Магнитно абразивная обработка реферат
Обновлено: 04.07.2024
Цель исследования реферата состоит в изучении абразивных материалов и их характеристик.
Задачами курсовой работы заключаются в изучении таких пунктов как: 1. Абразивные материалы 2. Виды абразивов и их производство 3. Свойства абразивов 4. Структура абразивных инструментов 5. Применение абразивных материалов 6. Промышленная безопасность 7. Охрана окружающей среды
Содержание
Введение…………………………………………………………………. 3
1. Абразивные материалы……………………………………………………4
2. Виды абразивов и их производство………………………………………6
3. Свойства абразивов……………………………………………………….14
4. Структура абразивных инструментов…………………………………. 16
5. Применение абразивных материалов……………………………………18
6. Промышленная безопасность…………………………………………….24
7. Охрана окружающей среды………………………………………………30
Заключение………………………………………………………………..35
Список использованных источников…………………………………. 36
Прикрепленные файлы: 1 файл
Реферат.doc
- Абразивные материалы……………………………………………………4
- Виды абразивов и их производство………………………………………6
- Свойства абразивов……………………………………………………… .14
- Структура абразивных инструментов…………………………………. 16
- Применение абразивных материалов……………………………………18
- Промышленная безопасность……………………………………………. 24
- Охрана окружающей среды………………………………………………30
Список использованных источников…………………………………. 36
Абразивные и алмазные инструменты широко применяются в машиностроении и приборостроении для шлифования, притирки, полирования деталей, а также для шлифования, заточки и доводки режущих и других инструментов с целью достижения высокой производительности, точности и низкой шероховатости обработки. Потребность в шлифовальных, заточных и доводочных инструментах очень велика.
Абразивным инструментом называется тело определенной геометрической формы, состоящее (или содержащее рабочий слой) из абразивных зерен, скрепленных между собой связкой. К абразивным инструментам относятся шлифовальные круги, шлифовальные головки, бруски, сегменты, абразивные ленты. Из всех перечисленных абразивных инструментов наибольшее распространение имеют шлифовальные круги.
Объектом исследования работы являются абразивные материалы.
Цель исследования реферата состоит в изучении абразивных материалов и их характеристик.
Задачами курсовой работы заключаются в изучении таких пунктов как:
- Абразивные материалы
- Виды абразивов и их производство
- Свойства абразивов
- Структура абразивных инструментов
- Применение абразивных материалов
- Промышленная безопасность
- Охрана окружающей среды
Основными источниками литературы были следующие авторы: Бластинг, Иноземцев, Г.Г, Моисеенко, Л.Е. Павлов, С.И. Диденко и другие авторы.
Работа состоит из введения, семи вопросов, заключения, списка литературы. Работа составляет 37 листов печатного текста. Содержит 1 таблицу.
Абразивные материалы (от фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.
Абразивные свойства камня используются человечеством с незапамятных времен. Позднее, добывание и обработка абразивных минералов стали предметом горных промыслов. Ни одна из отраслей промышленности не обходится без шлифования. В изготовлении шлифовального инструмента столетиями использовались, используются и сейчас такие известные виды природных абразивов как гранат, кремень, корунд или наждак.
Корунд является самым распространенным абразивным материалом, широко используемым в обработке металлов (происходит от англ. - corundum, заимствованным из тамильского языка - kuruntam, произошедшим в свою очередь из санскрита - curuvinda - рубин). Корунд - очень твердый кристаллический материал с большим содержанием оксида алюминия, белого цвета с розовыми или красными прожилками, означающими включения сапфира или рубина. Шлифовальные (наждачные) круги из корунда получают с помощью обтесывания (материал хорошо скалывается) и обтачивания еще более твердым абразивом, например из кремния. Природный корунд сослужил добрую службу промышленности до и несколько после внедрения искусственных материалов высокого качества, появившихся благодаря развитию электрометаллургии.
