Článek zkoumá technologické postupy broušení povrchů, jejich cíle a cíle, základní metody a zařízení, vlastnosti a vlastnosti broušených povrchů, jakož i uplatnění a výhody této technologie v průmyslu.
Broušení povrchu: klíčové technologické procesy a jejich vliv na kvalitu produktu aktualizováno: 9. října 2023 od: Scientific Articles.Ru
Ve strojírenské technologii je povrchové broušení jedním z důležitých procesů používaných k dosažení vysoké přesnosti a kvality výrobků. Broušení může odstranit drsnost, zlepšit hladkost a rozměrovou přesnost povrchů a zlepšit jejich vzhled. V této přednášce se budeme zabývat definicí a vlastnostmi technologických procesů povrchového broušení, jakož i hlavními metodami a zařízeními používanými při provádění těchto procesů. Probereme také vlastnosti a vlastnosti broušených povrchů, výběr procesních parametrů a uplatnění broušení v průmyslu. Na konci přednášky se podíváme na výhody a nevýhody tohoto procesu.
Potřebujete pomoc s psaním práce?
Jsme výměnou odborných autorů (pedagogů a docentů vysokých škol). Náš systém zaručuje odevzdání práce včas bez plagiátorství. Provádíme změny zdarma.
Stanovení technologických postupů pro broušení ploch
Technologické procesy povrchového broušení jsou jednou z důležitých etap při výrobě dílů a výrobků ve strojírenství. Plošné broušení je mechanické opracování, při kterém jsou z povrchu dílu odstraněny tenké vrstvy materiálu pomocí brusného nástroje (brusného kotouče).
Hlavním cílem technologických postupů plošného broušení je dosažení požadované přesnosti a kvality povrchu součásti. Broušení umožňuje zlepšit geometrické parametry povrchu, jako je rovinnost, válcovitost, drsnost, a také odstranit vady, jako jsou rýhy nebo nerovnosti.
K provádění procesů povrchového broušení se používá speciální zařízení, jako jsou brusky nebo ruční brusné nástroje. Brusný kotouč, sestávající z abrazivního materiálu, je připevněn k rotujícímu vřetenu stroje nebo držen v ruce obsluhy.
Plošným broušením lze opracovávat různé materiály, včetně kovů, plastů, keramiky atd. Podle požadavků na díl a materiál se volí vhodné parametry broušení, jako je rychlost otáčení brusného kotouče, posuv nástroje, typ brusného kotouče. abrazivní materiál atd.
Konečná kvalita broušeného povrchu závisí na mnoha faktorech, včetně správného výběru procesních parametrů, kvality brusného nástroje, zručnosti obsluhy atd. Plošné broušení je důležitým krokem při výrobě dílů a výrobků, neboť umožňuje dosáhnout požadované přesnosti a kvality povrchu, což má vliv na funkčnost a životnost výrobku.
Cíle a cíle technologických postupů pro broušení povrchů
Účelem technologických postupů plošného broušení je dosažení požadované kvality a přesnosti povrchu dílce nebo výrobku. Broušení odstraňuje hrubé hrany, nedokonalosti a přebytečný materiál z povrchu a vytváří hladký, rovný povrch.
Mezi hlavní úkoly technologických procesů povrchového broušení patří:
Odstraňování nepravidelností a závad
Broušení odstraňuje nepravidelnosti, jako jsou drážky, škrábance, promáčkliny a další vady, které se mohou objevit během obrábění nebo výrobního procesu součásti. To vám umožní získat hladký a rovný povrch, který splňuje požadavky na design a funkčnost produktu.
Zlepšená přesnost a kvalita povrchu
Broušení umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti a kvality povrchu dílu nebo výrobku. Umožňuje vám odstranit mikronové nepravidelnosti a zbytková napětí, která mohou ovlivnit výkon a životnost produktu. Přesnost a kvalita povrchu mohou být rozhodující pro určité aplikace, jako jsou mechanické díly, optické komponenty a další.
