Какие виды напильников бывают — их назначение, применение и выбор

Общее описание и назначение напильника

Назначением инструмента является доработка детали до окончательного вида. С его помощью вручную выполняется множество различных производственных операций:

• Затачивание всевозможных инструментов – пилы для дерева и металла с различным профилем зуба, ножей, циклёвок, дыроколов, пробойников.
• Начальная обработка изделий из металла, дерева и пластика.
• Удаление заусенцев после грубой опиловки, шлифование плоскости.
• Корректировка формы предмета, формовка отверстий.
• Выполнение на изделии элементов сложной конфигурации, таких как канавки, пазы, шлицы, овалы.
• Отрезание части детали.
• Подгон размеров по чертежу.

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.

Надфиль плоский, трехгранный, круглый и другие

Надфиль – это, по сути, напильник небольшого размера. Сам же напильник слесари называют пилой, ввиду того, что насечка имеет вид зубьев, только вот они не перерезают тело материала, а скобят, т.е. счищают верхний слой его поверхности. Выходит, надфиль – миниатюрная пила. Предназначение мини-пилы – обработка металлов. Поэтому материал, из которого изготавливают надфили, обязан быть тверже, чем простая сталь. По ГОСТу 1435 и 5950 положено использовать углеродистые стали следующих марок: У12, У12А, У13, У13А или 13Х. Твердость при испытаниях должна составлять не ниже 55-58 единиц по шкале HRC.

По форме сечения стержня выпускают следующие виды надфилей:

• плоский тупоносый надфиль;
• плоский остроносый; квадратный;
• трехгранный;
• трехгранный односторонний;
• круглый;
• полукруглый;
• ромбический;
• ножовочный (имеет форму равнобедренного треугольника с очень маленьким основанием);
• овальный (бывает двух типов: эллипсный и в виде прямоугольника с закругленными краями);
• пазовый.

Тупоносые инструменты по всей своей длине имеют одинаковый размер сечения, в остроносых – сечение стержня постепенно уменьшается к краю инструмента, ввиду этого и насечка на расстоянии до 3-х мм от края не контролируется изготовителем. Сама насечка также выполняется по стандартам. Во-первых, на основные рабочие части надфиля наносится только двойная насечка: основная и вспомогательная. За исключением круглых и овальных форм, которые могут использовать одинарную или спиральную одинарную.

Во-вторых, количество насечек на 10 миллиметров длины инструмента определяет его номер. Производители почти всегда указывают лишь номер инструмента: 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Важно понимать – чем больше номер, тем большее количество насечек на изделии, а значит – мельче зубья и более гладкую поверхность можно получить при обработке. Инструмент с крупными зубьями необходим при работе с большими поверхностями или там, где надо снять большой слой металла, например, трехгранным маленьким напильником с крупной насечкой удобно затачивать зубья пил по дереву. Средняя насечка больше подойдет для работы с мягкими металлами: латунью, алюминием, бронзой

Средняя насечка больше подойдет для работы с мягкими металлами: латунью, алюминием, бронзой

Такими надфилями можно шлифовать поверхности водопроводных муфт для лучшей стыковки, или убирать зазубрины, не боясь ненароком «слизать» часть изделия. Самые мелкие зубья – для филигранной работы, такими инструментами можно снять небольшой слой материала при подгонке деталей машин и аппаратов – увеличить размер паза для клина на валу электродвигателя, подчистить подгоревшие контакты бытовых токоприемников: розеток, автоматов защиты и т.п

Средняя насечка больше подойдет для работы с мягкими металлами: латунью, алюминием, бронзой. Такими надфилями можно шлифовать поверхности водопроводных муфт для лучшей стыковки, или убирать зазубрины, не боясь ненароком «слизать» часть изделия. Самые мелкие зубья – для филигранной работы, такими инструментами можно снять небольшой слой материала при подгонке деталей машин и аппаратов – увеличить размер паза для клина на валу электродвигателя, подчистить подгоревшие контакты бытовых токоприемников: розеток, автоматов защиты и т.п.

Длина рабочей части маленького напильника всегда в два раза меньше его общей длины. И бывает только трех типоразмеров: 50, 60 и 80. Тут начинается самое интересное, номер насечки надфиля зависит от его типоразмера:

• инструменты с рабочей частью в 50 мм могут быть только с насечками: 1, 2, 4, 6, 8;
• инструменты с рабочей частью в 60 мм могут быть только с насечками: 0, 1, 3, 5, 7;
• инструменты с рабочей частью в 80 мм могут быть только с насечками: 00, 0, 2, 4, 6.

Почему сделано именно так, сказать сложно, но не мы с вами создаем ГОСТы, мы лишь хотим разобраться, какой набор надфилей по типоразмерам существует. Есть особая разновидность насечки – когда она расположена вдоль тела инструмента, а не поперек, как обычно. При этом сечение полотна – круглое, таким надфилем домохозяйки затачивают кухонные инструменты, носит он специфическое название – мусат. Процесс заточки происходит более бережливо для затачиваемых изделий, а также значительно быстрее, чем на наждаке.

Фото набора надфилей алмазных, rinscom.com

Фото набора надфилей, herraquim.com

Фото надфилей, fine-tools.com

Фото надфилей алмазных, rinscom.com

Фото надфиля плоского, fine-tools.com

Рекомендации по эксплуатации

Наконец, мы добрались до самой практичной части статьи, именно той самой, из которой можно узнать, как пользоваться напильником и как ухаживать за ним, чтобы он служил долгое время.

Советы по хранению и использованию:

Если вы собираетесь работать с мягким металлом, то лучше натрите инструмент мелом для его сохранности от мелкой стружки.

Новым или недавно купленным инструментом рекомендуется опиливать мягкие предметы, а затем, после истечения какого-то промежутка времени использования напильника, уже можно переходить к обработке твёрдых материалов;

Если заготовка покрыта оскалиной или ржавчиной, то её необходимо скрупулёзно очистить, и лишь только после этого можно начинать работать напильником;

После завершения эксплуатации инструмент необходимо привести в нормальный вид: очистить от остатков стружки и других мелких частиц, затем промыть в керосине или бензине и убрать на место хранения.

Внешний вид и формы напильников

Внешне, это многолезвийный брусок, состоящий из металлической полосы с острыми зубцами различного наклона.

Обычно, основные элементы напильника, это лезвие и хвостовик для крепления ручки.

По форме рабочей области инструменты могут быть:

• в виде плоского прямоугольника; • круглыми; • полукруглыми; • овальными; • ромбическими; • в виде равностороннего или тупоугольного треугольника.

Некоторые разновидности выпускаются без хвостовика, а в других типах в качестве рукояти используется продолжение стального полотна.

Как правило, длина рабочего полотна составляет от 100 до 400 мм.

Некоторые виды, с учетом специфики выпускаются большим размером.

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.

Шлифовка изделий из металла не всегда производится с помощью Часто для такой работы мастерами используются различные виды напильников. Они, по сравнению с электрооборудованием, намного безопаснее. Работнику остается из большого разнообразия инструментов подобрать соответствующий обрабатываемому материалу. С этим справиться нетрудно, если знать тонкости работы, все виды напильников и их назначение.

Специальные напильники применяются для обработки углов, наклонных и зубчатых поверхностей. Этим видом инструментов производится выборка узких пазов и канавок. Драчевые инструменты оснащены самыми крупными зубьями и предназначены для начальной обработки поверхности, так как позволяют быстро с нее снять большой слой (0,05-0,1 мм). В то же время эти напильники обладают низкой точностью. В результате чего рабочая поверхность обрабатывается грубо. Личные напильники применяются при чистовом опиливании. При этом происходит снятие слоя толщиной 0,02-0,06 мм. Бархатные используются на завершающей фазе шлифования. С поверхности опиливаемого изделия снимается самый тонкий слой (0,01-0,03 мм). Эти напильники обладают высокой точностью обработки, которая составляет 0,01-0,005 мм.

Форма напильника

При выборе напильника по металлу следует взять в учет и форму рабочей части. Существуют следующие варианты напильника:

1. Плоский
2. Квадратный
3. Треугольный
4. Округлый
5. Полукруглый

От формы профиля рабочей части зависит тип работ, с которыми успешно справляется напильник по металлу.

Плоский напильник по металлу хорошо подходит для обработки заготовок с ровной поверхностью. В данном случае напильник рекомендуется использовать для обработки лишь внешних поверхностей.

Напильники с плоским профилем могут отличаться между собой как размером рабочей поверхности, так и формой носика. Носик у плоского напильника может быть как ровным, так и острым.

Плоские напильники с острым носиком можно использовать для опиливания заготовки в труднодоступных местах, таких как углы, стыки и примыкания.

Квадратная абразивная поверхность хорошо подходит для опиливания поверхностей в углах.

Треугольный напильник имеет форму профиля в виде равностороннего треугольника. Напильники этого типа удобно использовать при опиливании внутренних поверхностей.

Трехгранная рабочая часть напильника позволяет обрабатывать углы и сопряжения от 60˚ и более того.

Треугольным напильником можно осуществлять и многие другие варианты обработки, по аналогии с квадратными моделями.

Напильники округлого типа используются для изготовления отверстий и технологических проемов. Округлому напильнику можно доверить обработку радиусных и сферических поверхностей.

Чаще всего округлым напильником обрабатывают внутренние поверхности. Но если заготовка имеет фигурный сферический профиль, то напильником вполне можно обрабатывать и внешние радиусные поверхности.

Полукруглым напильником можно обрабатывать как наружные, так и внутренние поверхности. При этом обрабатываемые участки могут быть как ровными, так и сферическими.

Напильники

Напильники (рис. 1) изготовляют из инструментальной и углеродистой сталей марок У13 или У13А или легированной хромистой стали ШХ15.

Рис. 1. Элементы напильника: 1 — нос; 2 — ребро; 3 — грань; 4 — пятка; 5 — хвостовик; 6 — ручка; L — длина

После насечки зубьев напильники подвергают термообработке. Твердость и острота зубьев напильника должна обеспечивать сцепляемость с поверхностью твердостью 54 HRC.

Длиной напильника считается только длина его насеченной части. Напильники изготовляют длиной от 100 до 400 мм.

Насечка напильников бывает простой (одинарной, рис. 2, а), перекрестной (двойной, рис. 2, б) и рашпильной (рис. 2, в).

Рис. 2. Виды насечек: а — одинарная; б — двойная (перекрестная); в — рашпильная

Напильники общего применения для облегчения дробления стружки выполняются с двойной насечкой, при этом основная насечка располагается под углом λ=25°, а вспомогательная под углом ω=45° (рис. 3).

Рис. 3. Напильники с насечкой для дробления стружки

Зубья напильника имеют форму клина с углом заострения β, задним углом α, передним углом γ и углом резания δ (рис. 4). Передним углом γ называется угол между передней поверхностью зуба и плоскостью, проходящей через его вершину перпендикулярно оси напильника. Этот угол колеблется в пределах от +10 до -16°.

Угол заострения β образуется между передней и задней поверхностями зуба напильника.

Задним углом α называется угол, образующийся между задней поверхностью зуба и плоскостью опиливаемой заготовки.

Угол резания δ образуется между передней поверхностью зуба и плоскостью опиливаемой заготовки.

Практикой слесарной обработки установлены следующие значения углов зубьев напильника:

• а) для напильников с насеченными зубьями (рис. 4, а): γ – отрицательный до -16°, β=70°, α=30°, δ=106°;
• б) для напильников с фрезерованными и шлифованными зубьями (рис. 4, б): γ=2–10°, β=60–65°, α=20–25°, δ=80–88°.

Рис. 4. Геометрия зубьев напильника: а — насеченные зубья; б — фрезерованные и шлифованные зубья

Зубья рашпильной насечки образуются выдавливанием металла заготовки рашпиля насекательными зубилами со специальной формой заточки. Каждый зуб рашпильной насечки смещен относительно расположенного впереди зуба на половину шага. Это уменьшает глубину канавок, образующихся на поверхности опиливаемой заготовки, и облегчает процесс резания. Напильники с такой насечкой применяются для опиливания мягких материалов (дерево, каучук, резина, кость, рог и др.).

По своему назначению напильники разделяются на:

1. слесарные общего назначения;
2. рашпили;
3. надфили;
4. машинные (для опиловочных станков);
5. вращающиеся (дисковые и головки);
6. специальные.

После обработки на станках и при ремонте приходится опиливать заготовки, плоскости станин, плит, стоек, пазы, выступы, подгонять шпонки, снимать фаски, зачищать заусенцы, забоины и т.п.

Опиливание подразделяется на предварительное и окончательное (отделочное). Выполняется опиливание различными по назначению, размерам и форме напильниками.

Опиливанием снимают слой металла в пределах от 0,05 до 1 мм. Точность этого вида обработки (табл. 1) зависит прежде всего от квалификации слесаря.

Таблица 1. Точность обработки при опиливании напильниками

Опиливание напильниками	Припуск на обработку, мм	Точность обработки, мм	Шероховатость обработанной поверхности Rа, мкм
отклонение от прямолинейности или плоскостности на всю длину или ширину поверхности	среднее отклонение от заданного размера
Драчевыми	0,5 — 1	0,15 — 0,20	0,2 — 0,3	80 — 20
Личными	0,15 — 0,3	0,03 — 0,06	0,05 — 0,1	10 — 2,5
Бархатными	0,05 — 0,1	0,02 — 0,03	0,02 — 0,05	1,25 — 0,32

Какие бывают напильники

Современное производство не всегда может быть удовлетворено результатами ручного труда, поэтому производители предлагают такие инструменты, как электрический или пневматический напильник.

Последние отличаются небольшой производительностью, но выигрывают в весе и размерах.

Сетевые инструменты имеют высокую производительность, тяжелее и габаритнее первых, но не требуют дополнительной подачи воздуха.

С развитием автономных технологий, появился новый вид – ленточный напильник аккумуляторный, который позволяет работать без привязки к точке питания.

Несмотря на то, что пневматика постепенно вытесняется с прилавков магазинов, есть модели, максимально отвечающие требованиям потребителя.

Один из таких популярных вариантов – ленточный пневматический напильник.

Он отлично справляется с зачисткой металлических поверхностей от следов сварки, коррозии и прочего в условиях небольших слесарных предприятий, частных автомастерских, производственных и сборочных цехов.

Виды напильников и их назначение

По этому признаку выделяют:

1. 1-й класс. Это «драчёвые», используются при слесарных работах — для грубой и точной обработки металла. Номера насечек №0 и №1.
2. 2-й – «личневые», их назначение — чистовая отделка, насечки №2 и №3.
3. 3-й, 4-й, 5-й и 6-й классы с насечкой №4 и №5. У них название «бархатные», ими выполняют ювелирную отделку изделия.
4. Спецназначения — способные формировать сложную геометрию;
5. Надфили – для работ на малых площадях;
6. Рашпили – ориентированные на работы с деревом и пластмассами;
7. Машинные и ленточные скомпонованные с двигателями.

Виды напильника по форме

Формы рабочей части слесарные напильники классифицируются как типы:

• А – плоский, похожие на сплющенный прямоугольник;
• Б – плоские с узким носом;
• В – четырёхгранный (квадратный);
• Д – круглые сечения;
• Е- полукруглые (второе имя «овальные напильники»);
• Ж — ромбические;
• З – трёхгранный (другое название треугольный (имеют ещё название «ножовочные напильники») с сечением равностороннего или тупоугольного треугольника.

Тип «напильник речной» в классификации отсутствует.

Рабочая часть напильника варьируется по длине от 100 мм до 400 мм.

Виды и размер насечек

Международная практика применяет «качественную классификацию», учитывающую, сколько зубцов умещается на одном сантиметре длины рабочего полотна. Они формируются на болванке-заготовке.

Разные типы напильников имеют отличающиеся насечки. По их различию маркировка выполняется номерами по классам от 0 до 5.

Драчёвые №0 и №1 за одно рабочее движение сдирают слой металла толщиной 0,1 – 0,2 мм. Их не рекомендуется использовать при работе с твёрдыми материалами.

№2 и №3, называемые «Личными», одним проходом удаляют стружку 0,02 – 0,03 мм. Они участвуют в тонких работах и отделке деталей из мягких сталей.

Напильник с мелкой насечкой («Бархатный») №4 и №5 снимают материал на толщину 0,025 мм – 0,01 мм. Применяются для финишной полировки поверхности.

Чаще на изделие наносится двойная перекрёстная насечка. Дополнительная мелкая наносится поверх глубокой основной. Их направления составляют угол 70 градусов с продольной осью. Двойной ряд не только лучше и быстрее обдирает слой металла, но и измельчает стружку.

Точечная насечка называется «рашпильной». Она формируется фрезерно-дуговым способом. Отношение высоты зуба к её шагу должно быть не меньше 0,5.

Насечка у плоского напильника находится на грани и на ребре.

Материал напильника

Напильники изготавливают из углеродистой инструментальной стали. Используются марки: У10, У12, У13, ШХ15, содержащие от 1 до 1,5 % углерода. Этот металл обладает повышенной твёрдостью. Сталь ШХ15, кроме того, содержит добавку марганца в количестве примерно 0,2-0,4 %, хрома — не более 1,5 %. Это обеспечивает конечному продукту необходимую износостойкость.

Высокие механические качества напильнику обусловлены не только выбором марки стали, но и соответствующим режимом термообработки. Изготовленный инструмент проходит термообработку при определённой температуре по временному графику. Рабочая поверхность проходит закалку без отпуска.

Инструментальные стали для изготовления напильников

Исследуя свойства стали, заметили, что при определенном содержании углерода появляется возможность с помощью специальной термообработки получать высокую твердость. Низкое содержание углерода не позволяет производить закалку, повышающую прочностные свойства металла.

Только при концентрации 0,8% и выше меняются свойства сплава Fe-FeC₃ (свойства изучаются в специальном курсе технологии металлов, получившем название «Материаловедение»). Отожженная сталь довольно пластична, ее можно обрабатывать на металлорежущих станках. Есть состояние, при котором отмечается высокая пластичность. Его называют аустенитом. Достигается при температуре 727 ⁰С и выше.

Только заэвтектоидные стали могут подвергаться закалке и отпуску. Если нет никаких других добавок, то их принято обозначать в виде У8…У13. Буква «У» характеризует углеродистую сталь, а число – указывает на содержание углерода в сотых долях процента.

Внимание! Чтобы проводить закалку, нужно нагревать стальную деталь до температуры аустенита и выше. Ее легко определить с помощью магнита

При достижении нужного значения при нагревании полностью пропадают магнитные свойства.

Некоторые считают, что достаточно нагреть до соответствующей температуры. При нагревании теплопроводность металла резко снижается. В течение одной минуты детали массой около 1 кг прогреваются на глубину 0,10…0,13 мм.

Важно! Чтобы закалить поверхность на глубину 1,5…2,5 мм потребуется выдержка при нужной температуре не менее 15…20 минут. Менее глубокая закалка может сопровождаться тем, что измерительный конус на приборе Роквелла провалится сквозь тонкий слой закаленного металла

Результат окажется неутешительным.

Закалку выполняют в воде, на воздухе и в минеральном масле. Высокая скорость охлаждения способствует более глубокому закаливанию металла. При изготовлении режущих инструментов выполняют закалку в масле. Охлаждение стали происходит со скоростью 400…450 ⁰/сек.

После закалки детали приобретают определенную хрупкость. Поэтому для снятия внутренних напряжений выполняют низкий отпуск. Он происходит при температуре 180…250 ⁰С. Деталь помещают в муфельные печи, разогретые до заданной температуры. Выдерживают в них не менее 30…40 минут. Потом дают возможность медленно остыть.

На практике термообработка металла напильника происходит в следующей последовательности:

• Заготовка нагревается до температуры 900…920 ⁰С (более высокое значение объясняется тем, что требуется меньше времени на внутренний прогрев металла).
• Выдерживается в нагретом состоянии в течение 15…20 минут.
• Закаливается в минеральном масле (допускается использовать отработку из двигателей внутреннего сгорания).
• Выполняется проверка твердости, при правильном нагревании и охлаждении получают тростит закалки (HRC 54…58).
• Заготовка помещается в муфельную печь с температурой 200…210 ⁰С.
• Выдерживается 30…40 минут и вынимается наружу.
• Остывает на воздухе (температура 18…22 ⁰С) самостоятельно.
• Проверяется твердость, у тростита отпуска (состояние закаленного и отпущенного металла) твердость увеличивается на 2…4 единицы.

Чтобы повысить прочность и твердость сталей при их варке добавляют легирующие элементы. Они позволяют улучшить эксплуатационные характеристики и получить металл заданными свойствами.