Шлифовка металла: технология, режимы выполнения работ

20.05.2022

СОДЕРЖАНИЕ

Шлифовка металла является одной из финальных стадий обработки изделия. Она позволяет не только сгладить шероховатости, убрать острые грани и углы, но и вывести точный размер технологических отверстий. Правильно подобранные абразивы при необходимости доведут состояние поверхности до зеркального блеска.

Глубокие царапины при помощи шлифовки, конечно, не убрать, во всех остальных случаях абразивные материалы отлично справляются с поставленными задачами. Подробнее о способах шлифовки металла и используемых материалах и оборудовании читайте в нашем материале.

Принцип шлифовки металла

Шлифовка металла – это технологическая операция, при которой материал срезается при помощи абразивных кругов. Эти круги имеют пористую структуру, которая образована мелкими минеральными зернами, соединенными друг с другом посредством связки.

Острые грани зерен абразивного круга позволяют снять тонкий слой с металлического изделия, а благодаря равномерной обработке поверхность становится ровной и гладкой.

Принцип шлифовки металла

Шлифовку поверхности металла следует выполнять с учетом ряда особенностей и закономерностей. В первую очередь к таковым следует отнести то, что стружка снимается очень быстро.

Стандартная обработка характеризуется скоростью вращения шлифовальных кругов около 2000 м/мин, скоростная – около 3000 м/мин. Скорость обработки металла токарными станками в 30 раз ниже. Скорость взаимодействия зерен с металлическими поверхностями составляет 0,0001–0,00005 секунды.

Поверхность шлифовального круга состоит из большого числа беспорядочно расположенных зерен, режущая кромка которых различается по форме. Этим обусловлен мельчайший размер оставляемой стружки. Станок для шлифовки металла потребляет электроэнергию, в 5 раз большую по сравнению с работой фрезеровочной машины и в 10 раз большую по сравнению с токарным станком.

Различная форма и большое число зерен, а также мельчайший размер стружки, которая образуется при шлифовке поверхности металла, являются причиной выделения значительного количества теплоэнергии.

Изделия нагреваются – в частности, при обработке металлических деталей температура на участках соприкосновения может достигать 1000 градусов. Такой сильный нагрев приводит к изменениям свойств металлов – к примеру, повышается хрупкость стали. Необходимо охлаждать металлическое изделие и абразивный круг в процессе шлифования. Кроме того, важно верно определить припуск на обработку металла шлифовальным станком.

Читайте также: «Уровень качества сварного шва: методы контроля»

При шлифовке деталей из металла происходит измельчение некоторого количества зерен и стружки, их мелкие частицы застревают между сохранившимися зернами; в то же время другие зерна притупляются, и, как следствие, станку требуется большая рабочая мощность. Зерна могут выкрашиваться (частично или все), если прикладываемое усилие слишком велико по отношению к прочности абразивного материала или связки, сохраняющей целостность материала.

Выбор режима шлифовки металла

Режим шлифовки изделий из металла определяется в зависимости от шероховатости поверхности в результате воздействия, установленной точности, качественных особенностей абразивного круга – числа зерен, их связки, глубины врезания, а также от того, какой мощностью обладает главный привод шлифовального станка.

Выбор режима шлифовки металла

Режим обработки режущей поверхностью шлифовального круга зависит от скорости круга, глубины резания, скорости смещения непосредственно изделия, а также от наличия возможностей шлифовки с поперечной подачей. Показатель скорости круга (м/с) определяется исключительно его диаметром и возможностями шлифовальной машины.

В процессе шлифовки металла значение скорости круга постоянно. Чаще всего используют круг, диаметр которого является максимально допустимым для станка, при этом шпинделю задается максимальное число оборотов.

Скорость может быть ограничена из-за низкой прочности и жесткости машины или ее комплектующих, так как большие скорости приводят к появлению значительных вибраций, снижению точности и производительности, а также ускорению износа расходников.

