В умелых руках шлифование металла превращается в целое искусство. Может показаться, что этот вид обработки совершенно не сложный – бери да шлифуй. Но это мнение пропадает у каждого, кто знакомится с огромным количеством различных инструментов и абразивов для обработки металла.

1 Абразивы и шлифование – что нужно знать?

Сам термин "шлифование", по мнению некоторых знатоков истории, пришел в русский язык из польского. По сути же данный вид обработки является ничем иным, как резанием, только срезается материал абразивными кругами. Последние представляют из себя пористые тела, структура которых состоит из огромной массы мелких минеральных образований – зерен. Между собой зерна соединены так называемой связкой. При взаимодействии с поверхностью металла абразивный круг острыми гранями отдельных зерен снимает тонкий слой и за счет равномерного воздействия оставляет после себя гладкую и ровную поверхность.

Следует учитывать особенности шлифования и закономерности. Первая особенность – высокая скорость снятия стружки. При стандартной обработке шлифкругами скорость вращения круга достигает почти 2000 метров за минуту, при скоростной – все 3000 метров. При токарной обработке скорость ниже раз в 30. Зерна взаимодействуют с поверхностью со скоростью 0,0001 секунды или даже 0,00005!

На поверхности шлифовального круга множество зерен, которые размещены беспорядочно и имеют разную форму режущей кромки. Именно поэтому при взаимодействии стружка получается такой измельченной. На работу шлифовального станка уходит в пять раз больше электроэнергии, чем при работе фрезеровочного агрегата и в 10 раз больше, чем при обработке детали на токарном станке.

Важно помнить, что из-за произвольной формы зерен, их большого количества и сильного размельчения стружки в месте взаимодействия поверхности и шлифовочного круга возникает много тепловой энергии. Деталь может существенно нагреваться, например, шлифование металла сопровождает нагревом до 1000 °С в местах контакта. При такой температуре свойства металла могут существенно измениться, например, сталь может стать более хрупкой. Поэтому важно предусмотреть возможности охлаждения металла и самого круга, а также правильно рассчитать припуск на шлифование.

Во время взаимодействия с деталью часть зерен и стружки измельчается и попадает между оставшимися зернами, а другая часть притупляется и для работы необходимо все больше и больше мощности станка. Когда усилие превосходит прочность абразивного материала или связки, которая удерживает материал в целостности, зерно частично или полностью выкрашивается.

2 Режимы шлифования – как не прогадать со скоростью?

На выбор режима влияют несколько факторов: шероховатость поверхности после обработки, заданная точность, характеристики шлифовального круга (количество зерен, связка, глубина врезания) и мощность главного привода шлифмашины.

При обработке периферией шлифкруга учитывают следующие показатели режима резания: скорость круга, глубина резания, скорость перемещения самой детали, возможности поперечной подачи. Скорость круга – параметр, который зависит только от возможностей станка и диаметра самого круга, измеряется в метрах в секунду. При обработке скорость круга остается стабильной. Как правило, на станок устанавливают круг максимально возможного диаметра, допустимого для агрегата, а также задают наибольшее число оборотов шпинделя.

Малая прочность и жесткость станка или отдельных деталей приводит к ограничениям скорости, поскольку при высоких скоростях возникают сильные вибрации, вместе с этим уменьшается точность, увеличивается износ расходных материалов, падает производительность.

Черновую обработку выгодно выполнять на максимальной глубине резания, допускаемых параметрами зерна круга, детали и агрегата. При этом важно сохранить глубину резания не больше пяти сотых поперечного размера зерна. То есть с кругом зернистостью 100 она должна быть менее 0, 05 мм. Если превысить рекомендуемую глубину резания для такого круга, то его поры быстро заполнятся отходами и круг придет в негодность.

