Шлифовка металла: методы и виды шлифования металлических поверхностей и изделий

• By: Семантика
• Без рубрики
• Comment: 0

Содержание статьи

1. Описание операции, ее предназначение
2. Суть и особенности процесса шлифования металла
3. Виды технологий
4. Обработка деталей перед шлифовкой металлических изделий
5. Характеристика и маркировка абразивного инструмента
6. Применяемое оборудование
7. Абразивы и шлифование — что нужно знать
8. Как не прогадать со скоростью
9. Абразивные материалы

После большинства способов металлообработки (резание, литье, штамповка) необходима итоговая обработка. В статье мы поговорим о шлифовке деталей из металла — что это такое, методы и виды шлифования по плоской и рельефной металлической поверхности.

Описание операции, ее предназначение

Указанная технология — способ физического воздействия на сталь посредством абразивных материалов. Специальные диски или пасты имеют в составе абразивы с разной фракцией — от мельчайшей до крупной. С их помощью производится механическое снятие верхнего стального покрова, обеспечивается необходимая шероховатость. Наиболее часто процесс используется после термообработки сплава, например, литья или ковки, закалки. Одна из задач — уменьшить размер на крайне малое значение, измеряемое в мкм. Иногда вслед за шлифовкой требуется полировка, чтобы добиться гладкости и блеска, но при изготовлении функциональных деталей, которые должны иметь определенную шероховатость, это финишная обработка. Задачи шлифовальной работы:

• снятие поверхностного слоя, доведение до нужных параметров — особенно актуально при металлообработке маленьких деталей;
• удаление неровностей — выпуклостей, трещин, окалин, царапин, остатков шлаков;
• доведение до высокой эстетичности;
• минимизация силы трения — для подвижных механизмов, к примеру, шестерен, подшипников.

Суть и особенности процесса шлифования металла

Сперва определим, какой материал подвергается процедуре. Это сталь и другие сплавы, обладающие неровностями на поверхности. Важно отметить, что при наличии глубоких трещин операция нецелесообразна и не приведет к необходимому результату. Основа способа — воздействие абразивных веществ на металлическую поверхность. В ходе трения снимается мелкая стружка, которая выглядит как пыль. Инструмент (круг) с добавлением абразива отличается пористой структурой, вся его верхняя, а иногда торцовая, части покрыты материалами с зернистой структурой, отличающимися твердостью. При высокоскоростном вращении они взаимодействуют со сталью, снимая небольшой слой. Его размер зависит от фракции, то есть от зернистости. В ходе процедуры необходимо учитывать нюансы:

• Чем выше скорость резания, тем четче срез — это единое правило для всех станков. Целью которой является отделение части заготовки, даже если это тонкая поверхностная пленка.
• На рабочем месте все же появляется стружка, поэтому если нет функции стружкоотведения, необходимо периодически прерываться, чтобы очистить изделие.
• В процессе работы необходимо передвигать инструмент в разных направлениях, делать вращательные движения. Это позволит предотвратить появления однонаправленных и ярко выраженных царапин.
• В связи с высокой силой трения, в рабочей зоне поднимается температура. Использование специальных смесей способствует лучшему терморегулированию, в сравнении с сухой шлифовкой металла.

Обращаем также ваше внимание на то, что в зависимости от формы детали обработка подразделяется на простую и сложную. Теперь переходим к описанию разновидностей и способов.

Виды технологий

Основная классификация проходит по типу заготовки, которая проходит металлообработку. Дополнительно разделяют подвиды в зависимости от материала. Помимо этого, любую работу можно определить по степени классификации:

• ручная;
• полуавтоматическая — на специализированном оборудовании;
• автоматическая — с применением станков с ЧПУ.

Круглая наружная шлифовка металла

Методика применяется для обработки цилиндрических изделий, поскольку только она помогает создать максимальный контакт инструмента с криволинейной поверхностью. Для работы потребуется оснащение круглошлифовальным станком, который присутствует фактически на любом заводе для авиастроения или машиностроения. Он представляет из себя два и более вращающихся абразивных диска, обычно — разнонаправленных. Между ними фиксируется заготовка, которая также приводится в движение. Управление таким оборудованием заключается в степени прижима и количестве соприкосновений, а также в регулировке скоростного режима. Подача режущего инструмента может быть как продольная, так и поперечная. Этим обуславливается одна из основополагающих рекомендаций — производить шлифование в разных направлениях. Посмотрим на схематическое изображение конструкции, на которой понятен принцип работы:

Есть особенности эксплуатации:

• Возможность обрабатывать даже крупногабаритные элементы — согласно ресурсам станка.
• Довольно точная установка параметров — величина срезаемого слоя и скорость вращения.
• большой ассортимент оборудования — от крупных и автоматизированных до небольших полуавтоматов.

Внутренняя шлифовка отверстий в металле

При сверлении любого проема круглой формы в стали необходимо производить финишную металлообработку. Особенно часто это требуется в автомобильной промышленности, а также при создании полых цилиндрических конструкций, например, подшипников. Этим устраняются недостатки первичной обработки, литья, резания, а также достигается необходимый размер. Заготовка устанавливается в статичном положении, а инструмент имеет два вида подачи — продольную и поперечную, то есть абразивные вещества на валу могут вращаться внутри детали, а также подаваться вперед-назад. Иногда сам шлифованный металл цилиндрической формы может подвергаться вращению. В таком случае процесс происходит быстрее и эффективнее. Особенность — высокий коэффициент трения. Для продолжительной работы необходима постоянная или периодическая подача охлаждающей и смазывающей жидкости.

Зубошлифование

Довольно сложный процесс. Основные трудности связаны со следующим:

• под каждую отдельную деталь в зависимости от глубины нарезки и шага между резцами требуется специальное оборудование;
• зубья любой детали часто подвергаются дополнительной закалке, поскольку велика сила, прикладываемая к ним, в связи с этим необходимы грубые абразивные вещества и достаточно высокая мощность;
• необходима высокая точность элемента, поэтому работа требуется тщательная, с учетом нюансов.

Особенность такого оборудования в малой области нанесения абразива. Оно сосредоточено на торцевой части и нескольких миллиметрах или сантиметрах боковых частей. Есть также интересная технология зубохонингования, которая в несколько раз повышает эффективность процедуры. В качестве смазывающего вещества используют специальные абразивные пасты, в состав которых входит белый электрокорунд, хромотитан и нитрид бора. На фотографии хорошо видно, как располагаются вращающиеся круги:

Бесцентровое шлифование металла на станках

Очень производительный метод, поэтому он активно используется на заводах с большим количеством продукции. Смысл и устройство похоже на первый, круглый, вид. Металл находится между двумя вращающимися валами, но сам он при этом не имеет строгую фиксацию (центра, отсюда и название). В результате не нужно тратить много времени на установку и закрепление детали. Оператор может двигать одну рабочую зону, меняя направление, угол движения. Как мы отмечали ранее, это необходимое условие для правильной работы оборудования. Принцип работы отлично показан в данном видео:

Обработка листового металла шлифованием: шлифовка плоских поверхностей

Это один из наиболее простых методов, благодаря простой конфигурации изделий. Для начала работы следует закрепить заготовку на рабочей зоне. Есть три подвида металлообработки:

• Обдирная. Заключается в срезании достаточно большого верхнего слоя. Производится в случаях, когда нет возможности произвести точную фрезерную обработку. Особенно часто используется при работе с чугуном.
• Черновая. Характеризуется невысокой точностью, грубой шероховатостью.
• Чистовая (финишная). Это итоговая процедура, предназначенная для достижения гладкости, придания матового перелива.

Обработка деталей перед шлифовкой металлических изделий

Сперва производятся прочие операции по разрезанию стали, а также по преданию ей формы. Это может быть литье, штамповка, резание, фрезерование и пр. некоторые элементы проходят дополнительную термообработку для придания прочности — закалку, ковку, обжиг. Затем заготовку следует очистить от стружки, грубых окалин и наплавов, например, после сваривания. Если на поверхности остались масляные пятна или прочие загрязнения, их следует убрать. В обратном случае срез будет неровным, останутся бугры, а сам шлиф металла (отполированная плоскость) останется с повышенной шероховатостью.

Характеристика и маркировка абразивного инструмента

Используемый круг покрыт составом с добавлением абразива необходимой фракции. Он может различаться параметрами:

• диаметром;
• толщиной;
• используемым при изготовлении материалом;
• размером зерен;
• твердостью — для разных сплавов нужна разная плотность;
• кольцом для посадки — важно при выборе инструмента.

Маркировка зависит от выбора абразива (буква) и твердости (цифра), например:

• А — электрокорунд.
• ЭС — сферокорунд.
• КБ — карбид кремния.
• АСР и АСО, АРВ и АРК — синтетический алмаз.

Применяемое оборудование

Станки классифицируются по технологии — круглошлифовальные, внутришлифовальные и пр. Вторая классификация — по степени автоматизации. Устройства с ЧПУ позволяют достигнуть максимальной точности. Для небольших изделий применяют ручной инструмент, на вид напоминающий дрель с насадкой из абразивного диска.

Абразивы и шлифование — что нужно знать

Важные факты:

• Зерна на инструменте располагаются хаотично и имеют разные режущие кромки, это помогает достигнуть оптимальной шероховатости на выходе.
• Это также приводит к высокой выработке тепла — температура достигает до тысячи градусов в точке касания.
• Если не подавать смазывающую жидкость, термальное воздействие может привести к ухудшению физических свойств металла.

Как не прогадать со скоростью

Основной параметр, от которого зависит выбранный скоростной режим, — это материал. Посмотрим на таблицу:

Абразивные материалы

Изначально применялись абразивные вещества естественного происхождения, однако, они доказали свою нестабильность в процессе металлообработки. Дешевле и практичнее стало использование синтетических аналогов с высокой устойчивостью физических и химических характеристик. В статье мы рассказали про шлифовальные работы по металлу, какие методы используются для обработки. Если требуется дополнительная консультация от профессионалов – обращайтесь в компанию «Рокта», мы реализуем ленточнопильные станки и готовы оказать помощь в подборе оборудования, свяжитесь с нами по контакному телефону. В качестве завершения посмотрим видео: