Что такое абразивная обработка
Абразивная обработка
Абразивные материалы (фр. abrasif — шлифовальный, от лат. abradere — соскабливать) — это материалы, обладающие высокой твердостью, и используемые для обработки поверхности различных материалов. Абразивные материалы используются в процессах шлифования, полирования, хонингования, суперфиниширования, разрезания материалов и широко применяются в заготовительном производстве и окончательной обработке различных металлических и неметаллических материалов.
Содержание
Применение абразивных материалов и виды абразивной обработки
Абразивные материалы с успехом применяются в следующих видах абразивной обработки:
Инструменты абразивной обработки
Абразивные материалы для применения в промышленности должны быть закреплены или конструктивно выполнены в виде различных инструментов и составов, основные виды абразивных инструментов и составов:
Виды абразивных материалов
Абразивные материалы делятся по твердости (сверхтвердые, твердые, мягкие), и химическому составу, и по величине шлифзерна (крупные или грубые, средние, тонкие, особо тонкие), величина зерна измеряется в микрометрах (мк) и мешах(
Производство абразивных материалов
В настоящее время абразивные материалы добываются и производятся синтетически, причем новые синтетические материалы, как правило, более эффективны, чем природные.
Абразивные материалы бывают двух видов по происхождению:
Природные абразивные материалы
Синтетические абразивные материалы
Новые перспективные абразивные материалы:
Отдельно следует выделить категорию магнитоабразивной обработки (МАО) и материалов для магнитноабразивной обработки.
Суть заключается в объединение свойств материалов с высокими абразивными качествами и магнитными, что позволяет производить т. н. мягкую обработку и полирование на более высоком качественном уровне используя магнитоабразивные порошки.
Таблица сравнения абразивных материалов используемых при абразивоструйной очистке [2]
удаление заусенцев, гравировка
с деликатных поверхностей
Примечания
Литература
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Абразивная обработка» в других словарях:
АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА — АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА, механическая обработка материалов при помощи абразивного инструмента (см. АБРАЗИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ) и абразивных материалов (см. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ). К абразивной обработке относятся: шлифование (см. ШЛИФОВАНИЕ), хонингование … Энциклопедический словарь
абразивная обработка — Обработка резанием, осуществляемая множеством абразивных зерен. [ГОСТ 23505 79] [ГОСТ 25761 83] Тематики обработка абразивная, абразивыобработка резанием EN abrasive machiningabrasive treatmentgrind process DE Schleifbearfeitung … Справочник технического переводчика
Абразивная обработка — – механическая обработка металлов, стекла, дерева и других материалов при помощи абразивного инструмента. К абразивной обработке относятся: шлифование, хонингование, притирка, полирование, суперфиниш, затачивание и др. [Большая советская… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
абразивная обработка — механическая обработка деталей из металла, дерева, стекла, пластмассы, кожи и других материалов абразивным инструментом на станках или вручную. Абразивный инструмент изготовляют из твёрдых горных пород и минералов: природных – алмаз, корунд,… … Энциклопедия техники
Абразивная обработка — Abrasion Абразивная обработка. (1) Процесс, при котором твердые частицы или выпуклости вынужденно перемещаются вдоль твердой поверхности. (2) Огрубление или насекание поверхности благодаря абразивному износу. (3) Процесс шлифовки или изнашивания… … Словарь металлургических терминов
Абразивная обработка — Abrasive machining Абразивная обработка. Процесс механической обработки, при котором абразивные частицы используются в качестве инструмента. Шлифовка типичный процесс абразивной обработки. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией… … Словарь металлургических терминов
абразивная обработка — 3.7 абразивная обработка (abrasive blasting operation): Метод обработки поверхностей направленной струей абразивных материалов, в процессе которого оператор абразивной обработки и обрабатываемый материал находятся в замкнутом пространстве или на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
АБРАЗИВНАЯ ОБРАБОТКА — обработка материалов резанием абразивными зёрнами. Осн. назначение А. о. обеспечение повыш. точности и качества поверхности; А. о. может применяться для червовой обдирки поверхностей, резки, съёма больших припусков. К А. о. относятся шлифование,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Абразивная обработка — механическая обработка металлов, стекла, дерева и других материалов при помощи абразивного инструмента. К А. о. относятся: Шлифование, Хонингование, Притирка, Полирование, Суперфиниш, Затачивание и др. См. также Абразивные материалы … Большая советская энциклопедия
Абразивная обработка — (от лат. Abrasio соскабливание) обработка материалов резанием, осуществляемая множеством абразивных зерен. К Абразивной обработке относятся: шлифование, затачивание и др. Пескоструйная очистка один из видов абразивной обработки … Энциклопедический словарь по металлургии
Абразивные материалы: свойства, разновидности и применение в промышленности
Абразивы своей твердостью превосходят другие материалы, поэтому используются для обработки различных поверхностей, широко применяются в промышленности и быту для разных видов обработки. По происхождению эти вещества бывают природными и искусственными.
Что такое абразивные материалы
Абразивы — это материалы, отличающиеся твердостью, превосходящей прочие типы материалов (даже металлы). Это твердые мелкие частицы, применяемые в свободном либо связанном виде (например, в виде какой-либо формы, зафиксированные на поверхности и пр.).
Абразивы предназначены для механической обработки различных материалов, снимания с них тончайшего слоя острыми выступами своих частиц. По сути, абразивными свойствами располагает любая твердая структура по отношению к менее твердой. Однако в промышленных масштабах используются лишь конкретные виды абразивных материалов.
Абразивная обработка материалов
Из абразивов изготавливаются специальные абразивные инструменты. У них, в отличие от лезвийных (металлических), нет сплошной кромки реза. Данную функцию выполняет цельная зернистая структура, резцом в ней является каждое из зерен. Эти абразивные частицы скреплены друг с другом связующим веществом или же объединены в какое-то изделие (это может быть круг, камень, шлифовальная шкурка, щетка), совокупно воздействуют на рабочую поверхность своими режущими краями, снимая ими тончайшую стружку (данный слой может составлять всего несколько микрон).
Абразивные материалы востребованы для разных типов обработки:
Виды абразивных материалов
Абразивные материалы отличаются по разным параметрам. Так, они классифицируются по твердости (бывают мягкие, твердые, сверхтвердые), своему химическому составу, размеру зерна (могут быть крупные, средние, тонкие, особо тонкие).
По своему происхождению выделяют абразивы трех типов.
1. Природного (или естественного) происхождения. Это песок, гранат, цирконий и пр.
2. Искусственного (или синтетического, производственного) происхождения. Данные материалы изготавливаются специально для абразивной обработки. Наиболее распространенными являются искусственный алмаз, карбид кремния, бора, электрокорунд, кубический нитрит бора.
3. Абразивы из побочных продуктов производства: с/х остатки, шлаки от выплавки металлов (например, никельшлак), от работы электростанционных котельных. Данные материалы доступны, имеют разнообразные размеры частиц, низкую стоимость.
Естественные абразивные материалы
Рассмотрим некоторые из природных абразивов.
Алмаз является наиболее твердым из природных материалов, состоящим из чистого углерода. В природе он встречается, как правило, в виде россыпи кристаллов. Алмазы бывают ювелирные и технические (именно они применяются в качестве абразивов).
Гранат — это минерал, состоящий из алюмосиликатов извести, магнезии и других примесей. Он может быть окрашен в разные цвета, за исключением синего. Используется в измельченном виде: частицы наносятся на шкурки для шлифования.
Корунд состоит из кристаллической окиси алюминия с примесями, отличается окраской от синеватой до коричневой. При этом твердость материала снижается с повышением содержания в нем окиси железа.
Наждак — смесь корундовых зерен с магнезитом и прочими минералами.
Кварц представляет собой оксид кремния кристаллической формы. Разновидностью кварца является кремень: он состоит их кремнезема, в природе встречается в виде массивных горных пород.
Пемза — это пористая структура вулканического происхождения, состоит из кремнезема и глинозема.
Мел — карбонат кальция, с помощью которого возможны тонкие виды обработки (полирование, притирка).
Искусственные абразивы
Впервые искусственный абразив карборунд синтезировал в 1891 г. ученый-изобретатель Эдвард Ачесон (США). Сегодня же абразивов производственного происхождения очень много, они применяются шире, чем природные. Рассмотрим особенности самых распространенных из них.
Электрокорунд получают посредством восстановительной плавки из боксита в электропечах. Цвет абразива варьируется от серого до красно-бурого. Из материала производят жесткий абразивный инструмент.
Карбид кремния получается с помощью восстановления кремниевой кислоты углеродом. Материал обладает повышенной хрупкостью, применяется в порошковом виде либо как инструмент для обработки стекла, фарфора и прочих хрупких структур.
Карбид бора — наиболее твердый синтетический абразив, используется как паста для шлифовки очень твердых поверхностей.
Абразивные жидкости
Процент содержания твердых частиц в разных абразивных продуктах может значительно различаться. Иногда они включаются в жидкую среду — в этом случае речь идет об абразивной жидкости. Примерами являются чистящие жидкие средства (средства бытовой химии), краски с содержанием кварцевого песка, песочные суспензии, каустизационный шлам, продукты пищевого производства (сахарные суспензии, шоколадные пасты с кусочками орехов), косметологии (скрабы, абразивные зубные пасты) и пр. Конечно, не все они применяются для обработки поверхностей. Тем не менее данные среды обладают абразивными свойствами, что нужно учитывать при подборе оборудования, которое с ними работает.
Свойства абразивных материалов
Абразивы имеют ряд важных характеристик, или свойств. Так, важным их параметром является твердость. Ее определяют сопротивлением материала, поверхность которого подвергается шлифованию. Так, самым твердым абразивным материалом по шкале Мооса (она названа в честь немецкого ученого-минеролога) в является алмаз (10 баллов), карбид бора имеет соответственно 9,5 балла, корунд, карбид кремния и электрокорунд — 9, кварц — 8, гипс — 2, тальк — 1 балл.
Другие свойства абразивов — это прочность, хрупкость, зернистость (это размер и форма шлифовального зерна). Так, форма зерен может быть изометрической (у них высота, ширина, толщина примерно одинаковы), мечевидной, пластинчатой — этот показатель зависит от природы абразивного материала и степени измельчения изначального зерна.
Абразивная способность данных веществ (то есть их эксплуатационные качества) определяется массой удаляемого при шлифовании слоя материала.
Абразивы имеют свойство самозатачиваемости: они сохраняют работоспособность благодаря образованию новых выступов, режущих кромок у зерен в ходе обработки.
Применение абразивов
Люди издревле использовали абразивы. Например, индейцы майя в IX в. до н. э. украшали зубы драгоценными камнями, отверстия в них они просверливали трубочками, на которые был нанесен истолченный кварц.
Сегодня же сфера применения абразивных материалов очень широка. Например, они незаменимы в металло- и деревообработке, строительстве. Применяются абразивы и в быту. Так, в каждом доме есть наждачная бумага, пемза, пилки для ногтей (они также покрыты очень мелкими полирующими частицами).
Абразивная обработка металла
Конечная механическая обработка деталей – абразивная обработка – относится к классу режущей, поскольку после нее остаются мелкие опилки.
Следовательно, принцип действия различных инструментов для выполнения шлифовки, полировки и других процессов заключается в том, что они доводят поверхность размеров до нужного размера, придают металлу необходимые качества, такие как гладкость и прочность.
