• Тщательная очистка поверхности, что означает удаление ржавчины, прокатной окалины, старых слоев краски, а также отложений соли и хлоридов и загрязнений пылью, маслами и жирами;
• Создание профиля на поверхности (модель якоря).

     Иногда  струйная обработка проводится водой  под сильным давлением. Так как  вода не создает профиль на поверхности, в нее часто добавляют подходящий абразив.

     Перед началом струйных работ с поверхности  должны быть удалены толстые слои ржавчины (если имеются), а также  масло, жир и грязь.

     После обработки поверхность нужно  очистить от свободной пыли. Чтобы  реально оценить степень чистоты  поверхности, нужно принимать во внимание первоначальное ее состояние. Поэтому были выработаны международные  стандарты, отражающие первоначальное состояние поверхности до ее обработки  ( степень загрязнения ) и чистоту поверхности после обработки ( степень подготовки ).

5.1.2. Профиль поверхности

 

     Профиль поверхности также является важной частью подготовки поверхности стали. Должный профиль, в сочетании  с требуемой степенью подготовки поверхности, обеспечивает хорошее  скрепление защитного покрытия с  поверхностью. Какой профиль будет  получен в результате обработки, зависит от размеров зерна используемого  абразивного материала, веса и формы  зерен, воздействия зерен на поверхность  ( имеется ввиду оказываемое давление на поверхность, расстояние и угол обработки) и ряда других причин.

     При обработке крупнозернистым абразивом  получается грубый профиль поверхности. Иногда это может улучшить скрепление защитного покрытия с поверхностью, однако многие современные защитные методы не требуют предварительного создания чрезмерно тщательного  профиля поверхности. К тому же, чем  грубее профиль поверхности, тем  больше расход краски чтобы вся поверхность (высшие точки профиля) были тщательно  покрыты, все выемки, появившиеся  в результате обработки абразивом, должны быть заполнены краской. Высокий  профиль поверхности не обязательно  является оптимальным для данной защитной системы. Во многих случаях  производители краски указывают  в технических характеристиках  требуемые для данного типа краски степень подготовки и профиль  поверхности.

     Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что при одном и том же данном объеме или весе абразивного материала, мелких зерен в нем содержится гораздо большее количество, чем  крупных. За один и тот же промежуток времени можно израсходовать  один килограмм крупнозернистого абразива, содержащего 17-18.000 зерен размером 2 мм, а также один килограмм мелкого  абразива, содержащего 800.000 зерен размером 0,6 мм. Помните старые времена молотков для снятия окалины? Проще говоря, это означает, что при применении упомянутого здесь мелкозернистого абразива на одной и той же поверхности за один и тот же промежуток времени работает в 45 раз больше таких молотков!

     По  сравнению с крупнозернистым  абразивом, абразив с более мелким зерном обеспечивает большую скорость очистки и дает лучший результат  при нанесении защитного слоя. В то же самое время, он позволяет  получить более мелкий профиль поверхности  с относительно низким расходом краски. Это качество часто оказывается  очень удобно для применения на новых  стальных поверхностях, покрытых только прокатной окалиной или легкой ржавчиной. Однако сильно загрязненная и коррозированная  поверхность (несколько слоев краски, толстый слой ржавчины и наросты) нелегко очищается мелкозернистым абразивом. В этом случае очистительные  работы займут слишком много времени и израсходуется слишком большое количество абразива. Поэтому, в таких случаях предпочтительнее применять крупнозернистый абразивный материал.

     Крупное зерно абразива очень хорошо снимает  тяжелую коррозию, но часто является слишком грубым для того, чтобы  тщательно очистить все углубления и поры. Во многих случаях, для того, чтобы достичь лучшего результата, как в отношении скорости работ  и расхода материала, так и  в отношении степени очистки  и получаемого профиля, используют смесь, состоящую из крупных и  мелких зерен.

     Правильный  выбор материала всегда зависит  от первоначального состояния поверхности (степень коррозии), требуемой степени  чистоты (степень подготовки) и профиля  поверхности, спецификаций производителя  краски, а также действующих местных  правил и законов.

 

5.2. Экструзионно-абразивная обработка

 

    Физическая  сущность этого способа отделочной абразивной обработки заключается  в продавливании через обрабатываемую через обрабатываемую поверхность  специальной абразивной пасты, имеющей  высокую вязкость.    При перемещении абразивной пасты относительно обрабатываемой поверхности абразивные зерна под действием гидростатического давления внедряются в обрабатываемую поверхность и осуществляют микрорезание и пластическое оттеснение металла. Давление при этом способе обработки составляет от 4 ... 5 МПа при обработке относительно мягких сплавов алюминия, меди и до 10-14 МПа — при обработке стали. Такое давление уплотняет слой пасты и процесс обработки приближается к способам обработки инструментом с закрепленным в эластичной связке абразивным зерном.

    Паста для экструзионно-абразивной обработки представляет смесь абразивных зерен с вязким связующим, состоящим из эластичного полимера, смазочного вещества и поверхностно-активных добавок. Вязкость пасты должна повышаться с увеличением диаметра обрабатываемого отверстия. В качестве абразивного материала используются порошки эдектрокорунда, карбида кремния, алмаза. Размер зерен составляет 20 ... 500 мкм; в ряде случаев используют смесь порошков различной зернистости. Содержание абразива в пасте находится в пределах 25 ... 75% (мае). Приготовление пасты заключается в смешивании связующего и абразивных зерен, причем оба компонента предварительно нагреваются до температуры 60 ... 100 "С.

    Создан  ряд установок, в том числе  автоматизированных, для экструзионно-абразивной обработки, включающих следующие основные узлы: гидравлическую систему высокого давления, блок с зажимным устройством для установки и закрепления заготовок, пульт управления. Используя сменные вставки в зажимном устройстве; можно обрабатывать заготовки различных размеров и формы. Система управления позволяет регулировать рабочее давление, число циклов перекачки пасты в единицу времени, машинное время обработки. Объем используемой пасты достигает 20 000 см³.

    Экструэионно-абраэивный способ используют для финишной обработки отверстий малых (менее 6 ... 8 мм) диаметров, некруглых и сложнопрофильных отверстий, окон, пазов в матрицах штампов и пресс-форм, а также в других деталях. Особенно эффективен этот способ для снятия заусенцев и округления кромок в пересекающихся отверстиях. Машинное время обработки составляет от 2 до 20 мин. Обеспечивается получение параметра шероховатости поверхности Ra = 0,08 ... 0,12 мкм при исходном параметре Ra = 1 ... 1,5 мкм.

Можно одновременно обрабатывать несколько отверстий.

5.3. Турбоабразивная обработка.

Данный способ отделочной обработки основан на использовании так называемого «кипящего» слоя абразивных зерен, образующегося в рабочей камере при подаче восходящего потока воздуха через воздухоопределительную решетку, являющуюся дном рабочей камеры. Абразивные зерна совершают в "кипящем'' слое перемещения в различных направлениях со скоростью 0,1 ... 0,5 м/с и осуществляют микроударное воздействие на поверхность заготовки, которая вводится в рабочую камеру. Ввиду относительно малой энергии и частоты ударов зерен при неподвижной заготовке интенсивность съема металла в этом случае не превышает 0,02 ... 0,03 мкм/мин (или 0,015 ... 0,03 мг/(минсм²). С целью повышения производительности обработки заготовке сообщают рабочее движение (вращение, планетарное движение) со скоростью 15 ... 30 м/с, что приводит к значительному увеличению частоты ударов зерен (до 300 ... 400 1/(с-мм²) (вместо 4-5 1/(смм²) при неподвижной заготовке] и энергии соударения. В результате интенсивность съема металла увеличивается до 1,5 ... 2 мкм/мин и более, что значительно превышает показатели, например, виброабразивной обработки.

     Степень разреженности и текучесть "кипящего" слоя абразивных зерен весьма высоки, поэтому этим способом можно обрабатывать заготовки сложной формы. Путем соответствующего расположения заготовки можно обеспечить либо одинаковое, либо различное по интенсивности воздействие абразивных частиц на различные участки профильной поверхности. Наиболее интенсивной обработке подвергаются кромки и прикромочные зоны, что делает данный способ высокоэффективным для удаления заусенцев и округления кромок на заготовках после операций резания и штамповки. "Кипящий»  слой абразивных   зерен   является своеобразным инструментом;   рекомендуется использовать при турбоабраэивной обработке зерно абразивных материалов, обладающих повышенной прочностью и ударной вязкостью. К таким абразивным материалам относятся легированные электрокорунды: хромотитанистъй электрокорунд марок 91А, 92А и циркониевый электрокорунд марки 38А.

