Методы полировки и шлифовки

Методы полировки и шлифования:

Шлифование — это процесс, при котором поверхность шлифовального инструмента (далее — шлифовальный инструмент) покрывается абразивным материалом или напыляется на неё абразивный материал с добавлением смазочного вещества. Под воздействием определённого давления инструмент и шлифовальный инструмент контактируют друг с другом и совершают относительное движение. Благодаря действию абразивного материала с поверхности заготовки снимается тончайший слой стружки, в результате чего заготовка приобретает точные размеры, чёткую геометрическую форму и высокую шероховатость поверхности. Суть этого процесса заключается в том, что свободные абразивные частицы посредством шлифовального инструмента осуществляют микроскопическую резку поверхности заготовки, включающую как физические, так и химические взаимодействия.
Особенности: (1) При механическом шлифовании система «станок — инструмент — заготовка» находится в состоянии упругого浮动ного состояния.
(2) Шлифуемая деталь не подвергается никаким внешним силовым воздействиям и, следовательно, находится в свободном состоянии.
(3) Скорость шлифовального движения обычно составляет менее 30 м/мин; этот показатель примерно в сто раз ниже скорости шлифования.
(4) При шлифовании снимается лишь чрезвычайно тонкий слой материала, поэтому выделяется мало тепла, деформация обработки минимальна, а поверхностный изменённый слой также тонок.
(5) Остаточное давление в поверхностном слое после шлифования способствует повышению усталостной прочности поверхности детали.
(6) Простота эксплуатации — обычно не требует сложного и дорогостоящего оборудования.
(7) Хорошая адаптивность.
(8) Шлифование позволяет добиться очень низкой шероховатости поверхности.

1. Жидкостная полировка

Жидкостная полировка основана на том, что высокоскоростной поток жидкости и содержащиеся в нём абразивные частицы воздействуют на поверхность обрабатываемой детали, достигая тем самым цели полировки.

К распространённым методам относятся: абразивная струйная обработка, жидкостная струйная обработка и гидродинамическое шлифование. Гидродинамическое шлифование приводится в действие гидравликой.

Заставляют жидкую среду, содержащую абразивные частицы, высокоскоростно и возвратно-поступательно протекать по поверхности обрабатываемой детали. В качестве среды преимущественно используют специальные соединения, обладающие хорошей текучестью при низком давлении.

(Полимерное вещество), в которое добавлен абразивный материал; в качестве абразивного материала может использоваться порошок карбида кремния.

2. Механическая полировка

Механическая полировка — это способ полировки, при котором выступающие участки поверхности удаляются за счёт резания и пластической деформации материала, что позволяет получить гладкую поверхность.

Обычно используются масляные бруски, шерстяные круги, наждачная бумага и другие инструменты; основной способ — ручная обработка. Для особых деталей, таких как поверхности тел вращения,

Можно использовать вспомогательные инструменты, такие как поворотный стол; для поверхностей с высокими требованиями к качеству можно применять метод сверхточной шлифовки и полировки. Сверхточная шлифовка и полировка осуществляется с помощью специально разработанных абразивных инструментов.

В полировальной жидкости, содержащей абразивные вещества, деталь плотно прижимается к обрабатываемой поверхности и совершает высокоскоростное вращательное движение.

С помощью этой технологии можно добиться шероховатости поверхности Ra0,008 мкм — это самый высокий показатель среди всех методов полировки.

Этот метод часто применяется при изготовлении форм для оптических линз.

3. Ультразвуковая полировка

Поместите заготовку в суспензию абразивного материала и вместе с ней поместите в ультразвуковое поле; благодаря колебательному воздействию ультразвука,

Осуществляется шлифование и полировка поверхности детали с помощью абразивного материала. Ультразвуковая обработка характеризуется малыми макросилами, что не приводит к деформации детали; однако изготовление и установка оснастки представляют собой сложную задачу.

Ультразвуковая обработка может быть объединена с химическими или электрохимическими методами. На основе растворной коррозии и электролиза дополнительно применяют ультразвуковые колебания для перемешивания раствора.

Освободить поверхностные продукты растворения с поверхности детали, обеспечив равномерность коррозии или электролита вблизи поверхности;

Кавитация ультразвука в жидкости также способна подавлять коррозионные процессы и способствовать приданию поверхности блеска.

4. Электролитическая полировка
Основной принцип электролитического полирования аналогичен химическому полированию: он заключается в выборочном растворении мелких выступов на поверхности материала.

Сделать поверхность гладкой. По сравнению с химической полировкой, этот метод позволяет устранить влияние катодных реакций и обеспечивает лучший результат. Процесс электрохимической полировки состоит из двух этапов:

(1) Макроскопическое выравнивание: продукты растворения диффундируют в электролит, геометрическая шероховатость поверхности материала уменьшается, Ra > 1 мкм.

(2) Микросветовая шлифовка с анодной поляризацией, повышение блеска поверхности, Ra < 1 мкм.

5. Полировка жидкостью

Жидкостная полировка основана на том, что высокоскоростной поток жидкости и содержащиеся в нём абразивные частицы воздействуют на поверхность обрабатываемой детали, достигая тем самым цели полировки.

К распространённым методам относятся: абразивная струйная обработка, жидкостная струйная обработка и гидродинамическое шлифование. Гидродинамическое шлифование приводится в действие гидравликой.

Заставлять жидкую среду, содержащую абразивные частицы, высокоскоростно перемещаться возвратно-поступательным движением по поверхности детали.

В качестве среды в основном используются специальные соединения (полимерные вещества) с хорошей текучестью при низком давлении, в которые добавлены абразивные материалы.

В качестве абразивного материала можно использовать порошок карбида кремния.

6. Химическая полировка

Химическая полировка заключается в том, что в химической среде микроскопически выпуклые участки поверхности материала растворяются быстрее, чем вогнутые участки.

Таким образом получается гладкая поверхность. Основным преимуществом этого метода является отсутствие необходимости в сложном оборудовании и возможность полировки деталей сложной формы.

Можно одновременно полировать множество деталей, что повышает эффективность. Основной проблемой химического полирования является приготовление полировочного раствора. Шероховатость поверхности, получаемая при химическом полировании,

Обычно составляет 10 мкм.

7. Магнитная шлифовальная полировка

Магнитная шлифовальная полировка основана на использовании магнитного абразива, который под действием магнитного поля образует абразивную щётку для шлифования деталей. Этот метод обладает высокой производительностью.

Хорошее качество, легко контролируемые условия обработки, благоприятные рабочие условия. При использовании подходящего абразива шероховатость поверхности может достигать Ra0,1 мкм.

Полировка, о которой идёт речь в процессе обработки пластиковых форм, значительно отличается от полировки поверхностей, требуемой в других отраслях промышленности.

Строго говоря, полировку форм следует называть зеркальной обработкой. Она предъявляет высокие требования не только к самой полировке, но и к ровности поверхности,

Степень гладкости и геометрическая точность также подвергаются высоким стандартам. Как правило, для поверхностной полировки достаточно добиться лишь блестящей поверхности.

Стандарты обработки зеркальной поверхности делятся на четыре класса: AO = Ra 0,008 мкм, A1 = Ra 0,016 мкм, A3 = Ra 0,032 мкм.

A4 = Ra0,063 мкм. Поскольку такие методы, как электролитическая полировка и гидродинамическая полировка, трудно использовать для точного контроля геометрической точности деталей,

При этом качество поверхности, достигаемое с помощью таких методов, как химическое полирование, ультразвуковое полирование и магнитно-абразивное полирование, также не отвечает требованиям; поэтому для изготовления зеркальных поверхностей на точных пресс-формах...

По-прежнему в основном используется механическая полировка.