Реферат на тему полирование

Обновлено: 02.07.2024

Полирование относится к окончательным операциям технологических процессов, которые выполняются на предварительно обработанных поверхностях. Подобной отделочной обработке могут подвергаться металл, камень или стекло. Наиболее часто полирование используется для металлических поверхностей, особенно это касается сталей.

Для того чтобы обеспечить большую защищенность стального изделия ее покрывают слоем защитного материала, которым может быть слой хрома или алюминия, или слой кремния или оксида. Помимо этого для придания устойчивости могут обрабатывать определенным образом, а именно шлифовать или полировать.

Полирование представляет собой процесс обработки материалов, среди которых черные и цветные сплавы, до получения гладкой поверхности, имеющей зеркальный блеск. Отражающая свет поверхность получается в результате того, что глубина неровностей полированной поверхности меньше, чем длина волн видимого спектра.

Для полирования используются самые различные материалы, которые носят название абразивные. Выбор абразива определяется, исходя из свойств обрабатываемого материала. Также для обеспечения требуемого качества нужно выбирать определенные режимы и условия обработки.

Многие считают, что полирование и шлифование металлической или какой-либо другой поверхности является одним и тем же процессом. Однако отличие все же есть. Одним из них является использование более тонкого абразива, который оставляет и очень мелкие риски. Такие дефекты невозможно заметить невооруженным взглядом. Однако это не единственное отличие двух способов обработки друг от друга. В некоторых случаях при полировании тончайший наружный слой материала, снимаемый в процессе обработки, под воздействием высокой температуры, образующейся в результате процесса резания, и давления инструмента плавится и как бы размазывается по поверхности. В результате чего сглаживаются все неровности и приобретается гладкость и зеркальность.

Требования к поверхности

Перед тем, как осуществить такую отделочную операцию, как полирование, поверхность нержавеющей стали необходимо подготовить, а именно устранить все ее недостатки. Дефектами являются раковины и риски. Такие недостатки довольно легко обнаружить на самой начальной стадии полирования металлической поверхности. Они устраняются при помощи мелкодисперсной абразивной ленты или круга, после чего можно продолжить отделку поверхности.

Полирование чаще всего начинают на тех участках, где наиболее вероятно есть дефект. К примеру, при работе с трубами, изготовленными из металлического листа сварным способом, обработку следует начинать с продольного шва. Именно в этом месте с наибольшей вероятностью можно обнаружить трещину или раковину. Требуемое качество металлической поверхности отделываемой детали достигается при помощи нескольких проходов, совершаемых абразивным инструментом.

Чтобы уменьшить расход абразива и повысить эффективность полирования, назначается минимальное количество проходов. На число требуемых для обеспечения определенного качества поверхности проходов оказывает значительное влияние такой фактор, как исходная шероховатость. Другими словами для упрощения процесса полирования и уменьшения износа инструмента необходимо, чтобы на предыдущих операциях деталь была обработана с максимально возможной чистотой.

Такая отделочная операция используется не только для придания поверхности детали, изготовленной из нержавеющей стали, превосходного внешнего вида и безупречной гладкости, но и для того, чтобы подготовить изделия к следующему этапу отделки, а именно нанесению гальванического покрытия, которое благодаря этому ляжет ровно.

Полирование нельзя назвать самым точным способом финишной отделки поверхности, однако оно получило большое распространение благодаря тому, что его можно выполнять с использованием самых простых станков и инструментов, рабочими, не имеющими высокой квалификации. Все это дает возможность значительно снизить стоимость производства детали.

Различают два этапа полирования:

• Черновой, он же предварительный;

• Чистовой, также называемый окончательным.

Предварительное полирование предполагает механическое удаление неровностей поверхности, осуществляемой при помощи свободных (незакрепленных при помощи клейкого состава) или закрепленных клея крупных абразивных зерен.

Окончательное полирование производится с использованием мягких лент и кругов, на которые наносятся специальные пасты, содержащие в своем составе мелкодисперсные частицы, а также свободных абразивных зерен, содержащихся в порошке.

Воздействие на металл при осуществлении полирования можно условно разделить на три вида:

• Механическое. В этом случае зеркальная поверхность на изделии из нержавеющей стали образуется путем съема верхушек микронеровностей и уменьшения глубины впадины. Все это обеспечивается пластичностью и твердостью обрабатываемого и обрабатывающего материалов;

• Физическое. Именно в этом случае происходит расплавливание отделяемого материала и его размазывание по металлу. В этом случае выбор абразива зависит от температуры плавления и теплопроводности обрабатываемого материала;

• Химическое, когда сам процесс осуществляется путем съема оксидных пленок. Слой оксида образуется в результате воздействия окружающей среды.

Основываясь на практике, можно с полной уверенностью сказать, что процесс полирования являет собой комплекс электрических, механических, физических, и химических процессах, которые связаны между собой. Исходя из технических характеристик обрабатываемого материала, вида используемого инструмента, внешней среды, которая не только будет поддерживаться во время обработки, но и в которой будет эксплуатироваться изделий из нержавеющей стали, и определяется преобладание того или иногда процесса при финишной обработке.

Основные способы механического полирования

Механическое полирование осуществляется при помощи эластичных кругов, лент со специальным напылением, струей абразивной жидкости (данный процесс носит название гидрополирование). На поверхность подобных абразивных инструментов наносится специальное покрытие, которое и удаляет материал при вращении инструмента или детали. Лента или круг закрепляется в специальном приспособлении, также в приспособлении закрепляется и деталь. С течением времени слой абразива стирается, в результате чего необходимо или менять инструмент или наносить покрытие снова.

Круги и ленты используются для полирования деталей относительно несложной формы и обладающих большими габаритами. Такими деталями могут быть валы, корпуса и т.д. Полирование при помощи кругов и лент является универсальным способом, что и объясняет его распространенность, однако он не отличается производительностью. Так что данный способ характерен для мелкосерийного и штучного производства, а инструмент устанавливается на универсальное оборудование.

Гидрополирование осуществляется при помощи жидкости, в которую добавляется специальный порошок. Подобный способ используется для полирования поверхностей сложной формы, которые имеют участки недоступные для отделочной обработки другими инструментами.

Также деталь при полировании может быть помещена во вращающийся барабан и вибрирующий контейнер. Данное оборудование заполняется сыпучим абразивом, который при вибрации или вращении перемешивается и воздействует, таким образом, на поверхность помещенной вовнутрь детали или деталей. Подобный способ финишной отделки металлической поверхности используется при производстве изделий небольшого размера, к примеру, колец. Данный способ отличается высокой производительностью, в результате чего вибрирующие контейнеры и барабаны используются в крупносерийном и массовом производстве.

Физическое полирование, как уже сказано выше, предполагает плавление снимаемого металла. Данный способ подходит для относительно мягких сталей, которые имеют низкую температуру плавления. В этом случае обработка производится абразивным инструментом устойчивым к температурному воздействию. К нему не прилипает расплавленный металл. Для данного вида полирования подбираются особые режимы обработки, в процессе которых выделяется большое количество тепловой энергии, в результате чего и происходит плавка снимаемого слоя. Оно не отличается высокой производительностью и точностью. Так что его используют только если необходимо получить зеркальную поверхность и только для неответственных деталей.

Данный способ является наиболее производительным, из представленных. В этом случае обрабатываемые детали погружаются в бак, наполненный специальным раствором, который путем удаления пленок оксида с поверхности уменьшает высоту и глубину микронеровностей. Таким образом, изделие приобретает гладкость и блеск. В процессе полирования необходимо перемешивать раствор, чтобы убрать пузырьки газа, которые образуются в процессе удаления оксидного слоя.

Преимуществом химического полирования можно назвать его производительность, а недостатком вредность и высокую стоимость.

Химическое и электрохимическое полирование принципиально отличаются от механического полирования. Обработанные этими методами полирования детали также приобретают блеск, привлекательную и гладкую поверхность. Химическое и электрохимическое полирование осуществляется растворами, содержащими активные добавки.

Файлы: 1 файл

электро -хим Реферат новый.docx

Химическое и электрохимическое полирование

Химическое полирование

Химическое полирование заключается в том, что обрабатываемую деталь погружают на некоторое время в сосуд с химически активным раствором, где в результате возникающих химических и местных электрохимических процессов происходит растворение металла. Шероховатость поверхности уменьшается или совсем устраняется, при этом обработанная поверхность приобретает блеск. Все процессы химического полирования сопровождаются бурным выделением газов и паров кислот или щелочей.

В процессе полирования рекомендуется перемешивать раствор или встряхивать детали в емкости. Это дает возможность устранять скопление пузырьков газов на отдельных участках деталей, так как пузырьки газов понижают качество полирования. Одним из главных преимуществ химического полирования является его простота. Для получения требуемого результата достаточно обрабатываемую деталь на несколько минут погрузить в соответствующий раствор, без применения электрического тока, без механического воздействия. Метод не требует сложного оборудования.

К недостаткам такого полирования относится сложность корректирования (поддержание точных соотношений всех элементов в растворе путем добавления израсходованного элемента) растворов и малый срок их службы. Применяемые растворы чрезвычайно опасны для здоровья человека, и в домашних условиях без соответствующей подготовки проводить такое полирование нельзя. Блеск поверхности получается меньше, чем при электрохимическом полировании. Химическому полированию подвергаются в основном латунные или алюминиевые детали сложной конфигурации и небольших размеров, которые не требуют зеркального блеска.

Электрохимическое полирование

Электрохимическим полированием называется процесс отделки поверхности металлов, приводящий к уменьшению шероховатости и появлению зеркального блеска электрохимическим способом.

