Металообробка: обточування, шліфування та полірування

Механічна обробка поверхні металів така як обточування, шліфування та полірування очищає поверхні та готує їх до фарбування, зварювання та інших операцій. Поверхні, що очищаються, можуть бути покриті фарбою, іржею або окисленням.

Також вони можуть бути покриті іншими металами, формувальним піском, органічним чи біологічним матеріалом.

Механічна обробка може включати піскоструминну обробку, обробку абразивними колами, наждачним папером/наждачними стрічками, шліфувальними кругами або абразивними частинками в барабанних млинах. Для захоплення великих важких частинок, що утворюються у процесі очищення, часто потрібні високі швидкості, щоб уникнути осадження частинок в елементах очисної системи. Практика показує, що як тільки здійснено захоплення матеріалу, швидкість транспортування трубопроводами повинна бути 3500 футів за хвилину, але часто потрібно від 4000 до 5000 футів за хвилину. Бажано використовувати кожух, який закриває якнайбільше робочої зони. У випадку, коли матеріал, що видаляється, токсичний, повноцінний кожух просто необхідний, інакше на додаток до місцевої вентиляції робітникам доведеться носити респіратори.

Обточування

В операціях обточування використовують абразивні зерна у різних формах для видалення матеріалу з металу, щоб отримати різні типи обробки поверхні. Абразивні зерна зв’язуються воєдино твердим і міцним сполучним матеріалом, таким чином формуються абразивні круги, каміння і стрижні. Абразиви також можуть бути нанесені на волокнисті матеріали, папір або тканину (такі матеріали, як оксид алюмінію або карбід кремнію). Дроблений алмаз, званий алмазною крихтою, також застосовуються як абразивний матеріал.

Загальні застосування

Обточування, галтування, стрічкові шліфувальні машини, центральні шліфувальні машини, горизонтальні двошпиндельні дискові шліфувальні машини, вертикальні шліфувальні верстати з дисками, домкратні шліфувальні машини, переносні шліфувальні машини, невеликі радіально-шліфувальні машини, плоскошліфувальні верстати, поворотно-шліфувальні машини та шліфувальні столи.

Вихідні матеріали

  • Частинки від чорних та кольорових металів, таких як: алюміній, чавун, сталь, титан. А також неметалів, таких як: гальмівна колодка, композити, гума.
  • Конструкція шліфувального кола та абразивні матеріали. Шліфувальне коло складається з абразивних зерен і матеріалу, що їх зв’язує. Його структура забезпечує видалення стружки та при контакті викидає її за межі кола. Велика структура зерна використовується при великих площах контакту. Дрібна структура зерна, як правило, застосовується при тонкій обробці з малою площею контакту.
  • Шліфувальне колесо містить матеріал, який разом скріплює абразивні зерна. Кількість цього матеріалу визначає “жорсткість” або “м’якість” кола. Шліфувальні круги мають шість основних типів:
    • Керамічні: 75% шліфувальних кругів виготовлені в такий спосіб. Ці кола прості і не реагують на вплив води, кислот, тепла та холоду.
    • Силікатні: ці кола відносно м’які та легко вивільняють абразивні зерна. Використовуються там, де необхідно звести до мінімуму нагрівання, наприклад, як при шліфуванні інструментів.
    • Шлакові: круги здатні проводити кінцеву фінішну обробку розподільних валів та прокатних валків. Також використовуються для шліфування столових приладів та шліфувальних кіл. Не підходять для важких умов шліфування.
    • Гумові: гумові кола застосовуються як колеса, що подають на безцентрових шліфувальних верстатах. Використовуються для здійснення високоякісної обробки, де важливі мінімальні задирки. Також передбачені кола, де висока якість обробки не потрібна, наприклад, нержавіюча сталь, кулі, зварні шви. Гумові кола можна зробити завтовшки 1/32 дюйми і менше.
    • Гумоподібні: гумоїдні кола використовуються у ливарних цехах, зварювальних цехах та заготовочних цехах для високошвидкісного чорнового шліфування. Продуктивність безпосередньо залежить від швидкості обертання кіл. Ці кола можуть працювати на швидкості вище 9500 об/хв.
    • Магнезит (оксихлорид магнію): Використовується для певного типу шліфування дисків.

Характеристики пилу

У процесі шліфування утворюється комбінація матеріалів покриття, металевих частинок, абразивів для шліфувальних кіл та сполучних речовин. Пил міститиме абразивні частинки, буде агломераційним і може становити потенційний ризик займання та вибуху.

Примітки: у зв’язку з використанням різноманітних верстатів, необхідно розробляти кожухи, адаптовані до конкретного верстата. Такі кожухи повинні бути розташовані якомога ближче до точки пиління. Не рекомендується видаляти чорні та кольорові метали однією витяжкою. Проконсультуйтеся з нашими фахівцями щодо застосування міжнародних норм NFPA.

Полірування та шліфування

Полірування

Метою полірування є згладжування шорсткої поверхні. Полірування можна розділити на три категорії:

  • сатинована обробка. Здійснюється атласом чи щіткою. Для отримання атласного оздоблення заготовка спочатку полірується до блиску, а потім матується, щоб надати їй більш м’якого вигляду. Ці оздоблювальні покриття наносяться з використанням абразивно-клейової суміші або знежирених складів.
  • обрізне полірування для попередньої гладкості. Робить поверхню гладкішою, видаляючи подряпини та інші сліди, залишені попередніми операціями. Заготовку слід переміщати проти напрямку колеса, використовуючи тиск від середнього до високого.
  • полірування за кольором для гладкості та блиску. Покращує поверхню та дає максимальний блиск. Заготівля переміщається у напрямку кола, використовуючи середній та малий тиск.

Шліфування

Полірування не є точною обробкою. Воно використовується для видалення металевих та інших дрібнозернистих стирань. Тертя викликає високі температури, які можуть розм’якшити поверхню деталі, що обробляється. Шліфування, яке зазвичай включає кілька етапів, продовжується поліруванням.

Області застосування

Шліфування, полірування, шліфування на токарному верстаті, шліфувальні машини, автоматичне полірування та стрічка для полірування металу.

Вихідні матеріали

Полірувальні круги або баффи виготовляються з бавовни, полотна, замші, сизалю або нитки. Полірувальні кола мають різну конструкцію і обертаються зі швидкістю 5000-6000 оборотів на хвилину. Вони мають безпечні та небезпечні зони експлуатації, тому завжди слід бути обережними при роботі з ними.

Декілька типів описано нижче:

  • Вільні баффи з кількох шарів матеріалу. Ці кола найчастіше використовуються для остаточного полірування до операції покриття. Те, що кола зшиті не щільно, дозволяє бавовні легко потрапляти у важкодоступні місця. Найкращий бафф – це 100% бавовни.
  • Зшиті кола, тканина зшивається у вигляді півмісяця, що йде від центру до краю. Ці кола зазвичай використовуються для полірування кольорових металів.
  • Бафф діагонального типу, що найчастіше використовується в промисловості. Тканину розрізають під кутом 45°, обертають навколо барабана і стискають у кільце затискача. Вони поєднують у собі гнучкість та ріжучу здатність. Відстань між секціями забезпечує природну вентиляцію і може бути легко адаптована до роботи з деталями будь-яких розмірів.
  • Складені дискові баффи з утворенням кишень, які містять суміші. Вони монтуються в одному напрямку для різання та в іншому для фарбування.
  • Сизалеве коло найбільш агресивне для полірування та різання, найчастіше використовується для обробки чорних металів. Сизаль під час полірування від тепла стає м’яким та гнучким.
  • Струнний бафф м’який і гнучкий використовується для пластику або дорогоцінних металів, щоб не залишати слідів полірування. Вони можуть мати до 100 шарів тканини. Мають м’яку, середню чи тверду щільність.
  • Полірувальні сполуки. Застосовуються для полірувальних робіт. Використовуються для кращого з’єднання баффа, збільшення швидкості полірування. Сполуки складаються з дрібних абразивних матеріалів, таких як: оксид алюмінію, наждак, карбід кремнію, алмаз, карбід бору, цирконій. Не пов’язані між собою мастилом, олією чи різними типами восків і називаються сполуками «Триполі».
  • Хром використовується для полірування нержавіючої сталі. Виготовляється з м’якої олії та мастил з абразивом на основі оксиду алюмінію.
  • Ювелірні вироби. Використовуються для полірування золота, срібла, стерлінгу, платини, міді. При обробці дає блиск нержавіючої сталі, латуні та алюмінію. Також використовуються для тонкого полірування кольорів на всіх типах металу.
  • Рідкі полірувальні сполуки використовуються у великих обсягах виробництвах. Розпилюючі пістолети використовуються для нанесення рідкого компаунда, що перекачується з барабана. Такі ж абразивні порошки використовують у аерозольних сполуках. Сполучні речовини, що використовуються в олійних розчинах або емульсії, рідкі при кімнатній температурі.
  • Полірувальні круги, виготовлені з мусліну, полотна, вовни або шкіри. Найбільш поширені зі склеєних бавовняних матеріалів. Більшість операцій полірування проводять із швидкістю в діапазоні 5000-7500 оборотів на хвилину. Полірувальні кола є гнучкішими і краще підходять для полірування нерівних поверхонь.

Характеристики пилу

Пил від цих операцій може являти собою волокнисті матеріали з бавовни або волокна, змішаних з воском, оліями і абразивами. Частинки можуть бути горючими та вибухонебезпечними, тому слід застосовувати запобіжні заходи.

Посилання
Industrial Ventilation Manual
NIOSH публікації № 76-179
WAC 296-818-500
AP-42, 11.31 Metalworking