Абразивный материал, в современном представлении - это сыпучий материал, полученный путем дробления и рассева природных кристаллических минералов или искусственных (синтетических) материалов, подразделяющийся по способу применения на три основные группы:
- свободные абразивы (free abrasives)
- абразивы в связке (bonded abrasives)
- абразивные покрытия (coated abrasives)
Абразив(ы) и абразивный материал(ы) именуются так же: шлифовальные материалы, шлифовальное зерно, абразивное зерно, шлифзерно и т.п.
Свободные абразивы - абразивы, используемые в свободном виде, например, для пескоструйной обработки поверхностей, ручной обработки путем нанесения на салфетку или на обрабатываемую поверхность, а так же используемые в составе абразивных паст, гелей.
Абразивы в связке - формованные изделия из смесей абразивного, связующего материалов и наполнителей, с последующим отверждением или спеканием. Различают следующие виды связок: керамическая или стекловидная, смолянистая, вулканитовая и др.
Абразивные покрытия - абразивные зерна, нанесенные на поверхность полотняной основы, например, бумажной, тканевой, фибровой и др., и закрепленные на ее поверхности с помощью клеев и смол.
Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвёрдые, твёрдые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифовального зерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах или мешах. Пригодность абразивных материалов зависит от физических и кристаллографических свойств, особенно важное значение имеет их способность при истирании разламываться на остроугольные частицы. У алмаза это свойство максимальное. Выбор абразивного материала зависит от физических свойств обрабатываемого и обрабатывающего материала, а также от стадии обработки (грубая обдирка, шлифовка и полировка), причём твёрдость абразивного материала должна быть выше твёрдости обрабатываемого (за исключением алмаза, который обрабатывается алмазом). Твёрдость минерала сравнивается со шкалой твёрдости Мооса: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз. В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причём новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные.
Наиболее часто применяемые природные абразивы:
Корунд получают из природных корундовых и наждачных руд. Прежде, посредством обточки из корундовых камней формировали точильные и шлифовальные круги. С появлением искусственных материалов, природный корунд используется, в основном, в свободном виде. Шлифзерно добывают методом дробления и обогащения руд от примесей. Корундовые руды содержат Al2O3 не менее 40%, Fe2O3 - не более 3%. В состав руд помимо оксида железа входят различные оксиды и гидроксиды : андалузит, пианит, диаспор, кварц, слюды. Наждаки это мелкозернистые горные породы с содержанием Al2O3 - 10-30%, ассоциируемые с большим количеством магнетита, гематита и шпинели. Плотность природных корундовых абразивов - 3.90-4.12г/см3. Микротвердость - 17.7-23.5ГПа.
В природе гранат встречается в большом разнообразии, может быть бесцветным или наоборот - ярко окрашенным в цвета от красно-малинового до зеленого и черного. В исходных рудах содержание граната составляет 9-20%; обогащенный концентрат содержит до 90% граната. Плотность - 3.53-4.32г/см3. Микротвердость - 13.7-16.7ГПа. Гранат используется в шлифовальной шкурке и в качестве свободных абразивов для обработки стекла, камня, керамики. Именно этот материал используется для полирования кинескопов цветных телевизоров.
Алмаз: алмазоподобная кубическая аллотропическая форма элементарного углерода, добывается в коренных (кимберлитовые трубки) и россыпных месторождениях. Наиболее ценный по своим абразионным свойствам материал. Лучшим считается его чёрная разновидность — карбонадо (карбонат), добываемая в Бразилии и на острове Борнео. Второе место занимает борт — радиально-лучистая разновидность алмаза. На рынке под именем борта продаётся всякий непригодный для огранки алмаз. Из общего количества 20% карбонадо, 20% настоящий борт, остальное — алмазный порошок и осколки. Применяется при обработке твердого камня, а также для шлифовки и полировки самого алмаза.
Гранат: Природный минерал, состоит из: R 2+ 3 R 3+ 2 [SiO4]3, где R 2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+ — Al, Fe, Cr.
Инфузорная земля: осадочная горная порода, состоящая преимущественно из останков диатомовых водорослей. Химически кизельгур на 96 % состоит из водного кремнезёма (опала). Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.
