Шлифовка внутренних поверхностей металл

Обновлено: 13.05.2024

Шлифовка металла является одной из финальных стадий обработки изделия. Она позволяет не только сгладить шероховатости, убрать острые грани и углы, но и вывести точный размер технологических отверстий. Правильно подобранные абразивы при необходимости доведут состояние поверхности до зеркального блеска.

Глубокие царапины при помощи шлифовки, конечно, не убрать, во всех остальных случаях абразивные материалы отлично справляются с поставленными задачами. Подробнее о способах шлифовки металла и используемых материалах и оборудовании читайте в нашем материале.

Принцип шлифовки металла

Шлифовка металла – это технологическая операция, при которой материал срезается при помощи абразивных кругов. Эти круги имеют пористую структуру, которая образована мелкими минеральными зернами, соединенными друг с другом посредством связки.

Острые грани зерен абразивного круга позволяют снять тонкий слой с металлического изделия, а благодаря равномерной обработке поверхность становится ровной и гладкой.

Шлифовку поверхности металла следует выполнять с учетом ряда особенностей и закономерностей. В первую очередь к таковым следует отнести то, что стружка снимается очень быстро.

Стандартная обработка характеризуется скоростью вращения шлифовальных кругов около 2000 м/мин, скоростная – около 3000 м/мин. Скорость обработки металла токарными станками в 30 раз ниже. Скорость взаимодействия зерен с металлическими поверхностями составляет 0,0001–0,00005 секунды.

Поверхность шлифовального круга состоит из большого числа беспорядочно расположенных зерен, режущая кромка которых различается по форме. Этим обусловлен мельчайший размер оставляемой стружки. Станок для шлифовки металла потребляет электроэнергию, в 5 раз большую по сравнению с работой фрезеровочной машины и в 10 раз большую по сравнению с токарным станком.

Различная форма и большое число зерен, а также мельчайший размер стружки, которая образуется при шлифовке поверхности металла, являются причиной выделения значительного количества теплоэнергии.

Изделия нагреваются – в частности, при обработке металлических деталей температура на участках соприкосновения может достигать 1000 градусов. Такой сильный нагрев приводит к изменениям свойств металлов – к примеру, повышается хрупкость стали. Необходимо охлаждать металлическое изделие и абразивный круг в процессе шлифования. Кроме того, важно верно определить припуск на обработку металла шлифовальным станком.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

При шлифовке деталей из металла происходит измельчение некоторого количества зерен и стружки, их мелкие частицы застревают между сохранившимися зернами; в то же время другие зерна притупляются, и, как следствие, станку требуется большая рабочая мощность. Зерна могут выкрашиваться (частично или все), если прикладываемое усилие слишком велико по отношению к прочности абразивного материала или связки, сохраняющей целостность материала.

Выбор режима шлифовки металла

Режим шлифовки изделий из металла определяется в зависимости от шероховатости поверхности в результате воздействия, установленной точности, качественных особенностей абразивного круга – числа зерен, их связки, глубины врезания, а также от того, какой мощностью обладает главный привод шлифовального станка.

Режим обработки режущей поверхностью шлифовального круга зависит от скорости круга, глубины резания, скорости смещения непосредственно изделия, а также от наличия возможностей шлифовки с поперечной подачей. Показатель скорости круга (м/с) определяется исключительно его диаметром и возможностями шлифовальной машины.

В процессе шлифовки металла значение скорости круга постоянно. Чаще всего используют круг, диаметр которого является максимально допустимым для станка, при этом шпинделю задается максимальное число оборотов.

Скорость может быть ограничена из-за низкой прочности и жесткости машины или ее комплектующих, так как большие скорости приводят к появлению значительных вибраций, снижению точности и производительности, а также ускорению износа расходников.

