Напильник. как и из чего делают

Существует несколько десятков видов напильников, различающихся по своим рабочим характеристикам. Предназначение этого инструмента – снимать слой материала, которым может быть, к примеру, дерево, металл или пластик. Каждый напильник состоит из рабочей части и рукоятки. На тело инструмента наносится особая насечка, за счет которой и удается снимать слои материала с поверхности изделия. Вид конкретного напильника и его название определяется именно размером насечки.

Напильники – общее название для целой линейки инструментов, куда входят в том числе рашпили и надфили. Такой инструмент может иметь разный размер и профиль. Чаще всего мастерам приходится работать напильниками с плоским или квадратным сечением. Бывает инструмент, рабочая часть которого имеет округлый, овальный, ромбовидный или треугольный профиль. Располагая арсеналом напильников разного вида и сечения, слесарь может обрабатывать детали очень сложной конфигурации.

Для чего нужен рашпиль

Рашпилем называют достаточно грубый напильник, имеющий крупную насечку. Этот инструмент, как правило, применяют для предварительной обработки деталей, выполненных из мягкого металла, пластмассы, древесины, резины или кожи. Традиционный напильник тут не поможет, поскольку его рабочая поверхность очень быстро забивается материалом (опилками или стружкой) и перестает снимать его с поверхности изделия.

Самый распространенный рашпиль имеет плоское сечение и тупой нос, хотя встречается инструмент и с острым кончиком. Реже приходится использовать круглые и полукруглые рашпили. Насечка этого грубого напильника имеет крупный размер и часто снабжена канавками, которые находятся перед каждым зубом. После обработки рашпилем обычно следует доводка изделий напильниками с более мелкой насечкой.

Надфиль и его функции

У надфиля совсем другое назначение. Он служит для точной и чистовой обработки мелких деталей. На производстве и в быту очень часто встречаются ситуации, когда необходимо придать завершенный вид металлическому изделию сложной формы, выточить или обработать крохотную деталь. Тут как раз на помощь слесарю и приходит надфиль. Этот маленький напильник с мелкой насечкой способен подобраться к самым труднодоступным местам.

Форма рабочего органа надфиля может быть совершенно разной. Опытные умельцы предпочитают иметь в своем хозяйстве наборы из нескольких таких напильников, используя их по отдельности или последовательно, друг за другом. Эффективно обрабатывать детали надфилям помогает двойная насечка – основная и вспомогательная. Номер насечки обычно наносится на рукоятку инструмента.

Напильник - режущий инструмент для обработки материалов методом послойного срезания (опиливания). Представляет собой стальную полосу (полотно), на рабочих поверхностях которой создана “насечка” - режущие элементы (острые зубья). На конусообразном хвостовике напильника закреплена ручка. По назначению напильники бывают :

Слесарные (различных сечений) - предназначены для точного опиливания деталей в заданный размер, снятия фасок и заусенцев.
Заточные (круглого сечения) - используют только при заточке цепей бензо- и электропил.

Длина напильника - его рабочая часть без учета хвостовика. Размерный ряд в (мм): 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350,400.

Сечение напильников:

Рис. 1. Напильники различных поперечных сечений:
а - плоский (прямоугольный); б - квадратный; в - трехгранный; г - круглый; д - полукруглый

плоские - прямоугольного сечения, предназначены для опиливания широких поверхностей. Могут иметь зауженный конец (носок). На боковых гранях есть насечка, как правило, только на одной стороне;

квадратные, трехгранные, круглые напильники используют для обработки отверстий и пазов; они всегда имеют зауженный носок;

полукруглые сочетают в себе возможности плоского и круглого напильников.

Виды насечек:

Рис. 2. Основные виды насечки напильников:
а - одинарная; б - двойная; в - oberg

одинарная - наносится под углом 70° к продольной оси напильника, иногда - под 45°. Она снимает широкую стружку с обрабатываемого материала и предназначена для получения поверхности с небольшой шероховатостью;
двойная (перекрестная ) - представляет собой комбинацию одинарной насечки и менее глубокой вспомогательной, сделанной под углом к одинарной. Точки пересечений этих насечек разламывают образующуюся стружку в процессе опиливания. Такая насечка основная для слесарных напильников;
двойная (“oberg ”) - с более редкой (в 2-3 раза) вспомогательной насечкой. Занимает промежуточное положение между одинарной и двойной насечками по эффективности и чистоте обработки поверхности.

Размер насечки - это количество зубьев на 1 см длины полотна напильника.По числу зубьев различают три размера насечки:

драчевая - самая грубая, имеет малое число зубьев на 1 см;
личная - средняя, число зубьев на 1 см больше предыдущей;
бархатная - мелкая, самое большое число зубьев на 1 см.

Одно и то же количество зубьев на 1 см, но на напильниках разной длины будет относиться к разным размерам насечки. Например: 14 зубьев на 1 см при длине напильника 200 мм - личная насечка, столько же зубьев на 1 см на напильнике 300 мм -бархатная .

Чем грубее насечка, тем выше скорость опиливания, но больше шероховатость поверхности.
Срок службы инструмента зависит от марки стали, качества насечки и термической обработки.

Для производства отечественных напильников применяют две группы инструментальных сталей:

нелегированные улучшенные У10А - У13А ;
легированные хромистые стали ШХ15 и 13Х , позволяющие получить высококачественный инструмент с твердостью поверхности от 64 до 66 HRc.

Ручки напильников во многом определяют удобство и безопасность работы. Они должны иметь достаточную механическую прочность, надежную посадку на хвостовике и не разрушаться под действием масел, бензина, растворителей.

Рис. 3. Ручки напильников:
а - деревянная с металлической обоймой; б - пластмассовая

Для их изготовления используют:

дерево твердых пород . Такие ручки усиливают металлической обоймой (кольцом), предохраняющей от продольного раскалывания. Для защиты от гниения и загрязнения их покрывают бесцветным лаком или краской;

пластмассу - твердую и прочную для корпуса, в котором крепится хвостовик напильника, и эластичную для вставок, обеспечивающих удобный захват. Чаще всего эти ручки имеют эргономическую форму с отверстием для подвешивания напильника при хранении

Выбранная по размеру напильника ручка пригоняется по его хвостовику, который должен входить в нее на глубину от 2/3 до 3/4 его длины. Длина ручки должна быть в полтора раза длиннее хвостовика напильника.
При насаживании хвостовик напильника вставляют в отверстие ручки и правой рукой вертикальными взмахами, ударяют головкой ручки о верстак. Можно поступить и так: вставить хвостовик напильника в отверстие ручки и, взяв напильник в левую руку, молотком нанести несколько легких ударов по головке ручки.Чтобы снять ручку с напильника, ее берут в левую руку и наносят правой рукой два-три коротких слабых удара молотком по верхнему краю у кольца. Напильник тогда легко выходит из отверстия

Выбирая напильники , необходимо обратить внимание на то, что они должны иметь:

четко выраженную насечку, без каких-либо дефектов на ней;

равномерный серый цвет всей поверхности, без разводов (свидетельствующих о нарушении режимов термообработки), следов ржавчины, масла и прочих загрязнений;

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:

плоские тупоносые;
плоские остроносые;
квадратные;
трехгранные;
круглые;
полукруглые;
ромбические;
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:

тип насечек;
число и шаг насечек;
углы резания;
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°.

http://100metrov.com.ua/images/napilnikiraznue5.jpg

Напильник – достаточно простой и одновременно узкоспециализированный инструмент. Его основное и, по сути, единственное предназначение – обработка рабочей поверхности путем ее зачистки (шлифовки) для удаления заусенцев, «подгонки» размера, заточки и т.д.

При этом напильники достаточно широко применяются в разных сферах. Они используются для обработки деталей из дерева, металла и других материалов. Они применяются для заточки цепей или полотен пил. Они бывают полезны при установке и сборке различных конструкций.

Таким образом, ценность и необходимость напильника как инструмента не подлежит сомнению. Именно поэтому попытаемся определиться, как выбрать подходящий экземпляр.

Немного истории

Напильники появились несколько тысяч лет назад. История их возникновения связана с применением различных подручных материалов в качестве средства обработки поверхности. В качестве такого инструмента долгое время использовались плоские камни, смоченные водой и (или) посыпанные песком, а также шкуры некоторых животных, намотанные на деревянную палку.

Постепенно к человеку пришло осознание того, что камень слишком гладкий, а шкуры не слишком долговечны для обработки некоторых материалов. Так появились металлические напильники. Они активно использовались в Древнем Риме, постепенно стали применяться и в других странах.

Долгое время напильники изготавливали из бронзы. Постепенно на смену ей пришло железо.

В некоторых источниках можно найти описание технологии изготовления напильников. Так, в работах по технике различных художественных ремесел монаха-бенедиктинца Теофила, жившего в начале XII в., сказано о существовании разных видов напильников: четырехгранных, трехгранных и круглых. Автор описывает, что для такого инструмента изготавливалась заготовка из металла, на которую кузнец наносил с помощью зубила и молотка специальные насечки. После этого заготовка закаливалась.

Кстати, любопытно, что напильники еще с древних времен активно применялись не только ремесленниками, но и врачами. В частности, были популярны при лечении зубов. Более того, существовали разные обряды и обычаи, в которых были задействованы эти инструменты. Например, ацтеки подпиливали, а североамериканские индейцы затачивали зубы с помощью напильника. Это помогало идентифицировать принадлежность к племени и устрашать врагов. В Древней Греции с помощью напильника зубы выравнивались для создания эстетического эффекта. А во Франции в XVI в. им стачивали поломанные зубы.

В начале XIX в. появился ряд работ известных дантистов, посвященных проблеме вреда манипуляций с напильником для зубов. Однако инструмент продолжал активно использоваться в стоматологии вплоть до начала XX в. В наши дни стоматологические напильники применяются только в некоторых случаях. Например, для обработки межзубных промежутков.

http://img.medicalexpo.ru/images_me/photo-g/74538-8115401.jpg

Особенности конструкции и виды напильников

Вернемся к современным напильникам, используемым в качестве столярно-слесарного инструмента.

Конструкция такого инструмента не слишком изменилась с течением времени. Это по-прежнему металлический брусок различной формы с насечками. Рабочая часть напильника заканчивается хвостовиком, на который может быть надета рукоятка. Существуют и автоматизированные напильники (речь о специальных станках и электрическом инструменте), но в бытовых условиях их использование не слишком актуально. Именно поэтому оставим их за рамками материала.

Отметим виды напильников. С учетом специфики использования выделяют:

1. Слесарные напильники общего назначения;

2. Слесарные напильники для специальных работ;

3. Автоматизированные (машинные и ленточные) напильники;

4. Рашпили;

5. Надфили.

Слесарные напильники общего назначения используются как в профессиональной сфере, так и в быту. Это один из наиболее распространенных видов данного инструмента, который чаще всего и подразумевается при его упоминании.

http://stanok.guru/images/66752/primenenie-napilnikov.jpg

Слесарные напильники для специальных работ применяются для уменьшения больших припусков, работы с пазами, криволинейными поверхностями, цветными металлами и неметаллическими материалами.

Машинные напильники устанавливаются в инструментальные станки. Их применение актуально при наличии большого объема работ. Именно поэтому наряду с представителями предыдущего вида машинные напильники популярны преимущественно на производстве. Ленточный напильник – это автоматизированный ручной инструмент, используемый, например, для обработки сложных по форме криволинейных поверхностей. Его отличает высокая производительность (по сравнению с ручными напильниками).

http://www.kuvalda.ru/_terminal/catalogue/main/landing-41591.png?v=68

Рашпили отличает крупная и редкая насечка, которая обеспечивает высокую производительность работы, но одновременно грубую обработку материала. Такой инструмент часто используется при работе с камнем, деревом или пластиком.

http://www.tatianka.ru/userfiles/images/700101-Raspel,-flachstumpf.jpg

Надфили изготавливаются из металлических прутьев. Их отличает мелкая насечка. Такой инструмент удобен для обработки и шлифовки мелких пазов, деталей и отверстий. Надфили делятся на обычные и покрытые алмазным напылением. Первые используются для обработки металла и дерева. Вторые – для обработки камня, стекла, керамики и др.

https://www.tdkalibron.ru/img/zoom/75492_01_mid.jpg

По форме поперечного сечения напильники делятся на плоские, квадратные, круглые, полукруглые, ромбические, треугольные, ножевидные и др.

По характеру насечек выделяют напильники:

а) с простой одинарной насечкой;

б) с двойной или крестовой перекрестной насечкой;

в) с точечной рашпильной насечкой;

г) с фрезерной дуговой насечкой.

http://moiinstrumenty.ru/wp-content/uploads/2015/02/Vidy-nasechek.jpg

Простая одинарная насечка удобна при обработке цветных мягких металлов и некоторых неметаллических материалов, обладающих незначительным сопротивлением к механическому воздействию. Кстати, именно такая насечка применяется при изготовлении отдельных видов специальных напильников (например, применяемых для заточки пил).

Двойная насечка усиливает воздействие на поверхность материала, что позволяет использовать такие напильники для работы со сталью, бронзой, чугуном и т.д. Напильники с простой и двойной насечкой позволяют добиться относительно грубой обработки поверхности материала.

Подвидом двойной является перекрестная насечка. По сути, это сочетание основной (для более глубокой обработки) и вспомогательной (для шлифовки) насечек. Такое расположение и сочетание позволяют добиться качественной обработки поверхности материала.

Точечная насечка (в виде маленьких заусениц на рабочей части напильника) актуальна при обработке кожи, мягких пород дерева, резины.

Наконец, дуговая насечка за счет особой формы позволяет добиться высокой производительности работ и хорошего качества обработки поверхности. Применяется при работе с цветными металлами и деревом.

Напильники делятся на шесть классов. А их насечки имеют номера от 0 до 5 (с учетом величины шага). Эти характеристики используются для обозначения эксплуатационных особенностей инструмента.

Напильники первого класса имеют насечки №№ 0-1, которые отличаются крупными редкими зубьями (от 4 до 12 штук на 10 мм). Такие напильники называют драчевыми. Они подходят для черновой обработки поверхности материала.

http://remoskop.ru/wp-content/plugins/texterpub/backgrounds/8555.png

Напильники второго класса имеют насечки №№ 2-3. Для них характерно наличие 13-24 зубьев на 10 мм рабочей части инструмента. Такие напильники называют личными (ударение на второй слог). Они используются для более гладкой (чистовой) обработки.

http://www.220-volt.ru/f/a0/ru/images/catalogue/61/61508.jpg

Напильники третьего, четвертого, пятого и шестого классов имеют насечки №№ 4-5. Для них характерно наличие более 24 зубьев на 10 мм рабочей части инструмента. Такие напильники называют бархатными. Они полезны при финишной обработке поверхности материала.

https://toolfp.ru/images/photos/medium/shop_category283.jpg

Сводные характеристики ручных напильников представлены в таблице.

http://www.e-reading.by/illustrations/129/129625-i_021.png

Основные критерии выбора напильника

Выбирая напильник, рекомендуем учитывать качество материалов и эксплуатационные характеристики инструмента. Визуальная оценка прочности материала – задача непростая. Поэтому залогом покупки достойного инструмента может стать ориентация на известных производителей. К таковым, например, относятся Bahco, Husqvarna, Intertool, Makita, Зубр, Vira, Stayer, Master, Matrix, Mega, Stihl, Topex и др.

Среди эксплуатационных характеристик обращайте внимание на:

1. Особенности насечек;

2. Длину рабочей части;

3. Особенности рукоятки;

4. Форму рабочей части напильника.

Ключевой принцип работы с напильником: чем крупнее и грубее насечка, тем выше скорость работы, но ниже ее качество. Используя напильник, необходимо учитывать и особенности обрабатываемого материала. Подробнее об особенностях насечек можно прочитать выше.

Рабочая часть напильника обычно имеет длину от 100 до 350 мм (но бывает и больше). Выбор размера напильника осуществляется в прямой зависимости от размера детали. Для обработки крупных заготовок удобен инструмент, имеющий длину рабочей части 200-350 мм. Для работы с небольшими деталями подойдет напильник длиной 150-180 мм.

Рукоятка инструмента должна быть эргономичной и долговечной. В продаже чаще встречаются напильники с деревянной, резиновой и пластиковой рукоятками, либо вообще без нее (в этом случае рукоятку рекомендуется насадить самостоятельно). Считается, что деревянная рукоятка менее надежна. Дерево гниет, трескается, легко пачкается. Потребительские характеристики резины и пластика сопоставимы. При этом резиновая рукоятка может меньше скользить. Впрочем, конечный выбор зависит от предпочтений покупателя. Выбирать инструмент исключительно по рукоятке неправильно.