Кварц: Кристаллическая двуокись кремния, один из наиболее дешевых и доступных абразивных материалов. В сухом виде вызывает силикоз. Использование только совместно с подачей воды. Кварц и кремень с раковистым изломом при раскалывании дают остроугольные частицы. Применяются в порошке для обработки мягких камней (мрамор), в пескоструйных аппаратах для обработки металла, для очистки камней в строительном деле и для изготовления шлифовальных шкурок. Из кремневых конкреций изготавливали шары для шаровых мельниц.
Корунд: Кристаллический оксид алюминия, то же и сапфир, добывается в россыпях и иногда в рудах. Добытая корундовая руда измельчается, обогащается и сортируется по величине зерна. Применяется в порошке и для изготовления из него искусственных кругов, брусков и шкурок.
Красный железняк: широко распространённый минерал железа Fe2O3. В особо чистых разновидностях применяется для полирования железа и стекла.
Мел: Карбонат кальция, для тонких видов абразивной обработки (притирка, полирование).
Наждак: Природный минерал, состоит из: корунда и магнетита — черного магнитного оксида железа Fe3O4
Пемза: пузыристое вулканическое стекло. Для шлифовки пригодна пемза с тонкими пластинками стекла, образующими перегородки между ячейками. Самая лучшая пемза — с острова Липари, близ Сицилии. Применяется для шлифовки дерева, мягких камней и металлов.
Полевой шпат: группа породообразующих минералов из класса силикатов. Большинство полевых шпатов — представители твёрдых растворов тройной системы изоморфного ряда К[АlSi3O8] — Na[АlSi3O8] — Са[Аl2Si2O8], конечные члены которой соответственно — альбит (Ab), ортоклаз (Or), анортит (An). В размолотом виде, наклеенный на полотно или бумагу, применяется в тех случаях, когда требуется мягкий шлифовальный материал.
Трепел: рыхлая или слабо сцементированная, тонкопористая опаловая осадочная порода. Применяется в виде тонкого порошка для полировки камня и металла.
Искусственные (синтетические) абразивные материалы производят из природных минералов, руд обогащенных и необогащенных, измельченных смесей (шихты) методом плавления в печах, охлаждения, дробления кусков расплава и рассева образовавшихся зерен по фракциям. Сырьем для производства искусственных абразивов служат руды и минералы, содержащие большое количество твердых кристаллов, таких как оксид алюминия (Al2O3) и кварц (SiO2).
Природным поставщиком оксида алюминия для производства абразивов являются бокситовые глины, содержащие не менее 60% Al2O3 (корунда). Температура плавления бокситов превышает 1400гр.С. Процесс требует энергии больше, чем способен выделить угольный кокс в обычных металлургических печах, поэтому плавка производится в электродуговых печах с использованием энергии электрической дуги. Эффект плавления может быть усилен магнитным полем в специализированных индукционных печах.
Т.к. получение искусственного корунда связано с использованием электрической энергии, материал получил название "электрокорунд".
Поставщиком кремния для синтезированных материалов является природный кварцевый песок. Получение абразивов производится путем плавления кварцевого песка в электропечах и взаимодействия с углеродом за счет добавления в расплав нефтяного кокса, в результате чего синтезируется материал - карбид кремния (SiC), синоним - карборунд.
Искусственные абразивы обладают большей твердостью по сравнению с природными, а применение добавок позволяет получить широкий спектр материалов с необходимыми свойствами для различных видов абразивной обработки.
Электрокорунд нормальный получают в электродуговых печах восстановительной плавкой шихты, состоящей из бокситов, углеродистого материала и чугунной стружки. Минералогическая основа бокситов - корунд Al2O3 (не менее 60%) и гексаалюминат кальция CaO*6Al2O3. В процессе восстановительных реакций примеси Fe2O3, SiO2, TiO2 переходят в ферросплавы, кроме CaO. Плотность - 3.85-3.95г/см3. Микротвердость - 18.9-19.6ГПа. Электрокорунд нормальный - широко распространенный материал, используемый для изготовления инструмента и шлифшкурки с различными типами связки. Используется и в свободном виде, для струйной обработки. Наиболее эффективен при обработке углеродистых сталей, в операциях шлифования, резки и обдирки.
