зубьям. Именно поэтому такой вид инструмента походит для отточки более податливых материалов: дерево, пластмасса и более мягкие виды металла.
Двойная представляет из себя две насечки, одна из которых является основной, а вторая – вспомогательной. Относительно друг друга насечки расположены под особым углом, что позволяет производить отточку твердых материалов (металлы и их сплавы).
Геометрия зуба у напильников будет зависеть от количества насечек на теле стального бруса.
Чем меньшее количество насечек находится на теле стального бруса, тем крупнее будут зубья.
Особенности напильника
Ручные изделия этого вида, можно разделить на такие категории:
- Слесарные – можно сказать, что это инструмент широкого профиля. Его можно встретить практически на любом предприятии, мастерской, домашнем хозяйстве.
- Надфили – это изделия, имеющие небольшой размер и предназначены для обработки мелких деталей. Их широко используют граверы, ювелиры, лекальщики. Кроме того, надфили бывают, незаменимы при обработке в труднодоступных местах.
- Заточные – их применяют для заточки пильных цепей, ножовок и пр.
- Рашпили – это изделия с самым крупным зубом и их применяют для работы с неметаллическими материалами, то есть в тех случаях, когда обычный не подходит для решения поставленных производственных или бытовых задач.
Напильник слесарный квадратный
Как уже отмечалось, на рабочую поверхность наносят рабочие зубья. Она может быть одинарной или двойной. Для обработки мягких материалов применяют инструмент с дуговой насечкой.
На поверхности рашпиля изготавливают точечные зубья.
Виды насечки на поверхности инструмента
По характеру насечек принято говорить об одинарном или двойном исполнении.
Одинарное исполнение чаще встречается у грубого инструмента. Здесь зуб имеет длинную режущую кромку. Ее длина соответствует ширине напильника. Чтобы легче производить заглубление в толщу обрабатываемого металла, насечку выполняют наклонной под углом 25⁰. Получается резание с некоторым смещением. Облегчается внедрение вглубь детали. Несколько снижается усилие.
Двойное исполнение насечки выполняют под углом друг к другу. Вторую насеку выполняют под углом 45 ⁰. Теперь режущие зубья ограничены по длине. Там, где происходит пересечение линий, формируются места, где ломается стружка. Следовательно, подобные напильники при работе требуют меньших физических затрат (не нужно тратить силы на скручивание длинной стружки).
Виды насечек
Существует вариант классификации по видам нанесенной насечки. Об одинарном и двойном исполнении уже было немного сказано.
Между тем существует два вида двойной насечки. Первую называют перекрестной. Это, по сути, комбинация одинарной и второй, мелкой (вспомогательной), она выполняется под углом к базовой. В точках пересечения канавок происходит слом образовавшейся стружки. Этот вид чаще всего применяют при производстве слесарных напильников.
Второй вариант двойной насечки носит название Oberg. Вспомогательные канавки проходят реже. По сути, этот вариант, можно назвать промежуточным между одинарной и двойной насечками по качеству обработки детали.
Нумерация насечек
Применение определяют, учитывая видом, размером и конфигурацией нанесенных зубьев. Для получения рабочей поверхности применяют различные технологии:
- накат;
- фрезерование;
- нарезка и многие другие.
Многие производители, в целях повышения производительности труда, применяют специализированное оборудование, позволяющее не только ускорить выпуск этой продукции и расширить количество ее видов, но и поддерживать ее качество на надлежащем уровне.
От размера и вида нанесенной насечки на единицу длины, обычно это 1 см, напрямую зависит размер зуба. То есть, чем на один сантиметр длины нанесено меньшее количество канавок, тем больше размер режущего зуба. На практике применяют напильники с насечками от 0 до 5.
Насечка №2
К самому крупному виду относят зубья с №0 и №1. Их применяют тогда, когда необходимо за один проход снять слой металл от 0,05 до 0,1 мм. Такой инструмент обладает следующим недостатком – малая точность, она колеблется в пределах от 0,1 до 0,2 мм.