     Износ абразивных зерен в процессе работки происходит в виде скалывания микрочастиц, которые удаляются из рабочей камеры потоком воздуха вместе с частицами металла. Добавление зерен в рабочую камеру до требуемого уровня проводится при обработке сплошных поверхностей  не чаще 1 раза с две-три смены, при обработке прерывистых поверхностей, когда зерно разрушается более интенсивно, через 2..4 ч работы.

     Процесс турбоабразивной обработки позволяет ликвидировать трудоемкие ручные операции при решении технологических задач:

• Удаление заусенцев и округление кромок после операций обработки резанием, штамповки; при этом величину радиуса округления кромок можно регулировать;
• Финишная обработка профильных поверхностей с получением параметра шероховатости поверхности;
• Подготовка поверхностей под различные покрытия;
• Удаление окалины, следов коррозии и т.д.

     Турбоабразивным способом обрабатывают детали из различных машиностроительных материалов: конструкционных, инструментальных, коррозионно-стойких сталей, цветных и титановых сплавов. 

6. Виброабразивная обработка

 

     Виброабразивная обработка производится, как и во вращающихся барабанах, групповым методом. Обрабатываемые заготовки и гранулы наполнителя загружают в контейнер, подвергающийся сложному вибрационному воздействию в двух или трех направлениях. Виброабразивной обработке подвергают закрытые и внутренние поверхности. Несмотря на интенсивность процесса, тонкостенные и хрупкие заготовки обрабатываются без повреждения, в то время как во вращающихся барабанах заготовки обрабатываются небольшими партиями во избежание их поломок.

     В настоящее время широко распространены двухкамерные вибрационные контейнеры вместимостью от 5 до 2000 кг. Обработка  в них осуществляется сухим и  мокрым способами. Сухая обработка применяется в основном при очистке литья, для снятия заусенцев и грата со штампованных деталей и т. п. При мокром виброшлифовании детали обрабатываются с применением водного раствора моющих веществ. Обработка с жидкостями может осуществляться с периодической и непрерывной подачей раствора в контейнер. Количество раствора в контейнере должно составлять 6-8% к объему его загрузки.

     Для виброабразивной обработки рекомендуются следующие абразивные наполнители: дробленые отходы шлифовальных кругов зернистостями 16-6 и степеней твердости T-ВТ на керамической связке; наполнители - галька, диабаз, ситалл, кожа, дерево, кукурузные початки, стальная вырубка размером 6-10 мм из листа толщиной 2-6 мм или дробь размерами 3-5 мм.

     Виброабразивная обработка заготовок производится при следующих условиях и режимах:

• загрузка контейнера - на 85% его объема;
• соотношение обрабатываемых заготовок и рабочей среды при полировании - 1:3, при обработке нежестких деталей типа сепараторов подшипников - 1:2, при обработке жестких заготовок типа гаечных ключей и колец подшипников - 1:1, при пониженных требованиях к кромкам и поверхностям деталей - 2:1 и более;
• частота колебаний 1500 кол/мин при амплитуде 1,5-3 мм;
• периодическая заливка или непрерывная промывка в процессе обработки рабочей среды и деталей 1,5-2%-ным раствором кальцинированной соды или другими моющими веществами;
• время обработки партии заготовок - 30-90 мин (устанавливается опытным путем в зависимости от состояния исходной поверхности и требований к обрабатываемым деталям);
• выгрузка деталей - вручную при помощи вибро- или магнитных сепараторов.

   При виброабразивной обработке заготовок в условиях крупносерийного или массового производства целесообразно создавать механизированные или автоматизированные участки. Такие участки должны включать в себя виброустановки необходимых размеров, вибросита и вибросепараторы, транспортеры или монорельсы с тельфером, бункера, скаты сушильные барабаны. В настоящее время уже на многих заводах страны внедрены процессы виброабразивной обработки.  
 
 
 

 

   

7. Заключение

     В заключении я хотела бы отметить, что все большее применение находит обработка с применением абразивной ленты. Этот метод применяется для черновой, чистовой и отделочной обработки и во многих случаях обеспечивает значительное повышение производительности труда.

     Обработка же абразивными материалами является малоотходной и, в перспективе, будет  вытеснять обработку металлическим  инструментом.

 

8. Список литературы

 

1.  Кащук В. А Справочник шлифовщика.-М.: Машиностроение, 1988. – 480с:

2.   Аршинов В. А., Алексеев Г. Л. Резание металлов и режущий инструмент. Учебник для машиностроительных техникумов. М., «Машиностроение», 1976. 440 с. с ил.