При работе с нежесткими деталями и материалами, а также при появлении прижогов следует уменьшать глубину шлифования. Если же речь идет об отделочной обработке (так называемое "тонкое шлифование"), выбираются небольшие значения глубины – в этом случае существенно повышается точность и класс обработки. Чем тверже и прочнее материалы, тем меньше задают глубину при их обработке, поскольку с увеличением этого параметра увеличивается и затрачиваемая мощность.

При продольной подаче для установления оптимального режима шлифования отталкиваются от долей ширины круга. Черновая обработка предполагает за один оборот детали контакт с 0,4–0,85 ширины круга. Больше, чем 0,9 при продольной подаче не используют, поскольку на поверхности в таком случае остается спиральная полоса непрошлифованного материала.

3 Методы шлифования – шлифование металла в подробностях

Методы шлифования во многом зависят от степени сложности поверхностей. К простым поверхностям относят внутреннюю и наружную плоскость цилиндрической формы, сложные поверхности могут иметь винтовую и эвольвентную форму. Для обработки этих форм чаще всего применяются такие виды шлифования, как плоское, круглое внутреннее и круглое наружное. Если углубится в детали, то круглое наружное шлифование имеет подвиды:

• Шлифование с продольной подачей – заключается в комбинации вращения абразива, вращения обрабатываемой поверхности (детали) вокруг своей оси, а также возвратно-поступательного прямолинейного движения детали (либо абразива) вдоль оси обрабатываемой детали. В конце каждого двойного хода детали происходит подача на глубину шлифования.

• Шлифование врезанием отличается от предыдущего варианта тем, что в работе применяется шлифкруг, высота которого равна длине шлифования или даже больше ее, так что необходимость в подаче на глубину отпадает. Поперечная же подача выполняется постоянно, до завершения обработки шлифованием.
• При бесцентровом шлифовании деталь закрепляется на опорном стержне между рабочим и подающим кругами. Для обработки осуществляется вращение кругов, а также круговая и продольная подача самой детали. Подающий круг задает детали вращение и продольную подачу. Шлифование валов – вот известный пример бесцентровой обработки.
• Круглое внутреннее шлифование также имеет несколько разновидностей: шлифование с продольной подачей, бесцентровое шлифование врезанием, бесцентровое с продольной подачей, и шлифование врезанием. Внутренняя круглая обработка с подачей продольно ничем не отличается от круглой наружной, как и шлифование врезанием. Бесцентровая внутренняя обработка также осуществляется за счет опорных роликов.
• Плоское шлифование – вид обработки, осуществляемый как периферией шлифкруга, так и его торцом. Для плоской обработки необходима комбинация следующих движений: движения резания, подача детали, поперечная подача детали на глубину шлифования и прямолинейное движение детали. Плоскошлифовальные станки оснащены столами, которые способны совершать вращательное или возвратно-поступательное движения, соответственно подача детали приобретает прямолинейный или вращательный характер.

Обычно полировка металла осуществляется в том случае, когда потерян цвет, появилась ржавчина или наблюдается некое потускнение. Эта трудоемкая операция выполняется только по отшлифованной поверхности. Ее основная задача заключается в том, чтобы придать изделию зеркальный блеск. Любое помещение, имеющее хорошо отполированные металлические предметы, будет казаться наиболее привлекательным. Такие вещи станут играть со светом, подобно зеркалу. Однако для воплощения этого в жизнь понадобится специальная паста для полировки металла или порошкообразные вещества, которые смешиваются с вязким раствором.

На первом этапе полировка металла предполагает очищение от различных загрязнений. Для этого используется мягкая салфетка, смоченная в воде. Также можно применять С их помощью удастся удалить не только пыль, но и въевшуюся грязь. Достаточно нанести на салфетку всего одну каплю средства. Далее металлическое изделие должно высохнуть, чтобы паста или порошок успешно распределились по поверхности. Ускорить процесс сушки поможет мягкое полотенце или фен. Что касается полирующих средств, то их можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине.

