Шлифование металлических поверхностей - На производстве и в домашних условиях

На сегодняшний день имеется бесчисленное множество способов обработки металла, характеризующихся применением различных типов оборудования. Одним из самых распространенных методов финишной обработки является шлифование. Сама операция представляет собой процесс снятия части поверхностного слоя для достижения оптимальной степени шероховатости и придания детали точного размера. О том, как происходит шлифование металлических поверхностей, мы и поговорим в этой статье.

Что такое шлифование металлических поверхностей

В процессе создания требуемой детали материал подвергается различным воздействиям, которые для изделия не проходят бесследно – неизбежно образуются различные дефекты, такие как царапины, остатки шлака и следы температурной обработки. Поэтому, чтобы получить в итоге идеально гладкую и красивую металлическую поверхность, деталь подвергается процессу шлифования.

Плоскую шлифовку металла не производят на поверхностях, имеющих такие дефекты, как глубокие царапины или риски – в данном случае таким образом их не убрать.

Сам процесс шлифования представляет собой резку поверхности изделия при помощи абразивного инструмента, чаще всего – шлифовального круга, состоящего из множества абразивных зерен. При вращении круга грани режущих зерен снимают мелкую стружку с поверхности обрабатываемой детали.

Сам процесс шлифовки имеет некоторые особенности, о которых необходимо помнить при его осуществлении:

1. Скорость резки должна быть высокой.
2. Происходит измельчение с металлической стружкой особого вида.
3. Форма режущих зерен круга должна быть разнонаправленной.
4. В месте контакта с поверхностью высокая температура.

Металлические поверхности, подвергаемые шлифовке, имеют классификацию по степени сложности в обработке. Таким образом, простыми считаются внутренняя и наружная область цилиндра и плоские поверхности. Винтовая или же эвольвентная – относятся к сложным поверхностям.

Основные виды шлифования металлических поверхностей

Для процесса шлифовки применяются самые разнообразные технологии, и в этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные из них. Поговорим:

• о круглом шлифовании металла;
• об изменении шероховатости внутренних поверхностей;
• о зубошлифовании;
• о сути бесцентровой технологии;
• о шлифовании плоских поверхностей.

Также технологии классифицируют в зависимости от типа материала, который используется при шлифовании металлической поверхности. На сегодняшний день процесс значительно упростился за счет применения специальных станков, к примеру, с ЧПУ. Их использование значительно снижает трудовые затраты и максимально повышает качество конечного продукта.

• Круглое наружное шлифование

Для использования данной технологии необходимо наличие специального оборудования. Выделяют следующие особенности этого вида шлифовки:

1. Обработка детали производится вращающимся на большой скорости абразивным кругом.
2. Для максимального повышения эффективности процесса шлифования одновременно с кругом вращается в обратном направлении сама заготовка.
3. Чтобы изменить глубину врезания инструмента и обеспечить возможность обработки детали по всей длине, подача может осуществляться как продольная, так и поперечная.

В связи с тем, что на момент вращения обрабатывается вся поверхность металлической заготовки, что обеспечивает необходимую равномерность, этот метод нередко применяется для обработки деталей цилиндрической формы.

• Внутреннее шлифование

Если необходимо обработать цилиндрическую заготовку изнутри, то применяется именно эта технология. От предыдущего метода она отличается тем, что абразивный круг шлифует деталь с внутренней стороны цилиндра.

Особенностями этой технологии является:

1. получение инструментом и заготовкой поперечной и продольной подачи;
2. то, что в основном вращается абразивный круг.

Для максимальной эффективности обработки в зону шлифования подается охлаждающая жидкость.

• Зубошлифование

Этот метод используется для шлифования зубчатых колес, которые являются составными частями самых разных механизмов. В связи со сложной формой обрабатываемой поверхности в этом случае необходимо специальное шлифовальное оборудование.

При использовании данного способа шлифования:

1. обрабатывается профиль зубчатого венца;
2. круг меняют под размер эвольвенты зуба;
3. необходимы специальные станки.

Так как в подавляющем большинстве случаев зубцы подвергаются закалке, процесс шлифовки значительно усложняется.

• Бесцентровое шлифование

При таком шлифовании заготовка не закрепляется в центрах. Особенность этой технологии заключается в том, что деталь обрабатывается посредством двух вращающихся шлифовальных кругов, между которыми она и помещается. Для того чтобы заготовка из-за смещения не провалилась или ее не заклинило, в центре находится нож из нержавеющей стали.

Такое оборудование, за счет применения сразу двух абразивных кругов, намного ускоряет процесс шлифовки. В продаже вы найдете огромное количество станков, в основе работы которых лежит принцип бесцентрового шлифования.

• Шлифование плоских поверхностей

Такой обработке чаще всего подвергаются плоские корпусные детали, сделанные из различных металлов. Особенности такой шлифовки:

1. Деталь кладут на специальный стол, за счет него и обеспечивается надежное магнитное или механическое крепление.
2. Абразивный круг осуществляет основное вращение, а деталь или инструмент – возвратно-поступательное.

Подобрав круг с подходящим профилем, можно обработать детали наиболее сложных форм. Чтобы избежать перегрева и коробления при шлифовании металлических поверхностей в место контакта заготовки и инструмента следует подавать охлаждающую жидкость.

Обработка металлических поверхностей перед шлифованием

Шлифование является последним этапом обработки детали. До этого должны быть осуществлены следующие действия:

1. Черновое точение металла. В это время заготовка приобретает необходимую форму и размер с учетом припуска.
2. Чистовое точение. Оно требуется для того, чтобы придать детали нужный размер.
3. Фрезерование. Этот технологический процесс необходим для механического снятия металла. Обычно обрабатываются шестерни и корпусные детали.
4. Термообработка. За счет закалки увеличивается твердость поверхности и прочность детали, а посредством отпуска и отжига снижают хрупкость структуры металла. Иногда требуется и термохимическая обработка, то есть в поверхностный слой вносятся определенные химические вещества.

Разрабатывая режимы обработки, необходимо учитывать припуски на проведение всех операций технологического процесса.

Маркировка и характеристика абразивного инструмента

Для качественного шлифования металлических поверхностей применяют абразивный инструмент, представленный сочетанием большого количества зерен, связанных специальной смазкой.

Круг характеризуется такими параметрами, как:

• Форма. Можно изменять в зависимости от того, какую поверхность нужно обработать.
• Размер. Он зависит от габаритов поверхности, предназначенной для обработки.
• Тип материала. Круг может быть изготовлен из крошки самой разной твердости. Наиболее устойчив к истиранию тот, что сделан из алмазной крошки.
• Размер зерна. Для финишной шлифовки берут круг с самым мелким зерном. Но имейте в виду, что чем меньше зернистость инструмента, тем больше времени нужно на обработку заготовки.
• Твердость поверхности. Является одним из основных параметров. Обычно указан на маркировке.
• Размер посадочного отверстия. Его имеют в виду, когда подбирают круг в соответствии с параметрами станка.

Абразивные материалы изготавливают в соответствии с ГОСТом и техническими условиями.

Тип материала, используемого при изготовлении абразивного круга, указывается в маркировке. К примеру, электрокорунд – это искусственный корунд на основе оксида алюминия. В продаже есть такие разновидности круга:

• 14А, 15А, 16А – нормальный.
• 22А, 23А и 24А – белый.
• 32А и 33А – хромистый.
• ЭС – сферокорунд.

Может быть применен и карбид кремния двух марок: черного и зеленого. Карбид бора маркируют как КБ. В настоящее время наиболее популярны круги из синтетического алмаза, которые имеют маркировку АСР и АСО, АРВ и АРК.

Абразивные материалы могут быть изготовлены из натурального или искусственного материала. Натуральные менее востребованы из-за своих нестабильных физико-механических свойств. Искусственные могут использоваться долгое время.

Шлифование и полировка металлических поверхностей в домашних условиях

Напильник оставляет на металле заметные грубые следы от зубьев насечки. Чистой и гладкой металлическая поверхность становится после ее шлифования и полировки.

Дома вы можете отшлифовать металл с помощью наждачной шкурки, предварительно обработав поверхность напильником. Для большего удобства советуем обернуть шкурку вокруг деревянного бруска либо широкого напильника, при этом концы шкурки следует удерживать большими и указательными пальцами обеих рук. Если нужно отшлифовать выпуклую цилиндрическую поверхность, оберните шкурку вокруг нее.

Вначале поверхность заготовки обрабатывают в разных направлениях крупнозернистой шкуркой, потом следует взять более мелкую наждачку. Финишную шлифовку делают уже в одном – продольном – направлении и самой мелкозернистой наждачной бумагой. Имейте в виду, что деталь должна быть прочно закреплена.

Если же необходимо добиться зеркального блеска, то после шлифования отполируйте деталь. Поверхности, которые вы уже тщательно обработали личным или бархатистым напильником, можно полировать и без предварительной шлифовки. Натрите напильник мелом. Обработайте сначала поверхность поперек имеющихся на ней штрихов. После того, как штрихи вдоль и поперек станут одинаковыми, поменяйте направление на 90°. Так повторите несколько раз. Затем такую обработанную поверхность, так же как и шлифовальную, отполируйте посредством специальных полировочных паст.

Наиболее распространенная марка полировочных паст – ГОИ. В их составе: мелкие абразивные порошки (окись хрома, окись железа и др.), мягкие пластические вещества, состоящие из воска, стеарина, керосина и других материалов.

Пасты ГОИ бывают грубыми (практически черного цвета), средними (темно-зеленые) и тонкими (светло-зеленые). Сначала поверхность изделия подвергается полировке грубой пастой. Она делает ее матовой. Затем полируют пастой средней жесткости, а тонкой доводят до зеркального блеска.

Для полировки поверхности заготовки используют войлочный тампон, суконную или полотняную тряпочку.

Кстати, пасту для полировки можно приготовить и самостоятельно. Так, для полирования стальных изделий используют следующий состав (в весовых частях):

• окись хрома – 80;
• стеарин – 32;
• пчелиный воск – 6;
• техническое сало – 5;
• окись свинца – 3.

Если вы хотите отполировать латунные или никелированные поверхности либо навести на них глянец, возьмите для пасты (в весовых частях):

• окись хрома – 14;
• стеарина – 5;
• технического сала – 1;

После полировки протрите деталь сначала смоченной в керосине ветошью, а затем насухо чистой тряпкой.

Где можно заказать шлифование металлических поверхностей

Если же вам необходима идеальная шлифовка большого количества металлических изделий, обратитесь к профессионалам. На современном рынке обработки металлов свои услуги вам предложат немало предприятий. Но не спешите делать выбор, для начала хорошо изучите деятельность приглянувшейся фирмы, почитайте отзывы о ее работе. Выбирать стоит проверенных специалистов, так как шлифовка металла – это процесс, требующий немалого опыта и знаний.