Магнитно-абразивное полирование - это хорошо известный способ проведения финишной обработки, который позволяет получать высокое качество и чистоту обрабатываемой поверхности. Проведение данного вида обработки возможно применять для сложных рельефных и сложных фасонных поверхностей. В работе приведены некоторые особенности применения этой обработки.
Ключевые слова
Текст научной работы
Известно, что долговечность трущихся деталей в значительной степени зависит от качества обработки поверхностей. Наиболее часто в качестве финишной обработки поверхностей трения используют механическое полирование. В настоящее время свое развитие получает другой способ полирования — магнитно-абразивное полирование. По данной проблематике опубликовано значительное число работ, попробуем разобраться в преимуществах этого вида обработки.
Состояние поверхностей и приповерхностного слоя деталей и режущих инструментов в значительной мере определяют их эксплуатационные свойства. Для изделий и инструментов, к которым предъявляются требования долговечности и надежности, важны такие характеристики поверхности, как: коэффициент трения, длительность приработки, износостойкость, наличие дефектов в виде микротрещин, внутренние остаточные напряжения, коррозионная стойкость. Для других изделий могут оказаться важными светоотражательные свойства поверхности, ее способность поглощать газы и атомные частицы, электрическая и магнитная проводимость поверхностного слоя [1].
Одним из перспективных методов финишной обработки инструментов является метод магнитно-абразивного полирования (MAП). Полирование в магнитном поле позволяет получить высококачественные, высокоточные сферические, сферические и плоские поверхности оптических изделий, в том числе: поверхности тонких линз и деталей микро-оптики [2].
Сущность метода: магнитно-абразивный порошок располагается между полюсами электромагнитов, создавая режущий инструмент в виде своеобразной "полирующей щетки". При движении заготовки через рабочую зону порошок оказывает давление на деталь в каждой точке поверхности, что приводит к съему металла и сглаживанию микронеровностей. В роли связки абразивных зерен используется магнитное поле, обладающее упругими силами воздействия на единичные зерна. Причем степень упругости этой связки легко регулируется изменением напряженности магнитного поля, обеспечивая различные этапы обработки (черновое, чистовое полирование). Тем самым МАП может приближаться к шлифованию свободным или связанным абразивом, позволяя использовать преимущества первого или второго в одном рабочем цикле.
В общем случае при магнитно-абразивной обработке (МАО) инструментов в качестве основной рабочей среды используется ферроабразивный порошок (ФАП). Большинство технологических процессов МАО реализуется с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), существенно повышающих эффективность обработки.
Однако применение энергии магнитного поля в технологических целях является сложной научной и технической задачей. Наряду с использованием положений теоретического и прикладного электромагнетизма, а также электротехники потребовалось проведение комплексных исследований для определения наиболее оптимальных условий функционирования магнитного поля. Для более углубленного изучения топографии магнитного поля, его динамических, кинематических и других характеристик необходимо создание наиболее оптимальных параметров устройств, генерирующих магнитное поле [3].
Одним из новых перспективных способов отделочной обработки является магнитно-абразивное полирование (МАП), позволяющее на разнообразных по физико-механическим свойствам материалах (сталях, твердых сплавах, цветных металлах и сплавах, стекле и других неметаллах) получать низкие параметры шероховатости поверхности с высотой микронеровностей 0,05-0,4 мкм и благоприятными для эксплуатации другими характеристиками. Роль режущего инструмента при МАП выполняют магнитно-абразивные порошки, обладающие одновременно высокими магнитными и режущими свойствами. Гамма таких порошковых материалов создана в СССР и изготовляется промышленным способом. Силы резания создаются с помощью магнитного поля, воздействующего на зерна магнитно-абразивного порошка, размещенного между полюсами магнитного индуктора и обрабатываемой поверхностью.
Сущность МАП заключается в том, что обрабатываемой поверхности детали или порошку с магнитными и абразивными свойствами, помещенными в магнитное поле, сообщают принудительное движение относительно друг друга. Съем металла осуществляется в результате силового воздействия порошка на поверхность детали и указанных относительных движений.