Далее производится непосредственно сама полировка металла. На мягкую салфетку наносится небольшое количество пасты. Этого вполне хватит для не очень обширной поверхности. Паста втирается от двух сторон к центру. Без нее не должно остаться ни одного сантиметра поверхности. Данным способом вполне реально довести металлическое изделие до зеркального блеска. Чтобы ликвидировать пропуски и добиться максимального результата, необходимо провести повторное нанесение полирующего средства. Если каждые полгода заниматься этим, то все металлические предметы будут находиться в идеальном состоянии и сверкать на солнце.

Необходимо знать, что полировка металла драгоценного требует применения особого полировальника из гематита или высококачественной стали. Такой инструмент представляет собой округлую рабочую часть с деревянной ручкой. Его можно изготовить своими руками, если взять ролики и шарики от подшипников. Благодаря данному процессу, обрабатываемая поверхность приобретает насыщенный блеск. Полировальник движется лишь в одном направлении, но после окончания работа повторяется в поперечном направлении. Таким образом, металлические предметы обретают свою истинную красоту.

Однако для того, чтобы получился любой металлический предмет, на помощь приходит металлов, позволяющая достичь экономичности и высокого уровня производительности. В последнее время ей уделяется все больше и больше внимания, так как она на практике сумела доказать свою состоятельность. Плазменная дуга, выполняющая основную функцию, возникает в результате использования технических газов. Особой популярностью пользуются аргон и гелий, так как именно они позволяют обеспечить качественную защиту в сварочной зоне.

С силой прокатанный сверток сохраняет форму. Заготовлено 5 насадок с маркировкой Р400, Р500, Р800, Р1000, Р1200. Присутствуют крупные поперечные царапины. Момент на валу сильно зависит от скорости.

До 12000 об/мин обороты падают при нажиме, а свыше 20000 об/мин быстро изнашивается шкурка. Шлифуем перпендикулярно царапинам до их исчезновения. Такая насадка быстро обновляется и обеспечивает необходимое давление на поверхность.

Много чего для домашнего мастера в этом китайском магазине .

Стертая и засаленная часть обрезается. Направление шлифовки, периодически, меняется на перпендикулярное. Так материал снимается эффективнее и лучше убираются хаотические царапины. Увеличиваем номер бумаги. В процессе шлифовки бумага изнашивается, ее агрессивность падает, крупный абразив выкрашивается. Потому, на новую бумагу нужно оказывать меньшее давление, чтобы не получить глубокие царапины. Грубая паста для тонкой шлифовки. 320 это все, что было указано на упаковке.

Перед переходом на более тонкую пасту место полировки должно быть очищено от её остатков. Еще одна no name паста. В составе указан краситель. О типе абразива остается только гадать. Так делать не надо, паста наносится только на насадку. Заметна шлифовка на скорую руку. Шлифовка более качественная.

Полировка металла – это больше, чем шлифование мелкими абразивами. Тут имеет место и химические процессы (растворение оксидных пленок веществами, входящими в составы паст) и термические (термическое размягчение материала и размазывание его по металлу). Перед полировкой поверхность нужно зачистить от царапин, постепенно уменьшая размер абразива. Перед переходом к более мелкой наждачной бумаге следует убедиться, что все царапины убраны. В зависимости от глубины царапин, выбирается номер наждачной бумаги, с которого начнется шлифовка. При наличии средней пасты ГОИ №3, наждачную бумагу номером больше Р1200 можно не использовать т.к. размер зерна у них сопоставим, а сама наждачная бумага с малым размером зерна быстро засаливается.

Для полировки стали оптимальное давление насадки 1- 2 кг/см^2 и окружная скорость 30-35 м/с. Формула окружной скорости. V=(3,14* D* n)/60 (м/с); D-диаметр насадки (м); n-частота вращения (об/мин). В показанном случае V=(3,14* 0,01* 15000)/60=7,8 м/с. Это в 4 раза меньше рекомендуемого. Т.е. можно без потери качества увеличивать диаметр до 4-х см. При этом из ваты быстро рассыплется, а вот кожаная или из х/б нитей выдержит.

Полировка при большей скорости и давлении, чем рекомендуется, снижает качество поверхности, но увеличивает количество снимаемого металла, потому на начальной стадии полировки этим можно пользоваться. Для получения более качественной полировки скорость и нажим снижают до значений более низких, чем рекомендуемые.

В процессе полировки, связующие входящие в состав пасты плавятся и выступают смазкой в процессе срезания абразивом материала, а также отводят тепло от поверхности. При этом сама полировальная насадка нагревается и связующее начинает проникать вглубь её, оставляя зерна абразива без смазки и теплоотвода. После этого зерна, лишившись связующего, отваливаются и оставляют царапины на обрабатываемом металле. По этой же причине пасту не следует наносить на металл. Проходящая по металлу насадка не может захватить весь материал, а захваченные зерна абразива удерживаются не достаточно хорошо, к тому же сами зерна распределятся не равномерно по ней. Избыток пасты так же ничего хорошего не дает. Она просто скользит по слою связующего между металлом и насадкой, а зерна абразива плавают в слое, не вступая в плотный контакт с поверхностями.

Поскольку для нормальной работы пасты должно расплавиться связующее, то и работать такие пасты будут только в определенном температурном диапазоне, когда связующее уже расплавилось, но еще достаточно густое, чтобы удерживать зерна абразива на насадке. Для большинства паст диапазон начинается с 70 градусов Цельсия. И именно по этой причине полировать вручную крайне не эффективно. Для нормальной работы такую нужно растопить, добавить любое жидкое масло и перемешать. Обычные растворители для размягчения не подходят т.к. быстро испаряются и средство густеет.

Источник: youtu.be/lMjLMd1dY8Q

Матирование и полировка алюминия

Мы давно работаем с производителями металлоизделий, и знаем что внешний вид изделия очень важен. Если речь идет о технических изделиях, то здесь уже все привыкли к полировке, сатинированию или матированию поверхности.
Но иногда нашим партнерам приходится работать с предметами декора. И иногда заказчик хочет чтобы поверхность выглядела необычно.
Один из вариантов такого необычного решения мы предлагаем Вам ниже.
Так называемая “мутная полировка”.
В этот раз мы обрабатывали плоские детали из алюминия.
Для алюминия одним из самых удобных способов обработки является орбитальная шлифовальная машина. Она позволяет получать максимально ровную и монотонную поверхность на таком мягком и капризном металле.


Для предварительной шлифовки алюминия использовали нашу технологию матирования , только изменили количество и зернистость используемых кругов:
Шлифовальные круги Velcro AO (оксид алюминия) d125, зерно P180 – первый шаг, которым мы убираем все дефекты и выравниваем поверхность.
Шлифовальные круги Velcro AO (оксид алюминия) d125, зерно P220 – понижение шероховатости.
Шлифовальные круги Velcro AO (оксид алюминия) d125, зерно P400 – понижение шероховатости.
Шлифовальные круги Velcro AO (оксид алюминия) d125, зерно P600 – финишное шлифование.


После обработки ОШМ поверхность уже становится равномерной и красивой. Но в этот раз задача была получить что-то новое.
Было решено заполировать сверху нашу заготовку с помощью той же эксцентриковой машины.
Если полировать поверхность с помощью обычной полировальной УШМ, то очень сложно будет добиться идеального результата. Такой процесс займет значительно больше времени .


Поверхность после Р600.
Для полировки с помощью ОШМ лучше использовать жидкие полировальные пасты, так как твердую пасту трудно нанести на полировальный круг при орбитальном движении.
Сам полировальник так же стоит использовать более мягкий.
Мы рекомендуем:
Круг полировальный Finesse-it d125 мягкий фетровый
Жидкие полировальные пасты G-Polish Pink
Наносим пасту на круг и приступаем к полировке.


