Содержание

1. Введение 3

2. Абразивная обработка 4

2.1. Основы абразивной  обработки 6

2.1.1. Гибкие инструменты 7

2.1.2. Жесткие инструменты 8

3. Полирование на  абразивную обработку 9

3.1. Сущность полирования 10

3.2. Требования к поверхности 11

3.3. Основные методы  механического полирования 12

4. Шлифование на  абразивный инструмент 13

5. Струйная, экструзионная  и турбоабразивная  обработки 16

5.1. Струйная очистка  поверхностей с  применением абразивов 16

5.1.1. Струйная очистка  стали 17

5.1.2. Профиль поверхности 18

5.2. Экструзионно-абразивная  обработка 20

5.3. Турбоабразивная  обработка. 21

6. Виброабразивная  обработка 24

7. Заключение 26

8. Список литературы 27 

 

1. Введение

 

  Тема  моей курсовой работы «Абразивная обработка  металлов».

  В настоящее время абразивный инструмент применяется в любой области, связанной с обработкой металла.

  С появлением точного литья, снижением  припусков на обработку, в общем  объеме механических операции непрерывно растет удельный вес абразивной обработки. Она применяется как на обдирочных операциях (для обработки литья), так и для получения высоких  классов чистоты поверхности.

  Возросшая потребность в абразивных инструментах повлекла за собой значительное расширение абразивной промышленности, строительство  новых и реконструкцию действующих  абразивных заводов, которые оснащались главным образом за счет использования  оборудования, применяемого в родственных  отраслях промышленности.

  Поворотным  пунктом в создании специализированного  оборудования для абразивной промышленности явились постановления правительства  в 1960 и 1961 гг., в результате которых  на абразивные заводы начало поступать  новое высокопроизводительное оборудование.

   Исходя из выше сказанного, целью моей работы является подробное описание процессов обработки металлов, связанных с абразивами. Основная задача – проследить за всеми процессами и выявить их перспективы развития и физические основы. 

2. Абразивная обработка

 

     Абразивная  и алмазная обработка завоевывает  все новые позиции в различных  отраслях промышленности и уже не является лишь способом получения необходимого класса чистоты поверхности деталей, а становится одним из наиболее производительных методов обработки разнообразных  металлов, успешно заменяя операции, выполняемые на металлорежущих станках. Это обусловливается все возрастающими  требованиями к чистоте, точности и  взаимозаменяемости деталей, а также  расширением области при-менения высокопрочных и трудно обрабатываемых металлов, спла-вов и материалов. Широкое применение новых методов формообразования (литья под давлением, литья в выплавляемые модели, штамповки, выдавливания, формообразования взрывом и др.) позволяет приблизить размеры заготовок к размерам готовых изделий. При этом заготовки, минуя операции точения, строгания или фрезерования, поступают непосредственно на абразивную обработку.

     Абразивная  обработка в ряде случаев применяется  как, единственно возможный метод  обработки, например тонкое шлифование и полирование листовой стали, в  том числе нержавеющей, шлифование, полирование и разрезка тонкостенных труб из нержавеющей стали, зачистка сварных швов, получение деталей  с шероховатостью поверхности до 0,020-0,008, абразивная пневмо и гидрообработка миниатюрных деталей свободным зерном, обработка неко-торых криволинейных поверхностей и т. п.

     Прогресс  технологии шлифования позволяет решать проблему создания автоматических линий, на которых вся обработка заготовок  до требуемой геометрической точности и шероховатости поверхности  производится абразивными и алмазными  инструментами. Громадное значение при обработке твердых сплавов  и разнообразных износостойких  материалов, а также дерева, пластмасс, стекла, камня и других материалов имеют алмазные инструменты в  сочетании с абразивными.

Применение  абразивных и алмазных инструментов позволяет механизировать процессы обработки, во много раз увеличить  производительность и облегчить  труд рабочих. Парк станков, оснащенных абразивными и алмазными инструментами, составляет в настоящее время  около 20 % общего станочного парка. В  подшипниковой и в ряде других отраслей промышленности удельный вес  станков для абразивной обработки  достигает 60% и более. 

2.1. Основы абразивной  обработки

 

     Абразивы  – это твердые мелкие частицы, используемые в свободном или  связанном виде для механической обработки изделий. Принцип их действия заключается в удалении материала  обрабатываемой поверхности острыми  выступами абразива. При этом от абразивных частиц, имеющих, как правило, кристаллическую структуру, откалываются микроскопические крупицы, образуя  новые рабочие кромки. Основные характеристики абразивных материалов – микротвердость, механическая прочность, хрупкость и размер зерна.