Для осуществления электрохимического полирования обрабатываемую деталь, являющуюся анодом (т.е. электродом, соединенным с положительным полюсом источника тока), надо поместить в ванну с электролитом. Вторым электродом служат катоды, изготовленные из меди. На схеме показано протекание процесса электрохимического полирования. Благодаря специально подбираемому составу электролита и создаваемым условиям (образование пленки 2 повышенного сопротивления) растворение осуществляется неравномерно. В первую очередь растворяются наиболее выступающие точки 3 (выступы), вследствие чего шероховатость уменьшается, а затем исчезает, и поверхность детали становится гладкой и блестящей. Избирательное растворение торчащих элементов протекает с одновременным получением блеска.

Удаление крупных выступов 3 называется макро-полированием, а растворение микроскопически малых неровностей 4 - микро-полированием. Если макро- и микро-полирование протекает одновременно, то поверхность приобретает гладкость и блеск. В ряде случаев эти качества могут быть несвязанными друг с другом, т.е. блеск может достигаться без сглаживания, а сглаживание - без блеска.

В процессе электрохимического полирования на поверхности анода (полируемой детали) образуется окисная или гидроокисная пленка. Если эта пленка равномерно покрывает поверхность, то она создает условия, необходимые для протекания микро-полирования. Внешняя часть этой пленки непрерывно растворяется в электролите. Поэтому для успешного проведения процесса необходимо создания условий, в которых существовало бы равновесие между скоростями образования окисной пленки и скоростью ее химического растворения с тем, чтобы толщина пленки поддерживалась неизменной. Наличие пленки обусловливает возможность обмена электронами между полируемым металлом и ионами электролита без опасности местного разрушения металла агрессивным электролитом.

Макро-полирование также является процессом, зависящим от наличия прианодной пленки. Будучи более толстой в углублениях и более тонкой на выступах, эта пленка способствует их ускоренному растворению, так как на выступах создается более высокая плотность тока, а электрическое сопротивление над ними меньше, чем над углублениями.

Эффективность действия пленки увеличивается с повышением ее внутреннего сопротивления. Электролиты, содержащие соли слабодиссоциирующих кислот или комплексные соли, повышают сопротивление пленки.

Кроме действия прианодной пленки на течение процесса электрохимического полирования влияют и другие факторы, в частности механическое перемешивание электролита (или движение анода), благоприятствующие утончению пленки за счет ее растворения или уменьшения толщины диффузионного слоя. Электролиты некоторых составов функционируют нормально только при нагреве. Общим правилом является то, что повышение температуры снижает скорость нейтрализации и повышает скорость растворения прианодной пленки.

Существенными факторами, влияющими на течение процесса электрохимического полирования, являются также плотность тока и напряжение.

На рисунке показана типичная зависимость плотности тока от напряжения в ванне при электрохимическом полировании.

На участке АБ повышение плотности тока почти пропорционально увеличению напряжения. На участке БВ режим нестабилен, наблюдается колебание тока и напряжения. Предельный ток, соответствующий участку ВГ, характеризует процесс формирования на аноде пассивной пленки. При этом повышение напряжения в довольно широком интервале не сопровождается изменением плотности тока. По достижении напряжения, соответствующего точке поворота Г на кривой, начинается новый процесс - образование газообразного кислорода.

В зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла полирование ведут при режимах соответствующих различным участкам кривой. Так, полирование меди в фосфорной кислоте ведут при режиме предельного тока, когда не происходит образования кислорода.

Химическое полирование деталей из углеродистой стали. Химическое полирование деталей из углеродистой стали можно выполнять в различных растворах. Один из них (в вес. %): 15-25% ортофосфорной кислоты, 2-4% азотной кислоты, 2-5% соляной кислоты, 81-60% воды. Режим работы: рабочая температура 80° С, выдержка 1-10 мин. В данном растворе производят также полирование нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из стали выполнят также в следующем растворе: 25 г щавелевой кислоты, 13 г пергидроли, 0,1 г серной кислоты, до 1 л воды. Режим работы: рабочая температура 20° С, выдержка 30-60 мин.

Химическое полирование деталей из нержавеющей стали. Химическое полирование деталей из нержавеющей стали марки Х18Н9Т выполняют в растворе следующего состава: 40 см3 азотной кислоты, 70 см3 соляной кислоты, 230 см3 серной кислоты, 10 г/л столярного клея, 6 г/л хлористого натрия, 6 г/л красителя кислотного черного. Режим работы: рабочая температура 65-70°С, выдержка 5-30 мин.

Химическое полирование деталей из алюминия и его сплавов. Для полирования мелких алюминиевых деталей используют следующий состав раствора: 60 см3 ортофосфорной кислоты, 200 см3 серной кислоты, 150 см3 азотной кислоты, 5 г мочевины. Режим работы: рабочая температура 100- 110° С, выдержка 15-20 с. Полирование деталей из алюминиево-магниевого сплава АМг производят в одном из растворов следующего состава: 500 или 300 см3 ортофосфорной кислоты, 300 или 450 см3 серной кислоты (аккумуляторной), 150 или 170 см3 азотной кислоты.