Многообразие геометрических форм поверхностей, требующих отделочной обработки, и широкие возможности магнитных полей, способных выполнять в процессе абразивной обработки различные функции, привели к созданию различных схем магнитно-абразивного полирования. В частности существуют некоторые схемы полирования деталей. В этом случае магнитное поле формирует из порошковой ферромагнитной абразивной массы 3 своеобразный режущий инструмент, воспроизводящий форму обрабатываемой поверхности, и создает нормальные и тангенциальные силы, прижимающие зерна порошка к детали 1 и удерживающие их в рабочем зазоре. Движения резания обрабатываемой детали сообщаются обычным электромеханическим способом. Кроме вращения детали, являющегося в этой схеме главным движением резания, детали или полюсам электромагнитов 2 может быть сообщена осцилляция вдоль оси вращения.
Силы резания независимо от схемы полирования создаются магнитным полем, а величина и направление этих сил определяются напряженностью и структурой поля в рабочем пространстве.
На величину сил резания можно влиять, изменяя силу тока в обмотках электромагнитов, величину зазоров между деталью и полюсами электромагнита, а также структуру поля в рабочем пространстве, которая в известной мере определяется конфигурацией полюсов электромагнитов и размерами межполюсного пространства.
Особенностями магнитно-абразивного полирования являются устранение динамических нагрузок абразивных зерен при резании абразивным инструментом и появление в результате этого вспышек высоких критических температур в локальных зонах обрабатываемой поверхности, отсутствие трения связки о детали и резкое уменьшение общей температуры резания, отсутствие необходимости периодической фасонной правки абразивного инструмента и отсутствие вообще необходимости изготовления абразивного инструмента на жесткой связке.
Характеристика процесса уплотнения и переформирования магнитно-абразивного инструмента и его элементов при магнитно-абразивной обработке деталей с немагнитных материалов цилиндрической формы различных размеров. Обработка консольно-закрепленных деталей.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.03.2016 |
| Размер файла | 827,9 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.
Подобные документы
Исследование истории развития магнитно-импульсной обработки металлов. Определение основных параметров процесса магнитно-импульсной сварки. Изучение технологии и оборудования магнитно-импульсной сварки. Классификация и методы контроля сварных соединений.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 20.12.2013
Физические основы магнитно–импульсной штамповки. Оборудование для штамповки взрывом, электрогидравлической, магнитно-импульсной штамповки и ударной штамповки. Оснастка, инструменты и условия обработки при магнитно–импульсной и гидровзрывной штамповке.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.09.2015
Выбор материала для изготовления деталей измерительных приборов с постоянством размеров при температурах -100…+100 °С. Описание ферромагнетиков, инварных сплавов. Химический состав и свойства материала 36Н. Особенности магнитно-твёрдых материалов.
реферат [496,4 K], добавлен 30.10.2013
Анализ способов получения конический деталей в различных отраслях машиностроения: механической обработки, ротационного выдавливания, штамповки взрывом. Существующие программные комплексы для моделирования процессов магнитно-импульсной обработки металлов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.06.2013
Физические аспекты магнитно-импульсной обработки металлов. Устранение вмятин в листовых металлах силами магнитно-импульсного притяжения. Оценка предельных давлений, необходимых для устранения вмятин на поверхности листовых металлов автомобильных кузовов.
презентация [3,8 M], добавлен 13.01.2011
Исследование снижения энергоемкости операций магнитно-импульсной штамповки трубчатых заготовок по схеме обжима путем научно обоснованного выбора геометрии спирали индуктора-концентратора и управления процессом разряда магнитно-импульсной установки.
дипломная работа [5,4 M], добавлен 14.10.2009
Ознакомление с назначением и геометрическими параметрами шлифовальных кругов; их общие характеристики - зернистость, твердость, связка. Описание структуры абразивного инструмента. Рассмотрение основных условий самозатачивания плоскошлифовального станка.
Возросшая потребность в абразивных инструментах повлекла за собой значительное расширение абразивной промышленности, строительство новых и реконструкцию действующих абразивных заводов, которые оснащались главным образом за счет использования оборудования, применяемого в родственных отраслях промышленности.