Příprava povrchu pro následné operace
Broušení lze použít k přípravě povrchu součásti nebo výrobku pro následné operace jako je povlakování, pájení, svařování a další. Hladký a rovný povrch zajišťuje lepší přilnavost a spojení s jinými materiály nebo nátěry.
Vylepšený vzhled a estetika
Broušení lze použít ke zlepšení vzhledu a estetiky výrobku. Hladký a rovný povrch dodává výrobku atraktivnější vzhled a zvyšuje jeho hodnotu.
Obecně při výrobě dílů a výrobků hrají důležitou roli procesy povrchového broušení zajišťující požadovanou kvalitu povrchu, přesnost a funkčnost. Umožňují vám dosáhnout vysoké produktivity a efektivity výrobního procesu a také zlepšit vzhled a estetiku produktu.
Základní metody a zařízení pro povrchové broušení
Povrchové broušení je proces opracování povrchu součásti pomocí brusného nástroje k odstranění nepravidelností a získání požadované hladkosti a přesnosti. Existuje několik základních metod broušení povrchů, z nichž každá má své vlastní vlastnosti a použití.
Ruční broušení
Ruční broušení je nejjednodušší a cenově nejdostupnější způsob broušení povrchů. Provádí se pomocí ručního nástroje, jako je brusný papír nebo brusný kámen. Ruční broušení umožňuje řídit proces a odstraňovat drobné nerovnosti a povrchové vady.
Mechanické broušení
Mechanické broušení je způsob broušení povrchů pomocí speciálního zařízení. Lze jej provádět pomocí brusek, brusek nebo automatických brusek. Mechanické broušení poskytuje vyšší produktivitu a přesnost než ruční broušení a dokáže zpracovat velké objemy dílů.
Středové broušení
Středové broušení je metoda povrchového broušení, při které je díl upevněn na speciální ose a otáčí se kolem své osy. Brusný nástroj, jako je brusný kotouč nebo brusný kotouč, se přitlačí k povrchu obrobku a odstraní hrubé hrany. Středové broušení poskytuje vysokou přesnost a opakovatelnost povrchové úpravy.
Rovinné broušení
Rovinné broušení je metoda plošného broušení, při které se dílec pohybuje po rovině brusného stolu. Brusný nástroj, jako je brusná deska nebo brusný kotouč, se pohybuje po povrchu součásti a odstraňuje nerovnosti. Rovinné broušení umožňuje obrábění velkých plochých ploch s vysokou přesností.
Válcové broušení
Válcové broušení je způsob broušení povrchů válcových dílů, jako jsou hřídele nebo pouzdra. Díl je upevněn na speciální ose a otáčí se kolem své osy a brusný nástroj se pohybuje po povrchu dílu. Válcové broušení umožňuje obrábění dlouhých a úzkých ploch s vysokou přesností.
K provádění procesů broušení povrchu se používá různá zařízení, včetně brusek, brusek, automatických brusek, brusných kotoučů, brusných desek a brusného papíru. Volba zařízení závisí na požadované přesnosti, velikosti a tvaru dílu a také na objemu výroby.
Charakteristika a vlastnosti broušených povrchů
Plošné broušení je jedním ze způsobů zpracování materiálů za účelem dosažení požadované přesnosti, hladkosti a kvality povrchu. Broušené povrchy mají řadu charakteristik a vlastností, které určují jejich funkčnost a použitelnost v různých průmyslových aplikacích.
Hladkost povrchu
Jednou z hlavních charakteristik leštěných povrchů je jejich hladkost. Broušení odstraňuje rýhy, škrábance a jiné povrchové nedokonalosti, výsledkem je hladší a rovnoměrnější povrch. Hladkost povrchu ovlivňuje vzhled dílu i jeho funkčnost, jako je snížení tření a opotřebení.
Přesnost rozměrů a tvaru
Broušení umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti rozměrů a tvaru součásti. To je důležité zejména v případech, kdy je vyžadována přesná shoda rozměrů a tvaru součásti se zadanými parametry. Broušení umožňuje odstranit přebytečný materiál a upravit velikost a tvar dílu na požadované hodnoty.
Drsnost povrchu
Drsnost povrchu je mírou drsnosti povrchu. Broušení snižuje drsnost povrchu, což má vliv na kvalitu a funkčnost součásti. Nízká drsnost povrchu může být důležitá například v aplikacích, kde je potřeba zajistit těsné spojení nebo snížit tření.
Čistota povrchu
Broušení také umožňuje očistit povrch od nečistot, zbytků materiálu a dalších nečistot. Čistý povrch je důležitý například při nanášení nátěrů nebo při montáži dílů, kde je vyžadována dobrá přilnavost nebo těsnění.
Změna mikrostruktury materiálu
Broušení může ovlivnit i mikrostrukturu materiálu. Během procesu broušení se povrch zahřívá a ochlazuje, což může vést ke změně struktury materiálu. To může být užitečné například při zlepšování mechanických vlastností materiálu nebo při vytváření speciálních povrchových vrstev.
Všechny tyto charakteristiky a vlastnosti broušených povrchů jsou důležité při výběru postupů broušení a stanovení požadavků na kvalitu povrchu pro konkrétní průmyslové aplikace.
Vlastnosti výběru technologických parametrů pro broušení povrchů
Při volbě technologických parametrů pro broušení ploch je nutné vzít v úvahu řadu vlastností, které mohou ovlivnit kvalitu a efektivitu procesu. Tady jsou některé z nich:
Typ materiálu
Různé materiály mají různé vlastnosti a struktury, proto je třeba přizpůsobit volbu parametrů procesu konkrétnímu materiálu. Například měkké materiály mohou vyžadovat použití měkčích brusiv, aby se zabránilo poškození povrchu.
Požadovaná kvalita povrchu
V závislosti na konkrétní aplikaci se mohou požadavky na kvalitu povrchu lišit. Některé aplikace mohou vyžadovat vysokou přesnost a hladkost povrchu, zatímco jiné mohou tolerovat některé nedokonalosti. Při volbě parametrů procesu je nutné tyto požadavky zohlednit a podle toho proces upravit.
Velikost a tvar dílu
Velikost a tvar součásti může také ovlivnit volbu procesních parametrů. Větší díly mohou například vyžadovat výkonnější hardware k zajištění dostatečného výkonu. Navíc tvar součásti může určovat potřebu speciálních nástrojů nebo brusných technik.
Požadovaný výkon
Je-li požadována vysoká produktivita procesu broušení, pak je třeba odpovídajícím způsobem upravit výběr parametrů procesu. To může zahrnovat použití účinnějších brusiv, optimalizaci rychlosti a posuvu nástroje a použití speciálních technik a zařízení.
Bezpečnostní a environmentální aspekty
Při volbě parametrů procesu je třeba vzít v úvahu také bezpečnostní a environmentální aspekty. Některé parametry, jako je rychlost nástroje a posuv, mohou ovlivnit provozní bezpečnost a představovat nebezpečí pro obsluhu. Kromě toho může mít výběr abrazivních materiálů a metod zpracování dopad na životní prostředí a vyžadovat dodržování určitých ekologických norem.
Vzhledem ke všem těmto vlastnostem by měl být výběr procesních parametrů pro povrchové broušení založen na analýze specifických požadavků a podmínek procesu, aby byla zajištěna optimální kvalita a účinnost procesu.