Химическое полирование деталей из меди и, ее сплавов. Химическое полирование деталей из меди и ее сплавов выполняют в следующем растворе: 800 см3 серной кислоты; 20 см3 азотной кислоты; 1 см3 соляной кислоты; 200 см3 пергидроли; 20-40 см3 хромового ангидрида. Режим работы: рабочая температура 20-40°С, выдержка до 1-2 мин. Может быть также использован раствор: 250-270 см3 серной кислоты, 250-270 см3 азотной кислоты, 10-12 см3 нитрита натрия. Режим работы: рабочая температура 30-40° С, выдержка 1-3 мин.

Электролитическое полирование деталей из углеродистой стали. Наиболее популярным является так называемый универсальный электролит для полирования деталей из черных и цветных металлов. Его состав следующий (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 6% хромового ангидрида, 14% воды. Режим работы: рабочая температура 70-90° С, анодная плотность тока 40-80 а/дм2, напряжение 6-8 в, выдержка 5-10 мин.

Электролитическое полирование деталей из нержавеющей стали. Детали из нержавеющей стали (хромоникелевой и хромоникельмолибденовой) полируют в растворе (в вес. %): 65% ортофосфорной кислоты, 15% серной кислоты, 5% хромового ангидрида, 12% глицерина, 3% воды. Режим работы: рабочая температура 45-70°С, анодная плотность тока 6-7 а/дм2, напряжение 4,5-6в, выдержка 4- 30 мин (для штампованных деталей 4-6 мин, для деталей после сварки или термической обработки 10-12 мин, для литых отпескоструенных деталей из стали Х18Н9Т около 30 мин).

Электролитическое полирование деталей из никеля и никелевых покрытий. Для полирования деталей из никеля рекомендуется раствор: 1200 г/л серной кислоты, 120-150 г/л ортофосфорной кислоты, 15-20 г/л лимонной кислоты. Режим работы: рабочая температура 20-30° С, анодная плотность тока 30-50 а/дм2, выдержка до 1 мин. Для полирования применяют также 70%-ный раствор серной кислоты. Анодная плотность тока 40 а/дм2, температура 40°С, продолжительность процесса 30 сек.

Литература:
Бартл Д. Мудрох О. Технология химической и электрохимической обработки поверхности металлов. - М., 1961.
Гарбер М.И. Декоративное шлифование и полирование. - М., 1964.
Жаке П. Электрохимическое и химическое полирование. - М., 1959
Масловский В.В. Дудко П.Д. Полирование металлов и сплавов. - М.,1974.
Пяндрина Т.Н. Электрохимическая обработка металлов. - М., 1961.
Тегарт А.С. Электролитическое и химическое полирование металлов. - М., 1957.
Щиголев П.В. Электрохимическое и химическое полирование металлов. - М., 1958.

Полирование является отделочной операцией обработки металлических и неметаллических поверхностей. Суть полирования — снятие тончайших слоев обрабатываемого материала механическим, химическим или электролитическим методом и придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска.

Содержание

Виды полирования

Ручное полирование (в единичном производстве и при ремонтных работах).
Ручное полирование с применением полировальных кругов (мелкосерийное и единичное производство).
Машинное полирование (серийное и крупносерийное производства, полирование точное и уникальное).
Гидроабразивное полирование (крупносерийное и массовое производство). (мелкосерийное и серийное производство)
Ультразвуковое полирование (среднесерийное производство, полирование твердых сплавов).
Электролитическое полирование (массовое производство).
Химико-механическое полирование (обработка твердых сплавов на кобальтовой связке).

Станки и инструменты для полирования

Для механического машинного полирования применяются:

Такие машины имеют регулятор, позволяющий в значительных пределах изменять частоту вращения полировальных кругов, лент и щёток. В качестве полировальных кругов используют войлочные диски, диски из хлопчатобумажных тканей, шерсти, кожи и т. д. Для механического полирования применяют также щётки, изготовленные из латуни, щетины и других материалов.

Для полирования вручную используют полировальные палочки и деревянные бруски, на которые наносят полировальные пасты из оксидов хрома или железа. На ровных металлических плоскостях блеска можно достичь при помощи полировального напильника — бруска, обтянутого мягкой кожей, на которую наносят полировальные пасты.

Абразивные материалы для полирования

Для проведения полирования применяются специальные тонкие абразивные материалы вместе с вспомогательными веществами (олеин, церезин и др) называемые полировальными составами или пастами. В обиходе люди часто встречают такие пасты как ГОИ и др. Для полирования применяют как природные, так и синтетические вещества и их главной особенностью являются чрезвычайно малые размеры абразивного зерна (от 0,05 до 50 мк). Вот наиболее употребляемые абразивные материалы для полирования:

Вспомогательные вещества при проведении полирования выполняют следующие функции:

Разрушение верхнего слоя лакокрасочного покрытия кузова автомобиля. Основные методы механического полирования. Режимы механического полирования полировальным кругом, покрытым пастой или суспензией. Восковые, синтетические и абразивные полироли.

Министерство сельского хозяйства

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Имени академика Д.Н.Прянишникова

Тема: полировка кузова, полироли.