Поворотным пунктом в создании специализированного оборудования для абразивной промышленности явились постановления правительства в 1960 и 1961 гг., в результате которых на абразивные заводы начало поступать новое высокопроизводительное оборудование.
Содержание
1. Введение 3
2. Абразивная обработка 4
2.1. Основы абразивной обработки 6
2.1.1. Гибкие инструменты 7
2.1.2. Жесткие инструменты 8
3. Полирование на абразивную обработку 9
3.1. Сущность полирования 10
3.2. Требования к поверхности 11
3.3. Основные методы механического полирования 12
4. Шлифование на абразивный инструмент 13
5. Струйная, экструзионная и турбоабразивная обработки 16
5.1. Струйная очистка поверхностей с применением абразивов 16
5.1.1. Струйная очистка стали 17
5.1.2. Профиль поверхности 18
5.2. Экструзионно-абразивная обработка 20
5.3. Турбоабразивная обработка. 21
6. Виброабразивная обработка 24
7. Заключение 26
8. Список литературы 27
Работа состоит из 1 файл
абразивы.docx
Различные объяснения механизма процесса полирования можно свести к следующим трем направлениям:
1) механическое полирование – когда механизм процесса объясняется съемом микронеровностей с поверхностного слоя, а ход процесса – такими механическими свойствами материала, как твердость и пластичность;
2) физическое полирование – когда основными причинами, определяющими процесс полирования, считают температуру плавления и теплопроводность полируемого материала;
3) химическое полирование – когда процесс полирования объясняется в основном съемом оксидных пленок, постоянно образующихся под действием окружающей среды. Основываясь на практических наблюдениях, можно заключить, что процесс полирования представляет собой комплекс механических, физических, электрических и химических явлений, которые тесно связаны и взаимосвязаны, и раздельно изменяются в большую или меньшую сторону в зависимости от рода полируемого материала, полировального инструмента, режимов обработки и внешней среды.
3.1. Сущность полирования
Задачей процесса полирования является устранение следов предшествующей обработки и различных поверхностных неровностей (штрихов, царапин, неглубоких раковин и других дефектов) с целью получения гладкой поверхности, обладающей высокой способностью отражения света. Наиболее широко применяется полирование при подготовке поверхностей под гальванопокрытие, а также, для придания деталям блеска после гальванирования. Этого можно достичь и другими методами обработки, такими, как хонингование, доводка, суперфиниширование, но эти процессы требуют специального, достаточно сложного оборудования, правильно подобранных инструментов и режимов, и оправдывают себя тогда, когда кроме качества обработанной поверхности требуется обеспечить и заданную точность. Поэтому для улучшения внешнего вида обработанных поверхностей широкое распространение получило полирование, так как оно выполняется на очень простых станках, причем полировальный инструмент можно легко сделать в любых условиях из войлока, кожи, ткани и других материалов. Широко внедряется обработка деталей в виброконтейнерах. Съем металла при полировании как правило составляет 0,01 – 0,03 мм. При полировании, называемом глянцеванием, снимаемый с деталей слой измеряется в долях микрона. Инструментом для такой обработки служат фетровые или хлопчатобумажные круги, на которые нанесен слой тонкой пасты. Зеркальную поверхность можно получить при полировании деталей пастой из окиси хрома (тонкая полировальная паста ГОИ), крокуса или трепела. Полированием обрабатывают любые металлы и сплавы различной твердости – от алюминия до закаленной стали и чугуна и от нержавеющей стали до золота и платины.
Различают два вида полирования: черновое (предварительное) и чистовое (окончательное). Черновое полирование используется для механического удаления неровностей поверхности с помощью свободных (незакрепленных) или закрепленных посредством клея абразивных зерен на рабочей поверхности эластичных кругов и лент. Чистовое полирование осуществляется свободными мелкозернистыми абразивными порошками или мягкими эластичными кругами и лентами с нанесенными на них тонкими полировальными пастами, содержащими кроме мелких полировальных порошков поверхностно активные вещества.
3.2. Требования к поверхности
На поверхности пред полированием не допускаются никакие дефекты. Глубокие риски и раковины, легко обнаруживаемые в начальной стадии полирования, необходимо устранить с помощью мелкозернистых шлифовальных кругов или абразивных лент и только после этого продолжить цикл полирования. Полирование обычно начинают на участках наиболее вероятного нахождения дефектов. Например, при полировании сварных труб обработку надо начинать с продольного шва, так как в нем чаще всего встречаются раковины и трещины. Необходимое качество поверхности полируемой детали достигается в несколько переходов с последовательным уменьшением зернистости абразива полирующего инструмента. Для уменьшения расхода абразива и повышения производительности полирование осуществляют с наименьшим числом переходов. На количество переходов, а следовательно, и на время полирования оказывает значительное влияние исходная шероховатость поверхности. Чем лучше подготовлена поверхность под полирование, т. Е. чем выше класс исходной чистоты поверхности, тем меньше переходов потребуется при полировании и тем быстрее будет обработка.
3.3. Основные методы механического полирования
Механическое полирование выполняется эластичными кругами, абразивными лентами, струей абразивной жидкости (гидрополирование), во вращающихся барабанах и виброконтейнерах, а также специальными полировальниками. Наиболее распространенным является способ полирования деталей эластичными кругами. Он отличается простотой применения, универсальностью, но не обеспечивает высокой производительности, но для домашних условий это самый оптимальный способ. Самыми производительными методами полирования можно считать полирование во вращающихся барабанах и виброконтейнерах. Полирование в виброконтейнерах получило наиболее широкое распространение в промышленности, особенно в условиях массового и крупносерийного производства.
Шлифование – процесс резания металлов с помощью абразивного инструмента, режущим элементом которого являются зерна. Зерна, обладающие высокой твердостью, теплоустойчивостью и острыми кромками, соединены специальными связующими веществами в шлифовальные круги, сегменты, головки, бруски и шкурки; применяют зерна и в виде паст и порошков.
Выступающие зерна (рисунок 1) абразивного материала, прочно закрепленные в шлифовальном круге связующим (цементирующим) веществом, при вращении круга с большой скоростью (до 80 м/с) срезают (царапают) слой металла с заготовки в виде очень мелкой стружки. Большое число стружек (до сотни миллионов в минуту) и их малая толщина (несколько микрон) обусловливаются малым размером самих режущих зерен-резцов и большим количеством зерен, одновременно участвующих в резании (царапании). Вследствие малого сечения среза и большой скорости резания шлифование обеспечивает высокую точность (2 – 1-й класс) и малую шероховатость обработанной поверхности (7 – 12-го класса), а поэтому этот процесс чаще является окончательной (отделочной) операцией. Однако шлифование успешно применяют и для снятия больших объемов металла, заменяя обработку заготовки резцом или фрезой.
Рисунок 1. Схема работы абразивных зерен
Процесс стружкообразования при шлифовании приближается к резанию, осуществляемому зубом фрезы. Несмотря на малые размеры срезаемого слоя, получаемая при шлифовании стружка имеет то же строение и вид, что и стружка, получаемая при фрезеровании. Здесь также имеют место упругое и пластическое деформирование, тепловыделение, упрочнение, износ и др. Но так как не все зерна одинаково участвуют в работе, то наряду с нормальной (мелкой) стружкой при шлифовании получается еще и металлическая пыль, которая при высокой температуре спекается. Высокая температура при шлифовании (до 1000 – 1500° С) возникает в результате наличия у зерен разнообразной, неправильной геометрии режущей части (отрицательного переднего угла) и большой скорости резания. С увеличением износа зерен температура при шлифовании повышается, что может вызвать деформацию детали, прижог, структурные изменения и трещины на обработанной поверхности. Для снижения температуры при шлифовании сталей применяют обильное (10 – 60 л/мин) охлаждение. Смазочно-охлаждающие жидкости способствуют также удалению абразивной и металлической пыли из воздуха и очищению пор круга от продуктов отхода, повышают производительность и уменьшают шероховатость обработанной поверхности; снижается и размягчение связки круга, которое получается' вследствие нагрева.
