Абразивные материалы и методы абразивной обработки

Содержание

1. Природные абразивные материалы
2. Виды абразивных инструментов
3. Искусственные абразивные материалы
4. Виды абразивной обработки металла
5. Круглое
6. Зубошлифование
7. Хонингование

Природные абразивные материалы

В большинстве случаев естественный абразивный материал по своим техническим характеристикам – износоустойчивости, твердости, термостойкости – уступает синтетическим абразивам. Тем не менее, многие из них используются в промышленности для порезки и шлифования материалов. К наиболее распространенным из них относятся:

• гранат – природный минерал, состоящий из смеси изоморфных рядов, используется для резки и шлифовки;
• алмаз – минерал, обладающий алмазоподобной кубической формой углерода, который применяется для резки сверхпрочных материалов;
• корунд – бинарное соединение из кислорода и алюминия, использующееся для шлифовки в виде порошка;
• мел – углекислый кальций, который применяется для очень тонкой абразивной обработки;
• красный железняк – минерал железа, использующийся для полирования поверхности стекол и металла;
• пемза – пористая вулканическая порода, которую чаще используют для грубой шлифовки;
• трепел – сцементированная осадочная порода, которая используется в форме порошка для обработки металла и камней;
• кварц – диоксид кремния, который используется только в сочетании с водой для пескоструйной обработки камней;
• наждак – минеральное вещество, в состав которого входит корунд и магнетик; применяется для зачистки, шлифования и полирования поверхностей.

Природные абразивные материалы используют при изготовлении ручного и стационарного оборудования для механической обработки заготовок или готовых деталей. Сфера их применения определяется техническими и абразивными свойствами. Наиболее износоустойчивым и прочным является алмаз, который может использоваться как для порезки материалов, так и для шлифования поверхностей.

Виды абразивных инструментов

Абразивный инструмент представляет связанные между собой частицы таких материалов, как наждак, кремень корунд. Благодаря этим составляющим элементам он имеет вид абразивных зерен. Благодаря своей уникальности и многофункциональности он имеет большую сферу применения.

Его особенность в том, что в процессе эксплуатации слой абразива стирается, а под ним образовывается новый. Наличие многочисленных режущих элементов позволяет использовать инструмент длительное время.

Во время выбора важно обратить внимание на материал, из которого он изготовлен, размер режущих элементов, структуру, количество и материал связки. Именно эти показатели характеризуют инструмент в целом.

Имеет большой спектр применения. Его можно разделить на две категории: модели, имеющие специальную жесткую и гибкую основу. Первый тип инструментов на жесткой основе состоит из кругов, имеющих разную форму и размер. Как правило, применяются под болгарку, электрические инструменты и ручное оборудование.

Позволяют за короткий срок производить обработку металла и стали, так как сам диск вращается очень быстро. Можно использовать для работы с большими поверхностями, при этом гарантирован качественный и максимально точный результат.

Не менее популярными являются модели на специальной гибкой основе. Это могут быть шлифовальные устройства, шкурки, имеющие разный размер. Используются при работе с металлом, деревом, синтетическими материалами.

Для шлифования идеально подходят алмазные инструменты, изготовленные из алмазного слоя, который может быть разной толщины. Он состоит из связки и алмазного напыления, порошка.

Сами приборы оснащены корпусом, который может быть как металлическим, так и пластмассовым. К данной категории относят шлифовальные круги, фрезы, бруски, бурильное оборудование и т. д.

С помощью алмазного карандаша и ролика можно производить правку абразивного инструмента.

Главные преимущества перед абразивными аналогами заключаются в существенном повышении производительности труда примерно на 50% и стойкости самого инструмента после алмазной заточки.

Так как по своему составу алмаз – это твердый материал, то с его помощью можно качественно произвести обработку твердых сплавов, а также керамики, бетона, хрусталя, мрамора. В зоне разреза сохраняется оптимальная температура, мастеру не нужно будет прикладывать особо много усилий, процесс обработки происходит быстро. После обработки поверхность мягкая, ровная, без видимых дефектов.

Так как обработка поверхностей с помощью абразивных и алмазных приспособлений производится быстро и качественно, то производственные затраты значительно уменьшаются. Работают инструменты тихо, они долговечные, работы выполняются с максимальной точностью и мало ощутимыми вибрациями.

Алмазные и абразивные инструменты активно используют в машиностроении, строительстве и на других производствах. Стоит отметить приемлемую стоимость данного вспомогательного оборудования и длительный период эксплуатации.

Абразивный инструмент используется для механической обработки различных материалов. Как правило, абразивный инструмент применяется в виде кругов, оселков, брусков и шлифовальных шкурок. На всей площади абразивного инструмента располагается множество частиц различного размера. Это может быть корунд, кремень, наждак и т.д.

Предлагаем ознакомиться  Осенняя обработка растений от вредителей и болезней

, соединенные между собой при помощи связующего материала. В процессе режущая кромка затупляется и скалывается, что в итоге образует новые режущие кромки. Такая способность абразивных инструментов получила название «самозатачивающейся». Чем быстрее происходит процесс разрушения внешней кромки, тем больше уровень самозаточки.

Абразивный материал и его классификация

Абразивный материал имеет классификацию в зависимости от того, каков показатель твердости, каков химический состав, размер шлифовального зерна. Последний показатель измеряется в мешах или микрометрах.

Зерном абразива считается отдельно взятый кристалл или же его осколок, которые имеют наибольший размер по отношению к наименьшему в пропорции 3:1. Выбирая абразивный материал, обратите внимание на его способность разламываться при его стирании. Алмаз в этом смысле имеет наибольший показатель.

Стоит также понимать, что разные поверхности и стадия их готовности также влияет на выбор определенного типа абразивного материала. 

Круг абразивный по металлу

Круг абразивный для металла используется для их зачистки и шлифовки. На его поверхности также есть частицы абразива, которые и выполняют основную работу. Вторая часть, которая составляет круг абразивный – это связка, позволяющая кристаллам абразива удерживаться вместе.

В зависимости от используемой связки, меняется функциональность абразивного круга, так как это напрямую связано с его скоростью износа. Шлифовальные круги, которые используются для станков при работе по металлу, совершают обработку за счет снятия слоя определенной толщины.

Если установить круг на станок, то он будет вращаться за счет работы электродвигателя, который, в свою очередь, может оснащаться дополнительными элементами, что ускоряет процесс обработки.

Для того, чтобы определить, какой именно круг вам необходим, нужно знать, какова скорость вращения круга, тип подачи детали и ту глубину, на которую должна производиться шлифовка. И только после этого стоит выбирать абразив и тип связки. 

Круги абразивные и сфера их применения

Круги абразивные могут использоваться для шлифования самых разных поверхностей – бетона, камня, чугуна, латуни, бронзы и т.д. Такие круги абразивные имеют самую высокую твердость абразивных частиц, что позволяет им взаимодействовать даже с самыми твердыми материалами.

Традиционно лучшими считаются алмазные круги, которые отлично показывают свои самтозатачивающиеся свойства. Областью работы может быть машиностроение, производство железобетонных конструкций, при ремонте и отделке помещений. В нашем интернет магазине вы найдете все необходимые виды абразивных материалов и кругов для применения вкупе с различной техникой.

В ассортименте представлен инструмент для любителей и профессионалов, которые действительно понимают, что такое наивысшее качество и, что подобный инструмент не будет иметь низкую стоимость.

Абразивный инструмент применяется для шлифования, обрезки и стачивания твердых материалов. Его используют при металлообработке, деревообработке, а также подгонке керамической плитки, камня, затвердевших искусственных смол и т.д.

1)Шлифовальный круг– абразивный инструмент в виде твердоготела вращения, предназначенный дляшлифования. Лепестковый шлифовальныйкруг – шлифовальный круг, состоящий израдиально расположенных и жесткозакрепленных на одной из торцевых стороншлифовальных листов.

• 2)
  Шлифовальная головка
  – шлифовальный круг с глухим отверстием
  для крепления.
• 3)
  Абразивный брусок
  – абразивный инструмент в виде твердого
  тела, предназначенный для обработки
  без вращения вокруг своей оси.
• 4)
  Абразивный шевер
  – абразивный инструмент в виде твердого
  тела, имеющий форму зубчатого колеса.
• 5)
  Притир – абразивный инструмент в виде твердого
  тела на поверхности которого абразивные
  зерна находятся в закрепленном и
  незакрепленном связкой состоянии.
• 6)
  Полировальный круг
  – абразивный инструмент в виде твердого
  тела вращения, предназначенный для
  абразивного полирования.
• 7)
  Шлифовальная шкурка
  – абразивный инструмент на гибкой
  основе с нанесенном на нее слоем или
  несколькими слоями шлифовального
  материала, закрепленного связкой.
• 
  Лепестковый шлиф круг
  – шлиф круг, сост-й из радиально распол-х
  и жестко закрепл на одной из торц сторон
  шлиф листов.
• 
  Шлиф лист, шлиф диск, лента, конусы,
  цилиндры, бобины.
• 10)
  Абразивное тело
  – абразивный инструмент предназначенный
  для виброабразивной обработки

1.Шлифование– обработка, при которой инструментсовершает только вращательное движение,которое является главным движениемрезания, а заготовка совершает любоедвижение.

1. Виды шлифования:
2. —
   по скорости главного движения
   – собственное,
   скоростное
   (>35м/с) и высокоскоростное
   (>60м/с)
3. — обдирочное
   шлифование (удал большой слой матер с
   пов-ти)
4. —
   глубиное шлиф-е (снимается весь нужный
   слой с пов-ти за 1 проход)
5. —
   по технологическому назначению
   – наружное,
   внутренне, круглое, бесцентровое,
   плоское, профильное, зубошлифование,
   шлицешлифование, кругошлифование,
   сферошлифование, абразивное резьбонарезание,
   заточка, затылование
   и др.
6. —
   по распол-ю загот:в центрах,
   в патроне.
7. —
   по напр-ю движения:
   встречное,
   попутное, асцилирующее, врезное,
   эквидистантное.
8. — по виду инстр:
   ленточное шлиф и многокруговое
9. —
   шлифование периферией
   или торцом.

2.Доводка — абразивная обработка, при которойинструмент и заготовка одновременносовершают движение по скоростям одногопорядка или при неподвижности одногоиз них другой совершает сложное движение.

Предлагаем ознакомиться  Чем полезен кабачок для организма женщины

Виды доводки:

• хромингование – за счет брусков;
• суперфиниширование – присутствует осциллирующее движение;
• притирка – наружная, внутренняя; круглая – внутренняя, наружная, плоская, профильная; взаимная (обе обработки дет – инструмент); зубопритирочная.

3.Абразивное полирование– это абразивная обработка, предназначеннаятолько для уменьшения шероховатостиобработки и увеличения зеркальногоотражения. Полировкой изменить р-рынельзя.

4.Абразивная отрезка.

5.Абразивная прорезка.

6.Струйно-абразивная обработка– зёрна в струе.

7.Жидкостно-абразивная обработка.

8.Вибро-абразивная обработка.

9.Ультразвуковая абразивная обработка.

10.Магнито-абразивная обработка.

11.Электрохимическая абразивная обработка.

12.Электро-эрозионная абразивная обработка:электро-эрозионное шлифование и доводка.

• Абразивные
  материалы
• По
  происхождению:
• -природные
• -синтетические
  (искусственные)
• Природные:
  корунд, наждак, кремний, кварц, алмаз,
  рубин, сапфир. Природные материалы
  применяются ограниченно вследствие:
• необходимо
  добывать, свойства непостоянны, более
  высокая цена.

Поэтомуболее широко применяют синт. материалы.

1. По хим. составу:
2. -алюминистые
3. -кремнистые
4. -бористые
5. 1)
   Алюминистые
6. Электрокорунд
   — получают плавкой в эл. печах
7. 1 цифра-разновидность:
8. -белый
   (2а) — основного применения
9. -нормальный
   (1а) — обычного применения
10. -легированный
    (хромистый, титанистый, циркониевый-3,
    хромистый-9)
11. -монокорунд
    (4а) — отличается формой зерен,
    труднообрабатываемые материалы
12. Общее
    применение обраб стали, черных матер.

Искусственные абразивные материалы

Широкое применение в промышленности нашли синтетические абразивные материалы. В отличие от природных, они обладают лучшими эксплуатационными характеристиками. Большая однородность основных фракций обеспечивает качественную обработку поверхностей из металла, пластика, стекла, дерева, камня и т.д.

В производственных условиях для шлифования и порезки материалов могут использоваться:

• эльбор (боразон) – обработка стали и металлических сплавов;
• купрошлак – механическая очистка деревянных, металлических и бетонных покрытий;
• бор-углерод-кремний – шлифование стекла, камней, цветных и черных металлов;
• искусственный алмаз – обработка металлических деталей и камня;
• карборунд – обработка титана, цветного металла, стали и других сплавов;
• карбид бора – шлифование черного металла и поверхностей стекла;
• электрокорунд – преимущественно обработка черных металлов;
• диоксид титана – полирование деталей из цветных металлов;
• фианит – обработка металлических поверхностей;
• диоксид олова – полирование стекол и металлов;
• стальная дробь – шлифование мягкого камня (мрамора).

Сыпучие абразивные материалы используются в пескоструйной обработке, а также при изготовлении шлифовальных и полировальных кругов. Сверхпрочные абразивы применяют для порезки древесины, стекла или металлических сплавов.

Виды абразивной обработки металла

Абразивная обработка металла — это группа операций, относящихся к обработке резанием, поскольку после их проведения образуются мелкие опилки. К таким операциям относятся: шлифование, полирование, притирка (доводка), хонингование. Результатом процесса является устранение поверхностных дефектов различных размеров — царапин, вмятин, сколов, трещин, наплывов. Для выполнения используется различное оборудование и инструмент, выбор которого зависит от исходного состояния поверхности и желаемого результата.

Для этой цели используют природные и искусственные абразивы. Их общее свойство — зернистая структура. Каждое зерно является маленьким резцом. Резцы имеют разные размеры и разную степень твердости, поэтому, проходя по поверхности, удаляют верхний слой на различную глубину. Крупнокристаллические составы востребованы для грубой обработки, мелкокристаллические — для финишной.

Абразивные инструменты бывают:

• жесткими (зерна связаны между собой) — круги, сегменты, бруски;
• мягкими (зерна наклеиваются на бумагу, кожу, ткань).

Вид абразива определяют, в зависимости от того, какими характеристиками обладают обрабатываемые материалы. Перечень абразивов:

• Электрокорунд нормальный. Его свойства — устойчивость при повышенных температурах, хорошая сцепляемость со связкой, повышенная прочность зерен, сочетающаяся с вязкостью, — обеспечивают возможность использования при знакопеременных нагрузках, для материалов с высоким сопротивлением на разрыв. Области применения: обдирка отливок и проката из стали, полуфабрикатов из высокопрочных, отбеленных, ковких чугунов, марганецсодержащих бронз, сплавов на базе никеля и алюминия.
• Электрокорунд белый. По сравнению с вышеописанным материалом, имеет более высокую твердость, однородность, зерна с более острыми кромками и склонностью к самозатачиванию. Используется для заточки, плоского, внутреннего, профильного шлифования. Обрабатываемые материалы — закаленные «черные» углеродистые, коррозионностойкие, быстрорежущие стали, нитрированные и хромированные поверхности.
• Электрокорунд циркониевый. Свойства: мелкие кристаллы, высокая эффективность на обдирочных операциях, которая в 10-40 раз превышает аналогичный параметр электрокорунда нормального. Области применения: силовое обдирочное шлифование полуфабрикатов из стали.
• Электрокорунд хромтитанистый. Уникально высокая прочность, многократно превышающая аналогичное свойство электрокорунда нормального, обеспечивает возможность применения для съема значительных слоев металла.
• Карбид кремния черный. В составе — твердые, хрупкие тонкопластинчатые зерна. Применяется для работы с твердыми материалами с малой величиной сопротивления разрыву: драгоценными камнями, чугуном, бронзой, стеклом, мрамором, графитом, стеклом.
• Карбид кремния зеленый. Обладает еще большей, по сравнению с карбидом черным, твердостью и хрупкостью.

Предлагаем ознакомиться  Квашеные помидоры на зиму в кастрюле, ведре и банках: вкуснятина!

Прочность и твердость инструмента во многом зависят от связки, соединяющей абразивные частицы, которые бывают:

• Неорганическими. Для относящейся к ним керамической связки характерны: огнеупорность, стойкость к воздействию воды и химически активных сред. К недостаткам можно отнести низкую устойчивость к изгибанию и ударам. Инструмент на керамической связке применяется практически во всех операциях, кроме обдирочной. Он хорошо отводит тепло и сохраняет форму профиля, но для обдирки его использовать нельзя из-за ее хрупкости.
• Органическими. Представитель этой группы — бакелитовая связка. Более упругая и прочная, по сравнению с керамической. Инструмент на такой связке может иметь уникально малую толщину — до 0,5 мм (для отрезки и прорезки). Минус бакелитовой связующей — слабая устойчивость к СОЖ, в которых содержатся щелочные компоненты. Приспособления на бакелитовой связке применяются на обдирке и для плоского шлифования.

Шлифование — процесс, позволяющий достичь достаточно точной геометрии. Шлифовать можно как внутренние цилиндрические и конические, так и наружные поверхности.

Предназначается для снятия дефектного слоя после литья, ковки, сварки, штамповки, прокатки.

Круглое

• Наружное. Осуществляется при одновременном вращении шлифовального круга и заготовки вокруг своих осей. Подача круга бывает двух видов — продольной и поперечной.
• Внутреннее. Отличие от предыдущей операции — расположение шлифовального круга внутри обрабатываемой заготовки. Применяют для финишной обработки внутренних поверхностей отверстий заготовок из закаленных сталей или в случаях, в которых не применимы высокопроизводительные способы обработки. Осуществляется на внутришлифовальных и бесцентрово-внутришлифовальных станках и автоматах. Три основных вида внутреннего шлифования: во вращающейся или неподвижной (планетарное шлифование) заготовке, бесцентровое. На производствах целесообразно использовать универсальные станки, на которых можно осуществлять и внутреннее, и плоское (для обработки торцов) шлифование.

Зубошлифование

Это процесс обработки профиля зуба с помощью шлифовального круга, профиль которого соответствует эвольвенте зуба.

После этой операции обрабатываемая поверхность получает практически идеальный вид. Для ее проведения востребованы фетровые или суконные круги с нанесенной на них абразивной пастой или порошком.

Во время этой операции снимается очень малое количество металла. Глянцевое выравнивание поверхности нержавеющей стали происходит за счет разрушения старых оксидных пленок и образования новых.

В неудобных местах полируют вручную.

Для доведения поверхности нержавейки и других металлов практически до идеального состояния применяют не механическое, а электролитическое полирование. Оно осуществляется путем анодного растворения тончайшего поверхностного слоя материала.

Электрополировка позволяет повысить чистоту поверхности, по сравнению с исходной, на 2-3 класса.

Внимание! Чем выше температура электролитического полирования, тем больше слой снимаемого металла.

Этот процесс, при котором снимается очень тонкий слой обрабатываемой поверхности, проходит с помощью жестких притиров, выполненных в форме образующей поверхности детали. Варианты — притир перемещается относительно детали или наоборот. Применяется обычно для идеального стыкования двух деталей между собой.

Хонингование

Это финишная операция после изготовления отверстий способами сверления, штамповки, литья. Она осуществляется специальным инструментом — хоном (хонинговальной головкой). В его состав входят: стержень и мелкозернистые круги или бруски (до 5 штук).

Станки для хонингования разделяются на две группы: вертикальные и горизонтальные. Головка осуществляет комплексное — вращательное и возвратно-поступательное — движение. С помощью этой операции можно устранить бочковидность, конусность, овальность.

Предварительные мероприятия перед хонингованием — растачивание, зенкерование, развертывание, шлифование.

Природные и синтетические абразивные материалы успешно применяются в следующих видах механической обработки:

• круглое шлифование – механическая обработка отверстий, сферических и цилиндрических поверхностей;
• бесцентровое шлифование – механическая обработка обоймы подшипников, наружных или внутренних поверхностей;
• плоское шлифование – механическая обработка вертикальных и горизонтальных поверхностей несложной геометрии;
• ленточное бесцентровое шлифование – обработка сложных профилей и других наружных поверхностей;
• разрезание – демонтаж и затоговительное производство;
• притирка – механическое притирание поверхностей;
• гидроабразивная обработка – струйная очистка различных поверхностей;
• ультразвуковая обработка – изготовление штампов и пробивка сквозных отверстий в металле;
• пескоструйная обработка – грубая очистка поверхностей от ржавчины, краски и других типов загрязнений;
• магнитно-абразивная обработка – очистка и шлифование материалов в магнитном поле с помощью намагниченного сыпучего абразива;
• хонингование – шлифование отверстий в металлических насосах, трубах, цилиндрах;
• полирование – устранение шероховатостей на поверхности;
• суперфиниш – сверхтонкая полировка готовых изделий из металла, стекла, камня и т.д.

Для вышеперечисленных типов обработки используются разные абразивные материалы. Шлифование, пескоструйная очистка и другие типы механической отделки позволяют добиться желаемой степени ровности и гладкости поверхностей.