Выполнил студент 4-го курса

Факультета заочного обучения

Специальности сервис в автомобильном транспорте

Поздеев Д.А. Гр.Сау-07-116

Ризов Андрей александрович

Время и агрессивная окружающая среда, приводят к тому, что с годами верхний слой лакокрасочного покрытия разрушается, чтобы предотвратить это, необходимо осуществлять полировку кузова автомобиля. Полировка является обязательным условием сохранения внешнего вида Вашего автомобиля. Основная цель полировки кузова автомобиля - восстановить первоначальный глянец и добиться прозрачности лака. Полировка авто позволяет создать на лакокрасочной поверхности защитный барьер, отталкивающий воду и грязь, препятствующий окислению и химическому разрушению эмали. Полировка кузова автомобиля обладает высокими защитными свойствами от различных воздействий окружающей среды. Она позволяет убрать все неглубокие царапины и восстановить верхний слой лакокрасочного покрытия за счет нагрева поверхности.

Полирование

Полирование - это процесс обработки материалов до получения зеркального блеска поверхности. Полированная поверхность имеет глубину неровностей меньше длинны волны видимого света.

Полирование является окончательным шагом при изготовлении любого изделия из металла, камня, иногда из стекла. Сверкающие и фантастически гладкие поверхности, получаются в результате контакта с вращающимся мягким материалом, таким, как войлок, кожа, ткань или дерево, заправляемым полирующим составом. Вопрос, почему при таких условиях происходит полирование, до сих пор озадачивает исследователей и не имеет удовлетворяющего ответа.

В течение длительного времени полагали, что механическое полирование и шлифование ввиду внешнего сходства этих процессов не отличаются друг от друга. Особенностью полирования считали лишь то, что оно осуществляется более тонкими абразивами, оставляющими более мелкие риски, не видимые глазом. При этом изучение механизма полирования различных материалов показало, что этот процесс имеет мало общего с процессом шлифования.

Противники абразивной теории утверждают, что при полировании тонкий наружный слой материала плавится и размазывается по поверхности, как масло под горячим ножом. Так это или иначе, но поверхность полируется - чего отрицать нельзя, правда, только в том случае, если предварительно она была соответствующим образом подготовлена. Без достаточной подготовки поверхности все усилия, прилагаемые при полировании, окажутся почти напрасными.

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.

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.

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 в наибольшей меревероятного 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.

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 в наибольшей мереширокое распространение в промышленности, особенно в условиях массового и крупносерийного производства.

Правила полирования

При полировании, чтобы добиться желаемого результата, важно соблюдать простые правила полирования.

Если вы хотите добиться идеально ровной поверхности без мелких царапин и рисок, то необходимо соблюдать последовательность при обработке поверхности различными средствами. Например, последовательно менять полировальную пасту от грубой к тонкой.

На производстве, где осуществляется полировка деталей, существует такое понятие как "переходы". Под переходом понимают операцию полирования выполняемую, например, абразивом определенной зернистости. За каждый "переход" шероховатость поверхности улучшается на 1-2 класса. То есть процесс полирования можно разделить на: предшествующую полированию обработку, предварительное полирование и окончательное (тонкое) полирование. И на каждой стадии нужно использовать средство подходящее именно для этой стадии.

Например, полировальная паста ГОИ (тонкая) позволяет достичь зеркального блеска и высокого класса чистоты поверхности. Но если на поверхности будут мелкие риски, которые не были удалены до полирования тонкой пастой ГОИ, то эти риски будут видны на фоне зеркально отполированной поверхности, и такое бывает очень часто. А если этих рисок будет очень много то усилия полирования тонкой пастой ГОИ будут почти напрасными. Говорим почти, потому что отсутствие результата - тоже результат.

Чтобы такого не получилось поверхность должна быть отполирована более крупными частицами абразива. Например, грубой пастой ГОИ, и за тем средней пастой ГОИ.

При полировании полировальными кругами рабочую поверхность необходимо периодически смазывать полировальной смесью, причем в определенных дозах. При избытке смеси круг будет салить изделие, а при недостатке - деталь не приобретает требуемого глянца; кроме того, увеличивается износ полировального круга. Поэтому при смазывании полировального круга рекомендуется оставлять свободной от смеси примерно четвертую часть его рабочей поверхности, т. е. край полировального круга, которым выполняется полирование.

Полировочную пасту наносят на диск во время его вращения. При касании бруска из пасты войлок окрашивается в зелено-бурый цвет.

Но прежде чем нанести полирующий состав на полировальник, надо убедиться в надежности его крепления.

Полировальную пасту нужно хранить в закрытой посуде или в местах, где исключается возможность ее загрязнения.

В случаи использования полировальных суспензий, смешайте в стеклянной банке около одной чайной ложки полирующего порошка с несколькими объемами воды. К смеси добавьте несколько капель разбавленного шампуня или щепотку стирального порошка. Они обладают смачивающим действием и способствуют более равномерному распределению полирующего порошка. Применяемые в домашнем хозяйстве моющие средства вредного действия на полировальники не оказывают.