Aplikace technologických postupů pro broušení povrchů v průmyslu
Technologické postupy pro broušení povrchů jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Tady jsou některé z nich:
Strojírenství
Ve strojírenství se povrchové broušení používá ke zpracování dílů a součástí strojů a zařízení. To může zahrnovat broušení povrchů pro dosažení požadované rozměrové a tvarové přesnosti, odstranění zbytkových pnutí, zlepšení drsnosti povrchu a vytvoření specifické povrchové úpravy.
Automobilový průmysl
V automobilovém průmyslu se povrchové broušení používá k obrábění dílů motorů, převodovek, závěsů a dalších automobilových součástí. To může zahrnovat broušení povrchů válců, pístů, klikových hřídelí, ozubených kol a dalších dílů pro dosažení požadované přesnosti a povrchové úpravy.
Letecký průmysl
V leteckém průmyslu hraje povrchové broušení důležitou roli při výrobě dílů pro letadla, rakety a satelity. To může zahrnovat broušení povrchů lopatek turbín, skříní motoru, křídel a dalších součástí, aby byla zajištěna rozměrová přesnost, tvar a drsnost povrchu.
Lékařský průmysl
V lékařském průmyslu se povrchové broušení používá k výrobě lékařských nástrojů, implantátů a dalších lékařských produktů. To může zahrnovat broušení povrchů nástrojů pro dosažení ostrosti a přesnosti, stejně jako broušení povrchů implantátů pro zajištění hladkosti a biologické kompatibility.
Elektronický průmysl
V elektronickém průmyslu se povrchové broušení používá k výrobě mikroelektronických součástek, jako jsou čipy, obvodové desky a konektory. To může zahrnovat broušení povrchů pro odstranění vrstvy oxidu, vytvoření roviny pro montáž součástí a zajištění elektrické vodivosti.
Procesy povrchového broušení jsou tedy široce používány v různých průmyslových odvětvích a hrají důležitou roli při výrobě vysoce kvalitních a přesných dílů a součástí.
Výhody a nevýhody procesů povrchového broušení
Výhody:
1. Zlepšete přesnost a hladkost povrchu: Broušení může dosáhnout vysoké přesnosti a hladkosti povrchu dílů. To je důležité zejména v přesném strojírenství, kde je vyžadována vysoká přesnost a kvalita povrchu.
2. Odstranění vad a nepravidelností: Broušení může odstranit vady, jako jsou škrábance, promáčkliny a nepravidelnosti na povrchu dílů. To zlepšuje kvalitu a životnost dílů a také zlepšuje jejich estetický vzhled.
3. Zlepšená pevnost a odolnost proti opotřebení: Broušení může zlepšit pevnost a odolnost povrchu dílů proti opotřebení. Odstraněním povrchových defektů a vytvořením hladšího povrchu se díly stávají odolnějšími vůči mechanickému namáhání a opotřebení.
4. Zlepšení lepicích vlastností: Broušení může zlepšit vlastnosti povrchového lepení, jako je adheze, svařitelnost a pájitelnost. Hladší povrch poskytuje lepší kontakt a adhezi mezi díly, což zlepšuje kvalitu spojení.
Nevýhody:
1. Čas a náklady: Broušení může být časově a pracně náročný proces, zejména při obrábění velkých a složitých dílů. To vyžaduje dodatečné náklady na vybavení, nástroje a práci.
2. Možnost poškození dílů: Nesprávné broušení může způsobit poškození dílů, jako je přehřátí, deformace nebo ztráta rozměrů. To může negativně ovlivnit kvalitu a funkčnost dílů.
3. Omezení materiálu: Ne všechny materiály jsou vhodné pro broušení. Některé materiály mohou být příliš tvrdé nebo křehké na broušení. To omezuje použití broušení v některých průmyslových odvětvích a u některých typů dílů.
4. Možnost znečištění a znečištění životního prostředí: Broušení může vytvářet prach a odpad, které mohou být škodlivé pro lidské zdraví a znečišťovat životní prostředí. K minimalizaci těchto rizik jsou vyžadována vhodná bezpečnostní opatření a ochrany.
Obecně mají procesy povrchového broušení mnoho výhod, ale jsou také doprovázeny určitými nevýhodami, které je třeba vzít v úvahu při jejich použití.
Srovnávací tabulka technologických postupů pro broušení ploch
| Parametr | Broušení | Leštění | Honování |
|---|---|---|---|
| Hlavní účel | Odstraňuje materiál a dodává povrchu požadovanou drsnost | Získání vysokého lesku a hladkosti povrchu | Zlepšení geometrických parametrů a kvality povrchu |
| Nástroj | Brusné kotouče, brousky, brusiva | Leštící kotouče, pasty, leštící materiály | Honovací hlavy, brusné kameny |
| Rychlost zpracování | Vysoký | Průměr | Nízká |
| Přesnost obrábění | Průměr | Vysoký | Vysoký |
| Drsnost povrchu | Průměr | Nízká | Nízká |
| přihláška | Strojírenství, automobilový průmysl, elektronika | Šperky, optika, lékařská technika | Spalovací motory, hydraulické systémy |
Závěr
Technologické postupy broušení povrchů jsou důležitou součástí výrobních operací ve strojírenství. Umožňují dosáhnout vysoké přesnosti a kvality povrchové úpravy, která ovlivňuje funkčnost a životnost výrobků. Povrchové broušení se provádí pomocí speciálních zařízení a metod, které umožňují odstranit nerovnosti a vady a také dodat povrchům požadovaný tvar a hladkost. Je však nutné vzít v úvahu výhody a nevýhody tohoto procesu a také správně zvolit technologické parametry pro dosažení optimálních výsledků.
Broušení povrchu: klíčové technologické procesy a jejich vliv na kvalitu produktu aktualizováno: 9. října 2023 od: Scientific Articles.Ru
Broušení – proces zpracování obrobků řezáním abrazivními nástroji – umožňuje získat přesnost 2-1 třídy až Ra– 0,16 mikronu. Spolu s tím se používá hrubé a hluboké broušení, které poskytuje vysokou produktivitu a efektivitu.
Brusný nástroj obsahuje obrovské množství řezných zrn různých tvarů. Každé zrno, odebírající třísky, funguje podle frézovacího schématu jako řezný klín (obr. 25). Pokud je poloměr zaoblení zrna menší než hloubka řezut,pak dojde k řezání. Li >t , pak plastická deformace.
Obr.25 Schéma procesu broušení
Při broušení dochází ke stejným fyzikálním jevům jako při jiných typech zpracování (elastické a plastické deformace zrn a vazeb, nánosy, tepelné procesy atd.).
Hlavním pohybem při všech typech broušení je obvodová rychlost kotouče. Vk [slečna]
kde Dk– průměr brusného kotouče v mm; nk –rychlost otáčení kola v min -1.
Rychlost posuvu při broušení může být různá v závislosti na typu broušení, určená sadou potřebných pohybů.
Rozlišují se následující typy broušení:
A. Vnější válcové broušení na hrotech
b. Vnitřní broušení
PROTI. Bezhroté broušení
2. Ploché broušení
3. Speciální druhy broušení (broušení ozubených kol, broušení závitů atd.).
Válcové broušení v centrech se používá pro zpracování vnějších válcových, kuželových a tvarových ploch. Existují tři typy středového broušení: podélný posuv, hluboký posuv a ponorné broušení.
a) Při broušení metodou podélného posuvu (obr. 26, a) odřízne rotující kotouč I z obrobku 2 instalovaného ve středech 3 pro každý průchod část přídavku rovnající se hloubce řezu.
b) Při hloubkovém broušení kotouč I odřízne celý přídavek z obrobku 2 v jednom průchodu (obr. 26,6) pouze podélným posuvem.
c) Při ponorném broušení (obr. 26, c) kotouč I postupně odřezává přídavek z obrobku 2 pouze příčným posuvem.
Obr. 26 Schémata vnějšího válcového broušení
2. Při vnitřním broušení (obr. 27) se obrobek I, uložený v upínacím přípravku 2, otáčí vůči kotouči 3, který otáčením a pohybem ve směru posuvu ubírá část přídavku rovnající se hloubce řezu pro každý průchod.
27 Schéma vnitřního válcového broušení Obr
3. Při bezhrotém vnějším broušení na průjezdu (obr. 28) se obrobek 1, umístěný mezi brusným kotoučem 2 a předním přítelem 3, opírá o nůž 4. Aby byl zajištěn maximální pohyb obrobku Vs Osa hnacího kotouče je nastavena pod úhlem (= 1 – 5°) k ose brusného kotouče.
28 Schéma bezhrotého vnějšího broušení Obr
Vnitřní bezhroté broušení (rio.29) je vhodné použít pro opracování tenkostěnných dílů, protože jejich upevnění ve sklíčidle může způsobit deformace, které povedou k chybám při zpracování.
Obr. 30 Schémata povrchového broušení
29 Schéma bezhrotého vnitřního broušení Obr
4. Při plochém broušení se obvykle opracovávají rovné plochy obrobků jak koncem kotouče, tak i jeho obvodem (obr. 30).
Poslední typ broušení poskytuje největší přesnost. Při každém průchodu rotační kružnice 1 odřízne z povrchu obrobku 2, který se pohybuje spolu se stolem 3, část přídavku rovnající se hloubce řezu. Množství příčného posuvu se měří ve zlomcích šířky kola В a je (0,2 – 0,8)В.
Brusné nástroje jsou vyráběny z brusných materiálů přírodního nebo umělého původu.
Brusné nástroje lze vyrábět s vázanými zrny (brusné kotouče, hlavy, segmenty, tyče, brusné papíry) i ve formě nevázaných, volných zrn (pasty, suspenze, prášky).
Brusné nástroje se vyznačují materiálem zrn a jejich velikostí, typem vazby, tvrdostí, strukturou, tvarem a velikostí.
Diamantové kotouče a tyče jsou charakterizovány jakostí diamantu, zrnitostí, koncentrací, pojivem, profilem, rozměry, číslem kotouče a kódem výrobce. Odolnost brusných kotoučů.
Brusiva se dělí na umělé (syntetické) a přírodní (přírodní). V průmyslu se pro výrobu brusných nástrojů používají především umělé brusné materiály: elektrokorund, karbid křemíku, karbid boru, syntetické diamanty, kubický nitrid boru (CBN).
Elektrokorund. Naprostá většina (asi 80 %) brusných nástrojů je vyrobena z elektrokorundu, který má několik druhů: normální elektrokorund, obsahující 91 – 96 Al2O3, bílý elektrokorund obsahující 97-99 % Al2O3, chromový elektrokorund, monokorund.
Karbid křemíku je chemická sloučenina křemíku a uhlíku. Jeho zrna mají vyšší tvrdost než elektrokorund. Používají se dva typy karbidu křemíku: černý s obsahem 95–97 % SiC a zelený s obsahem 98–99 % SiC. Nevýhodou karbidu křemíku je jeho vysoká křehkost a nízká pevnost.
Karbid boru je chemická sloučenina boru a uhlíku. Skládá se z krystalického B4C (70 – 92 %) a má vysokou tvrdost, velkou křehkost a používá se ve formě prášků pro dokončovací procesy.
Syntetické diamanty, v závislosti na jejich pevnosti, jsou rozděleny do pěti tříd: nízká pevnost – ASO, vysoká pevnost – ASR, vysoká pevnost – ASV, monokrystal ASC a ACC.
Kubický nitrid boru (CBN) se skládá ze 44 % boru a 56 % dusíku; Jeho tvrdost je na druhém místě po diamantu a jeho tepelná odolnost je dvakrát vyšší.