     Материалом  для изготовления абразивов могут  быть как продукты природного происхождения, так и искусственно созданные. Искусственные применяются шире, отчасти из-за химического состава и физико-механических свойств. Из большого списка искусственных абразивов широкое распространение получили синтетический алмаз, карбиды бора и кремния, кубический нитрид бора (торговая марка – эльбор), электрокорундовые материалы.

     Особое  значение имеют сверхтвердые абразивные материалы, к которым относятся  алмаз и кубический нитрид бора. Инструменты из алмаза эффективны при  обработке хрупких и высокотвердых  материалов, при чистовом шлифовании, заточке и доводке твердосплавных режущих инструментов, хонинговании. Однако для алмазного инструмента  есть ограничение: при обработке  сталей происходит диффузионный износ  шлифовального зерна, так как  углерод из алмаза отбирается сталью. Поэтому стали обрабатываются инертным для них эльбором. В свою очередь, эльбор вступает в химическую реакцию с твердыми сплавами, – здесь необходимы алмазные абразивы.

     Абразивные  инструменты принято делить на три  вида: гибкие, жесткие и инструменты  в виде свободных абразивов и  паст.

     Свободный (несвязанный) абразив и пасты  вызывают меньше всего вопросов. Если вы в походе вышли к водоему, чтобы  почистить песком закопченный котелок  – вы воспользовались свободным  абразивом. Пастами называются смеси  абразивных материалов с неабразивными  различной густоты, от твердых брикетов до абсолютно жидких. В качестве связки в пастах используются жиры и масла, главным образом, олеин, стеарин и вазелин. Характеристики паст следующие: используемый абразивный материал, зернистость, рецептура неабразивных материалов, концентрация, консистенция. И пасты, и свободный абразив используются для операций доводки.

2.1.1. Гибкие инструменты

 

     К ним относятся шлифовальные шкурки, ленты, лепестковые круги, сетчатые и фибровые диски, щетки из абразивонаполненных волокон.

     Шлифовальная  шкурка (или наждачная бумага), представляет собой измельченный абразивный материал, нанесенный на основу из бумаги, ткани  или синтетического материала. В  зависимости от клеящего элемента, они могут быть водостойкими или  нет. Из шкурки можно вырезать ленты  различной длины и ширины. При  склейке концов получается «бесконечная лента». Также из шкурки вырезаются лепестковые круги, хорошо обрабатывающие детали со сложным профилем.

     Сетчатые  диски получаются путем нанесения  абразивного материала на сетчатую основу и используются для полирования  и зачистки поверхностей. Жесткие  сетчатые диски, изготовленные на основе стекловолокна и лавсана, пригодны для разрезки небольших деталей  из дорогостоящих материалов. Если бы герои «Золотого теленка» использовали этот инструмент для распиливания «золотых»  гирь, они бы и устали поменьше, и  безобразной драки на берегу могло  бы не случиться.

     Если  нанести абразивный материал на фибровую основу (целлюлоза, пропитанная хлористым  цинком), то получится фибровый диск для зачистки и полирования. Для подготовки поверхности к нанесению грунта и краски, например, для кузовных работ, такой диск незаменим.

     И, наконец, существуют щетки различной  формы с металлической или  синтетической «щетиной». Щетки  применяются для удаления заусенцев, очистки поверхности от окалины, ржавчины, лака и краски, обработки  сварных швов, а также для отделки  поверхности: матирование, сатинирование, шлифование. Рабочий материал щеток  варьируется от стальной и латунной проволоки до пластмассы с карбидом кремния. По структуре проволока  может быть плетеной, не плетеной и  гофрированной.

2.1.2. Жесткие инструменты

 

     Инструменты фиксированной формы – это  круги всех типов, кольца, сегменты, шлифовальные головки, бруски. Помимо абразивного материала определенной зернистости в состав этого вида инструмента входят органическая или  керамическая связка и упрочняющие  элементы.

     Инструменты на основе органической связки имеют  тепловые ограничения, что требует  осторожного использования охлаждающих  жидкостей, и подвержены воздействию  щелочей. Но эластичность органики делает незаменимым такой инструмент для  операций по снятию больших припусков, например, при обдирке.

     Плюсы керамической связки – высокая огнеупорность, химическая и водостойкость. К их недостаткам относится хрупкость  и, как следствие, непригодность  для работ с высокой ударной  нагрузкой. При этом керамическая связка хорошо «держит» форму, что важно  при высокоточном шлифовании, имеет  высокую износостойкость и выдерживает  высокие температуры.

     К жестким абразивным инструментам относятся  также и многочисленные напильники, рашпили и надфили.

 

3. Полирование на абразивную обработку

 

     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. Однако 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.