Виды абразивной обработки
Существуют следующие виды абразивной обработки:
шлифование круглое — обработка цилиндрических и конических поверхностей валов и отверстий;
шлифование плоское — обработка плоскостей и сопряжённых плоских поверхностей;
шлифование бесцентровое — обработка в крупносерийном производстве наружных и внутренних поверхностей (валы, обоймы подшипников и др);
шлифование бесцентровое лентой — наружные поверхности, в том числе, сложные профили;
шлифование лентой сложных профилей — например шлифование лопаток турбин;
отрезание и разрезание заготовок — заготовительное и монтажное производство, демонтаж конструкций;
притирка — абразивное притирание поверхностей (например седло и игла дизельной форсунки);
гидроабразивная обработка — струйная и галтовка (отливки, поковки, метизы и др);
пескоструйная обработка — очистка субстратов от старой краски, ржавчины, окалины и других загрязнений, а также сглаживание поверхностей и очистка отливок и поковок;
ультразвуковая обработка — пробивка отверстий в твёрдых сплавах, извлечение сломанного инструмента, изготовление штампов;
магнитно-абразивная обработка — обработка магнитно-абразивным порошком в магнитном поле;
хонингование — обработка отверстий (цилиндры двигателей, насосов и др);
полирование — придание поверхности малой шероховатости и зеркального блеска;
суперфиниширование — окончательное придание наружным, внутренним и сложным профилям высочайшей точности и чистоты поверхности, в том числе алмазное суперфиниширование (точные механизмы, инструмент, детали особо точных приборов, инструментов, оружия и т. д.).
Инструменты абразивной обработки
Наждачная бумага с шлифзерном размера FEPA Р80.
Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов.
Основные виды абразивных инструментов и составов:
Отрезные круги: Различных диаметров (до 3500 мм), ширины, высоты и форм(профилей)рабочего(абразивного) слоя и способов закрепления его на корпусе круга.
Шлифовальные круги: Различные абразивные материалы в виде кругов, дисков, конусов разных профилей и диаметров.
Бруски: Абразивные и металлоабразивные разных размеров и профилей для хонингования, притирки, суперфиниширования.
Лента: Синтетическая или растительнотканная лента разной ширины с приклеенными на её одной или двух сторонах зёрнами абразивных материалов.
Наждачная бумага: Абразивный материал нанесенный на тканевую или бумажную основу.
Пасты: Абразивные притирочные и полировальные абразивы равномерно распределенные в связующем (парафин, церезин, олеиновая кислота, стеарин, масла, керосин и др).
Свободное зерно: Сухие абразивные зерна для гидроабразивной, ультразвуковой и пескоструйной обработки.
Галтовочные тела: абразивный инструмент в виде изделий геометрической формы (цилиндр, призма, конус, куб и т. п.), предназначенный для галтовки.
Абразивные материалы
Размер частицы абразива колеблется в пределах 2 мм (крупная фракция) — 40 мкм.
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.
Зерном абразива называют отдельный кристалл, сростки кристаллов или их осколки при отношении их наибольшего размера к наименьшему не более 3:1.
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).
Абразивные материалы характеризуются твёрдостью, хрупкостью, абразивной способностью,механической и химической стойкостью.
Твёрдость — способность материала сопротивляться вдавливанию в него другого материала. Твёрдость абразивных материалов характеризуется по минерологической шкале твёрдости Мооса 10 классами, включающей в качестве эталонов: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 —кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — полевой шпат, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.
Абразивная способность характеризуется количеством материала, сошлифованного за единицу времени.
Механическая стойкость — способность абразивного материала выдерживать механические нагрузки, не разрушаясь при резке, шлифовке и полировке. Она характеризуется пределом прочности при сжатии, который определяют, раздавливая зерно абразивного материала, фиксируя нагрузку в момент его разрушения. Предел прочности абразивных материалов при повышении температуры снижается.
Химическая стойкость — способность абразивных материалов не изменять своих механических свойств, будучи во взаимодействии с растворами щелочей, кислот, а также в воде и органических растворителях.
Зернистость
Искусственные абразивные материалы, полученные плавкой, или природные, добытые из недр, подвергают сортировке, а затем перерабатывают по определенным технологическим схемам, включающим дробление, измельчение, различные виды обогащения, термическую обработку и классификацию (рассев, гидро- или пневмоклассификация и т. д.), для получения шлифовальных материалов с размерами зерен от 2000 до 1 мкм.
Зерновой состав большинства шлифовальных материалов, полученных из искусственных и природных абразивных материалов, регламентируется ГОСТ 3647-80 "Материалы шлифовальные. Классификация. Зернистость и зерновой состав. Методы контроля". Стандарт распространяется на шлифовальные материалы из искусственных и природных абразивных материалов, за исключением шлифматериалов из синтетических и природных алмазов, а также из кубического нитрида бора (Эльбора).
Шлифовальные материалы в зависимости от размера зерен основной фракции по ГОСТ 3647-80 делят на следующие группы:
Группа материала |
Размер зерен, мкм |
Шлифзерно |
2000-160 |
Шлифпорошки |
125-40 |
Микрошлифпорошки |
63-14 |
Тонкие микрошлифпорошки |
10-3 |
Классификацию абразивных материалов по номерам зернистости проводят рассеиванием на специальных ситах, номер которого характеризует размер зерна. Номер зернистости абразивных материалов характеризуется фракцией: предельной, крупной, основной, комплексной и мелкой. Процентное содержание основной фракции обозначают индексами В, П, Н и Д.
В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причём новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные. Ниже приведены списки известных абразивных материалов.