Абразивная обработка металла используется на многих производствах, особенно, если изделия являются частью какого-либо сложного механизма, и они должны идеально состыковываться между собой. Для проведения данного вида работ используются различные инструменты и абразивы, их выбирают в зависимости от того, какого конечного результата необходимо достичь.
Рассмотрим, какие процессы относятся к абразивной обработке, и при помощи каких приспособлений они происходят.
Какие инструменты используют для абразивной обработки металлов
Инструменты для шлифовки, полировки, доводки и другой механической обработки деталей изготавливаются из натуральных горных пород и минералов, или искусственных материалов.
Природные абразивы:
Искусственные абразивы:
Все эти материалы состоят из кристаллитов (абразивных зерен), которые выступают в роли маленьких резцов. Когда резцы проходят по поверхности детали, они снимают ее небольшой верхний слой.
Поскольку кристаллы у всех материалов имеют разный размер, они оставляют следы разной глубины и размера на металле.
К примеру, для черновой обработки используются крупнокристаллические абразивы, а для конечной – мелкокристаллические.
Инструменты могут быть жесткими, когда зерна связаны между собой (бруски, круги, сегменты и т.д.), или мягкими, когда зерна клеятся на специальную основу в виде бумаги, ткани, кожи и других эластичных материалов (шкурка, шлифовальная лента). Также отдельно выделяют порошковые абразивы, из которых изготавливают пасту, и используют ее в свободном виде.
Абразивная обработка металла может осуществляться сразу несколькими инструментами для повышения полученного эффекта.
Какие процессы относятся к абразивной обработке
Использование специальных абразивных инструментов просто необходимо, если поверхностям деталей нужно придать свойства, которые не могут придать другие металлообрабатывающие станки и инструменты, например, гладкости, остроты лезвий режущих элементов, или сверхточного размера мелких частей изделий.
Процессы абразивной обработки могут включать в себя:
Остановимся на каждом процессе более детально, и рассмотрим, какие инструменты используются для достижения определенных целей.
Шлифование – применяется для шлифовки поверхностей и затачивания ножей режущих инструментов, для такого вида обработки используются твердые инструменты, такие как сегменты, круги или бруски;
Полирование – придание поверхности идеальной гладкости, для этого вида обработки используются круги из фетра или сукна, на поверхность которых наносят абразивную пасту или порошок, смоченный жидкостью, также возможно полирование деталей в барабанах, куда также заливается жидкость с абразивами;
Доводка – специальный процесс для получения более точных размеров изделий и их идеальной состыковки между собой, осуществляется при помощи притира – инструмента, на поверхность которого наносят мелкокристаллические абразивы, смоченные водой;
Хонингование – конечный процесс обработки отверстий, проводится после сверления, литья или штамповки при помощи специального инструмента – хона, он состоит из стержня, на котором закреплено несколько кругов (3-5 штук), состоящих из мелкозернистого абразива.
В каких сферах используется абразивная обработка
На предприятиях, выпускающих детали или их части, непременно используется абразивная обработка металла, поскольку этот процесс помогает достичь высокой точности выполнения и придать готовым изделиям необходимый внешний вид и качественные характеристики.
Особенно актуальным данный вид обработки является для производств, которые создают мелкие детали для машиностроения, поскольку в этой отрасли точное соответствие продукции чертежам – это залог успеха.
На данный момент включить все инструменты данного типа можно в автоматизированную линию, также их можно использовать вручную.
Ручная абразивная обработка металла актуальная для небольших мастерских, более крупным компаниям с серийным и массовым производством целесообразнее оснащать цеха автоматическими агрегатами.
Новинки в области абразивной обработки металла
Узнать, как осуществляется абразивная обработка металла на лучших предприятиях нашей страны и за рубежом, можно будет на специализированной выставке «Металлообработка», которая состоится в ЦВК «Экспоцентр».
