Шлифовальные работы по металлу

Обновлено: 08.05.2024

Шлифование металла является одним из важнейших этапов конечной обработки поверхности металлических изделий. Благодаря шлифовке удаётся значительно снизить шероховатость поверхности и довести необходимые отверстия до заданного размера.

Одним из видов конечной обработки поверхности металла является шлифовка. Оно предполагает снятие поверхностного слоя с помощью различного инструмента с применением абразивных материалов. Шлифование металла позволяет решить следующие задачи:

удалить все оставшиеся неровности после предварительной доводки;
добиться высокой точности требуемых размеров детали (геометрических размеров, внутренних и внешних диаметров, соблюдения точного соответствия заданной форме поверхности высших порядков: парабола, эллипсоид и так далее);
придания детали эстетической привлекательности.

Методы шлифования металла

В настоящее время разработано большое количество методов финишной доводки металла, которые реализуются с помощью специальных станков и оборудования. Шлифовка металла классифицируется по следующим признакам:

выбранному методу;
используемому оборудованию (специальных или унифицированных станков);
применяемых абразивных материалов;
глубине обработки;
требуемой точности;
механической или ручной шлифовки.

К основным методам относятся:

шлифование поверхностей, имеющих плоскую форму (этим методом обрабатывают внешние поверхности, имеющие заданную кривизну);
круглое шлифование;
бесцентровая обработка;
зубошлифование;
шлифовка внутренних поверхностей.

ленточно-шлифовальные, кругло и плоскошлифовальные, внутришлифовальные, бесцентрово-шлифовальные станки;
аппараты общего назначения (токарные, фрезерные, сверлильные);
специальное оборудование.

Каждый из типов станков применяется для выполнения целого перечня подобных операций. Например, особенности процесса шлифовки металла круглошлифовальным станком заключаются в выполнении операции у деталей цилиндрической формы. Внутришлифовальный аппарат применяется для доводки внутренних поверхностей металла. Все станки делятся на две большие категории: с применением средств электронного управления (выполняющие операцию с ЧПУ) и без такого оборудования. Первый тип позволяет решать широкий круг задач. Они оснащаются целым набором инструментов и приспособлений. Последовательность и способы обработки металлов задаются специальным программным обеспечением.

Станки, предназначенные для выполнения других операций (токарный, фрезерный), используются совместно с инструментом, способным оснащаться абразивным материалом (лентой или кругами). Качество шлифовки металла зависит от скорости вращения и величины абразивной крошки, расположенной на применяемом круге.

Специальное шлифовальное оборудование предполагает выполнение узкоспециальных операций. Оно способно решать конкретные задачи на этапе предварительной или окончательной подготовки деталей.

Круглое наружное шлифование

Данный метод предполагает применение специальных круглошлифовальных станков. Работа таких станков основана на принципе последовательного прижима детали к поверхности абразивного инструмента. В зависимости от степени прижима и величины абразивного элемента добиваются необходимой точности.

Круглошлифовальная обработка обладает рядом преимуществ, которые позволяют получить высокое качество, снизить шероховатость поверхности:

детали могут иметь достаточно большие габариты;
станки обладают возможностями по точной настройке технических параметров, от которых зависит качество шлифовки;
широкий ассортимент выпускаемых станков (от настольных до крупногабаритных) позволяет выбрать необходимый экземпляр и решать задачу на основании соотношения эффективности и стоимости.

Круговое шлифование металла применяется практически во всех отраслях станкостроения, автомобильного и авиастроения, металлообработки.

Внутреннее шлифование

Для решения таких задач применяются внутришлифовальные станки. Главная их особенность заключается в способе взаимодействия заготовки и шлифовального инструмента. В зависимости от конструкции применяются следующие виды взаимодействия:

вращение заготовки и прямая подача шлифовального инструмента;
подача детали к вращающемуся шлифовальному устройству;
комбинированная подача (она бывает параллельного и поперечного типа).

Внутренне шлифование применяется при изготовлении следующих изделий:

различных подшипников (шариковых и роликовых);
изделий трансмиссии автомобиля (амортизаторов);
гидравлических и пневматических устройств.

Внутреннее бесцентровое шлифование позволяет решать следующие задачи:

улучшить качество внутренней поверхности металла;
устранить осевое смещение готового отверстия;
придать ему правильную округлую форму заданного диаметра.

Зубошлифование

В соответствии с названием это процесс шлифовки зубьев различных зубчатых колес, зубчатых и червячных передач с заданным шагом, размером и формой зубьев. Шлифовка проводится тремя способами:

методом обката при непрерывном шлифовании;
таким же методом с периодическим делением;
профильным шлифованием.

Первый метод заключается в одновременной шлифовке обеих поверхностей каждого зуба. Благодаря этому удается получить высокую производительность процесса. При такой обработке достаточно сложно учитывать погрешности обработки, которые зависят от величины шага зубьев. Применение второго метода позволяет устранить этот недостаток. В этом случае снижается скорость шлифовки всего зубчатого колеса.

Профильное зубошлифование позволяет проводить шлифовку металла за один проход. При правильном задании параметров положения инструмента удается получить поверхность с высокой степенью.