При черновой шлифовке металла лучше настроить глубину резания, максимально возможную в соответствии с характеристиками зерна круга, шлифовального станка и обрабатываемого изделия. Однако следует помнить, что она не должна превышать 0,05 от зернистости круга (поперечной длины зерна). Если значение глубины шлифования будет выше допустимого для используемого круга, поры в короткий срок засорятся и инструмент потеряет свою работоспособность.

Глубина резания при шлифовке должна быть уменьшена, если изделия и материалы имеют низкую жесткость или на детали появились прижоги. При тонком шлифовании, характерном для отделочных работ, с целью повышения точности и класса обработки устанавливается невысокая глубина резания.

Чем большей твердостью и прочностью обладают материалы, тем меньшее значение глубины задается для их шлифования, ведь это позволяет затрачивать меньшую мощность.

Оптимальный режим резания при осуществлении продольной подачи настраивается в зависимости от долей ширины круга. При черновом шлифовании за один оборот следует обеспечить контакт с 0,4–0,85 ширины круга. Продольная подача рекомендуется при контакте с не более чем 0,9 ширины круга, ведь в ином случае поверхность изделия не будет прошлифована полностью, на ней останутся спиральные полосы.

Плоское шлифование металла

По этой технологии плоские поверхности обрабатываются с помощью специального оборудования для шлифовки металла. Его функционал позволяет:

выполнять режущие движения;
подавать обрабатываемую заготовку;
осуществлять поперечную подачу детали на глубину шлифования;
выполнять прямолинейное движение изделия.

Иногда плоским шлифованием можно заменить фрезеровочную обработку.

Проводить процесс можно двумя методами. В первом задействуется режущая поверхность круга для шлифовки, во втором – его торцевая часть.

Обработка периферией шлифовального круга проводится на оборудовании с невысокой мощностью – 7–15 кВт. Этот метод предполагает применение абразивных шлифовальных кругов с прямым профилем (ПП), наружный диаметр которых составляет от 17 см до 50 см, а высота – от 2 см до 7,5 см.

При необходимости провести обработку более широким инструментом для шлифовки металла возможно использование шлифовальных кругов с односторонней выточкой (ПВ), с двумя выточками (ПВД).

Второй метод отличается высокой производительностью. Зачастую торцевую обработку выполняют при обдирочном шлифовании, когда требуется срезать значительный слой материала. При обработке торцевой частью используются следующие типы инструментов:

ЧК (чашечный конический);
ЧЦ (чашечный цилиндрический);
ПН (с запрессованными крепежными элементами) и т. д.

Торцевая обработка также проводится при глубинном шлифовании. В этом случае срез выполняется на максимально допустимую глубину, значение которой выше стандартов более чем в 10 раз.

Круглое шлифование металла

Обработка осуществляется при вращении изделия, закрепленного в центрах или патроне станка. Вращающийся шлифовальный круг снимает с детали металлическую стружу. Таким образом выполняют шлифовку валов и отверстий в форме цилиндра или конуса, ступенчатых и фасонных изделий.

Выделяют универсальные и специальные станки для круглой шлифовки металла. Обработка может проводиться врезным либо продольным шлифованием.

Если длина детали больше ширины шлифовального круга, обработку выполняют с продольной подачей. Если поверхность изделия имеет размер, меньший или равный высоте круга, выполняют врезное шлифование.

Внутришлифовальная обработка

Один из основных видов обработки, который позволяет выполнить финишную шлифовку внутренних цилиндрических и конических поверхностей деталей. При этом способе шлифовальный круг помещают внутрь изделия. При этом заготовка может приводиться во вращение либо оставаться в одном положении.

Внутренняя шлифовка металла осуществляется одним из трех способов:

С продольной подачей – в этом случае обеспечивается вращение абразивного круга и самой детали, при этом шлифовальную бабку выдвигают на необходимую глубину возвратно-поступательным движением.
С поперечной подачей, при которой между вращательной осью круга и осью обрабатываемого отверстия обеспечивается угол в 90 градусов.
С планетарным движением инструмента. Такое шлифование выполняется посредством вращения шпинделя одновременно вокруг собственной оси и вдоль оси отверстия.