Мероприятие международного масштаба соберет под одной крышей представителей крупнейших компаний, которые предлагают оборудование и инструменты нового поколения для обработки металла.
В выставке будут участвовать экспоненты из разных стран мира, свои наработки и товары представят специалисты более тысячи разных компаний.
Абразив. Виды и применение. Работа и особенности. Инструменты
Абразив – твердый мелкозернистый или порошковый материал, используемый для шлифовки, полировки, резания. Применяется для обработки дерева, металла, пластика, стекла, керамики, застывшего лака и красок.
Как работает абразив
Абразивные материалы отличаются высокой твердостью, превышающей параметры поверхностей, которые обрабатываются. Они представляют собой мелкозернистые частицы созданные методом слома, за счет чего на них образовываются острые грани. При трении с обрабатываемой поверхностью они врезаются в нее и соскабливают. Скорость обработки зависит от размера частиц абразива. Чем они больше, тем быстрее снимается поверхность. При этом крупные частицы оставляют на ней глубокие царапины. Мелкие абразивные зерна работают медленнее, но поверхность после них более гладкая. Путем постепенного снижения зернистости абразива при обработке, можно добиться выведения зеркальной поверхности.
По мере работы кристаллики абразива обламываются от давления. По месту слома на них образовываются остроугольные края. Поэтому они продолжают эффективно врезаться в материал до тех пор, пока кристалл полностью не выкрошится. Отдельные группы мягких абразивов не крошатся, а стираются, поэтому они теряют эффективность быстрее.
Виды обработки абразивами
Абразивы могут использоваться при выполнении:
Виды абразивных материалов
В качестве абразива используются природные и искусственные материалы. Первые в своем большинстве отличаются меньшей твердостью, поэтому в ходе использования их грани достаточно быстро стираются. Как следствие скорость снятия материала прекращается.
К природным абразивам относят:
Самым эффективным и твердым абразивом среди природных и искусственных материалов является алмаз. Его твердость позволяет граням разрушаться очень медленно, поэтому инструмент с алмазным напылением является самым долговечным и эффективным при обработке. В качестве абразива используется природный алмаз или выведенный в лаборатории из графита. В частности применяются его мелкие кристаллы, непригодные для ювелирного или другого использования.
Искусственные абразивы отличаются высокой твердостью, но меньшей, чем у алмаза. К таким материалам можно отнести:
Абразив разделяют на 3 категории твердости. Они бывают:
Чем выше твердость материала, тем больше его стоимость, так как его раскол на зерна сопровождается сложным технологическим процессом и соответствующими затратами. Сверхтвердые абразивы используются для работы с металлами, керамикой. Твердые в основном применяются для дерева. Мягкие более податливы, поэтому не царапают поверхность. Они хорошо подходят для обработки оргстекла, кожи, пластиков.
Виды по зернистости
Одним из самых важных факторов при выборе абразивного материала выступает его зернистость. От ее величины зависит скорость съема поверхности, а также уровень ее гладкости после обработки.
По зернистости они бывают:
Чтобы сделать абразив, твердые кристаллики материала калибруются по размеру. Измерение ведется в микрометрах или мешах. Отсутствие калибровки приведет к тому, что обрабатываемая поверхность будет сниматься неравномерно. Одни ее части станут гладкие, другие получат глубокие царапины. Такое качество будет приемлемо только для грубой проточки, но скорость работы при этом станет ниже, чем при использовании только крупных зерен. Кроме этого малое количество крупных кристаллов сопровождается высоким давлением на их грани, поэтому они могут обламываться и быстрее стираться. Так как сортируемые кристаллы никогда не бывают идеальными, допускается, чтобы соотношение по вылету их самой большой и короткой грани составляло 1:3.
Как оценивается абразив
Для оценки качества абразивного материала применяются следующие параметры:
Одним из приоритетных параметров является твердость. Это физическое понятие, которое отображает результат действия при вдавливании в абразив другого материала. Задача первого вжаться в поверхность, сохранив при этом свою остроту. Он всегда должен быть более твердым, чем изделие, которое им обрабатывается. Твердость измеряется по шкале Мооса. Каждому материала в результате испытания присваивается величина от 1 до 10. Максимальную твердость 10 имеет алмаз. После него по эффективности среди известных доступных абразивов идет корунд, имеющий 9-й класс. Топаз имеет 8-ю, кварц 7-ю твердость.
Однако твердость не является главным приоритетом при выборе. Дело в том, что она сильно связана с хрупкостью. Зачастую, чем тверже абразив, тем он более хрупкий. Как следствие его грани очень быстро обламываются, поэтому фактической эффективности при работе не достигается. Важен баланс между твердостью и хрупкостью.
Также материалы отличаются между собой абразивной способностью. Это значение показывает – какой слой поверхности можно снять за единицу времени. Дело в том, что абразивы имеют разную остроту граней, образованных при сломе. Естественно, чем она выше, тем эффективней вгрызание в поверхность.
Механическая стойкость отображает предел, при котором проявляется хрупкость. Зная это значение можно прикладывать усилие при обработке на таком уровне, чтобы кристаллы сохраняли целостность. Нужно отметить зависимость механической стойкости к температуре. Чем больше греется абразив, тем быстрее он изнашивается.
Химическая стойкость отображает устойчивость зерна к кислотам, воде, щелочи. Одни материалы могут использоваться только для обработки сухих поверхностей. Другие способны работать в любых условиях. В приоритете стоит стойкость к воде и растворенным в ней частицам, так как она часто используется для охлаждения абразива.
Инструменты абразивной обработки
Абразивы используются для изготовления различных инструментов, которые применяются для резки, шлифовки, полировки.
Наиболее распространенными являются:
Отрезные круги представляют собой тонкие диски разного диаметра, состоящие из спрессованных смазанных клеем абразивных кристаллов. Они устанавливаются на болгарки, различные станки, торцовочные пилы. С их помощью ведется резка металла, керамики, камня и прочих твердых материалов. Также отрезные диски могут представлять собой стальной круг с вклеенным напылением из алмаза. Эффективность резки кругами обеспечивается за счет высокой скорости вращения, задаваемой двигателем инструмента или станка. Они производятся с разной зернистостью под работу с металлом, камнем, бетоном.
Шлифовальные круги представлены в продаже множеством размеров и форм. В классическом виде они представляют собой подобие отрезного диска, но большего сечения. Они используются для заточки или снятия поверхности твердых материалов. С их помощью ведется обработка металла, дерева, пластика, стекла и т.д. За счет толщины сечения на шлифовальные круги можно прикладывать боковое давление без риска слома.
Бруски имеют аналогичную структуру, что и шлифовальные круги, но отличаются другой формой. Они предназначены для ручного использования. Чаще всего применяются для заточки ножей и режущего инструмента. Выпускаются в широком диапазоне зернистости.
Ленты представляют собой тканевые полоски, на лицевой поверхности которых закрепляется клеем мелкий абразив. Используются для установки на ленточный гриндер. В основном применяются для зачистки изделий с круглым или другим сложным профилем. Хорошо подходят для вывода спусков и заточки режущего инструмента.
Наждачная бумага изготавливается подобно ленте. Однако вместо тканевой подложки в ней применяется картон. Из бумаги делают круги для установки на электроинструмент, а также прямоугольные шкурки для ручного применения. Она отличается самой доступной стоимостью.
Полировальные пасты, представляют собой кремообразное связующее вещество с включением мелких абразивных частиц. За счет последнего обеспечивается съем материала. Основной наполнитель выполняет функцию охладителя, обеспечивает смазку.
Абразивы в виде свободного зерна представляют собой твердые кристаллики фиксированной зернистости. Они используются при пескоструйной, ультразвуковой и гидроабразивной обработке.