Для повышения качества получаемых деталей применяют операцию зубохонингования. В этом случае вместо стандартного абразивного материала используют специальную смесь белого электрокорунда, хромотитана и нитрида бора. Она обладает уникальными абразивными свойствами. С ее помощью удается получить наивысшую степень шлифования.

Бесцентровое шлифование

Данный вид шлифовки применяется для обработки внутренних и наружных поверхностей металла. Шлифовка внешней части выполняется двумя способами:

Первый способ предполагает обработку заготовок, имеющих большую длину. Обязательным условием является сохранение постоянства диаметра вдоль всей протяженности детали.
Вторым способом обрабатывают поверхности, на которых имеются технологические углубления, проточки, различные вырезы. С его помощью производится шлифовка фасонных и ступенчатых деталей.

В первом случае производится продольная подача инструмента при одновременном вращении детали вокруг своей оси. Для получения наилучшего эффекта ось ведущего вала во время вращения расположена под определенным углом по отношению к оси шлифовального. Данный угол определяется диаметром и длиной заготовок.

Второй способ предполагает изменение подачи шлифовального инструмента в зависимости от конфигурации изделия из металла. Он позволяет получить высокую точность и качество обработанной поверхности.

Метод бесцентрового шлифования применяется на многих предприятиях, которые производят продукцию в больших количествах. Он обладает высокой производительностью. Благодаря своим преимуществам позволяет получить хорошее качество шлифовки промышленной продукции из металла.

Такой метод применяется для обработки внутренних элементов деталей из металла. Подход к реализации данного метода аналогичен обработке внешних поверхностей. Подача шлифовального круга осуществляется во внутреннее отверстие детали.

Шлифование плоских поверхностей

Очень часто возникает необходимость обработки плоских поверхностей. Плоская шлифовка деталей из металла предполагает три разновидности операций: обдирную, черновую, чистовую обработку. Первый тип операции производится, когда необходимо удалить твердый поверхностный слой металла, а строгание или фрезерование металла провести затруднительно. Таким способом обрабатывают детали из чугуна, стыки сварных конструкций и отдельные типы стальных заготовок.

Черновая и чистовая плоская шлифовка металла применяется последовательно. Это позволяет добиться высокой точности и получить идеально ровную поверхность металла с минимальным показателем шероховатости. Плоскошлифовальные работы выполняются на специальных станках с применением абразивных кругов различной точности. В зависимости от поставленной задачи применяют однопроходный или многопроходный метод шлифовки металла. Второй выполняется с применением мелкого абразива, что снижает значение воздействующих сил на обрабатываемую поверхность, приводит к улучшению температурного режима, уменьшает возможную деформацию в процессе обработки.

Технологически плоская шлифовка металла реализуется следующим образом. Деталь закрепляется на неподвижном столе станка. Фиксация может быть механической или магнитной. Обработка металла производится шлифовальным кругом. Во время работы он совершает вращательные и поступательные движения.

Применяемое оборудование и инструменты

Шлифовальные работы по металлу производятся с применением специальных станков или вручную. Шлифовальные станки подразделяются на группы:

круглошлифовальные;
внутришлифовальные;
обдирочно-шлифовальные;
специальные шлицешлифовальные;
плоскошлифовальные станки с круглым или плоским столом;
притирочные и полировальные.

Такое многообразие станков позволяет получать при обычной шлифовке металла коэффициент шероховатости, равный 0,32 мкм, при точной обработке – до 0,08 мкм. С применением специальных абразивных составов этот показатель достигает 0,02 мкм.

Второй способ предполагает применение ручного инструмента. Это могут быть электрические шлифовальные машины, дрели или приспособления для ручной обработки (абразивные круги, ленты, полотна, различные напильники и надфили).

Используемые абразивные материалы

Основу любого инструмента для шлифовки металла составляет абразивный материал. Он представляет определенного размера зерна, скрепленные специальным клеящим составом. В зависимости от размера крошки применяется абразивный инструмент для обработки с заданной точностью. Абразивные инструменты изготавливаются в форме:

круга (номенклатура диаметров достаточно широкая);
вала (для внутренней обработки);
ленты или круговой ленты;
листов (в качестве подложки может применяться бумага или специальная ткань).

В качестве абразивной крошки используют естественный (природный) и искусственный камень. На промышленных предприятиях, в обрабатывающих цехах применяется абразивный инструмент с искусственным материалом. Он обладает повышенными физико-механическими характеристиками.

Понравилась статья? Обязательно поделитесь своим мнением в блоке комментариев!

Виды шлифовальных операций, применяемое оборудование

Шлифовальные технологии: определение, назначение, виды шлифования и абразивных материалов. Что такое плоское и бесцентровое шлифование. Подготовка к операции шлифовки. Оборудование и инструмент.

Шлифовальные технологии применяются в машино- и станкостроительных отраслях, ювелирном деле, оптике, строительстве. Являются технологическими операциями по обработке материалов абразивами. Применяются для чистовой обработки поверхностей плоских, цилиндрических, торцевых, внутренних и наружных в деталях и изделиях, изготовленных из твердых материалов, а также восстановления режущей способности и конфигурации. Цель процесса – получить поверхность с необходимыми показателями шероховатости и чистоты. Шлифовка деталей – разновидность резательных операций, с помощью которых достигается подгонка размеров детали под необходимую величину, указываемую в конструкторских чертежах. Для обработки материалов разного назначения методом шлифовки используется большое количество абразивов, инструмента и оборудования. От правильности выбора метода шлифовальной технологии и необходимых компонентов зависит качество работ. Шлифованием достигается 1 и 2 классы точности и 6–10 классы чистоты поверхности.

Определение и назначение шлифования

Обработка шлифованием может быть окончательной операцией или предшествовать полированию. Полировка – технологический процесс отделочной обработки для снижения шероховатости. Придает изделию привлекательный внешний вид. Применяется для декоративной отделки, чистовой обработки поверхностей различного вида и перед металлопокрытием. Шлифовка и полировка придают поверхности детали или изделию гладкость, в некоторых случаях с помощью этих операций устраняют дефекты. Это могут быть неглубокие царапины, риски, остатки шлака или мелкой металлической пыли, следы температурной обработки. От геометрии шероховатости поверхности зависят эксплуатационные показатели машин, станков, приборов. К ним относят:

надежность соединения с переходными и неподвижными посадками;
износостойкость;
контактную жесткость;
теплопроводность;
герметичность;
электропроводность.

Обработка с применением шлифовального оборудования и материалов ведется путем снятия заданного припуска с исправлением погрешностей формы и положения поверхностей, которые шлифуются.

Виды шлифования металла

плоское;
круглое;
обдирочное;
бесцентровое;
глубинное;
профильное.

Каждый из этих видов шлифовки требует применения узкоспециализированного оборудования, инструмента, материалов и приемов шлифования.

Плоское шлифование

Таким способом обрабатываются плоские поверхности технической оснастки (направляющие станков, пресс-формы). Осуществляется на специализированных станках или электромагнитных плитах, где в работе задействован торец или периферия круга шлифовального. В зависимости от требований, предъявляемых к поверхности, различают следующие виды шлифования:

Черновое. Обеспечивает 3 класс точности обработки и шероховатость 5–6 классов. Применяют на заготовках с припуском на шлифовку не более 5 мм или на тех, которые имеют низкую степень обрабатываемости лезвийным инструментом.
Предварительное. Обеспечивает точность обработки 3 класса и шероховатость 6–7 классов, что достаточно для создания базовой поверхности или для подготовки поверхности к окончательной обработке.
Окончательное. Таким способом достигается 1–2 классы точности обработки и 7–9 классы шероховатости.
Тонкое. С помощью такой шлифовальной операции обеспечивается поверхность 10–12 классов шероховатости. Выполняется на специализированных станках: полировальных и микрофинишных.

Круглое шлифование

С продольной подачей. Предназначены для шлифовки деталей в виде цилиндра, имеющих длину более 80 мм.
Врезное. Применяют для шлифовки втулок, колец, шеек валов распределительных ступенчатых, коленчатых длиной менее 80 мм. При использовании специальных накладок длина обрабатываемой детали может достигать 200 мм. Врезное шлифование ведется на полуавтоматах врезного типа, которые обеспечивают точность поверхности 1–2 классов. Специальные торцекруглошлифовальные станки с угловой подачей обеспечивают одновременную шлифовку торца и шейки вала.
Для наружной и внутренней шлифовки. Осуществляется с помощью вращающегося шлифовального круга при вращении детали вокруг собственной оси. Необходимая точность внутреннего и наружного шлифования обеспечивается не только применением правильно подобранного абразивного инструмента, но и степенью его прижатия к заготовке. Внутришлифовальная операция улучшает качество шлифуемой поверхности, устраняет осевое смещение, придает детали необходимую форму, обеспечивает необходимый вид посадки (переходную, с натягом, с зазором).

Способом круглого шлифования обрабатывают валы разной формы и конфигурации, оси, пиноли и шпиндели станков, валы двигателей внутреннего сгорания.

Обдирочный вид шлифовки

Таким способом удаляют дефектный слой на заготовках, полученных методом литья, прокатки, ковки, штамповки. Для этих целей при шлифовке используют круги с крупным зерном.

Особенность этого способа – деталь не закрепляется. Ее поверхность служит базой. Специальной формы нож, который находится между несколькими кругами, является опорой для детали. Бесцентровое шлифование может выполняться с продольной или поперечной подачей заготовки.

Глубинный вид шлифовки

Процесс выполняется небольшими подачами продольного типа и является модификацией обдирочного вида. Используется для шлифовки канавок на сверлах, гребенках и других однотипных инструментах, изготовленных из сплавов повышенной твердости, включая изделия с резьбой.

Является разновидностью профильного вида шлифовки. Зубчатые детали обрабатываются на станках с числовым программным управлением, что позволяет получить высокую точность обработки поверхностей зубчатого и червячного типов. Выполняется методом обката при непрерывном процессе шлифовки с добавлением к этому методу давления или профильным шлифованием. Высокую степень качества поверхности детали обеспечивает зубохонингование.

Подготовка к шлифованию

Поверхность детали должна быть подготовлена к шлифовке. От того, как это будет сделано, зависят качественные характеристики и срок эксплуатации. Необходимо тщательно очистить от грязи, жировых загрязнений, оксидных пленок и т. д. Поверхность может быть обработана механическим способом, обезжириванием и травлением. При выполнении операции шлифования детали устанавливают в патронах, на оправках и в центрах. От их состояния зависят качество и точность выполняемой операции.

Виды абразивов для шлифовки

Абразивы представляют собой мелкие частицы вещества, применяемые для механической обработки изделий, причем они могут быть как природного, так и искусственного происхождения. Основными характеристиками абразивов для шлифовки являются размер зерна, механическая прочность, микротвердость и хрупкость. Делятся по таким признакам: твердость (мягкие, твердые, сверхтвердые), величина зерна абразива (особо тонкое, тонкое, среднее и крупное). К природным абразивам относят мел, кварц, наждак, гранат, корунд, инфузорную землю, пемзу, полевой шпат, трепел, красный железняк и алмаз.

К материалам искусственного происхождения относят: окиси хрома и циркония;

двуокиси титана, церия и олова;
нитриды углерода, алюминия, кремния и бора;
электрокорунд;
сплавы бор – углерод – кремний и карбид титана – карбид скандия;
синтетический алмаз.

Алмазная шлифовка является наиболее качественной по своим абразивным свойствам.

Применяемое оборудование

Российские и зарубежные производители выпускают широкий ассортимент электрических станков и инструмент, предназначенные для осуществления процесса шлифования. Самыми востребованными станками являются:

плоскошлифовальные;
внутришлифовальные;
круглошлифовальные;
бесцентрошлифовальные;
комбинированные.

Шлифовальное оборудование подбирается в зависимости от мощности и производительности станка с учетом рабочей площади шлифующего элемента, площади заготовок, подвергающихся обработке, и габаритов.

Шлифовальный инструмент выпускают в виде насыпного материала и пастообразного, гибким и жестким. Пастообразный и насыпной абразив применяют для выполнения такой операции, как доводка. Паста – это смесь абразивного насыпного материала с неабразивным. Связующим веществом выступают жиры и масла. К гибким инструментам относят ленты, бумагу наждачную, щетки, круги лепестковые, диски фибрового и сетчатого типа. Жесткие инструменты – это различного диаметра головки, бруски разной формы и размеров, сегменты, кольца, рашпили, напильники, надфили. В состав входят абразивные, связующие и упрочняющие вещества. Такой инструмент и приспособления используются для выполнения ручной шлифовки.

Влияние скорости на качество обработки

Скоростью шлифования принято называть скорость вращения круга шлифовального. Измеряется в м/с. Производительность процесса растет с ее повышением. Выбирают скорость шлифовки с учетом диаметра круга, материала обрабатываемого изделия и шлифовального круга, вида шлифовки, конструкции станка. Обычно стараются подобрать круг наибольшего диаметра, допустимого для установки на конкретную модель станка, и подобрать по таблице, указанной в паспортных данных, необходимое число оборотов шпинделя. Высокая скорость приводит к появлению вибрации, что сказывается на качестве шлифовки, а также станет причиной износа круга. Чтобы избежать негативных последствий в результате перегрева, в некоторых случаях используют специальные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

На видео можно посмотреть, как ведется процесс шлифовки шестерни на станке с ЧПУ:

Просим тех, кто имел дело со шлифовкой, поделиться опытом и в комментариях к тексту рассказать о нюансах работы на станках и вручную.

Шлифование металла

Существует просто огромное количество различных операций по обработке металла, все они характеризуются применением определенного оборудования и оснастки. Распространенной финишной обработкой можно назвать процесс шлифования. Оно предусматривает снятие небольшого поверхностного слоя, за счет чего достигается определенная шероховатость и более точные размеры. Рассмотрим особенности данного процесса подробнее.

Обработку металла и различных сплавов при применении абразивного материала принято называть шлифованием. Подобная технология позволяет изменить шероховатость и другие параметры наружной или внутренней цилиндрической, а также плоской поверхности. Шлифование металла может проводится при использовании различного специального оборудования. Рассматривая особенности подобной механической обработки нужно уделить внимание следующим моментам:

Процесс шлифования – финишный этап обработки, который проводится для получения определенной шероховатости.
Подобная технология не применяется для изменения размеров в большом диапазоне.
Довести поверхность до требуемой шероховатости можно при использовании современного оборудования можно после термообработки металла.

При проведении рассматриваемой операции учитывается довольно большое количество особенностей:

Скорость круга – параметр, который зависит от наружного диаметра абразива и возможностей станка.
Скорость перемещения детали.
Глубина резания.
Возможность поперечной подачи.

Стоит отметить, что сегодня подобную технологию постепенно вытесняет чистовое точение металла на высоких скоростях и минимальной подаче.

Основные виды шлифовки

Шлифовка деталей может проходить при применении самых различных технологий. Наибольшее распространение получили следующие:

Круглое шлифование металла.
Изменение шероховатости внутренних поверхностей.
Зубошлифование.
Бесцентровая технология.
Шлифование плоских поверхностей.

Кроме этого, классификация может проводится по типу применяемого материала при обработке. Для автоматизации процесса и снижения трудовых затрат используются специализированные станки. Встречаются модели и со встроенным блоком ЧПУ, который автоматизирует процесс и обеспечивает высокое качество получаемой поверхности.