После полировки поверхность выглядит грязной и блеска почти не видно. Это потому, что на ее поверхности осталось много пасты.


Чтобы убрать остатки пасты используем венскую известь с салфеткой из микрофибры:
Венская известь
Салфетка чистящая


Теперь поверхность выглядит превосходно.


Алюминий довольно мягкий металл. Поэтому чтобы алюминий не окислялся и не тускнел, мы покрыли изделие лаком.
Возможны разные варианты завершения такой поверхности – можно доводить шлифовку до более мелкого зерна или полировать в два шага, чтобы получить больше глянца.
Но это уже совсем другая история.

Поверхности металлических изделий отделывают не только для придания им красивого внешнего вида, но и для защиты от ржавления, разъедания кислотами, щелочами и т. д. В одном случае оказывается достаточно опилить изделие напильником, в другом - надо довести поверхность до блеска путем шлифовки и полировки, в третьем - покрыть лакокрасочными составами, все это можно сделать самому в домашних условиях.

Рис, 1. Отделка металлических поверхностей: А - шлифование шкуркой; Б - шлифование с помощью напильника; В - шлифование круглых изделий; Г - полирование пастой.

После обработки металлов напильником на них всегда остаются более или менее глубокие следы от зубьев насечки. Чтобы сделать поверхность более чистой, гладкой и даже блестящей, ее шлифуют и полируют.

ШЛИФОВАНИЕ МЕТАЛЛА

В домашних условиях металлы шлифуют наждачными шкурками после тщательной обработки поверхности личным напильником. Чтобы шкурку было удобно держать, ее обертывают вокруг деревянного брусочка (рис. 1, А) или широкого напильника; концы шкурки при этом удерживают большим и указательным пальцами обеих рук. Выпуклые цилиндрические поверхности можно шлифовать, обернув шкурку вокруг них.

Сначала поверхность обрабатывают в разных направлениях, более грубыми крупнозернистыми шкурками, затем более мелкими. Окончательную шлифовку ведут в одном - продольном - направлении шкуркой с самым мелким зерном. При шлифовании изделие должно быть закреплено неподвижно.

ПОЛИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА

Зеркальный блеск придается металлическим изделиям полированием. Без предварительной шлифовки полировать можно только поверхности, тщательно обработанные личными и бархатными напильниками. Напильник нужно натирать мелом. Поверхность сначала обрабатывают поперек имеющихся на ней штрихов. Когда штрихи вдоль и поперек будут одинаковыми, направление меняют на 90° и так повторяют несколько раз. Обработанную таким образом поверхность, так же как и шлифовальную, полируют специальными полировочными пастами.

Промышленность выпускает полировочные пасты под маркой ГОИ. Они состоят из мелких абразивных порошков (окиси хрома, окиси железа и др.), мягких пластических веществ, составленных из воска, стеарина, керосина и других материалов. Пасты ГОИ бывают грубые (темного, почти черного цвета), средние (темно-зеленые) и тонкие (светло-зеленые). Сначала полируют грубой пастой, которая делает поверхность матовой, затем средней и, наконец, тонкой доводят до зеркального блеска. Пасту наносят на войлочный тампон, суконную или полотняную тряпочку и натирают полируемую поверхность.

Полировочные пасты можно приготовить самому. Для полировки стальных изделий рекомендуют такой состав (в весовых частях):

Стеарин - 32

Пчелиный воск - 6

Техническое сало - 5

Окись свинца - 3

Окись хрома - 80

Для полирования и наведения глянца на латунных и никелированных поверхностях применяют пасты следующего состава (в весовых частях):

Стеарин - 5

Техническое сало - 1

Окись хрома - 14

Отполированную поверхность протирают смоченной в керосине ветошью, а затем насухо чистой тряпкой.