Каким бы способом ни осуществлялось вращение изделия и инструмента, технологии внутренней шлифовки металла присущи общие особенности.

Высокая скорость вращения приводит к быстрому нагреву абразивного круга и заготовки. Для их охлаждения в процессе обработки следует использовать специальную жидкость.

Чтобы получить качественный результат, диаметр шлифовального круга должен быть меньше размера отверстия. От диаметра круга зависит частота настройки – чем он больше, тем реже придется настраивать инструмент.

При внутришлифовальной обработке следует применять круги большей мягкости, чем при наружном шлифовании.

Ленточное шлифование металла

Считается одним из самых прогрессивных методов шлифовки изделий из металла. Для обработки применяют абразивную ленту. По данной технологии выполняют промежуточное и финишное шлифование при изготовлении единичных деталей и серийном выпуске металлических изделий.

Среди ключевых достоинств ленточной шлифовки металла выделяют:

высокую производительность;
универсальность (подходит для обработки прямо и криволинейных поверхностей различной степени сложности);
неизменную скорость;
широкий диапазон изменения основных параметров настройки процесса.

Такой способ шлифовки металла позволяет одновременно воспользоваться плюсами плоской, бесцентровой и круглой шлифовки. За счет применения абразивных лент можно добиться высокого качества обработки изделий, имеющих сложные формы, большие габариты, а также выполненных из металлов и сплавов повышенной вязкости и мягкости.

Не менее популярные виды шлифования металла

Координатно-шлифовальный процесс. Операция высокой сложности, при которой применяют точный шпиндель и устройство, позволяющее перемещать шлифуемую заготовку в четком соответствии с нужными координатами. Координатно-шлифовальные станки оборудованы шпинделем, который позволяет проводить обработку с использованием абразивного круга диаметром от 3 мм. Технологию применяют для шлифовки сквозных участков профиля, а также деталей, имеющих уступы и углубления.
Резьбошлифование. Такой обработке подвергаются изделия, имеющие резьбовые соединения. Для шлифования на станок устанавливают круги с рабочей поверхностью, соответствующей профилю резьбы деталей. Данным способом можно обрабатывать внешние и внутренние поверхности.
Зубошлифование. Технология похожа на описанный выше способ, отличие заключается лишь в том, что выбор шлифовальных кругов осуществляют в соответствии с зубьями, а не с профилем резьбы.
Бесцентровое шлифование. При данном типе обработки изделие не фиксируется в центрах, а приводится в движение между шлифовальными кругами. Центральная часть машинки для шлифовки металла оборудована ножом, служащим для предотвращения выпадения или заклинивания заготовки. Для закрепления детали можно использовать магнит.

Такую технологию применяют при серийном выпуске изделий цилиндрической формы. Главное достоинство бесцентрового шлифования заключается в высокой скорости проведения операции. Шлифовка выполняется сразу двумя абразивными кругами, что делает этот метод более быстрым по сравнению с другими технологиями обработки.

Подбирать способ шлифовки металла следует с учетом особенностей технологического процесса и характеристик самого изделия. Хотя все типы обработки значительным образом различаются между собой, для них характерна одна общая особенность: шлифование предназначено лишь для незначительного изменения размеров изделия.

Полировка металла: технология, способы

Полировка металла является заключительным этапом обработки детали. Данная процедура применяется не только для придания готовому изделию блеска и красивого вида, но и с целью его защиты от коррозии.

Для полировки металлических изделий применяются разные способы, инструменты, составы полировальных смесей. До блеска поверхность доводится механическим, химическим, электрохимическим и другими методами. Из нашего материала вы узнаете, как выполняется полировка металла в промышленных и домашних условиях.

Требования ГОСТ к полировке металла

К качеству полировки металлических изделий предъявляются требования, перечисленные в ГОСТ 9.301-86 «Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования». Для полированных изделий относительно блеска поверхностей специальных указаний нет, но предписано отсутствие царапин, бороздок, заусенцев, коррозии и иных дефектов.

Если говорить коротко, основная задача полировки металла — сделать красивые и качественные изделия.

Существует профессиональный термин «класс полировки». Уровень шероховатости поверхности деталей определяется с точностью до 1 микрометра (мкм, 1 мм = 1000 мкм) с помощью особых приборов — микроскопов и профилографов. При любительской же шлифовке глубину неровностей определяют приблизительно.

Существует 14 классов шероховатости, которые указываются в чертежах в соответствии с ГОСТ 2789-59 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики».

Классы полировки и их характеристика даны в следующей таблице.

Состояние поверхности

Размер шероховатости (до 1 мкм)

Класс полировки

Механический способ обработки

Очень заметные следы обработки

Строгание, заточка и фрезерование

Следы обработки почти не заметны

Обработка мягкими абразивами, получистовая обработка

Следы обработки не видны

Тонкое точение, шлифовка

Поверхность изделия из металла абсолютно гладкая, имеющая характерный зеркальный блеск

Финишная полировка, мягкое полирование

Подготовка к полировке металла

Прежде чем приступать к полировке, необходимо тщательно осмотреть изделия. Специалист проверяет, нет ли на детали сколов, крупных царапин, вмятин и других заметных изъянов. Если такие дефекты наблюдаются, то деталь бракуется, поскольку полировка здесь не поможет.

После того как мастер произвел внешний осмотр деталей, он отправляет их на предварительную обработку. От того, в каком состоянии находится поверхность изделий, зависит выбор проводимых над ними манипуляций.

Иногда обезжиривание поверхностей проводят электрохимическим способом, который представляет собой воздействие электротоком на погруженные в электролитическую ванну детали.

Все указанные методы относятся к промышленному производству. Для обработки деталей в домашних условиях применяются специальные растворители и наждачная бумага низкой зернистости (чтобы избежать нанесения крупных царапин).

Промышленные способы полировки металла

Металлические детали подвергают обработке с помощью различных технологий, которые перечислены ниже.

Механический способ

Хорошо зарекомендовавший себя метод самостоятельной полировки металла — использование специальной полировочной машинки.

Универсальным инструментом является шлифовальный станок для полировки металла, придающий ему особое сияние. Этот прибор оснащен специальными абразивными кругами для полировки металла, зернистость которых зависит от обрабатываемой поверхности и от специфики работ.

Обработка металлических изделий посредством машинки для шлифования включает несколько этапов.

Смачивают водой часть обрабатываемой поверхности и полировочные круги. Важно понимать, что в процессе работы диски вращаются с большой скоростью — 1400 оборотов в минуту, поэтому брызги могут разлетаться на расстояние до 1,5 м. В связи с этим необходимо снабдить мастера спецодеждой и защитой для лица.
В процессе шлифовки и полировки металла под воздействием трения рабочая поверхность значительно нагревается и испаряется вода. Благодаря этому достигается цель — сглаживаются шероховатости и неровности. На диске для полировки металла скапливаются мелкие частицы металла и капельки воды, поэтому нужно каждые несколько минут промывать его под водяной струей, предварительно остановив станок. Также от мусора требуется очищать и рабочую поверхность.
Для того чтобы осуществить полировку металла до зеркального блеска, применяют войлок. На шлифовальный круг надевают войлочную насадку таким образом, чтобы ее края выступали за границы диска на 1–1,5 см. Для эффективного завершения работы войлок для полировки металла и обрабатываемую поверхность детали смачивают водой.

Как уже говорилось выше, если нет станка для полировки металла, то можно применять такой абразивный материал, как наждачка. Сначала используют бумагу с более крупным зерном для черновой обработки поверхности, а затем — с более мелким, постепенно переходя к финальной шлифовке.

На финишной стадии используют полироль. Для придания поверхностям из камня и металла гладкости и зеркального блеска хорошо служит алмазная паста. Ее наносят на специальную ткань, которой затем очень тщательно натирают поверхность детали.

Химическое полирование металла

Химическая полировка металла лучше всего подходит для обработки декоративных изделий из различных металлов и сплавов.

Поверхность изделий восстанавливается с помощью растворов кислот и других активных веществ. В этом и состоит суть метода химической полировки.

Металлические элементы на несколько минут помещают в емкости с предварительно нагретым до необходимой температуры химическим раствором. Значения температуры зависят от того, из каких компонентов состоит сплав. Раствор и металл вступают во взаимодействие, благодаря чему устраняются дефекты на поверхности изделий.

Это метод очень удобен, поскольку изделия обрабатываются не вручную, а полностью погружаются в химический раствор посредством особых держателей. Таким образом, обеспечивается равномерность обработки.

Недостатками метода химической обработки является необходимость строгого соблюдения техники безопасности и то, что итоговая поверхность получается не блестящей, а матовой.

Электрохимическая полировка металла

Технология электрохимической полировки металла схожа с технологией химической обработки: здесь также детали опускают в специальный раствор. Отличие же заключается в том, что дополнительно через изделие пропускают электрический ток.

Благодаря воздействию тока коррозионный слой удаляется полностью, даже из мельчайших трещинок. В конечном счете изделия становятся идеально гладкими. Это оптимальный метод для полировки металла до зеркального блеска.

Минусы электрохимической полировки — высокая цена и обязательная регулярная смена химического раствора.

Полировка с помощью плазмы

Следующий способ — плазменная полировка — схож с электрохимическим методом: детали погружают в специальный раствор и пропускают через них электроток.

Разница состоит в том, что при электролитно-плазменной обработке применяют не агрессивные химические вещества, а безопасные растворы из солей аммония.

Описанный метод обработки обладает важным достоинством: достигаются безупречная гладкость и зеркальный блеск изделий, а также на них образуется антикоррозионный слой.

Лазерная полировка металла

Существует способ, при котором нет необходимости использовать какой бы то ни было материал для полировки металла. Речь идет об обработке с помощью лазера.

Поверхность металла полируется благодаря подаче лазерным устройством световых импульсов. При соприкосновении с металлом световая энергия превращается в плазму, а распад ее частиц приводит к возникновению ударной волны.

Метод интересен тем, что длина светового импульса как раз такая, чтобы устранить изъяны на детали, но при этом не испортить сам металл.

В силу этого свойства при глубокой очистке на одни и те же фрагменты изделия приходится воздействовать неоднократно.

Уникальность лазерных установок, изготовленных из стали, состоит в том, что они автоматически уменьшают степень воздействия и мощность луча, когда он доходит до слоя, который не нужно полировать. Эту особенность называют самоограничением.

Ультразвуковая полировка металла

Полировать разнообразные поверхности помогает применение ультразвука. Его принцип — дробление, то есть подача нагрузки на металл и устранение тем самым изъянов на детали.

Наблюдается эффект яичной скорлупы, когда ультразвуковые колебания создают трещины и сколы, а внешний слой металла отходит самостоятельно.

Ультразвуковая обработка широко применяется в ювелирном производстве. Она подходит для полировки материалов, не проводящих электрический ток и не способных по этой причине быть анодом при электрохимической полировке металла. Ультразвуком можно обрабатывать хрупкие материалы и даже драгоценные камни.

Перечислим этапы ультразвуковой обработки металла:

В особый рабочий сектор прибора вносят абразивный состав.
Располагают прибор в непосредственной близости к рабочей поверхности.
Посредством вибромеханизма абразивные элементы приводят в состояние колебания, при этом касаясь внешнего слоя детали.
Благодаря колебаниям слой с дефектами покрывается трещинами и разрушается.

Вибрация создается при подаче пресной воды. Абразивными веществами служат боровые или кремниевые частицы на карбидной основе.

Рассмотренные методы полировки используются при обработке деталей на заводе. В домашних же условиях желательно применять лишь обработку механическую, поскольку этот способ не только эффективный, но и безопасный. Кроме того, он не требует много времени и денежных средств.

Использование алмазной пасты для полировки металла

Иногда изделие необходимо довести буквально до зеркального блеска. Это можно сделать без станков, вручную, если знать, какие средства для этого подойдут. Рассмотрим некоторые из них.

Пасты для полировки металла:

На водной основе. Функциональны, не содержат жиров.
Органические — имеют в составе разнообразные масла и парафин. Их можно разбавлять с помощью масел или жирных кислот.
Алмазная паста – уникальное средство, помогающее мгновенно отполировать до блеска любую поверхность из металла.

Рассмотрим эту пасту подробнее. Ее эффективность настолько высока, что алмазная паста способна полностью заменить инструмент для полировки металла. Производят два вида пасты: марки АСН и АСМ.

Синтетические алмазы обладают рядом достоинств:

Точность. С помощью алмазной пасты можно идеально отполировать до блеска любое металлическое изделие.
Большой спектр зернистости. Ассортимент включает пасты более десятка типов зернистости.
Простота в использовании. Есть возможность осуществлять полировку вручную, без инструмента для полировки металла.
Доступность вспомогательных средств. Все, что потребуется, помимо алмазной пасты, — вода, ветошь и резиновые перчатки.

Основной недостаток синтетических алмазов — их высокая стоимость.

Паста из алмазов образует на поверхностях дисперсные пленки благодаря комбинации химического и механического воздействия. В ее состав включены активные вещества, которые активизируют адсорбирующие процессы, а это, в свою очередь, делает шлифовку более легкой.

Наносят алмазную пасту на различные ткани, например, джинсовую, войлочную или микрофибру, на резину, пластик, бумагу и прочие неметаллические материалы. Если нанести пасту на абразивные диски (войлочные, фетровые, кожаные), то можно достичь невероятного зеркального блеска обрабатываемой поверхности.

Помимо нескольких тюбиков алмазной пасты разной степени зернистости, для шлифовки понадобятся специальные инструменты — притиры. Также пригодятся текстильные материалы (тряпки). При нанесении на них равномерного слоя пасты можно добиться высокого качества полировки.

Для шлифовки металлической поверхности вам понадобятся: притиры и несколько тюбиков алмазной смеси с разной зернистостью. Алмазная паста равномерно распределяется по рабочей поверхности тряпки или другого материала.

Была замечена любопытная особенность, помогающая еще больше повысить качество обработки. В шлифовальный состав вносят масло — оливковое или касторовое в соотношении алмазной пыли к маслу — 40:60 %. Разбавив этот микс, его сразу наносят на обрабатываемую поверхность.

При полировке рекомендуется сначала наносить крупнозернистые пасты, постепенно переходя к самым тонким. Очень важно, чтобы в состав не попадал посторонний мусор, такой как волокна ткани, частицы пыли, волосы, опилки, поскольку это может приводить к значительному снижению качества обработки. Также при понижении зернистости абразива желательно каждый раз мыть руки.

Важно запомнить: основной принцип применения порошков для полировки металлов — постепенное уменьшение размеров их частиц. Абразивами могут служить наждак, камешки, специальные ленты и т. д.

Как и в любом деле, при полировании большую роль играет опытность мастера. Сначала, если есть такая возможность, лучше тренироваться на отбракованных или ненужных изделиях. Если это не получается, то, как вариант, для приобретения навыков стоит потренироваться на незаметных участках детали.

Приведем интересное мнение: японцы считают, что выдающимся полировщиком может стать лишь один из многих учеников, не менее пяти лет постигающий эту науку и имеющий дар «от бога»!

Виды работ по шлифовке металлических изделий

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.

Читайте также: