Плоская шлифовка металла

Виды работ по шлифовке металлических изделий

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.

Ко второму признаку относятся специализированные станки:

• 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:

1. Первый способ предполагает обработку заготовок, имеющих большую длину. Обязательным условием является сохранение постоянства диаметра вдоль всей протяженности детали.
2. 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!

Плоское шлифование

Плоское шлифование – это вид шлифовальных работ, который выполняется различными методами. Существует несколько разновидностей плоской шлифовки, которая выполняется на плоскошлифовальных станках. К их числу относится профильное шлифование, работа периферией круга, поперечная подача круга, глубинное шлифование и др. Шлифование торцом круга является наиболее эффективным методом, так как предполагает использование всей шлифуемой поверхности. Для увеличения производительности необходимо тщательно прикреплять детали к столу станка при помощи тисков, прижимных планок или электромагнитных плит.

Виды плоского шлифования

Каждый вид плоского шлифования обладает преимуществами и недостатками. Постараемся детально рассмотреть каждый из них.

1. Плоское шлифование торцом круга и его периферией применяется при обработке объемных тел, имеющих форму шара, цилиндра, конуса и других объемных фигур. Осуществляется посредством установки детали в недвижущиеся патроны или выемки.
2. Внутреннее шлифование необходимо для обработки цилиндрических и конусообразных отверстий. Таким методом возможна бесцентровая шлифовка, при которой деталь не закрепляется, а базируется по обрабатываемой поверхности.
3. Профильное шлифование – это вариант шлифовки поверхности деталей, образующая линия которых имеет кривую или ломанную форму.
4. Зубо и резьбошлифование применяется при производстве режущего инструмента резьбонарезного характера, к которым относятся ходовые винты, зубчатые колеса, метчики и др. Обрабатываются боковые впадины и стороны профиля резьбы.
5. Скоростное шлифование – это метод абразивной обработки, при котором скорость вращения шлифовального круга достигает показателя 60 метров в секунду и выше. На такой скорости удается достичь минимального уровня шероховатости обрабатываемой плоской поверхности.

Плоское шлифование периферией круга

Как уже было сказано, такой вид плоского шлифования является одним из наиболее распространенных и эффективных. При его использовании удается уменьшить количество одновременно участвующих в процессе шлифовки абразивных зерен, поэтому уровень нагрева поверхности и ее деформации максимально снижается. Это делает метод полезным при выполнении высокоточной финальной полировки хрупких и тонких изделий.

Работа на станках, использующих шлифование периферией круга, отличается большей универсальностью. С их помощью можно работать с плоскими поверхностями, профильными канавками, трудношлифуемыми и тонкостенными материалами, которые склонны к перегреванию. Поэтому такой метод применяют при производстве уникальных единичных деталей, а вот в массовом сегменте рынка плоская шлифовка периферией круга используется только при неэффективности применения других способов шлифования.

Шлифование периферией круга лучше выполнять на станковом оборудовании с прямоугольным или круглым столом, что позволяет обрабатывать длинные детали, конструкция которых включает пазы, канавки, бурты и другие неустойчивые элементы.

Плоское шлифование периферией круга осуществляется при помощи шлифовальных кругов, относящихся к типу ПП, имеющих диаметр от ста до пятиста миллиметров, ширину – от восьми до семидесяти пяти миллиметров.

Круги для плоского шлифования

Для эффективной шлифовки важно подобрать правильный инструмент. Сегодня производители предлагают инструменты, использующее различные абразивные зерна натурального и искусственного происхождения. Шлифовальные круги создаются на основе минеральной, синтетической или керамической связки. Они эффективно справляются с обработкой металлических, каменных и деревянных поверхностей и используются как на производственных станках, так и в бытовых домашних мастерских.

Шлифовальный круг на керамической основе создан для работы с твердыми сплавами, металлами. В результате его применения можно достичь низкой степени шероховатости обрабатываемого изделия.

Абразивное зерно на бакелитовой связке используется при обработке каменных поверхностей – гранитных, мраморных, бетонных, шлифовки кирпича и чугуна.

Вулканитовая связка служит для более тщательной обработки хрупких поверхностей, к числу которых относятся цветные металлы. Её можно использовать для полировки и доведения до идеального презентабельного состояния металлических изделий.

Еще одним абразивным инструментом является шлифовальная лента, которая состоит из абразивного зерна синтетического происхождения, закрепленного на бумажной или тканевой основе. Шлифовальная лента служит как для самостоятельного применения, так и в качестве расходного материала на шлифовальных станках.

Преимущества метода

Плоское шлифование применяется при серийном производстве на крупных промышленных предприятиях, ввиду ряда его безусловных преимуществ в сравнении с другими известными методиками:

1. возможность выполнения тонкой финальной обработки, при которой снимается минимальное количество материала с обрабатываемой поверхности;
2. универсальность метода, который дает возможность придать изделию любую форму;
3. возможность осуществить обработку как внешних, так и внутренних поверхностей изделия;
4. работа осуществляется на специальных станках, что ускоряет работу и гарантирует безопасность работника;
5. плоская шлифовка позволяет обрабатывать поверхности, имеющие всевозможные геометрические формы.

Таким образом, плоское шлифование является довольно вариативным методом обработки поверхностей, который используется в широком спектре полировочных и шлифовальных работ, связанных как с массовым производством, так и работой на дому с уникальными изделиями. Не забывайте, что от грамотного выбора абразивных материалов зависит качество работы. Доверяйте только проверенным компаниям-производителям, которые зарекомендовали себя с наилучшей стороны. В таком случае вам удастся избежать ряда проблем в работе.

Шлифование металла – секреты правильной шлифовки

В умелых руках шлифование металла превращается в целое искусство. Может показаться, что этот вид обработки совершенно не сложный – бери да шлифуй. Но это мнение пропадает у каждого, кто знакомится с огромным количеством различных инструментов и абразивов для обработки металла.

1 Абразивы и шлифование – что нужно знать?

Сам термин «шлифование», по мнению некоторых знатоков истории, пришел в русский язык из польского. По сути же данный вид обработки является ничем иным, как резанием, только срезается материал абразивными кругами. Последние представляют из себя пористые тела, структура которых состоит из огромной массы мелких минеральных образований – зерен. Между собой зерна соединены так называемой связкой. При взаимодействии с поверхностью металла абразивный круг острыми гранями отдельных зерен снимает тонкий слой и за счет равномерного воздействия оставляет после себя гладкую и ровную поверхность.

Следует учитывать особенности шлифования и закономерности. Первая особенность – высокая скорость снятия стружки. При стандартной обработке шлифкругами скорость вращения круга достигает почти 2000 метров за минуту, при скоростной – все 3000 метров. При токарной обработке скорость ниже раз в 30. Зерна взаимодействуют с поверхностью со скоростью 0,0001 секунды или даже 0,00005!

На поверхности шлифовального круга множество зерен, которые размещены беспорядочно и имеют разную форму режущей кромки. Именно поэтому при взаимодействии стружка получается такой измельченной. На работу шлифовального станка уходит в пять раз больше электроэнергии, чем при работе фрезеровочного агрегата и в 10 раз больше, чем при обработке детали на токарном станке.

Важно помнить, что из-за произвольной формы зерен, их большого количества и сильного размельчения стружки в месте взаимодействия поверхности и шлифовочного круга возникает много тепловой энергии. Деталь может существенно нагреваться, например, шлифование металла сопровождает нагревом до 1000 °С в местах контакта. При такой температуре свойства металла могут существенно измениться, например, сталь может стать более хрупкой. Поэтому важно предусмотреть возможности охлаждения металла и самого круга, а также правильно рассчитать припуск на шлифование.

Во время взаимодействия с деталью часть зерен и стружки измельчается и попадает между оставшимися зернами, а другая часть притупляется и для работы необходимо все больше и больше мощности станка. Когда усилие превосходит прочность абразивного материала или связки, которая удерживает материал в целостности, зерно частично или полностью выкрашивается.

2 Режимы шлифования – как не прогадать со скоростью?

На выбор режима влияют несколько факторов: шероховатость поверхности после обработки, заданная точность, характеристики шлифовального круга (количество зерен, связка, глубина врезания) и мощность главного привода шлифмашины.

При обработке периферией шлифкруга учитывают следующие показатели режима резания: скорость круга, глубина резания, скорость перемещения самой детали, возможности поперечной подачи. Скорость круга – параметр, который зависит только от возможностей станка и диаметра самого круга, измеряется в метрах в секунду. При обработке скорость круга остается стабильной. Как правило, на станок устанавливают круг максимально возможного диаметра, допустимого для агрегата, а также задают наибольшее число оборотов шпинделя.

Малая прочность и жесткость станка или отдельных деталей приводит к ограничениям скорости, поскольку при высоких скоростях возникают сильные вибрации, вместе с этим уменьшается точность, увеличивается износ расходных материалов, падает производительность.

Черновую обработку выгодно выполнять на максимальной глубине резания, допускаемых параметрами зерна круга, детали и агрегата. При этом важно сохранить глубину резания не больше пяти сотых поперечного размера зерна. То есть с кругом зернистостью 100 она должна быть менее 0, 05 мм. Если превысить рекомендуемую глубину резания для такого круга, то его поры быстро заполнятся отходами и круг придет в негодность.

При работе с нежесткими деталями и материалами, а также при появлении прижогов следует уменьшать глубину шлифования. Если же речь идет об отделочной обработке (так называемое «тонкое шлифование»), выбираются небольшие значения глубины – в этом случае существенно повышается точность и класс обработки. Чем тверже и прочнее материалы, тем меньше задают глубину при их обработке, поскольку с увеличением этого параметра увеличивается и затрачиваемая мощность.

При продольной подаче для установления оптимального режима шлифования отталкиваются от долей ширины круга. Черновая обработка предполагает за один оборот детали контакт с 0,4–0,85 ширины круга. Больше, чем 0,9 при продольной подаче не используют, поскольку на поверхности в таком случае остается спиральная полоса непрошлифованного материала.

3 Методы шлифования – шлифование металла в подробностях

Методы шлифования во многом зависят от степени сложности поверхностей. К простым поверхностям относят внутреннюю и наружную плоскость цилиндрической формы, сложные поверхности могут иметь винтовую и эвольвентную форму. Для обработки этих форм чаще всего применяются такие виды шлифования, как плоское, круглое внутреннее и круглое наружное. Если углубится в детали, то круглое наружное шлифование имеет подвиды:

• Шлифование с продольной подачей – заключается в комбинации вращения абразива, вращения обрабатываемой поверхности (детали) вокруг своей оси, а также возвратно-поступательного прямолинейного движения детали (либо абразива) вдоль оси обрабатываемой детали. В конце каждого двойного хода детали происходит подача на глубину шлифования.

• Шлифование врезанием отличается от предыдущего варианта тем, что в работе применяется шлифкруг, высота которого равна длине шлифования или даже больше ее, так что необходимость в подаче на глубину отпадает. Поперечная же подача выполняется постоянно, до завершения обработки шлифованием.
• При бесцентровом шлифовании деталь закрепляется на опорном стержне между рабочим и подающим кругами. Для обработки осуществляется вращение кругов, а также круговая и продольная подача самой детали. Подающий круг задает детали вращение и продольную подачу. Шлифование валов – вот известный пример бесцентровой обработки.
• Круглое внутреннее шлифование также имеет несколько разновидностей: шлифование с продольной подачей, бесцентровое шлифование врезанием, бесцентровое с продольной подачей, и шлифование врезанием. Внутренняя круглая обработка с подачей продольно ничем не отличается от круглой наружной, как и шлифование врезанием. Бесцентровая внутренняя обработка также осуществляется за счет опорных роликов.
• Плоское шлифование – вид обработки, осуществляемый как периферией шлифкруга, так и его торцом. Для плоской обработки необходима комбинация следующих движений: движения резания, подача детали, поперечная подача детали на глубину шлифования и прямолинейное движение детали. Плоскошлифовальные станки оснащены столами, которые способны совершать вращательное или возвратно-поступательное движения, соответственно подача детали приобретает прямолинейный или вращательный характер.

Шлифовка металла: методы и виды шлифования металлических поверхностей и изделий

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 объяснен профессионалом 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

• 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:

Линейная скорость кругов, м/с

Золото, алюминий, свинец, олово и их сплавы

Шлифование: особенности и виды обработки металла абразивами

При работе с металлическими изделиями (резка, сварка и другие процессы), на них зачастую образуются неровности, трещины. Устранить их позволяет шлифование – один из видов обработки поверхностей.

Общие сведения о процессе

По сути, шлифование – разновидность резки. Но при ее выполнении с металла снимают очень тонкий верхний слой, устраняя все бугры и сколы. Это позволяет выровнять контуры детали, «подогнать» изделие под заданные размеры, придать ему товарный вид.

Производят подобную обработку при помощи абразивов – материалов с зернистой поверхностью. Размер абразивных зерен может быть различным, а его выбор зависит от разновидности металла и требований к качеству готового изделия.

Классификация

Процесс шлифования металла достаточно разнообразен и может осуществляться вручную или выполняться при помощи сложных механических агрегатов.

Особенности ручного процесса

Ручная шлифовка, чаще всего, используется для обработки углов, кромок, изгибов – тех частей, что требуют «особого» подхода. При обработке данным способом шлифовальщик осуществляет 100% контроль над процессом, но для достижения необходимого результата ему потребуется приложить достаточно усилий.

Кроме того, качество ручной обработки напрямую зависит от соблюдения некоторых тонкостей в работе:

• для шлифовки сначала используют крупнозернистые абразивы, а затем материалы с меньшим зерном;
• для каждой поверхности применяют определенный вид абразивного материала;
• при сухом методе обработки часто чистят абразив, а при мокрой шлифовке – постоянно протирают рабочую поверхность.

Чаще всего, шлифование стали и других металлов вручную используют при подготовке поверхности к окрашиванию. Особенно если речь идет о покрытии изделия вторым слоем лакокрасочного состава.

Механическое шлифование

Процесс данной технологии практически не отличается от ручной работы, но выполняется при помощи специальных механизмов. Это позволяет повысить производительность процесса и ускорить его.

Данный вариант шлифовальной обработки актуален при работе с большим количеством металлических изделий, либо с объемными объектами.

Подготовка к процессу

Для того чтобы шлифование, обработка материалов абразивами дала максимально качественный результат, при ее выполнении необходимо четко соблюдать технологию. Одним из основных требований при этом является правильная подготовка изделий к процессу.

Подготовка состоит из нескольких последовательных этапов:

• Чернового обтачивания металлической заготовки. В результате этой операции деталь приобретает нужную форму и размеры с учетом припусков.
• Чистовое точение, в ходе которого изделие «подгоняется» под определенные размеры.
• Фрезерование – операция по обработке поверхностей. Чаще всего применяется при работе с корпусными деталями и шестернями.
• Термообработка, основная задача которой – повысить твердость металла и прочность готового изделия.

При этом, стоит отметить, что в процессе обработки могут быть и исключения. В частности, есть немало ситуаций, когда шлифование является единственной операцией, производимой над металлоизделием.

Выбор инструмента для шлифовки

Качество обработки шлифованием во многом зависит от правильного выбора абразивного инструмента. Поэтому при подборе кругов необходимо обращать внимание на:

• Форму. Она должна соответствовать роду обрабатываемой поверхности.
• Размеры. Круг должен быть соразмерен габаритам шлифуемой заготовки.
• Вид абразива. Его подбирают в зависимости от прочности металла, который необходимо отшлифовать. Абразив может быть природным или искусственным. Наибольшей устойчивостью к истиранию обладает алмазная крошка.
• Размер зерна. Зависит от задачи обработки. Для чистового шлифования требуется наименьший размер зерен. Однако при определении данного параметра важно помнить, что чем меньше зерно, тем больше времени займет процесс.

Все эти и другие необходимые для выбора параметры указываются в маркировке абразивных кругов, что позволяет быстрее сориентироваться при оснащении шлифовочного станка.

Виды шлифовальной обработки

На сегодняшний день существует несколько вариантов шлифовки металлов и сплавов. Каждый из них предполагает использование определенного оборудования и имеет свои отличительные особенности.

Плоское шлифование

Данный способ используется для обработки плоских поверхностей и выполняется на специализированном оборудовании, обеспечивающем:

• режущие движения;
• подачу обрабатываемой детали;
• поперечную подачу заготовки на глубину шлифовки;
• прямолинейное движение детали.

В отдельных случаях плоское шлифование может стать альтернативой фрезерования.

Есть два варианта ведения процесса: периферией шлифовального круга и его торцевой частью.

Первый метод позволяет использовать оборудование меньшей мощности (от 7 до 15 кВт). В качестве абразивного инструмента в данном случае используют шлифовальные круги типа ПП (прямой профиль) с наружным диаметром 17, — 50 см и высотой 2-7,5 см. если же шлифовальная обработка материалов требует использования более широко круга, применяют инструменты типа ПВД (с двумя выточками) и ПВ (с односторонней выточкой).

При обработке торцевой частью, в свою очередь, повышается производительность процесса. Поэтому данный метод нередко используют для обдирки — при необходимости снять достаточно большой слой металла. Торцевая обработка требует применения инструментов типа:

• ЧК (чашечный конический);
• ЧЦ (чашечный цилиндрический);
• ПН (с запрессованными крепежными элементами) и других.

При помощи торца круга, в том числе, выполняют глубинное шлифование – обработку, при которой предельная глубина среза в 10 и более раз превышает стандартные показатели (норму).

Круглое

Для такой шлифовки деталь устанавливают в центрах или патроне и приводят во вращение. Стружка металла с заготовки при этом снимается вращающимся шлифкругом. Подобная шлифовальная обработка металла используется при работе с цилиндрическими и коническими поверхностями валов и отверстий, а также для работы со ступенчатыми и фасонными изделиями.

По своему назначению круглошлифовальные станки бывают универсальными и специальными. Сам же процесс обработки может быть врезным или с продольной подачей.

Последний используется при шлифовке изделий, длина которых превосходит ширину круга. Врезной же вариант применяется в случаях, когда параметры обрабатываемой поверхности равны высоте круга или меньше нее.

Внутришлифовальная обработка

Относится к основным видам шлифования и используется при финишной обработке внутренних поверхностей конусов и цилиндров. При таком способе шлифовки абразивный круг располагается внутри заготовки. Само изделие при этом может вращаться или быть неподвижным.

На сегодняшний день используются три способа внутренней шлифовки:

• С продольной подачей, при которой абразивный круг и сама заготовка вращаются, а шлифовальная бабка, совершая возвратно-поступательные движения выдвигается на глубину резания.
• С поперечной подачей. В этом случае вращательная ось инструмента располагается под прямым углом к оси шлифуемого отверстия.
• С планетарным движением инструмента. При такой обработке шпиндель вращается вокруг своей оси и дополнительно совершает вращения относительно оси отверстия.

Независимо от способа вращения инструмента и заготовки, внутренняя шлифовальная обработка имеет ряд общих технологических особенностей.

1. Из-за быстрого вращения абразив и деталь быстро нагреваются. Чтобы не допустить перегрева, подается охлаждающая жидкость.
2. Для качественной обработки размер отверстия всегда должен быть больше диаметра абразивного круга.
3. Чем меньше диаметр инструмента, тем чаще он нуждается в настройке.

Кроме того, внутренняя шлифовка требует использования более мягких абразивных кругов, чем те, что применяются для наружной обработки.

Координатно-шлифовальный процесс

Сложная технологическая операция, шлифование с использованием точного шпинделя и устройства для максимально четкого перемещения обрабатываемой детали по заданным координатам. Шпиндель в специализированном оборудовании, предназначенном для координатной шлифовки приспособлен для работы абразивных кругом малого диаметра (от 3-х мм).

Данный способ шлифования позволяет обрабатывать как сквозные участки профиля, так и изделия с уступами и углублениями.

Резьбошлифование

Используется при обработке деталей с резьбовыми соединениями и производится на станках с кругами, рабочая поверхность которых соответствует профилю резьбы изделий.

Может применяться для шлифовки как внешних, так и внутренних поверхностей.

Зубошлифование

Принцип данного способа обработки схож с предыдущим за исключением того, что абразивные круги «приспосабливают» под зубья, а не под резьбу.

Бесцентровое шлифование

Бесцентровая обработка металла – шлифование при котором обрабатываемая деталь не закрепляется в центрах, а движется между абразивными кругами. В центральной части конструкции размещается нож, который предотвращает выпадение или заклинивание изделия. Также фиксация заготовки может обеспечиваться при помощи магнита.

Данный метод используется в серийном производстве цилиндрических изделий.

Основным преимуществом данного метода считается его скорость. Благодаря использованию сразу двух абразивных инструментов процесс идет значительно быстрее чем при других видах обработки.

Ленточное шлифование

Относится к наиболее перспективным типам шлифования металлических заготовок. В качестве рабочего инструмента в данном случае используется абразивная лента. Может применяться для промежуточной и финишной обработки деталей при единичном и серийном производстве металлоизделий.

К основным достоинствам метода относятся:

• высокая производительность;
• универсальность (позволяет обрабатывать прямо и криволинейные поверхности любой сложности);
• постоянная скорость;
• возможность изменять основные параметры процесса в большом диапазоне.

По сути этот вид шлифовки сочетает в себе преимущества плоского, бесцентрового и круглого процессов.

Особенно плюсы использования абразивных лент становятся заметны при шлифовании деталей сложных форм, крупногабаритных изделий, заготовок из вязких и мягких металлов и сплавов.

Выбор технологии обработки изделий может зависеть от ряда обстоятельств. Но, несмотря на существенные различия в процессах, все виды шлифования имеют одну общую особенность – использовать их можно только для изменения размеров детали лишь в небольшом диапазоне.

Более 8 лет на рынке инжиниринговых услуг во всех сферах машиностроения.