При черновой шлифовке металла лучше настроить глубину резания, максимально возможную в соответствии с характеристиками зерна круга, шлифовального станка и обрабатываемого изделия. Однако следует помнить, что она не должна превышать 0,05 от зернистости круга (поперечной длины зерна). Если значение глубины шлифования будет выше допустимого для используемого круга, поры в короткий срок засорятся и инструмент потеряет свою работоспособность.

Глубина резания при шлифовке должна быть уменьшена, если изделия и материалы имеют низкую жесткость или на детали появились прижоги. При тонком шлифовании, характерном для отделочных работ, с целью повышения точности и класса обработки устанавливается невысокая глубина резания.

Чем большей твердостью и прочностью обладают материалы, тем меньшее значение глубины задается для их шлифования, ведь это позволяет затрачивать меньшую мощность.

Читайте также: «Сварка нержавейки электродом»

Оптимальный режим резания при осуществлении продольной подачи настраивается в зависимости от долей ширины круга. При черновом шлифовании за один оборот следует обеспечить контакт с 0,4–0,85 ширины круга. Продольная подача рекомендуется при контакте с не более чем 0,9 ширины круга, ведь в ином случае поверхность изделия не будет прошлифована полностью, на ней останутся спиральные полосы.

Плоское шлифование металла

По этой технологии плоские поверхности обрабатываются с помощью специального оборудования для шлифовки металла. Его функционал позволяет:

  • выполнять режущие движения;
  • подавать обрабатываемую заготовку;
  • осуществлять поперечную подачу детали на глубину шлифования;
  • выполнять прямолинейное движение изделия.

Иногда плоским шлифованием можно заменить фрезеровочную обработку.

Плоское шлифование металла

Проводить процесс можно двумя методами. В первом задействуется режущая поверхность круга для шлифовки, во втором – его торцевая часть.

Обработка периферией шлифовального круга проводится на оборудовании с невысокой мощностью – 7–15 кВт. Этот метод предполагает применение абразивных шлифовальных кругов с прямым профилем (ПП), наружный диаметр которых составляет от 17 см до 50 см, а высота – от 2 см до 7,5 см.

При необходимости провести обработку более широким инструментом для шлифовки металла возможно использование шлифовальных кругов с односторонней выточкой (ПВ), с двумя выточками (ПВД).

Читайте также: «Дуговая сварка в защитном газе: суть процесса»

Второй метод отличается высокой производительностью. Зачастую торцевую обработку выполняют при обдирочном шлифовании, когда требуется срезать значительный слой материала. При обработке торцевой частью используются следующие типы инструментов:

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

Торцевая обработка также проводится при глубинном шлифовании. В этом случае срез выполняется на максимально допустимую глубину, значение которой выше стандартов более чем в 10 раз.

Круглое шлифование металла

Обработка осуществляется при вращении изделия, закрепленного в центрах или патроне станка. Вращающийся шлифовальный круг снимает с детали металлическую стружу. Таким образом выполняют шлифовку валов и отверстий в форме цилиндра или конуса, ступенчатых и фасонных изделий.

Круглое шлифование металла

Выделяют универсальные и специальные станки для круглой шлифовки металла. Обработка может проводиться врезным либо продольным шлифованием.

Если длина детали больше ширины шлифовального круга, обработку выполняют с продольной подачей. Если поверхность изделия имеет размер, меньший или равный высоте круга, выполняют врезное шлифование.

Внутришлифовальная обработка

Один из основных видов обработки, который позволяет выполнить финишную шлифовку внутренних цилиндрических и конических поверхностей деталей. При этом способе шлифовальный круг помещают внутрь изделия. При этом заготовка может приводиться во вращение либо оставаться в одном положении.

Внутришлифовальная обработка

Внутренняя шлифовка металла осуществляется одним из трех способов:

  • С продольной подачей – в этом случае обеспечивается вращение абразивного круга и самой детали, при этом шлифовальную бабку выдвигают на необходимую глубину возвратно-поступательным движением.
  • С поперечной подачей, при которой между вращательной осью круга и осью обрабатываемого отверстия обеспечивается угол в 90 градусов.
  • С планетарным движением инструмента. Такое шлифование выполняется посредством вращения шпинделя одновременно вокруг собственной оси и вдоль оси отверстия.

Каким бы способом ни осуществлялось вращение изделия и инструмента, технологии внутренней шлифовки металла присущи общие особенности.

Высокая скорость вращения приводит к быстрому нагреву абразивного круга и заготовки. Для их охлаждения в процессе обработки следует использовать специальную жидкость.

Читайте также: «Контактная сварка»

Чтобы получить качественный результат, диаметр шлифовального круга должен быть меньше размера отверстия. От диаметра круга зависит частота настройки – чем он больше, тем реже придется настраивать инструмент.

При внутришлифовальной обработке следует применять круги большей мягкости, чем при наружном шлифовании.

Ленточное шлифование металла

Считается одним из самых прогрессивных методов шлифовки изделий из металла. Для обработки применяют абразивную ленту. По данной технологии выполняют промежуточное и финишное шлифование при изготовлении единичных деталей и серийном выпуске металлических изделий.

Ленточное шлифование металла

Среди ключевых достоинств ленточной шлифовки металла выделяют:

  1. высокую производительность;
  2. универсальность (подходит для обработки прямо и криволинейных поверхностей различной степени сложности);
  3. неизменную скорость;
  4. широкий диапазон изменения основных параметров настройки процесса.

Читайте также: «Сварка медных проводов: разбираемся в технологии»

Такой способ шлифовки металла позволяет одновременно воспользоваться плюсами плоской, бесцентровой и круглой шлифовки. За счет применения абразивных лент можно добиться высокого качества обработки изделий, имеющих сложные формы, большие габариты, а также выполненных из металлов и сплавов повышенной вязкости и мягкости.

Не менее популярные виды шлифования металла

  • Координатно-шлифовальный процесс. Операция высокой сложности, при которой применяют точный шпиндель и устройство, позволяющее перемещать шлифуемую заготовку в четком соответствии с нужными координатами. Координатно-шлифовальные станки оборудованы шпинделем, который позволяет проводить обработку с использованием абразивного круга диаметром от 3 мм. Технологию применяют для шлифовки сквозных участков профиля, а также деталей, имеющих уступы и углубления.
  • Резьбошлифование. Такой обработке подвергаются изделия, имеющие резьбовые соединения. Для шлифования на станок устанавливают круги с рабочей поверхностью, соответствующей профилю резьбы деталей. Данным способом можно обрабатывать внешние и внутренние поверхности.
  • Зубошлифование. Технология похожа на описанный выше способ, отличие заключается лишь в том, что выбор шлифовальных кругов осуществляют в соответствии с зубьями, а не с профилем резьбы.
  • Бесцентровое шлифование. При данном типе обработки изделие не фиксируется в центрах, а приводится в движение между шлифовальными кругами. Центральная часть машинки для шлифовки металла оборудована ножом, служащим для предотвращения выпадения или заклинивания заготовки. Для закрепления детали можно использовать магнит.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Такую технологию применяют при серийном выпуске изделий цилиндрической формы. Главное достоинство бесцентрового шлифования заключается в высокой скорости проведения операции. Шлифовка выполняется сразу двумя абразивными кругами, что делает этот метод более быстрым по сравнению с другими технологиями обработки.

Подбирать способ шлифовки металла следует с учетом особенностей технологического процесса и характеристик самого изделия. Хотя все типы обработки значительным образом различаются между собой, для них характерна одна общая особенность: шлифование предназначено лишь для незначительного изменения размеров изделия.

Шлифовка металла

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 1, Средняя: 5
5
5
1
1