При шлифовании заготовок из сталей наибольшее распространение имеют следующие смазочно-охлаждающие жидкости:
1) 1%-ный раствор кальцинированной соды и 0,15%-ный раствор нитрита натрия;
2) 2%-ный водный раствор мыльного порошка;
3) 5 – 7%-ный водный раствор эмульсола;
4) 3,5%-ный водный раствор нейтрального эмульсола на основе олеиновой кислоты. При шлифовании заготовок из алюминия применяют керосин или керосин с добавкой минеральных масел. Заготовки из чугуна и меди часто шлифуют без охлаждения, но при этом желательно наличие пылеотсосов.
Наряду с общими явлениями, присущими и другим видам обработки металлов резанием, процесс шлифования имеет особенности:
1) режущая кромка шлифовального круга не сплошная, а прерывистая, так как зерна отстоят друг от друга на некотором расстоянии;
2) зерна шлифовального круга неправильной, округленной в вершинах геометрической формы, произвольно расположены в круге, что является причиной отрицательного и непостоянного значения переднего угла;
3) вследствие пирамидальной и округленной формы режущей части зерна возникает сложная зависимость между глубиной и шириной впадины, образуемой на обработанной поверхности каждым зерном-резцом;
4) в процессе работы шлифовальный круг может самозатачиваться, т. е. под действием повышенной нагрузки на затупленное зерно последнее может расколоться или чаще всего выкрошиться из связки, обнажив новые острые зерна, которые и будут продолжать резание;
5) вследствие округления вершины зерна и нулевой толщины среза в момент, предшествующий царапанию – срезанию (т. е. при врезании), зерна подвергаются большому трению о поверхность резания, образованную впереди идущими зернами-резцами)
6) процесс снятия стружки зерном происходит за короткий промежуток времени (0,0001 – 0,00005 с). Эти особенности делают процесс резания при шлифовании более сложным, чем при других видах обработки, и создают большие трудности как при теоретическом, так и экспериментальном его исследовании.
5.1. Струйная очистка поверхностей с применением абразивов
Широко известный недостаток железа и стали, заключается в том, что эти материалы ржавеют, то есть поддаются одной из форм коррозии. Для того, чтобы продлить срок службы дорогого оборудования и создать условия для оптимальной отдачи от капиталовложений, железные и стальные части конструкций обычно подвергаются антикоррозийной обработке с помощью нанесения на них одного или нескольких защитных слоев краски и других материалов. Перед нанесением защитного слоя необходимо провести тщательную обработку поверхности с целью получения наилучшего сцепления краски с поверхностью. Одним из наиболее эффективных методов подготовки поверхностей является струйная очистка с применением абразивов. Другими методами предварительной обработки поверхностей являются, например, очистка ручная и механическая, термическая очистка и очистка с применением химических препаратов. (травление). Последние вышеупомянутые методы имеют различные недостатки, варьирующиеся от получения недостаточной степени чистоты поверхности до нанесения ущерба здоровью человека и окружающей среде.
Тщательная предварительная обработка поверхности очень важна. Даже самые лучшие методы нанесения защитных покрытий по своему действию никогда не превосходят значение качества предварительной обработки поверхности. В большинстве случаев причиной преждевременного выхода из строя защитных покрытий является недостаточная или не соответствующая требованиям предварительная подготовка поверхностей.
Кроме железа и стали, различным формам коррозии подвергаются также и другие материалы. Поэтому струйная очистка и окраска проводятся не только на металлических, но и на бетонных и каменных поверхностях (памятники, фасады домов и т. д.), поверхностях из синтетических и других материалов. В некоторых случаях струйная обработка проводится в декоративных целях, например на поверхностях из стекла, хрусталя, нержавеющей стали и т. д.
5.1.1. Струйная очистка стали
Во время струйной очистки абразив (обычно твердый, гранулированный материал) с большой силой выдувается (обработка под прямой струей) или выбрасывается (дробемётая обработка) на обрабатываемую поверхность. Цель подобной обработки подготовить поверхность таким образом, чтобы обеспечить оптимальное сцепление наносимого затем защитного покрытия с поверхностью. На эффективность защитных покрытий влияют следующие известные принципиальные факторы:
Читайте также: