Шабрением называют обработку поверхности детали режущим инструментом — шабером, с помощью которого с детали последовательно срезают тонкий слой металла (0,005– 0,01 мм). Шабрение обычно применяют для окончательной доводки вручную поверхностей при изготовлении или ремонте точных деталей: направляющих станин и суппортов металлорежущих станков, вкладышей подшипников, контрольно-измерительных плит, деталей приборов и инструмента и т.п, т.е. в тех случаях, когда нет необходимого оборудования или оно не может обеспечить обработку с требуемой точностью и шероховатостью.
Шабрение применяют, как правило, после обработки поверхностей деталей фрезой, резцом или напильником для лучшей отделки и получения более точных размеров, формы и расположения поверхностей детали.
Шабрению подвергают как широкие, так и узкие прямолинейные и криволинейные поверхности различных деталей. Шабрение осуществляют обычно с подгонкой обрабатываемых поверхностей по плитам, линейкам, эталонам и сопрягаемым деталям. Чтобы выявить, какие места необходимо шабрить, деталь кладут обрабатываемой поверхностью на поверочную плиту, покрытую тонким слоем краски, легко нажимая на деталь, перемещают ее по плите в различных направлениях. В результате выступающие места на поверхности детали покрываются слоем краски. Эти места и обрабатывают шабером. Шабрением можно обеспечить точность обработки по плоскостности и прямолинейности до 0,02–0,005 мм на длине 1000 мм. Качество шабрения определяется по числу точек соприкосновения сопрягаемых поверхностей в квадрате со сторонами 25 мм. Для станков нормальной точности достаточно 6–8 точек. Для шабрения различных поверхностей применяют шаберы цельные, составные, односторонние с деревянной ручкой и двусторонние без ручки, плоские, трехгранные, с прямолинейной и криволинейной кромкой.
Назначение шабрения
Шабрение используется для сглаживания плоскости элементов, находящихся в постоянном перемещении относительно друг друга. Подобные узлы встречаются в следующих устройствах:
- измерительное оборудование;
- контрольные приборы;
- подшипники скольжения;
- направляющие элементы станков и агрегатов;
- двигатели внутреннего сгорания.
Шабрение позволяет надежно закрепить смазку трущихся деталей и обеспечить их плотное соединение. Таким образом, достигается точная и непрерывная работа всего узла.
Виды шабрения металла
По точности выполнения шабрение может быть:
- размерное;
- декоративное.
Размерное шабрение деталей применяется для создания идеально ровной поверхности. Декоративная шабровка предназначена для грубой полировки металла.
По способу выполнения шабрение бывает:
- ручное;
- механическое (на станках).
Ручное шабрение выполняют специальным инструментом, имеющим основную и рабочую части. Основная часть используется для захвата и удержания инструмента. Рабочая часть используется для непосредственного шабрения поверхности материала.
Техника профессионального ручного шабрения очень трудоёмкая
Механическое шабрение осуществляется на специально оборудованных станках. Такой способ обработки уменьшает затраты времени и сил на полировку металла. Для выполнения механической шабровки требуется многолетний опыт и навыки работы на сложных слесарных станках.
Устройство для механического шабрения металла
К сведению: механическая шабровка металла на станках не используется при производстве изделий со сложной конструкцией плоского и криволинейного очертания.
Виды шаберов по конструкции и форме режущей кромки
Изначально существует два типа по назначению – это строительный, которым можно работать по различным мягким материалам, а также металлический. Он изготовлен из прочной стали и предназначен для металлообработки. Конструктивно он отличается по ряду элементов.
Поверхность под разные типы и принципы шабрения
Режущая часть ножа может быть:
- Плоской – оптимально подходит под ровные плоскости. Лезвие может иметь одну сторону или две, второй вариант долговечнее. Длина – 25-40 см. Ширина от 5 мм до 3 см – чем уже грань, тем точнее и тоньше шабрение.
- С несколькими гранями – хорошо проникает в щели, углы, внутренние стороны цилиндрических объектов. Есть прямой или загнутый кончик.
- Специальной конфигурации под определенную задачу – их нужно разумно применять, когда идет потоковая обработка. Часто бывает разборным – в рукоять можно установить несколько различных наконечников.
Ручка и рабочая часть шабера
Для разных целей требуется различная заточка. Чтобы не путаться в массе изделий и не затачивать их каждый раз по-новому, можно воспользоваться сменными пластинами. Такое универсальное орудие имеет несколько составляющих:
- рукоять;
- корпус из металла;
- держатель-зажим с винтом;
- набор вставок.
Крепление рабочей части происходит с помощью поворота ручки.
Степени автоматизации
Существует электрический шабер. Но шабровщик – это слесарь, который много работает руками, потому что электрошабер может обрабатывать только прямые поверхности или производить первичную обработку, а финишная остается обычному инструменту. Строительный автоматизированный прибор является многофункциональным, он снимает остатки клея, шпатлевки, других стройматериалов, но для металла абсолютно не подходит.
Достоинства и недостатки шабрения металла
Шабрение металла обладает следующими достоинствами:
- Высокая износостойкость материала. Достигается за счет отсутствия на обработанной плоскости остатков абразивных материалов.
- Низкий коэффициент трения деталей. Шаброванная поверхность отлично смазывается и сохраняет смазку длительное время.
- Использование простейших способов оценки качества работы.
Качество шабрения металла оценивается самым простым и доступным способом — по количеству пятен краски на единицу площади.
Наряду со своими достоинствами, шабрение обладает рядом недостатков. Шабровка металла является одним из самых сложных и трудоемких процессов. Такой способ обработки мало механизирован и практически не используется при работе на станках.
Основные характеристики шабровочных станков
Для изготовления шаберов используется быстрорежущая инструментальная сталь. Такая сталь отличается низким содержанием углерода и наличием специальных (легированных) добавок.
В зависимости от стадии обработки, режущая кромка затачивается под разным углом к осевой линии инструмента:
- при черновой обработке угол заточки составляет 75–90°;
- при получистовой обработке — 90–100°;
- при чистовой — 90°.
Кроме того, угол заточки режущей кромки зависит от твердости материала и составляет:
- для мягких (дерево, пластик) — от 35 до 40°;
- средней твердости (железо, сталь) — от 75 до 90°;
- для твердых (бронза, чугун) — от 90 до100°.
Основными рабочими характеристиками шабровочного инструмента являются ширина и радиус закругления режущей кромки. Эти характеристики, зависящие от стадии работы, принимаются:
- при черновой обработке — 20–30 мм;
- при получистовой обработке — 15–20 мм;
- при чистовой обработке — до 15 мм.
Плоскость резания проводится через режущую кромку и скорость резания v
Шабровку криволинейных поверхностей производят шаберами, имеющими сложную форму режущей кромки. Подшипники скольжения шабруют инструментом с кольцевой формой режущей части. Вогнутые и выпуклые поверхности обрабатываются инструментом с двумя (и более) рабочими гранями.
Технология шабрения плоских изделий
Шабровка плоских изделий относится к разряду самых простых и наиболее распространенных видов работ по обработке металла.
Для определения объема шабровочных работ используется специальный краситель. В его роли чаще всего используется:
- берлинская лазурь;
- голландская сажа;
- типографская краска.
Растирку сухого красителя производят с помощью металлического бруска или валика. Для получения жидкого состава сухой краситель разводят в машинном масле.
Полученной смесью окрашивают обрабатываемую плоскость. Для растирания шабровочной краски используют тканевый тампон или резиновый валик для малярных работ.
Резиновый валик позволяет наносить более тонкий и равномерный слой краски. При нанесении краски тампоном слой красителя получается неравномерным и утолщенным.
Положение участков на деталях небольших размеров определяют следующим образом:
- шабровочную краску наносят на плоскость поверочной плиты;
- аккуратно опускают проверяемую сторону детали на поверочную плиту;
- круговыми движениями перемещают деталь по слесарной плите;
- аккуратно снимают деталь с поверочной плиты.
Габаритные и тяжелые детали шабруют следующим образом:
- краситель наносят на контрольную плитку с идеально ровной поверхностью;
- эту плитку прикладывают к обрабатываемой плоскости;
- круговыми движениями перемещают плитку по плоскости.
По характеру распределения краски по поверхности определяют количество и расположение неровных участков.
Визуальное определение характера и размера неровностей определяют по цвету и количеству пятен.
- темные пятна характеризуют участки с наибольшей глубиной впадин;
- серые пятна имеют наименьшую величину углублений;
- участки с белыми пятнами характеризуют выпуклости, требующие шабрения.
Окрашивание поверхностей при шабрении
Заточка шабера
Режущие кромки шабера затачивают на заточном станке с мелкозернистым кругом. Сначала затачивают боковые грани, затем торцовую поверхность и потом производят доводку. Стачивают у шабера только один конец, а не всю плоскую часть. При заточке штрихи от круга должны располагаться вдоль или по диагонали плоской части шабера. Для этого шабер 1 при заточке располагают вдоль наружной поверхности, по ходу вращающегося круга (рис. 6, а).
Рис. 6. Заточка (а, б) и доводка (в) шабера
Торцовую часть затачивают на круге, используя прокладку 2 (рис. 6, б). При заточке лезвия шабер располагают по центру, перпендикулярно к поверхности круга. Давление на шабер должно быть незначительным, чтобы не было прижогов. Допускается периодически охлаждать шабер холодной водой.
Доводят или правят шабер после заточки на абразивных брусках зернистостью №12 и ниже, покрытых тонким слоем машинного масла. Хорошие результаты дает доводка шаберов на чугунной плите, покрытой жидкой пастой из наждачного порошка с машинным маслом. Торцовая и боковые поверхности шабера должна быть гладкими, без штрихов, а режущая кромка — без завалов, заусенцев и без штрихов от заточки.
Шабер при доводке на абразивном бруске ставят в строго вертикальное положение (рис. 6, в). Сначала доводят режущую торцовую поверхность, перемещая вдоль узкой стороны. При этом нельзя наклонять шабер вправо или влево по направлению хода. Торцовая поверхность в поперечной части должна быть гладкой без штрихов. Плоские стороны шабера (боковые грани) доводят после доводки торцовой поверхности. Это позволяет уничтожить полученные завалы при заточке торцовой поверхности и предупредить возможные закругления на режущей кромке. Перемещать шабер при доводке нужно интенсивно, делая около 60 движений в минуту так, как при медленном движении образуются закругленные режущие кромки.
При шабрении доводят или правят шабер периодически через каждые 1,5–2 ч работы, а через 4–5 правок шабер затачивают.
Эффективные способы шабрения
Шабрение ведут двумя способами: «от себя» и «на себя».
К сведению. Как показал многолетний опыт, шабрение «на себя» имеет более высокую эффективность.
Движением «на себя» шабер снимает слой металла необходимой толщины. Обратное движение инструмента производится без снятия слоя металла. В процессе работы инструмент перемещают в различных направлениях, перекрещивая движения под углом 45—60°.
Снимаемый слой краски для шабрения удаляют с помощью растворителя. Обработанную поверхность вытирают насухо. Повторно наносят новый слой красителя.
Как сделать шабер своими руками
Купить его можно через интернет или в специализированных магазинах, но можно попробовать обзавестись самодельным помощником.
Простой в домашних условиях
Возьмите пруток (корпус) нужного размера, сделайте болгаркой распил в торцевой части, поместите туда пластину, а сбоку вставьте винт и крепко закрутите. С обратной стороны смастерите удобную ручку.
Сложный
Изготовление возможно при наличии фрезерного станка. Отличие от предыдущего варианта – на прутке будет нарезана винтовая спираль, которая позволит присоединять к корпусу головку – тиски, в которые будет помещаться лезвие и закрепляться винтом.
Из напильника
Инструмент нужно просто подвергнуть двум процедурам:
- заточке кромки под нужным углом;
- наполнением алмазной пасты на бруске из абразива с помощью движений, похожих на заточку столового ножа.
Декоративное шабрение
Как оценивают качество шабровки
Качество шабровки плоских изделий оценивают с помощью контрольной рамки с размерами сторон 25х25 мм. Для этого рамку устанавливают на обрабатываемую поверхность и подсчитывают количество темных пятен, попавших в ее границы.
Качество выполненных работ оценивают по следующей шкале:
- грубое – при количестве пятен до 5;
- чистовое – от 6 до 10;
- получистовое – от 11 до 14;
- точное – от 15 до 22;
- тонкое – более 22.
Для контроля качества пришабренных криволинейных поверхностей применяют специальные шаблоны-сетки.
Шабрение абразивными материалами
Для сверхтонкого выравнивания при толщине снимаемого слоя до 0,0001 мм используют притирку абразивными материалами вручную или на станках. В процессе притирки применяются два вида абразивов:
- твердые (кремень, алмаз, кварц, корунд, синтетический альбор);
- мягкие (пастообразные составы).
Твёрдые абразивы используют для притирки чугунных и стальных деталей. Мягкие абразивы – для деталей из меди, алюминия, олова и других мягких металлов.
По способу выполнения притирка бывает:
Правила шабрения
- ручная;
- механическая (на станках).
Ручная абразивная обработка выполняется с помощью специального инструмента под названием притир.
В зависимости от очертания обрабатываемой поверхности, шабровочные притиры могут быть:
- плоскими;
- цилиндрическими;
- призматическими и т. д.
Притирочный инструмент изготавливают из дерева, металла, стекла, бронзы и других материалов.
Процесс нанесения абразивных материалов на притир называют шаржированием.
Механическая притирка выполняется на специальных притирочных либо обычных токарных станках, оборудованных притирочными насадками. Одной из разновидностей механической притирки является пескоструйная обработка.
Где применяется шабер слесарный?
Практика показывает, что шабрение в профессиональной сфере выполнения слесарных работ занимает порядка 20% от всех операций. Тем не менее, ниша, в которой используется выпускаемая таким образом продукция, довольно ограничена.
В основном шаберы используют в процессах изготовления деталей для станков, машин, промышленного оборудования и т. д. Важно не забывать, что шабрение – это способ получения высокоточных в показателях гладкости поверхностей. Причем сами поверхности могут быть и криволинейными.
К примеру, качественные подшипники с оптимальными радиальными плоскостями можно получить только таким способом.
Как выполняется притирка абразивами
В начале процесса на рабочую часть притира наносят абразивные материалы. При работе на станках процесс шаржирования полностью автоматизирован.
Притирка — операция по чистовой обработке поверхностей изделия
Притиры с плоской поверхностью рабочей части шаржируют стальным валиком или бруском. Круглые и цилиндрические притиры шаржируют, расположив инструмент между двумя брусками.
Плоские детали притираются круговыми движениями на притирочных плитах или станках. Притирку цилиндрических деталей производят вручную с помощью воротка или коловорота. Для механизации работ все чаще применяются специальные притирочные станки.
Модернизация станкового оборудования и постоянное развитие технологии шабровки является одной из главнейших задач развития металлообрабатывающей промышленности нашей страны на ближайшие годы.
Шабрение, притирка, доводка и полирование при слесарных работах
Шабрение является окончательной слесарной операцией для снятия тонкого слоя металла с обрабатываемых поверхностей специальными режущими инструментами — шаберами. Шабрением обеспечивают герметичное и плотное прилегание поверхностей разъема соединяемых деталей, улучшают прилегание поверхностей в подшипниках скольжения. Шабрят предварительно обработанные поверхности.
Поверхности деталей при шабрении контролируют «на краску» или всухую — «на блеск» с помощью чугунных поверочных плит или угольников. В качестве краски применяют сажу или синьку, разведенные в индустриальном масле. Краска должна быть жидкой, но не расплываться на поверочной плите. Контроль на краску осуществляют по числу пятен касания в квадрате со стороной 25 мм и по равномерности их распределения. Шабрением достигается высокая точность: отклонения от плоскостности и прямолинейности до 0,002 мм на длине 1 м и до 30 пятен на площади поверхности 25 × 25 мм. Виды шабрения в зависимости от назначения приведены в табл. 11.
При шабрении металл срезают с выпуклых участков, соприкасающихся с поверхностью, к которой пригоняется данная деталь. Постепенно эти участки становятся все мельче и мельче, а их количество увеличивается до достаточного числа пятен соприкосновения. Выпуклые участки определяют контролем на краску.
Таблица 11. Виды шабрения
| Шабрение | Ширина шабера, мм | Длина штрихов, мм | Число пятен на площади 25 × 25 мм, параметр Ra, мкм | Назначение |
| Черновое предварительное | 20…25 | Св. 10 | 4…6; 1,25 | Подготовка к получистовому шабрению. Разбивка больших пятен на более мелкие |
| Получистовое | 12…16 | 5…10 | 8…15; 0,63 | Окончательная обработка направляющих, подшипников, поверхностей разъема корпусов и т.п. |
| Чистовое (окончательное) | 5…10 | 3…5 | 20…25; 0,08 | Обработка поверочных инструментов (линеек, плит, мостиков, призм, угольников) |
| Декоративное (наведение «мороза») | Придание поверхности хорошего внешнего вида |
При шабрении плоских поверхностей рукоятку шабера упирают в ладонь правой руки, большой палец располагают вдоль рукоятки, остальные пальцы обхватывают рукоятку снизу. Ладонь левой руки накладывают на шабер посередине, обхватывая инструмент пальцами. В рабочем положении угол наклона шабера относительно обрабатываемой поверхности должен составлять 30…40°. Движениями шабера вперед и назад на длине 10…15 мм срезают окрашенные места. Движение вперед является рабочим ходом, при котором необходимо делать нажим левой рукой. В конце рабочего хода нажим на шабер ослабляют, чтобы избежать появления заусенцев. После каждого перенесения краски на пришабриваемую деталь следует изменять направление движения шабером.
Шабрить поверхности целесообразно под углом к рискам и следам, оставшимся от предыдущей обработки. Распространен шахматный способ шабрения. Попеременное шабрение в разных направлениях чередуют с проверкой по контрольной плите. Шабрение заканчивают при появлении заданного числа пятен на площади 25×25 мм при равномерном их расположении. При шабрении плоских параллельных поверхностей и плоских поверхностей, расположенных под углом, контроль осуществляют с помощью призмы с индикатором.
Цилиндрические поверхности шабрят для удаления рисок и подгонки внутренней поверхности вкладышей подшипников по шейке вала. Вкладыши обрабатывают трехгранным шабером с углом заострения 60° и острозаточенными режущими кромками. При этом окрашенную шейку вала укладывают на нижний вкладыш подшипника, а сверху налагают верхний вкладыш с крышкой, затягивают гайками подшипник и поворачивают вал влево и вправо. Вынимают вкладыши и зажимают их в тисках. Перемещая режущую кромку шабера по поверхности вкладыша вправо и влево, средней частью режущей кромки шабрят места, покрытые краской. Шабрение чередуют с нанесением краски до покрытия 2/3 поверхности вкладыша равномерными пятнами.
Заготовки из чугуна шабрят всухую, а для заготовок из стали или других металлов применяют мыльную эмульсию или керосин. Для повышения производительности иногда шабрение сочетают с притиркой. В этом случае после предварительного шабрения поверхности на притир наносят слой грубой пасты ГОИ, разведенной в керосине, затем поверхность притирают, проверяют на краску и шабером разрезают получившиеся пятна.
В зависимости от формы обрабатываемой поверхности шабрение осуществляют с помощью шаберов различного типа (табл. 12).
При больших объемах шабровочных работ в основном используют шаберы со вставными пластинами. Шаберы из сталей У12А, Р6М5, ШХ15, Р18 затачивают на станках с корундовым кругом зернистостью не более 25 и твердостью СМ1 и СМ2, а шаберы с пластинами из твердого сплава Т15К6 — кругами из карбида или алмазными кругами. Твердость рабочей части шаберов на длине пластины 50 мм составляет не менее 60…65 HRC. Рабочую часть шаберов доводят. Рекомендуемые углы заострения и резания при шабрении в зависимости от материала заготовки приведены в табл. 13.
Плоский шабер затачивают с двух установок; сначала режущую кромку с торца, а затем плоскую поверхность. Заточку торцовой поверхности шабера проводят абразивным кругом малого диаметра. Торцовая поверхность получается вогнутой, что облегчает ее доводку на бруске. Шабер берут правой рукой за рукоятку, а левой обхватывают его как можно ближе к рабочему концу. Опираясь плоской гранью шабера на подручник заточного станка, плавно подводят торцовый конец к кругу. Положение шабера должно быть горизонтальным.
Таблица 12. Основные типы шаберов
| Шабер | Назначение и краткая характеристика |
| Плоский | Для плоских поверхностей (плит, линеек, призм, угольников, направляющих станков и других плоских поверхностей). Крепится с помощью резьбы к трубчатой рукоятке. Выпускают следующие разновидности: прямой, радиусный и с пластинами из твердого сплава |
| Плоский двусторонний
| Для плоских поверхностей. Ширина рабочей части 12…25 мм, толщина 2,5…4 мм; общая длина 350 или 400 мм |
| Плоский со вставными пластинами
| Для плоских поверхностей. Применение пластин из быстрорежущей стали или твердого сплава значительно увеличивает стойкость шабера |
| Дисковый | Для широких поверхностей плоской формы. Диаметр диска 50…60 мм, толщина 3…4 мм. По мере затупления диск поворачивают и фиксируют винтом |
| Трехгранный
| Для криволинейных поверхностей (отверстий, опор скольжения и т.п.) |
| Ложкообразный
| Для плоских поверхностей, расположенных под острым углом друг к другу |
| Кольцевой | Для вкладышей опор скольжения. Может изготовляться из наружных колец конических роликоподшипников или поршневых колец |
| Фасонный
| Для фасонных поверхностей. Пластины закрепляют на рукоятке гайкой; они могут иметь различные форму и размеры |
| Изогнутый | Для поверхностей в труднодоступных местах |
Большую кривизну придают для чистового шабрения, а меньшую — для чернового. При заточке шабера по плоской поверхности его конец плавно накладывают на вращающийся круг и слегка поджимают к нему. В результате заточки за один прием образуется участок поверхности сложной формы, которая облегчает доводку режущей кромки. В процессе заточки шабер необходимо охлаждать водой. Заправку или доводку шабера осуществляют вручную на мелкозернистых брусках. Для чистового шабрения окончательную доводку выполняют пастой ГОИ, наносимой на чугунную плиту. Для облегчения заточки и заправки на боковых поверхностях трехгранных шаберов делают продольные канавки.
Таблица 13. Рекомендуемые углы заострения β и резания γ при шабрении заготовок, °
| Шабер | Сталь | Чугун, бронза | |||
| β | γ | β | γ | ||
| Плоский Трехгранный | 75…90 65…75 | 90…112 90…100 | 90…110 75…85 | 105…125 90…100 | |
Процесс шабрения механизируют путем применения специальных шабровочных станков и головок, электро7 и пневмошаберов. Последние особенно эффективны, так как плавно работают при изменении направления движения и позволяют регулировать число двойных ходов шабера в минуту. Механизированные шаберы применяют для чернового шабрения, а окончательное шабрение выполняют вручную.
Притирка является чистовой отделочной операцией, более точной, чем шабрение. Поверхности притирают после окончательной механической обработки: шлифования, точного точения, фрезерования, развертывания и шабрения. При этом параметр шероховатости не должен превышать Ra = 2,5…0,63 мкм. Припуск на притирку оставляют не более 0,03…0,05 мм. Детали могут быть как термообработанными, так и нетермообработанными. Притиркой и доводкой достигается точность размеров до 0,005 мм при параметре шероховатости Ra = 0,014…0,008 мкм.
Притирку применяют в процессе сборки для получения точных размеров деталей или плотного прилегания поверхностей, обеспечивающего гидравлическую непроницаемость соединения. Притирке подвергают поверхности арматуры, пробок и корпусов кранов, а также других деталей. Широко распространены притирка и доводка рабочих поверхностей инструмента. Операция притирки заключается в механическом или химико-механическом удалении частиц металла абразивными материалами. Относительное перемещение детали и операция притирки вызывают вращение зерен абразива, которые внедряются как в притир, так и в деталь, срезая с ее поверхности микронеровности; при этом происходит окисление поверхностей и возникает явление их наклепа.
Существует два способа выполнения притирки. Первый состоит в том, что сопрягаемые детали притирают одну по другой. На поверхности деталей наносят абразивные материалы в виде порошков и паст. Таким образом притирают, например, клапаны к седлам, пробки к корпусам кранов. Второй способ заключается в притирке каждой из двух сопрягаемых или одной несопрягаемой детали по специальной детали — притиру, поверхность которого шаржируют абразивным материалом. Так притирают плиты, крышки, фланцы, линейки, шаблоны, калибры и т.п.
В качестве притирочных материалов используют твердые (выше твердости закаленной стали) и мягкие (ниже твердости закаленной стали) абразивные материалы (табл. 14).
К твердым относят шлифовальные порошки зернистостью 12, 10, 8, 6, 4 и микропорошки зернистостью М63…М5 из корунда, нормального электрокорунда, белого электрокорунда, легированного электрокорунда, зеленого карбида кремния, карбида бора и синтетических алмазов. Мягкими являются абразивные порошки оксида хрома, оксида железа, венской извести. Из мягких абразивных материалов (65…80 % оксида хрома) изготовляют пасты ГОИ трех сортов (табл. 15).
Таблица 14. Абразивные материалы
| Наименование | Цвет | Назначение |
| Шлифовальные порошки зернистостью 12…4: | Притирка деталей: | |
| наждак | Коричнево-серый | из бронзы и мягкой стали |
| корунд | От серого до коричневого | из хрупких (закаленных) металлов |
| электрокорунд | От темно-коричневого до серо-коричневого и от розового до белого | всех сталей, кроме азотированных и твердых сплавов |
| карборунд | Черный | из твердых сплавов |
| экстракарборунд | Зеленый | из азотированных сталей и твердых сплавов |
| карбид бора | Черный | То же |
| Пасты ГОИ | Темно-зеленая | Грубая доводка и притирка |
| Зеленая | Средняя доводка, притирка | |
| Светло-зеленая | Окончательная доводка, притирка |
Таблица 15. Состав паст (%) на оксид хрома
| Материал | Доводочная паста ГОИ | Притирочная мазеобразная паста | Полировочная паста в брусках | ||
| грубая (40 мкм) | средняя (15 мкм) | тонкая (7 мкм) | |||
| Оксид хрома | 82 | 76 | 74 | 63 | 66 |
| Силикагель | 3 | 2 | 1,8 | – | 2 |
| Стеарин | 12 | 18 | 20 | 20 | 15 |
| Нефтяной парафин | – | – | – | 10 | |
| Олеиновая кислота марок А и Б | 1 | 2 | 2 | 12 | 5 |
| Двууглекислая сода | – | – | 0,2 | – | – |
| Керосин | 2 | 2 | 2 | 5 | 2 |
Пасты ГОИ применяют для притирки как твердых, так и мягких металлов.
Входящие в состав многих паст компоненты типа олеиновой и стеариновой кислот разрушают пленки оксидов, ускоряя процесс притирки. В качестве смазочных веществ применяют керосин, машинное масло, скипидар, животные жиры, бензин. Они способствуют ускорению обработки, сохранению остроты зерен, уменьшению параметров шероховатости обрабатываемой поверхности. Состав притирочных порошков, паст и смазочных жидкостей выбирают в зависимости от материалов притираемых деталей (табл. 16).
Материал притиров должен быть мягче материала обрабатываемой детали. Зерна абразивного порошка вдавливаются (шаржируются) в поверхность притира и удерживаются в нем как небольшие резцы в своеобразной оправе. Материалом для притиров служат чугун перлитной структуры, бронза, медь, стекло, фибра и твердые породы дерева.
Притирку поверхностей начинают с подготовки притира и обрабатываемых поверхностей. Притир протирают керосином, наносят на него абразивный порошок и смазочный материал или пасту со смазкой и шаржируют, катая по его поверхности стальной термообработанный валик.
Другой способ подготовки притира заключается в покрытии его слоем смазочного материала и абразивного порошка. Притирка подразделяется на предварительную (черновую) и окончательную (чистовую). Предварительную притирку плоских деталей выполняют на плите с канавками, а окончательную — на гладкой плите. Притираемую деталь круговыми движениями перемещают по всей поверхности притира (плиты), периодически добавляя смазочную жидкость. Во время притирки нужно правильно распределять нагрузку на деталь, так как могут произойти завал поверхности и изменение формы притира. Периодически притираемые поверхности проверяют лекальной линейкой. Притирку заканчивают, когда вся обрабатываемая плоская поверхность будет ровная и матовая. Притирку узких плоских и фигурных поверхностей, например шаблонов, угольников, лекальных линеек, проводят с помощью специальных направляющих брусков, кубиков, призм и т.п. Притираемую деталь прижимают к бруску и вместе их перемещают по притирочной плите.
Притирку цилиндрических и конических поверхностей выполняют в аналогичной последовательности.
Для механизации притирки применяют электрические и пневматические ручные машины с вращательным движением рабочего органа, а также специальные станки. Во всех случаях притирам или притираемым деталям сообщается сложное движение для того, чтобы следы притирки не накладывались друг на друга.
Таблица 16. Материалы для притирки клапанов и уплотняющей арматуры
| Материал применяемых деталей | Грубая притирка | Окончательная притирка |
| Сталь 20Х13 | Корунд М14, шкурка М14 или М20, паста ГОИ грубая | Шкурка М10 |
| Азотированная сталь ХМЮА | Электрокорунд М20 и М14, паста ГОИ грубая | Электрокорунд М10, паста ГОИ средняя |
| Серый чугун и сталь 30Х13 | Корунд М14, шкурка М14, паста ГОИ грубая | Корунд М10, шкурка М10, паста ГОИ средняя |
| Бронза и медно-никелевый сплав | Толченое стекло, паста ГОИ грубая, шкурка М14 | Паста ГОИ средняя, шкурка М10 |
Притирка подвижных конусных сопряжений осуществляется преимущественно без притира. Одной из деталей придается возвратно-вращательное движение с периодическим ее подъемом. Притирку цилиндрических деталей удобно выполнять на токарном станке. Внутренний диаметр притира-кольца регулируют специальными винтами. Притирку ведут с окружной скоростью 6…10 м/мин.
После тщательной предварительной обработки для достижения малой шероховатости в некоторых случаях осуществляют притирку алмазными пастами. Притиры при этом могут быть чугунные, стальные или медные.
Доводка — окончательная стадия притирки с получением точной формы обрабатываемых поверхностей. Достигаемая точность размеров до 0,1 мкм; поверхность зеркальная. Припуск на доводку должен составлять не более 2…5 мкм. Для предварительной и окончательной доводки применяют абразивные микропорошки и пасты. С целью получения зеркальной поверхности используют тонкую пасту ГОИ, оксид хрома или алюминиевую пудру, разведенные в бензине. Приемы доводки аналогичны приемам притирки. При доводке необходимо правильно распределять прилагаемые силы и не делать мощного нажима на деталь, выполняя движение с малой скоростью, что обеспечивает получение поверхности с малыми параметрами шероховатости.
Полирование — отделочная операция, которую выполняют с целью снижения параметра шероховатости поверхности без устранения отклонения формы. Припуск на полирование составляет не более 0,01 мм.
Процесс полирования осуществляют абразивными инструментами на мягкой основе, которая обеспечивает давление резания 0,03…0,2 МПа независимо от конфигурации обрабатываемых поверхностей. Заданные параметры шероховатости поверхностей достигаются последовательным полированием (табл. 17). В качестве абразивного инструмента при полировании применяют эластичные круги (табл. 18) и шкурки.
Обычно полирование выполняют на специальных станках, а в условиях монтажа или укрупнительной сборки применяют ручные электрошлифовальные и электросверлильные машины. На рабочую поверхность эластичного круга, вращающегося со скоростью 30…50 м/с, наносят полировальную мастику, состоящую из вяжущего вещества (смеси парафина, вазелина и керосина) и полировального порошка (оксидов алюминия, железа или хрома).
Таблица 17. Последовательность переходов при полировании
| Переход | Зернистость абразивного материала | Параметр шероховатости поверхности Ra, мкм |
| Обдирочное шлифование | 50…40 | 2,5…1,25 |
| Шлифование | 25…16 | 1,25…0,32 |
| Полирование: | ||
| предварительное | 12…8 | 0,63…0,16 |
| окончательное | М6…М20 | 0,32…0,04 |
| М10…М15 и тонкая паста ГОИ | 0,08…0,02 |
Таблица 18. Круги на эластичной связке и область их применения
| Круг | Область применения |
| Войлочный с накатанным абразивным зерном | Предварительное полирование; Ra = 2,5…0,32 мкм |
| Фетровый и войлочный с подводом абразивной пасты в зону резания | Чистовое полирование; Ra = 0,32…0,08 мкм |
| Текстильный с подводом абразивной пасты в зону резания | Чистовое и зеркальное полирование; Ra = 0,16… 0,02 мкм |
| На вулканитовой связке | Полирование прецизионных поверхностей с сохранением геометрических параметров |
Для фасонного полирования применяют шкурки из электрокорунда и карбида кремния на тканевой и бумажной основе зернистостью М8…М40 и М20…М14 для получения соответственно шероховатости Ra = 0,32…0,08 и 0,16…0,04 мкм.
693