Напильники с размером зуба №2 и №3 применяют в тех случаях, когда требуется удалить слой металла от 0,02 до 0,06 мм. Точность работы такого инструмента составляет от 0,02 до 0,05 мм.
Для финишной обработки поверхности применяют изделие, который позволяет снимать слой металла от 0,01 до 0,005 мм. Инструмент такого вида иногда называют бархатным.
Геометрические параметры насечки
В соответствии с требованиями ГОСТ 1465-80, изложенными в п. 2.1. на поверхности инструмента насечка наносится под углом 65 градусов относительно оси.
Кроме этого оговорено и то, по какой технологии должна она быть выполнена. Например, круглые напильники могут быть выполнены либо с помощью насечки или нарезки. Все остальные виды должны быть выполнены с помощью насечки.
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.
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.
Внешний вид напильника
На сегодня применяется большое количество этого инструмента разной формы. Его можно классифицировать не только по форме сечения, но и форме самого бруска.
Применение напильников различной формы
Действительно, форма бруска во многом определяет сферу применения. То есть, плоские, применяют для обработки плоских поверхностей, расположенных внутри или снаружи детали. Квадратные применяют для разработки отверстий разной формы. Трехгранный нашел свое применение при обработке пазов и других деталей. Кроме того его используют для заточки пил и другого инструмента.
Заточка пильной цепи напильником
Полукруглые, которые могут иметь прямоугольную или остроносую форму предназначены для работы с выпуклыми или вогнутыми поверхностями.
Круглые, используют для работы с круглыми или овальными отверстиями. Для обработки зубчатых колес применяют напильники ромбической формы.
Такое обилие этого инструмента (форма, размеры и пр.) может привести в замешательство. И многие искренне полагают то, что в домашней мастерской надо держать максимально большое количество напильников. Но, это не более чем заблуждение. На самом деле, большую часть работ по обработке поверхностей можно выполнить с применением инструмента следующих форм – прямого, круглого и треугольного.
Набор напильников
Кстати, срок эксплуатации зависит от материала, параметров термической обработки и размера насечки.
Применение напильников
Разные формы нужно использовать для определённых деталей. Классическая плоская модель применяется, когда нужно отшлифовать ровные поверхности. Трёхгранным обрабатывают пазы, канавки. Работы выполняются под углом. Квадратным — отверстия разной формы. Полукруглыми стачивают бугры, ровняют выемки.
Напильники по металлу считаются универсальным инструментом, которые используется для обработки деталей разной формы. Разнообразие форм, размеров приспособлений, величины зубьев позволяет расширить их область применения.
Размер зубьев
Кроме размера зуба, изделия этого класса отличаются друг от друга плотностью нарезки.
Для грубой обработки поверхности применяют изделия с крупной насечкой. Ее называют №1, на один сантиметр приходится от 5 до 15 зубцов. Его использование позволяет за один проход снять довольно толстый слой материала, особенно с мягких материалов, напильники этого вида называю драчевыми.
У напильников №2 на один сантиметр поверхности приходится от 14 до 25 канавок. Пожалуй, это самый популярный вид этого инструмента. На самом деле – этот напильник чаще всего применяют на практике.
Напильник с двойной насечкой
Действительно, с его помощью можно обрабатывать практически любые материалы. Но, существует одна тонкость, при работе с мягкими металлами или с древесиной, через довольно короткое время насечка будет забита отходами обработки. Именно поэтому необходимо очищать рабочую поверхность с помощью металлической щетки.
Изделия с насечкой от 26 до 80 канавок на 1 сантиметр применяют при окончательной обработке поверхности. После правильной обработки, на поверхности, практически не остается следов.
Разновидности напильников
Несмотря на видимую простоту инструмента, классификаций напильников и его видов множество. По номерному разделению напильники могут быть: • Драчевыми – № 0-1. Предназначены для обдирки ржавчины. Благодаря крупным зубцам (до 12 насечек на 1 сантиметр рабочей поверхности), драчевым инструментом легко сцарапывать ржавчину, оставляя ровную зачищенную поверхность. • Личными и полуличными – № 2-3. Нужны для снятия лишних слоев заготовки. У них на один см поверхности приходится 13-44 насечек. Благодаря этому, можно быстро снять лишнюю толщину на металлической, пластмассовой или деревянной деталях. • Бархатными – № 4-5. Нужны для финальной обработки. Этот вид за счет насечки (от 80 шт. на 1 см) идеально шлифует поверхность, убирая мелкие сколы и заусеницы. Помимо видов напильника также важно разбираться и в типе их насечек. Всего существует пять видов: 1. Простое одинарное абразивное покрытие. Нужно для мягкого металла. 2. Двойное покрытие. Усиленной насечкой обрабатывают сталь, бронзу и чугун. 3. Крестовое. Насечка имеет перекрестный вид. Такой напильник выпускается с зубьями для грубой обработки и мелкими зубьями для шлифовки. 4. Точечное. Насечка из заусенец, которыми удобно обрабатывать дерево, резину, кожу и др. 5. Фрезерное дуговое. Для твердых пород дерева и цветных металлов. Благодаря такому абразивному покрытию, обработанная поверхность имеет хорошее качество и легко шлифуется мелким абразивом.
Заточка режущего инструмента при помощи напильника
К группе режущих инструментов относят резцы, фрезы, топоры, пилы и многие другие. Режим эксплуатации, материал из которого произведен режущий инструмент, определяют периодичность его заточки. Эта операция выполняется за два захода. Первая – это собственно сама заточка, вторая – это доведение режущей кромки до необходимых требований. То есть, она должна быть приведена в рабочее состояние. На режущей кромке должен быть заточен определенный угол, она должна иметь определенную форму. Эти параметры определяет материал детали.
Заточка лопаты напильником
В процессе доводки, с режущей кромки, происходит удаление заусенцев, образовавшиеся в процессе первичной заточки.
Для финишной обработки режущего инструмента применяют изделия с мелкой насечкой. Это могут быть надфили, бруски и другие абразивные материалы. Финишные операции могут выполняться как на специальном оборудовании, так и вручную.
Какую насечку выбрать
При выборе любого инструмента, в первую очередь необходимо понять какие цели должны быть достигнуты при обработке детали. Напильники чаще всего применяют для снятия слоя материала. Бесспорно, если речь идет о снятии материала в пределах 0,1 мм, то имеет смысл использовать напильники с насечкой №0 или №1.
Напильник с насечкой №3 по металлу
Для выполнения более тонких работ, например, подготовки поверхности под нанесение покрытия, можно использовать инструмент с насечкой №2 – №4.
Для выполнения работ связанных с заправкой режущей кромки, шлифовки поверхности и других, особо точных работ применяют так называемые бархатные инструменты.
Как сделать ручку напильника
Те, кто часто использует напильник в работе, рано или поздно сталкиваются с тем, что его ручка приходит в негодность и поэтому встает вопрос его замены. Бесспорно, можно пойти в хозяйственный магазин и купить готовую деталь. Но это не всегда лучшее решение. Как правило, там продают рукояти, выполненные из пластмассы или непонятных сортов древесины. Именно поэтому многие предпочитают изготавливать ручки своими руками.
Выбор материала
Практика показывает то, что для ручки оптимальным материалом можно считать такие материалы как – орех, клен. Это довольно прочные материалы, ко всему прочему они обладают привлекательной фактурой.
Ручка орех
Но кроме материала для самой ручки потребуется подобрать клей. Для соединения составных частей инструмента целесообразно использовать клеящие составы на основании эпоксидной смолы.
Как ее сделать
Для изготовления ручки можно воспользоваться токарным станком. Если такой возможности нет, то можно вспомнить детство и выточить его с помощью ножа.
При изготовлении ручки имеет смысл выдерживать следующие размеры:
- диаметр рабочей части 25 – 30 мм;
- длина рабочей части 120 – 150 мм;
Глубина отверстия для закрепления хвостовика инструмента должна быть чуть длиннее, чем сам хвостовик.
Заключительной операцией при изготовлении ручки для напильника – это обработка ее поверхности с помощью абразивной шкурки. Это необходимо для того, что бы на ее поверхности рукоятки не осталось заусенцев, могущих впиться в руку рабочего.
