Заключительным этапом обработки многих металлических деталей является шлифовка. В результате этой операции изделию придаются точные окончательные размеры и гладкая поверхность. В отличие от других финишных обработок, шлифование характеризуется высокой производительностью, поэтому оно имеет значительную популярность.
Шлифовка металла относится к обработке резанием, к которой также относятся точение, фрезерование и сверление. Задачей шлифования является именно придание нужной шероховатости, а не получение каких-либо конструктивных элементов. Для шлифовки используют только полностью сформировавшиеся детали.
Процесс шлифования
Поверхность металла, даже гладкого на вид, имеет множество микроскопических выступов и впадин. От их размера и зависит шероховатость металла. Задача шлифования – убрать выступы до определенной высоты.
При данной операции производится обработка металла кругом, состоящим из зерен абразива, располагающихся беспорядочно. При контакте инструмента с заготовкой каждое зерно срезает микроскопический слой металла, и количество стружек может достигать 10 млн. в минуту. Такие стружки имеют вид металлической пыли. Поверхность, обработанная абразивом, имеет множество мельчайших следов зерен, без значительных выступов, и её шероховатость низкая.
Главным движением шлифования является вращение абразивного круга. Перемещение круга относительно детали или наоборот считается движением подачи. Это движение может выполняться как кругом, так и заготовкой. При обработке плоских длинных поверхностей необходима и подача в поперечном направлении. Плоское шлифование может выполняться торцом круга или его периферией. При обработке круглой заготовки её по возможности вращают, что приближает данную операцию к точению.
Разновидности шлифования
Наиболее важное разделение – на обработку внешних и внутренних поверхностей. Простые внешние поверхности не составляют проблем в работе. Сложные фасонные поверхности отшлифовать обычными способами не получится или будет слишком трудоемко. В этих случаях используются особые станки, где инструмент имеет вид кольцевой абразивной ленты. Этой ленте свойственна некоторая гибкость. Она имеет абразивное напыление с внутренней стороны, а основой является ткань или особая бумага. В процессе работы лента огибает поверхности, обрабатывая их. Хорошим примером детали, получаемым таким способом, является лопатка турбины.
Обработка внутренних поверхностей представляет большую сложность. Круглые внутренние поверхности обрабатываются так же, как и внешние. В прямоугольных некоторые затруднения возникают с получением качественных углов. Из-за размеров абразивного круга обработка небольших отверстий зачастую невозможна, и она выполняется другими инструментами.
Инструменты для шлифования
У абразивных кругов можно выделить такие характеристики, которые оказывают влияние на процесс:
-
Диаметр;
-
Ширина;
-
Размер зерна абразива;
-
Форма зерен;
-
Расположение зерен;
-
Твердость абразивного материала.
Этими характеристиками можно управлять процессом шлифования. Разные круги снимают различный слой металла. Современные шлифовальные станки дают возможность получить поверхности с 9-10 классом чистоты, что более чем достаточно для большинства задач. Лучшая поверхность нужна только в особо высокоточных механизмах, например, в космической отрасли.
Шлифовальные операции
Можно выделить такие виды операций, применяемых в шлифовании:
-
Простое шлифование, выполняемое абразивным кругом. При обработке цилиндрических и конических поверхностей заготовке придают вращательное движение.
-
Бесцентровая шлифовка – внешние и внутренние поверхности обрабатываются кругами, при этом заготовка не закрепляется жестко, а перемещается между несколькими инструментами.
-
Координатная шлифовка – перемещение заготовки производится на координатных столах. Это обеспечивает высокую точность работ, поэтому данный способ используется в обработке сложных деталей.
-
Внутренняя шлифовка используется для обработки отверстий с конической и цилиндрической поверхностью. При этом заготовка может быть закреплена неподвижно или вращаться.
-
Резьбовое шлифование применяется при работе с внешней поверхностью, на которой нарезана резьба. Этот способ обработки достаточно сложен, поэтому его часто выполняют на станках с ЧПУ.
-
Плоское шлифование, которое в некоторых случаях может заменить фрезерование. Для этого используются черновые круги с зерном больших размеров. Данным способом можно снять лишь небольшой слой металла.
Сочетая шлифование с другими процессами обработки металла резанием, можно получить деталь нужной формы с требуемым качеством поверхности на всех элементах.