Круглое наружное шлифование

Шлифовка металла при применении подобной технологии предусматривает использование специального оборудования. Среди особенностей круглого шлифования отметим следующие моменты:

В качестве расходного материала применяется абразивный круг. Он вращается вокруг своей оси.
Одновременно с кругом в обратном направлении вращается заготовка. За счет этого существенно повышается эффективность операции.
Может осуществляться продольная и поперечная подача, за счет которых изменяется глубина врезания инструмента и обеспечивается обработка по всей длине.

Принцип круглого шлифования Круглое наружное шлифование

Подобная технология часто применяется для шлифования цилиндрических заготовок. Это связано с тем, что при контакте шлифовального круга с заготовкой цилиндрической формы на момент вращения обрабатывается вся поверхность.

Внутреннее шлифование

Очень часто проводится внутренняя шлифовка металла. Она похожа на предыдущую технологию, но отличается тем, что что абразивный круг находится внутри заготовки. При внутреннем шлифовании металла:

Инструмент и заготовка могут получать поперечную и продольную подачу.
Основное вращение получает абразивный круг.

Для того чтобы повысить эффективность проводимой работы в зону резания подается охлаждающая жидкость.

Зубошлифование

Зубчатые колеса являются частью самых различных механизмов. Сложность формы рабочей части определяет то, что приходится использовать специальное шлифовальное оборудование. Среди особенностей подобной технологии отметим следующие моменты:

Обработке подвергается профиль зубчатого венца.
Круг изменяется под размер эвольвенты зуба.
Для работы с зубчатыми колесами подходят специальные станки.

Зачастую поверхность зуба подвергается закалке, за счет чего существенно усложняется процесс механической обработки.

Бесцентровое шлифование

Подобная технология характеризуется тем, что заготовка не закрепляется в центрах. В этом случае шлифовка деталей из металла проходит при подаче вращения только двум шлифовальным кругам, между которыми размещается заготовка. В центральной части находится нож, изготовленный из нержавеющей стали. Он исключает вероятность того, что изделия из-за смещения провалится или ее немного заклинит.

Применение подобного оборудования позволяет существенно ускорить процесс шлифования. Это связано с тем, что применяется сразу два абразивных круга. В продаже встречается просто огромное количество станков, работающих по принципу бесцентрового шлифования.

Шлифование плоских поверхностей

Часто обработке подвергаются плоские корпусные заготовки из различного металла. Проводимая операция по изменению шероховатости поверхности характеризуется следующими особенностями:

Заготовка располагается на специальном столе, за счет которого обеспечивает надежное крепление. Фиксация может быть механической или магнитной.
Основное вращение передается абразивному кругу, возвратно поступательное заготовке или инструменту.

Шлифование плоских поверхностей

За счет подбора круга с наиболее подходящим профилем можно провести обработку самых сложных форм. При работе в зону контакта инструмента и заготовки может подаваться охлаждающая жидкость.

Обработка деталей перед шлифовкой

Как ранее было отмечено, шлифование является финишным этапом. Перед ним проводится:

Черновое точение металла. За счет этой операции заготовки придают требуемую форму и размеры с учетом припуска.
Чистовое точение проводится для придания требуемых размеров.
Фрезерование – еще одна технологическая операция, которая предусматривает механическое снятие металла. Чаще всего фрезерованию подвергаются корпусные детали и шестерни.
Термообработка. Для того чтобы существенно повысить твердость поверхности и прочность изделия проводится закалка. Снизить хрупкость структуры можно за счет отпуска и отжига. В некоторых случаях проводится термохимическая обработка, которая предусматривает внесение определенных химических веществ в поверхностный слой.

Обработка деталей перед шлифовкой

При разработке режимов обработки учитывается припуск на проведение всех технологических операций.

Характеристика и маркировка абразивного инструмента

В большинстве случаев при шлифовании металла применяется абразивный инструмент. Он представлен сочетанием большого количества зерен, которые связаны между собой специальной смазкой. Круг характеризуется следующими свойствами:

Формой. Рабочая часть может изменяться в зависимости от того, какого рода поверхность будет обрабатываться.
Размеры. Абразивный круг выбирается также по размерам в зависимости от габаритов обрабатываемой поверхности.
Тип применяемого материала при изготовлении. Крошка может быть изготавливаться из крошки различной твердости. Большей устойчивостью к истиранию характеризуется алмазная крошка.
Размер зерна. Для чистового шлифования металла выбирается круг с наименьшим размером зерна. Однако, с уменьшением зернистости увеличивается требуемое время для завершения обработки.
Твердость поверхности. Этот параметр один из основных, указывается при маркировке.
Размер посадочного отверстия. Он учитывается при подборе круга под характеристики станка.

Изготовление абразивных материалов проводится в соответствии с установленными стандартами и технически условиями.

Маркировка круга применяется для того, чтобы указать тип используемого материала при изготовлении. Электрокорунд – корунд искусственного происхождения на основе оксида алюминия. В продажу поступает несколько разновидностей круга:

Нормальные 14А и 15А, 16А.
Белый 22А, 23А и 24А.
Хромистые 32А и 33А.
Сферокорунд ЭС.

Могут применяться и карбид кремния. В продажу поступают два типа марок: черный и зеленый. Карбид бора маркируется буквами КБ. В последнее время наиболее востребованы варианты исполнения из синтетического алмаза, маркируются они АСР и АСО, АРВ и АРК.

Абразивные материалы

Все абразивные материалы делятся на варианты исполнения природного и искусственного происхождения. Природные варианты исполнения имеют ограниченное применение из-за нестабильных физико-механических характеристик. Большое распространение получили искусственные абразивные круги, которые могут выдерживать длительное применение.

Технологии и средства для полировки металла до блеска

Полировка металла: особенности подготовительного и основного процессов. Классы полировки металла по ГОСТ. Различные способы, средства и станки для полировки и шлифовки металла до зеркального блеска.

Полировка металла – это финишный этап изготовления изделий из металла и сплавов, который заключается в снятии максимально тонкого слоя материала с поверхности детали. Существует большое количество способов, с помощью которых можно отполировать до блеска изделие как дома, так и в условиях промышленного производства.
О них подробно рассказывается в данной статье.

Описание и свойства процесса полировки

ГОСТ 9.301-86 регламентирует требования к качеству обработки изделий из металла в результате полировочных работ. Нет особых указаний в отношении блеска поверхностей после шлифовки, однако после полировки должны исключаться различные дефекты, борозды, царапины, заусеницы, коррозии и прочее.

Одним словом, мероприятия по полировке призваны придать изделию привлекательный внешний вид и потребительские качества.

На производстве существует такое понятие, как «класс полировки». Происходит определение уровня шероховатости поверхности той или иной детали посредством специального оборудования (микроскопы и профилографы) вплоть до 1 микрометра (мкм, 1 мм = 1000 мкм). Если шлифовка металла осуществляется в домашних условиях, то глубина неровностей определяется на глаз.

Существуют 14 классов шероховатости, которые указываются в специальных чертежах в соответствии с ГОСТ 2789-59.

Классы полировки и требования к ним представлены в таблице ниже.

Описание поверхности	Размер шероховатости (до мкм)	Класс полировки	Механический способ обработки
Следы обработки очень заметны	320	1	Строгание, заточка и фрезеровка
	160	2
	80	3
Следы обработки видны очень слабо	40	4	Обработка мягким абразивом, получистовая обработка
	20	5
	10	6
Следы обработки не видны вообще	6,3	7	Тонкое течение, шлифовка
	3,2	8
	1,3	9
Поверхность металлического изделия идеально гладкая и имеет характерный зеркальный блеск	0,8	10	Финишная полировка, мягкое полирование
	0,4	11
	0,2	12
	0,1	13
	0,05	14

Подготовительные этапы

Промышленные предприятия, которые занимаются различными видами обработки металла, осуществляют проверку состояния поверхностей до начала шлифовки. До применения различных химических реагентов и полировальных станков деталь необходимо подготовить к дальнейшим этапам полировки, для этого воздействуют на изделие одним из механических способов:

обработка детали сжатым воздухом совместно со специальными крупноабразивными элементами, которые удаляют с поверхности крупные наросты коррозии и ржавчины;
зачистка поверхности изделия щетками с жесткой щетиной для удаления признаков окисления и шлама (пыль, образованная в результате чистки грубым абразивом);
обезжиривание поверхностей от следов предыдущих средств полировки посредством обработки теплыми органическими растворителями;
применение щелочных растворов для удаления остатков минеральных веществ с содержанием масла;
электрохимическое обезжиривание (погружение изделия из металла в электролит).

Все эти способы чаще всего применяются в условиях промышленного производства. Дома для подготовки изделия из металла к полировке достаточно обработать поверхность наждачной бумагой различной жесткости.

Способы полировки металла

Для полировки металла до зеркального блеска в домашних условиях чаще всего применяют специальную пасту, например ГОИ или алмазную, популярную среди домашних мастеров, а также полировальный станок с абразивным кругом.

На предприятиях по обработке металла используются следующие виды полировки:

механическая;
химическая;
электрохимическая;
при помощи плазмы;
лазерная;
ультразвуковая.

Механический способ

Одним из самых эффективных способов самостоятельной полировки металла является обработка поверхности изделия полировочной машинкой.

Шлифовальный станок — незаменимый инструмент для качественной полировки металла до появления первоначального сияния. У машинки для полирования имеется так называемый абразивный круг, покрытие которого будет зависеть от характера работ и материала.

Сам процесс обработки металла с помощью шлифовальной машинки будет происходить следующим образом:

Круги для полировки и участок металла, который необходимо обработать, смачиваются водой. Для обработки металла диск должен вращаться на скорости 1400 оборотов в минуту. Необходимо предусмотреть, что при такой скорости вращения брызги будут разлетаться на 1–1,5 метра, поэтому необходимо позаботиться о соответствующей защите лица и одежды.
Обрабатываемая плоскость начнет нагреваться в результате трения, а вода будет испаряться. В результате такого взаимодействия будут удаляться неровности и шероховатости, образуя на основании абразивного круга засоры из металлических частиц и воды. Каждые несколько минут необходимо выключать станок и промывать диск под струей воды. Частички металла следует убирать не только с инструмента, но и с поверхности изделия.
Для достижения зеркального блеска рекомендуется использовать войлочный материал. Такая насадка надевается на шлифовальный диск так, чтобы края выступали за границу круга на 1–1,5 см. Войлок и поверхность металлической детали необходимо смочить водой, после чего происходит финишная полировка металла.

Если в наличии нет специального станка, можно использовать такое средство для полировки, как наждачная бумага. Сперва необходимо обработать поверхность наждачкой крупного абразива, а затем более мягкого. После перехода с одной зернистости на другую можно приступать к финишному этапу обработки.

На завершающем этапе используют полироль. Для металлических изделий, как и для каменных поверхностей, отлично подходит алмазная паста, которая может вернуть поверхностям идеальную гладкость и зеркальный блеск. Тканью, на которую наносится полировочная паста, тщательно обрабатывается поверхность металлического изделия.

Химическое полирование металла

Химическое полирование является наиболее эффективным решением в отношении изделий из металла и сплавов, имеющих декоративную функцию.

Суть химического способа чистки металла заключается в том, что всю работу по восстановлению поверхности изделия выполняют специальные растворы из химических реагентов и кислот.

Раствор необходимо нагреть до определенной температуры, которая зависит от составляющих металлического сплава, после чего изделие из металла погружается в раствор на несколько минут. Между металлом и химическим раствором происходит реакция, в результате которой разрушается дефектный слой изделия.

Для того чтобы погрузить деталь в раствор, используются специальные держатели. Нет необходимости применять ручной труд, а обработка металла происходит равномерно по всей поверхности.

Однако у данного способа есть недостаток: после процедуры поверхность изделия скорее матовая, нежели блестящая. Кроме того, данный метод требует соблюдения ряда правил безопасности.

Электрохимическая полировка металла

Электрохимическая полировка металла на первый взгляд проходит так же, как и химическая. Деталь нужно опустить на дно резервуара с раствором, но при этом необходимо обеспечить прохождение электрического тока через изделие.

Ток ускоряет процесс разрушения оксидного слоя даже в еле заметных углублениях на поверхности металла.

В результате изделие приобретает идеальную гладкость. Данный способ отлично подойдет тем, кто ищет ответ на вопрос, как отполировать металл до зеркального блеска.

Недостатком данного метода являются большие затраты электроэнергии и необходимость регулярной замены химического раствора.

Полировка при помощи плазмы

Полировка металла при помощи плазмы схожа с электрохимическим способом чистки: изделие также погружается в химический раствор с последующим проведением через него электрического разряда.

Однако электролитно-плазменный способ подразумевает использование не смеси химических реагентов и кислот, а безвредного раствора, получаемого из солей аммония.

Результатом электроплазменной полировки будут не только зеркальный блеск и идеальная гладкость, но и дополнительная защита от образования коррозии.

Лазерная полировка металла

Процесс полировки металла посредством лазерной установки исключает необходимость применения различных полиролей, растворителей и абразивных частиц.

Лазерное устройство воздействует на поверхность металлических изделий путем подачи импульсов света. Энергия, соприкасаясь с металлом, преобразуется в плазму, ее частицы распадаются, что приводит к появлению ударной волны.

Импульс света не имеет достаточной длины, чтобы повредить изделие, однако расщепляет поврежденные частицы металла.

Ввиду этой особенности лазерного луча, если изделие требует глубокой чистки, на один и тот же участок поверхности металла придется воздействовать несколько раз.

Лазерная установка, выполненная из стали, имеет такую особенность, как самоограничение. Устройство само снижает интенсивность воздействия и мощность луча, как только лазер доберется до слоя металла который не нуждается в полировке.

Ультразвуковая полировка металла

Полировка металла ультразвуком является одним из видов обработки различных поверхностей путем дробления, то есть разрушение дефектного слоя поверхности осуществляется после оказания нагрузки на материал.

Колебания ультразвуковой волны образуют сколы и трещины, в результате чего верхний слой металла отходит сам собой, как яичная скорлупа.

Данный способ выручает в том случае, если материал не является проводником электрического тока и не может выступить в качестве анода при электрохимической чистке. Он также отлично подходит для шлифовки тонких и хрупких изделий, включая драгоценные камни и металлы.

Технология ультразвуковой обработки металла выглядит следующим образом:

В специальный рабочий сектор устройства помещается состав из абразивных элементов.
Аппарат располагается в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности.
Вибрирующее устройство заставляет абразивные элементы колебаться, затрагивая при этом верхний слой изделия.
Дефектный слой под воздействием колебаний трескается и разрушается.

В качестве абразивных элементов могут выступать кремниевые или боровые частицы на карбидной основе, а вибрирующим фактором – подача пресной воды.

Если у вас есть опыт полировки металла с помощью промышленных и подручных способов, поделитесь им в комментариях.

Полировка металла

Для придания лучших потребительских качеств и привлекательного внешнего вида металлическим изделиям проводят процедуру финишного шлифования. Полировка металла придает изделию декоративный блеск, также выполнение подобной процедуры позволяет подготовить поверхность для нанесения различных материалов.

Виды работ

Полировка металла может проводиться следующими методами:

механическая или абразивная полировка изделий;
химическая обработка при помощи специальных веществ, к примеру, пасты;
электрохимический способ;
электролитно-плазменный способ.

Некоторые виды финишного шлифования простые, не требуют наличия специальных материалов или оборудования. К примеру, механический метод может использоваться в домашних условиях. Однако добиться существенного результата при их применении практически не возможно.

Недостатки традиционных способов

Полировка металла при помощи традиционных методов, абразивного и химического воздействия на поверхности, имеет определенное количество ограничений в применении. К ним можно отнести:

отсутствие возможности автоматизации процесса. При проведении работы по получению блеска многие предприятия внедряют технологию автоматической обработки, что позволяет значительно сократить время получения целой партии. Химическая, механическая, электрохимическая полировка имеют особенности, которые затрудняют автоматизацию технологического процесса;
затруднение получения зеркальной поверхности при использовании рассматриваемых типов воздействия на металл касается технологических и электрических причин. Экономические причины, прежде всего, связаны с большой стоимостью производственных роботов и станков, которые работают на системе числового программного управления. Технологические определяют невозможность включения традиционных методов полировки изделий из металла для получения зеркальной поверхности.

Полировка нержавейки войлочным полировочным диском

Зачастую вышеприведенные проблемы приводят к тому, что рассматриваемая работа выполняется руками при помощи специальной пасты при механическом воздействии. Этот момент определяет значительное снижение показателя производительности, так как обработка на автоматизированной линии невозможна. Из-за использования устаревших методов зачастую производственная линия представляет сбой конвейер, а это отрицательно отражается на стоимости получения изделия, снижает конкурентоспособность предприятия.

Механический метод полировки

На протяжении многих лет использовался механический метод обработки поверхности металлического изделия. Специальные наборы абразивных кругов и лент при сочетании полировочными пастами ГОИ позволяют получить материал с показателем шероховатости Rа = 0,05–0,12 мкм.

К особенностям данного метода паролирования можно отнести:

для автоматизации процесса используются специальные станки, которые оснащают матерчатыми или войлочными кругами;
на абразив наносится определенное количество пасты ГОИ;
рассматриваемая паста гои представляет собой специальный порошок, состоящий из активного вещества, которое оказывает активизирующее воздействие на поверхность изделия;
типичная паста состоит примерно из 60% абразивного компонента и 40% связующего вещества. содержание активизирующей добавки 2%.

Финишное шлифование можно достигнуть только при использовании пасты ГОИ. При этом используется мягкий круг и паста ГОИ с тонким абразивом. При подобной работе расход материала довольно большой: на 1 квадратный метр поверхности приходится 0,3 войлочного круга и абразивного вещества типа ГОИ, примерно, 100 грамм. При обработке сложной поверхности используется ленточный тип материала и тот же абразив ГОИ.

Отдельное внимание следует уделить пасте ГОИ. Она представляет собой специальное вещество, которое создано на основе оксида хрома. Вещество из категории ГОИ выпускается в виде бруска зеленого цвета. Специальные наборы ГОИ содержат бруски с различными показателями зернистости абразива.

Химическое полирование

При химической полировке на поверхность оказывается сочетание воздействия определенного вещества и гальванических паров. Этот процесс определяет образование пассивирующей оксидной пленки, которая приводит к выравниванию микронеровности поверхности.

Качество полирования зависит от соотношения скорости образования пленки и ее растворения в жидкости. Наибольший показатель блеска можно добиться при образовании пленки малой толщины. При химическом полировании металла можно добиться пленки меньшей толщины, чем при электрохимической, что определяет возможность достижения лучшего блеска, но большие неровности детали не могут быть выровнены.

Электромеханический метод

Механическая и химическая полировка металла зачастую не приводит к необходимому результату. Это связано с тем, что изделие может обладать повышенной устойчивостью к изменениям структуры. Электрохимический метод – процедура воздействия, которая предусматривает погружение деталей в электролит. Провести подобную работу своими руками зачастую достаточно сложно, так как электролит представлен раствором кислоты. Воздействие происходит при подключении резервуара к источнику питания с напряжение около 20 В.

Этот вид обработки определяет появление пассивирующей пленки, которая приводит к уменьшению показателя шероховатости. Степень изменения качества поверхностной структуры зависит от подаваемого напряжения. Достигаемое качество зависит от типа металла, показателя остаточной деформации, толщины обрабатываемой детали и других моментов.

Электролитно-плазменный способ

Последние годы все большей популярностью стал пользоваться электролитно-плазменный метод обработки.

Специальные наборы приспособлений, которые создать своими руками достаточно сложно, обеспечивают воздействие заряда на деталь. К особенностям конструкции можно отнести:

обрабатываемое изделие становится анодом;
к детали подводится положительный потенциал от мощного источника питания;
в качестве катода выступает рабочая ванна.

Для воздействия на нержавеющую сталь и медных сплавов используют специальный раствор, состоящий из сульфата аммония и хлористого аммония. Их концентрация составляет примерно 5%. При условии, что изделие изготовлено из другого металла или сплава используется раствор с концентрацией приведенных веществ 10%. Полировка металла при использовании подобного набора и метода выполняется в течение 2-5 минут, заусенце можно снять примерно за 20 секунд. Подобные показатели определяют высокую производительность этого способа полировки металла.

Читайте также: