Лабораторная работа 3 опиливание металлов

Цель работы

1. Освоить черновое (размерное) опиливание поверхностей.

2. Ознакомиться с чистовой обработкой поверхностей в соответствии с требуемым классом точности изготовления детали и шерохова­тости обрабатываемой поверхности.

Краткие теоретические сведения

Операция, при которой слой металла срезается напильником, называется опиливанием. Напильников слесарь придает деталям тре­буемую форму в размеры, производит пригонку деталей друг к дру­гу, подготавливает кромки деталей под сварку и выполняет другие работы. Припуски на опиливание оставляются небольшими — от 0,5 до 0,025 мм. Точность обработки опиливанием от 0,2 до 0,05 мм, в отдельных случаях до 0,001 мм. Опиливание является одной из самых распространенных и в то же время одной из самых трудоемких операций, выполняемых слесарем. С развитием технологии обработки металлов напильник как инструмент все более и более вытесняется. Однако в ряде случаев опиливание является единственно возможной операцией обработки металлов, например, при изготовлении, а также при ремонте и восстановлении, оборудования.

Напильники — металлические стержни различного сечения, на гранях которых выполнена насечка, образующая зуб, имеющий в сече­нии форму клина, изготовляют из стали У13А (допускается ШХ15 или 13Х) и после нанесения насечки подвергают термической обработке. Различают напильники с насеченными, фрезерованными, накатанными и протянутыми зубьями. Их насечка бывает одинарная, двойная, рашпильная и дуговая. Одинарная насечка делается в напильниках, предназначенных для опиловки мягких металлов (медь, латунь, алю­миний, цинк, баббит). Для опиливания бронзы, чугуна, стали ис­пользуют напильники с двойной или перекрестной насечкой (рис. 9).

Рис. 9. Насечка напильника: а - форма зуба насеченного напильника; б - форма зуба фрезерованного напильника; в - одинарная насечка для мягких металлов; г и д -двойная насечка для твер­дых металлов

В зависимости от высоты зуба насечки различают следующие типы напильников: драчевые, личные и бархатные, отличающиеся ко­личеством зубьев насечки. По нормам количество зубьев напильника измеряется на 10 мм рабочей длины. Так, в драчевых напильниках количество зубьев колеблется от 6 до 12, в личных — от 13 до 26 и в бархатных — от 30 до 78. Драчевые напильники (номер 0 и 1) применяют для предварительной грубой обработки изделий, когда необходимо снять слой металла толщиной не более 0,5...1 мм. За один проход драчевым напильником можно снять слой толщиной до 0,15 мм. При этом точность обработки достигает 0,2...0,5 мм. Личные напильники (номер напильника 2) применяют для чистовой об­работки изделий (с точностью до 0,02...0,15 мм). За один проход личный напильником обычно снимают слой металла толщиной от 0,09 до 0,02. Припуск на обработку этим напильником составляет 0,15...0,3 мм. При обработке цветных металлов применять личные напиль­ники не рекомендуется, так как они быстро засаливаются. Бархатные напильники используют для особо чистой отделки поверхности, когда требуется получить весьма точные размеры изделий. Эти на­пильники имеют номера 3, 4 и 5. За один проход бархатным напиль­ником можно снять слой металла толщиной 0,01...0,02 мм и обраба­тывать изделие с точностью от 0,01 до 0,005 мм. Максимальная толщина слоя, снимаемого этим типом напильника, 0,05...0,025 мм.

Напильники различаются между собой не только глубиной на­сечки, но и формой сечения — профилем. Необходимость применения различных по профилю напильников вызвана большим разнообразием геометрических форм опиливаемых изделий. Поэтому в каждом от­дельном случае, в зависимости от формы обрабатываемого изделия используют такой по профилю напильник, каким удобно обработать данное изделие (рис.10).

Рис.10.Формы профилей на­пильника: 1 - плоский; 2 - квадратный; 3 - круглый; 4 - трехгранный; 5 - полукруглый; 6 - плоскозакруг­ленный; 7 - кара­сик; 8 - ключе­вой; 9 - ромбичес­кий; 10- ножовоч­ный.

Чаще всего в слесарной практике применяют на­пильники плоские, квадратные, круглые, трехгранные, полукруглые и плоскозакругленные. Плоские напиль­ники необходимы для обработки плоских наружных и внутренних, а также наружных выпуклых поверхнос­тей. Квадратные напильники используют для обработ­ки небольших наружных и внутренних прямолинейных поверхностей, для распиливания небольших квадрат­ных отверстий. Личными квадратными напильниками осуществляют доводку наружных и внутренних углов. Круглые напильники применяют для распиливания круглых и овальных отверстий, а также для обра­ботки деталей, а трехгранные — для обработки открытых углов более 60°. Полукруглыми напильниками 1 обрабатывают кривые поверхности с большим радиу­сом закругления. Плоской стороной полукруглого на­пильника можно обрабатывать прямолинейные поверх­ности и углы меньше 60°. Плоскозакругленные напильники применяют для обработки отверстий, две стороны которых закруглены, например, отверстий для ручки в молотке. Ромбический и ножовочный напильники, карасик и ключевой ис­пользуют для обработки сложных по форме по­верхностей, например, небольших шпоночных канавок, различных пазов, зубьев реек или шестерен и т.д.

Напильники специального назначения изго­тавливают по ведомственным нормалям (для цвет­ных сплавов, изделий из лёгких сплавов, а также тарированные).

Алмазные напильники применяют для обработки и доводки твер­досплавных частей инструментов и штампов (на металлический стер­жень нужного профиля нанесён тонкий алмазный слой). Рабочую часть изготовляют различной зернистости для предварительной и оконча­тельной доводки.

Напильники длиной от 80 до 160 мм и толщиной или диаметром 2...3 мм называют надфилями. Их применяют для обработки изделий в местах, не доступных для обычных напильников, или при изготовлении мелких изделий (для лекальных, граверных, ювелирных работ).

По количеству насечек надфили делят на пять номеров. К первому номеру относят надфили с 20, а к пятому - с 112 насечками на -10 мм рабочей длины надфиля. Промежуточные номера имеют меньше насечек (номера нанесены на рукоятке каждого надфиля). Для обра­ботки твердосплавных материалов, различных видов керамики, стек­ла, а также для доводки режущего твердосплавного инструмента используют алмазные надфили.

Рашпили предназначены для обработки мягких металлов, кости, кожи, дерева, каучука и т.д.

Машинные напильники для станков с возвратно-поступательным движением имеют такие же профили, как и нормальные слесарные на­пильники с такими же видами насечек.

Вращающиеся напильники (борнапильники, дисковые и пластинча­тые) применяет для опиливания и зачистки поверхностей на станках с вращательным движением.

Выбор длины напильника зависит от величины обрабатываемой поверхности: чем меньше обрабатываемая поверхность, тем короче должен быть напильник. Длинный напильник малоустойчив, поэтому им трудно точно обработать поверхность даже квалифицированному слесарю. Для грубого обдирочного опиливания используют длинный напильник с крупной насечкой. При выборе длины напильника следу­ет учитывать, что только опытные слесари могут вести длинный на­пильник настолько точно, что он в каждый момент находится в горизонтальном положении. Заканчивать опиливание малых поверхностей следует более коротким напильником. Длинный напильник можно “уко­ротить”, взяв его правой рукой за середину или ближе к носу. Этот прием особенно эффективен в случаях, когда движения напильника короткие, а насечка крупная, чего нельзя совместить в малых напильниках.

При опиливании различных изделий можно рекомендовать следующие длины напильников, мм:

опиливание тонких пластин	100 – 160
опиливание поверхностей с длиной обработки:
до 50	160 – 250
50-100	250 – 315
свыше 100	315 – 400
распиливание отверстия	100 – 200
снятие большого припуска	315 – 400
доводка	100 – 160

Подбирают номера насечки напильника в зависимости от вида обработки:

черновое опиливание	0 и 1
чистовое опиливание	2
окончательное опиливание	3, 4 и 5
обработка мягких металлов	1

Положение работающего у тисков зависит от характера опилива­ния. Наиболее удобным положением следует считать такое, при кото­ром корпус работающего повернут к верстаку под углом 40-50°, а левая нога поставлена по отношению к правой под углом 60-70°, на полшага вперед. При опиливании толстых слоев металла, когда, приходится нажимать на напильник с большой силой, правую ногу оставляют несколько назад, так как в этом случае она является ос­новной опорой. При слабом нажиме на напильник, например, при до­водке или отделке поверхности изделия ноги ставят почтя рядом. При опиливании надо стоять прямо, не раскачиваться, нагибаться к тискам нужно только для рассмотрения результатов работы. При выполнении мелкой и точной работы можно временно работать в нак­лонном положении, но злоупотреблять этим не следует, чтобы не привыкнуть горбиться.

При обратном (нерабочем) движении напильник не рекомендует­ся отрывать от опиливаемой поверхности, так как при этом теряет­ся опора, а с утратой опоры исчезает уверенность в правильном по­ложении напильника при последующем рабочем движении.

У большинства начинающих слесарей при опиливании прямолиней­ных поверхностей левая рука давит на напильник сильнее правой, при этом напильник получает качательное движение и поверхность изделия заваливается вперед. Умение работать напильником, не раскачивая его, вырабатывается длительной практикой.

Для получения правильно опиленной прямолинейной поверхности все внимание должно быть сосредоточено не на контроле нажима рук, а на прямолинейности движения напильника. Нужно следить, чтобы рука от локтя до кисти и напильник составляли в горизонтальной плоскости прямую линию без перегиба в кисти. При движении напиль­ника локоть должен почти касаться туловища.

Прямолинейность движения напильника, его горизонтальное дви­жение достигается балансировкой, когда усилия рук в течение рабо­чего хода переменные. Вначале левая рука давит сильно, правая - слабо; по мере продвижения напильника давление девой руки ослабе­вает, правой - усиливается. В средней положении усилия равны, затем давление правой руки больше левой. Таким образом, слесарь должен все время изменять усилие рук - балансировать ими.

При опиливании металлов нужно руководствоваться следующими основными положениями:

• изделие надо зажать в тисках так, чтобы опиливаемая поверх­ность располагалась в горизонтальной плоскости; отклонение от горизонтальной плоскости допустимо только в тех случаях, когда сложная конфигурация или размеры изделия не позволяют зажать его горизонтально:

• обрабатываемая поверхность должна выступать над уровнем губок тисков не более 10 мм; высоко зажатое изделие, особенно тонкое, неустойчиво, вибрирует и издает неприятный звук;

• при обработке малых поверхностей для большей устойчивости следует брать напильник за нос, а не накладывать на него руку;

• грубое опиливание надо производить самым крупным напильником, для большей эффективности и меньшей затраты усилий грубое опиливание надо производить углом драчевого напильника;

• толстые слои металла предварительно следует снимать зубилом или на точиле, это сбережет силы, инструмент и время.

После чернового опиливания, если это необходимо по техноло­гическому процессу изготовления детали, производят чистовое опи­ливание, окончательное опиливание и доводку для получения точного размера и высокого качества поверхности.

В процессе опиливания обычно достигается не только точность обработки, но и необходимая чистота поверхности. Грубая поверх­ность получается после обработки драчевыми напильниками с круп­ной насечкой, более совершенная - личными напильниками. Наиболее качественная поверхность достигается напильниками 3, 4 и 5, а также шлифовальной шкуркой, абразивными брусками. Отделку напиль­никами производят поперечным, продольным и круговым штрихами.

После отделки напильником поверхность обрабатывает абразив­ными брусками или абразивной шкуркой (мелкими номерами) всухую или с маслом. В первом случае получают блестящую поверхность ме­талла, во втором - полуматовую. При отделке меди и алюминия шкурку следует натирать стеарином.

Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя заготовку и инструмент.

2. Ознакомиться с чертежом.

3. Составить карту технологического процесса (табл.2).

4. Выполнить задание.

5. Убрать рабочее место и сдать подученный инструмент.

Отчет

Отчет должен содержать технологическую карту на изготовление детали в ответы на вопросы, которые преподаватель выдает группе после ознакомления студентов с темой лабораторной работы.