Каждый полирующий порошок должен храниться в отдельной банке с этикеткой, и к каждому должна быть приложена своя кисть. Для полирования применяют только разбавленную суспензию. Густую массу, осевшую на дно, применять не следует. Необходимо каждый раз перед нанесением суспензии хорошенько ее перемешивать. Также как в случаи полировальной пасты, нанесение густой суспензии приводит к засаливанию полировального круга, снижению скорости полирования и напрасной трате полирующего порошка. Нужное количество наносимой суспензии для войлочных полировальных кругов определяется по сильному окрашиванию войлока. Свежие порции суспензии добавляются каждые несколько минут, но надо следить за тем, чтобы поверхность не покрывалась толстым слоем порошка. Используя кожаный полировальные круги, будьте более экономны и используйте оксид хрома в таком количестве, чтобы только изменить цвет кожи. Во всех случаях подавайте ровно столько суспензии, сколько нужно, чтобы поддерживать полировальный круг во влажном, но не в мокром состоянии, придерживаясь такой концентрации порошка в суспензии, которая бы обеспечивала высокое качество полировки.

К режимам полирования относятся скорость вращения круга (окружная скорость) и его давление на изделие во время обработки. Важное значение при полировании имеет правильный выбор окружной скорости, которая главным образом определяется полируемым материалом.

Более высокие окружные скорости используются в тех случаях, когда не требуется высокое качество обработки. Если требуется достичь высокого качества обработанной поверхности, зеркального блеска, то обработка осуществляется при более низких окружных скоростях.

При полировании эластичным кругом, покрытым пастой или суспензией, существенное влияние оказывает удельное давление полировальника на полируемую поверхность. С увеличением удельного давления интенсивность процесса повышается до некоторых пределов, а в дальнейшем превышение оптимальной величины давления не только снижает качество обработки, но и производительность, преждевременно изнашивается полировальный круг, наблюдается заметный нагрев обрабатываемых изделий. Так что оптимальный режим вам придется оценивать самостоятельно, но с учетом накопленного опыта других людей. Так, например, когда требуется удалить большой слой, полируемую деталь с большим усилием прижимают к полировальному кругу. Процесс полирования протекает интенсивнее, но при всём этом изделие сильно нагревается, качество поверхности снижается. А за нагревом полируемой детали нужно следить очень внимательно, особенно когда полируете пластмассовые предметы, т.к. полимеры имеют относительно низкую температуру размягчения. Если же деталь в процессе полирования сильно нагрелась, то для предотвращения ее деформации рекомендуется приостановить работу, и подождать пока она остынет.

Для повышения качества, полирование выполняется с меньшим давлением, в результате чего на обрабатываемой поверхности остаются менее заметные царапины, достигается высокая светоотражающая способность обработанной поверхности. Отполированное изделие начинает блестеть. В таблице приведены ориентировочные рекомендации по выбору режима полирования:

Режимы механического полирования полировальным кругом, покрытым пастой или суспензией

Шабрение является окончательной слесарной операцией для снятия тонкого слоя металла с обрабатываемых поверхностей специальными режущими инструментами — шаберами. Шабрением обеспечивают герметичное и плотное прилегание поверхностей разъема соединяемых деталей, улучшают прилегание поверхностей в подшипниках скольжения. Шабрят предварительно обработанные поверхности.

При шабрении металл срезают с выпуклых участков, соприкасающихся с поверхностью, к которой пригоняется данная деталь. Постепенно эти участки становятся все мельче и мельче, а их количество увеличивается до достаточного числа пятен соприкосновения. Выпуклые участки определяют контролем на краску.

Таблица 11. Виды шабрения

При шабрении плоских поверхностей рукоятку шабера упирают в ладонь правой руки, большой палец располагают вдоль рукоятки, остальные пальцы обхватывают рукоятку снизу. Ладонь левой руки накладывают на шабер посередине, обхватывая инструмент пальцами. В рабочем положении угол наклона шабера относительно обрабатываемой поверхности должен составлять 30…40°. Движениями шабера вперед и назад на длине 10…15 мм срезают окрашенные места. Движение вперед является рабочим ходом, при котором необходимо делать нажим левой рукой. В конце рабочего хода нажим на шабер ослабляют, чтобы избежать появления заусенцев. После каждого перенесения краски на пришабриваемую деталь следует изменять направление движения шабером.

Шабрить поверхности целесообразно под углом к рискам и следам, оставшимся от предыдущей обработки. Распространен шахматный способ шабрения. Попеременное шабрение в разных направлениях чередуют с проверкой по контрольной плите. Шабрение заканчивают при появлении заданного числа пятен на площади 25×25 мм при равномерном их расположении. При шабрении плоских параллельных поверхностей и плоских поверхностей, расположенных под углом, контроль осуществляют с помощью призмы с индикатором.

Цилиндрические поверхности шабрят для удаления рисок и подгонки внутренней поверхности вкладышей подшипников по шейке вала. Вкладыши обрабатывают трехгранным шабером с углом заострения 60° и острозаточенными режущими кромками. При этом окрашенную шейку вала укладывают на нижний вкладыш подшипника, а сверху налагают верхний вкладыш с крышкой, затягивают гайками подшипник и поворачивают вал влево и вправо. Вынимают вкладыши и зажимают их в тисках. Перемещая режущую кромку шабера по поверхности вкладыша вправо и влево, средней частью режущей кромки шабрят места, покрытые краской. Шабрение чередуют с нанесением краски до покрытия 2/3 поверхности вкладыша равномерными пятнами.

Заготовки из чугуна шабрят всухую, а для заготовок из стали или других металлов применяют мыльную эмульсию или керосин. Для повышения производительности иногда шабрение сочетают с притиркой. В этом случае после предварительного шабрения поверхности на притир наносят слой грубой пасты ГОИ, разведенной в керосине, затем поверхность притирают, проверяют на краску и шабером разрезают получившиеся пятна.

В зависимости от формы обрабатываемой поверхности шабрение осуществляют с помощью шаберов различного типа (табл. 12).

При больших объемах шабровочных работ в основном используют шаберы со вставными пластинами. Шаберы из сталей У12А, Р6М5, ШХ15, Р18 затачивают на станках с корундовым кругом зернистостью не более 25 и твердостью СМ1 и СМ2, а шаберы с пластинами из твердого сплава Т15К6 — кругами из карбида или алмазными кругами. Твердость рабочей части шаберов на длине пластины 50 мм составляет не менее 60…65 HRC. Рабочую часть шаберов доводят. Рекомендуемые углы заострения и резания при шабрении в зависимости от материала заготовки приведены в табл. 13.

Плоский шабер затачивают с двух установок; сначала режущую кромку с торца, а затем плоскую поверхность. Заточку торцовой поверхности шабера проводят абразивным кругом малого диаметра. Торцовая поверхность получается вогнутой, что облегчает ее доводку на бруске. Шабер берут правой рукой за рукоятку, а левой обхватывают его как можно ближе к рабочему концу. Опираясь плоской гранью шабера на подручник заточного станка, плавно подводят торцовый конец к кругу. Положение шабера должно быть горизонтальным.

Таблица 12. Основные типы шаберов

Большую кривизну придают для чистового шабрения, а меньшую — для чернового. При заточке шабера по плоской поверхности его конец плавно накладывают на вращающийся круг и слегка поджимают к нему. В результате заточки за один прием образуется участок поверхности сложной формы, которая облегчает доводку режущей кромки. В процессе заточки шабер необходимо охлаждать водой. Заправку или доводку шабера осуществляют вручную на мелкозернистых брусках. Для чистового шабрения окончательную доводку выполняют пастой ГОИ, наносимой на чугунную плиту. Для облегчения заточки и заправки на боковых поверхностях трехгранных шаберов делают продольные канавки.

Таблица 13. Рекомендуемые углы заострения β и резания γ при шабрении заготовок, °

Процесс шабрения механизируют путем применения специальных шабровочных станков и головок, электро7 и пневмошаберов. Последние особенно эффективны, так как плавно работают при изменении направления движения и позволяют регулировать число двойных ходов шабера в минуту. Механизированные шаберы применяют для чернового шабрения, а окончательное шабрение выполняют вручную.

Притирка является чистовой отделочной операцией, более точной, чем шабрение. Поверхности притирают после окончательной механической обработки: шлифования, точного точения, фрезерования, развертывания и шабрения. При этом параметр шероховатости не должен превышать Ra = 2,5…0,63 мкм. Припуск на притирку оставляют не более 0,03…0,05 мм. Детали могут быть как термообработанными, так и нетермообработанными. Притиркой и доводкой достигается точность размеров до 0,005 мм при параметре шероховатости Ra = 0,014…0,008 мкм.

Притирку применяют в процессе сборки для получения точных размеров деталей или плотного прилегания поверхностей, обеспечивающего гидравлическую непроницаемость соединения. Притирке подвергают поверхности арматуры, пробок и корпусов кранов, а также других деталей. Широко распространены притирка и доводка рабочих поверхностей инструмента. Операция притирки заключается в механическом или химико-механическом удалении частиц металла абразивными материалами. Относительное перемещение детали и операция притирки вызывают вращение зерен абразива, которые внедряются как в притир, так и в деталь, срезая с ее поверхности микронеровности; при этом происходит окисление поверхностей и возникает явление их наклепа.

Существует два способа выполнения притирки. Первый состоит в том, что сопрягаемые детали притирают одну по другой. На поверхности деталей наносят абразивные материалы в виде порошков и паст. Таким образом притирают, например, клапаны к седлам, пробки к корпусам кранов. Второй способ заключается в притирке каждой из двух сопрягаемых или одной несопрягаемой детали по специальной детали — притиру, поверхность которого шаржируют абразивным материалом. Так притирают плиты, крышки, фланцы, линейки, шаблоны, калибры и т.п.

В качестве притирочных материалов используют твердые (выше твердости закаленной стали) и мягкие (ниже твердости закаленной стали) абразивные материалы (табл. 14).

К твердым относят шлифовальные порошки зернистостью 12, 10, 8, 6, 4 и микропорошки зернистостью М63…М5 из корунда, нормального электрокорунда, белого электрокорунда, легированного электрокорунда, зеленого карбида кремния, карбида бора и синтетических алмазов. Мягкими являются абразивные порошки оксида хрома, оксида железа, венской извести. Из мягких абразивных материалов (65…80 % оксида хрома) изготовляют пасты ГОИ трех сортов (табл. 15).

Таблица 14. Абразивные материалы

Таблица 15. Состав паст (%) на оксид хрома

Пасты ГОИ применяют для притирки как твердых, так и мягких металлов.

Материал притиров должен быть мягче материала обрабатываемой детали. Зерна абразивного порошка вдавливаются (шаржируются) в поверхность притира и удерживаются в нем как небольшие резцы в своеобразной оправе. Материалом для притиров служат чугун перлитной структуры, бронза, медь, стекло, фибра и твердые породы дерева.

Притирку поверхностей начинают с подготовки притира и обрабатываемых поверхностей. Притир протирают керосином, наносят на него абразивный порошок и смазочный материал или пасту со смазкой и шаржируют, катая по его поверхности стальной термообработанный валик.

Другой способ подготовки притира заключается в покрытии его слоем смазочного материала и абразивного порошка. Притирка подразделяется на предварительную (черновую) и окончательную (чистовую). Предварительную притирку плоских деталей выполняют на плите с канавками, а окончательную — на гладкой плите. Притираемую деталь круговыми движениями перемещают по всей поверхности притира (плиты), периодически добавляя смазочную жидкость. Во время притирки нужно правильно распределять нагрузку на деталь, так как могут произойти завал поверхности и изменение формы притира. Периодически притираемые поверхности проверяют лекальной линейкой. Притирку заканчивают, когда вся обрабатываемая плоская поверхность будет ровная и матовая. Притирку узких плоских и фигурных поверхностей, например шаблонов, угольников, лекальных линеек, проводят с помощью специальных направляющих брусков, кубиков, призм и т.п. Притираемую деталь прижимают к бруску и вместе их перемещают по притирочной плите.

Притирку цилиндрических и конических поверхностей выполняют в аналогичной последовательности.

Для механизации притирки применяют электрические и пневматические ручные машины с вращательным движением рабочего органа, а также специальные станки. Во всех случаях притирам или притираемым деталям сообщается сложное движение для того, чтобы следы притирки не накладывались друг на друга.

Таблица 16. Материалы для притирки клапанов и уплотняющей арматуры

Притирка подвижных конусных сопряжений осуществляется преимущественно без притира. Одной из деталей придается возвратно-вращательное движение с периодическим ее подъемом. Притирку цилиндрических деталей удобно выполнять на токарном станке. Внутренний диаметр притира-кольца регулируют специальными винтами. Притирку ведут с окружной скоростью 6…10 м/мин.

После тщательной предварительной обработки для достижения малой шероховатости в некоторых случаях осуществляют притирку алмазными пастами. Притиры при этом могут быть чугунные, стальные или медные.

Доводка — окончательная стадия притирки с получением точной формы обрабатываемых поверхностей. Достигаемая точность размеров до 0,1 мкм; поверхность зеркальная. Припуск на доводку должен составлять не более 2…5 мкм. Для предварительной и окончательной доводки применяют абразивные микропорошки и пасты. С целью получения зеркальной поверхности используют тонкую пасту ГОИ, оксид хрома или алюминиевую пудру, разведенные в бензине. Приемы доводки аналогичны приемам притирки. При доводке необходимо правильно распределять прилагаемые силы и не делать мощного нажима на деталь, выполняя движение с малой скоростью, что обеспечивает получение поверхности с малыми параметрами шероховатости.

Полирование — отделочная операция, которую выполняют с целью снижения параметра шероховатости поверхности без устранения отклонения формы. Припуск на полирование составляет не более 0,01 мм.

Процесс полирования осуществляют абразивными инструментами на мягкой основе, которая обеспечивает давление резания 0,03…0,2 МПа независимо от конфигурации обрабатываемых поверхностей. Заданные параметры шероховатости поверхностей достигаются последовательным полированием (табл. 17). В качестве абразивного инструмента при полировании применяют эластичные круги (табл. 18) и шкурки.

Обычно полирование выполняют на специальных станках, а в условиях монтажа или укрупнительной сборки применяют ручные электрошлифовальные и электросверлильные машины. На рабочую поверхность эластичного круга, вращающегося со скоростью 30…50 м/с, наносят полировальную мастику, состоящую из вяжущего вещества (смеси парафина, вазелина и керосина) и полировального порошка (оксидов алюминия, железа или хрома).

Таблица 17. Последовательность переходов при полировании

Таблица 18. Круги на эластичной связке и область их применения

Для фасонного полирования применяют шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканевой и бумажной основе зернистостью М8…М40 и М20…М14 для получения соответственно шероховатости Ra = 0,32…0,08 и 0,16…0,04 мкм.

Читайте также: