Чем зачистить заусенцы на металле
Как избавиться от заусенца при заточке ножа?
Последняя модификация: 13.03.2021 г
Как избавиться от заусенца при заточке ножа
Причины появления заусенца
При движении ножа по точильному камню обухом вперед не все частицы металла срезаются полностью. Часть металла просто надрезается и остается болтаться у кромки, образуя реснички, которые, по началу, могут дать ощущение высокой остроты, но, вскоре, сминаются, формируя у режущей кромки округлый валик, существенно понижающий остроту. Так же, при движении по точильному камню обухом вперед, реснички заусенца создаются за счет пластической деформации и вытягивания металла на кромку. Чтобы избежать вытягивания, ускорить заточку и устранить одну из причин формирования заусенца, инструмент точат, двигая кромкой вперед на абразивное зерно. Так исчезает эффект вытягивания, а частично срезанный металл угодит вглубь ножа, не собираясь у кромки. Но появляется другой фактор образования заусенца: при движении ножа кромкой вперед часть металла выбивается зерном и такими же ресничками поднимается вверх.
Таким образом, как бы вы не точили, заусенец все равно появляется.
Твердость точильного камня и заусенец
Поэтому многие начинающие заточники предпочитают точить на мягких точильных камнях, а привыкнув к ним, продолжают ими пользоваться, даже набравшись опыта.
Первый недостаток приводит к тому, что камень чаще приходится выравнивать, а через какое-то время заменять новым. Но, с другой стороны, этот же недостаток является преимуществом, так как, стачиваясь, камень обнажает свежие зерна и не затупляется. Так что, этот недостаток довольно условен.
Второй недостаток более существенен. Точить, не получая максимальной остроты, не очень интересно. Возникает потребность избавляться от лишней суспензии, разбавлять ее, не позволяя густеть (чем гуще суспензия, тем сильнее галтовка, сухие абразивные частицы вообще не распределяются, образуя комки, мешающие заточке). Поэтому на мягких камнях часто точат под струйкой воды, смывающей лишнюю суспензию. Но если перестараться со смывом, начнет нарастать заусенец и, таким образом, мы вернемся к тому, от чего пытались уйти.
Напрашивается вывод, что мягкие камни, по сути, не решают проблему. И, видимо, нужно не столько бояться появления заусенца, сколько научиться его удалять в нужный момент.
Я предпочитаю, чтобы водные камни были довольно твердыми, но все же, не настолько твердыми, чтобы не обновлялись сами и требовали принудительного обновления слуриками или порошком карбида кремния. Так же мне нравятся очень твердые масляные камни вроде алюмокерамики и микрокварцитов. Такие камни я люблю на финишных стадиях заточки для получения максимальной остроты. Но именно эти твердые масляные камни, особенно алюмокерамика, у многих вызывает проблему заусенца.
Различные способы удаления заусенца
Как неправильно удалять заусенец?
Что поделать, мастерские по ремонту обуви или заточке инструмента не академики открывают.
Как правильно удалить заусенец?
Не знаю, как лучше. Не могу проконтролировать эти микроявления. Но мне кажется что, двигая с минимальным давлением на кромку и, каждый раз, меняя сторону ножа, я не только снимаю заусенец, но и дополнительно подтачиваю, обеспечивая наивысшую остроту. Возможно этот метод требует чуть большего количества движений для избавления от заусенца, но, зато, в результате получается и большая острота.
Снятие заусенца с минимальным давлением и постоянной сменой стороны ножа эффективно на любом этапе заточки. Но для большей уверенности заусенец стоит проработать еще и на не абразивном материале, который уже ничего не будет срезать, а только лишь срывать тонкие лепестки болтающегося металла.
Как это выглядит, можно глянуть на этом видео после 6-й минуты.
Некоторые люди рекомендуют снимать заусенец на средних этапах резанием пробки. Меня данный метод не впечатлил. Но если под рукой нет деревяшки, но есть пробка, можно прибегнуть к нему. Хотя, в таком случае, наверняка в доме найдется деревянная разделочная доска и она вполне может послужить бруском для снятия заусенца.
На тонких этапах, начиная, примерно, с 3000 грит, заусенец, обычно, столь мал, что снятие его об дерево не эффективно. В этом случае лучше работает снятие об кожу. На этапе 3-5 тысяч грит можно использовать ворсистую сторону кожи, которая сработает эффективней. Но на самых тонких этапах лучше пользоваться гладкой стороной кожи, чтобы кромка не зализывалась.
Джинсы, конечно, загрязняются металлической стружкой, но если ничего другого под рукой нет.
В общем, проблема заусенца мне кажется сильно надуманной. Есть, конечно, не опытные люди, у которых она может возникать. Но, я надеюсь, после прочтения этой статьи, просмотра видео и пары экспериментов вы забудете о ней навсегда.
Чем зачистить заусенцы на металле
УДАЛЕНИЕ ЗАУСЕНЦЕВ (ВОЛОСОВИН) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
Заусенцы (волосовины) появляющиеся при механообработке вызывают много проблем при проверке и сборке прецизионных деталей. Затраты на удаление заусенцев могут составлять до трети стоимости детали, а также вызывать дополнительные погрешности в размерах детали.
Существующие технологии удаления заусенцев – обработка в барабане, электрохимическая обработка, обработка водяной и абразивной струей, вибрационная обработка не в полной мере удовлетворяют всем требованиям промышленности.
Вибрационная обработка удаляют металл со всех поверхностей, то есть не обладают локальным действием. Обработка в барабане и обработка абразивной струей имеют геометрические ограничения и не позволяют удалять заусенцы с внутренних частей детали. Электрохимические методы снятия заусенцев требуют последующей обработки, чтобы удалить нежелательные остатки. Обработка абразивной струей наиболее эффективна для удаления заусенцев хрупких материалов.
В процессе изготовления перекрещивающихся сквозных глубоких отверстий очень часто, в местах пересечения отверстий, на гранях, возникают очень тонкие заусенцы (волосовины), которые очень трудно удалить механически.
Использование луча лазера позволяет решить эту проблему. Использование световолоконных систем доставки лазерного излучения к месту дефекта позволяет локально воздействовать на волосовину. В связи с тем, что тепло из волосовины не уходит она начинается плавиться, и, под действием сил поверхностного натяжения, волосовина «сворачивается» в «шарик» удаление которого может быть легко реализовано с помощью сжатого воздуха.
Снятие заусенцев тепловой энергией представляет собой уникальный процесс, при котором все потенциально свободные заусенцы, грат и инородные частицы гарантированно и полностью удаляются.
Газокислородная смесь, окружающая все поверхности детали, накаляется, и результирующая тепловая волна приводит к превышению температуры накаливания заусенцев, присутствующих на детали (металлических и неметаллических) и их окислению.
Все труднодоступные для снятия заусенцы и частицы гарантированно удаляются – без остатка.
Преимущество газовой энергетической камеры в том, что газ распространяется по всем компонентам детали, проникает в полости, глухие отверстия и труднодоступные сквозные отверстия, и покрывает каждую потенциально свободную частицу. Термическое снятие заусенцев – это единственный процесс, гарантирующий удаление всех заусенцев и остатков материалов в областях применения с особыми требованиями по безопасности. Здесь не используются абразивные материалы, с тем, чтобы избежать постоянного изменения поверхности деталей во время обработки.
Процесс сам по себе не может быть более простым. Детали загружаются в стальную камеру, закрытую, с уплотнениями, и камера заполняется смесью из теплового газа и кислорода. Смесь из теплового газа и кислорода накаляется. В результате температура накаливания поднимается до максимального значения 3,500°С (6,332°F) за приблизительно 20 миллисекунд. Небольшое количество произведенного тепла оказывает минимальный эффект на металл детали внутри камеры, тем не менее, материал с большой площадью поверхности относительно массы (например, любой заусенец), неспособный достаточно быстро рассеивать тепло, превосходит его температуру накаливания и происходит возгорание. «Горение» приводит к окислению металла. Когда пламя достигает основания заусенца, остаточное тепло безопасно рассеивается по основной массе детали. Этот процесс также исключает простои и благодаря нанесению защитного слоя спеканием оксидного порошка упрощает любую последующую тепловую обработку. При этом оксидный порошок может быть легко удален промывкой.
Процесс термического снятия заусенцев является комплексным с его параметрами, контролирующими тепловую газокислородную смесь, производимое тепло, максимальную температуру процесса, рабочее давление и длительность процесса.
Для достижения лучших результатов снятия заусенцев важно, чтобы параметры протекания процесса соответствовали требованиям по конкретной детали, подлежащей обработке. Дизайн и конструкция наших установок для термического снятия заусенцев, благодаря доступной системе управления, высокотехнологичной системе подачи газа и опыту наших технических специалистов, позволяет нам во время пуско-наладочных работ налаживать процесс обработки индивидуально в соответствии с требованиями по условиям предварительной обработки детали и материала
Отделочно-зачистная обработка деталей
Отделочно-зачистную обработку деталей применяют для снятия заусенцев, очистки, размерной и декоративной отделки поверхностей.
Заусенцы всегда сопутствуют процессу резания и представляют собой излишки материала, располагающиеся на кромках и углах деталей. Они имеют вид гребенок малой толщины. Как правило заусенцы образуются в результате сдвига металла при выходе режущего инструмента из контакта с заготовкой.
Удаляют также шаржированные частицы – внедренные в поверхность деталей абразивных или алмазных осколков зерен в результате шлифования.
На многих деталях подлежат удалению масляные и жировые пленки, образующиеся после обработки резанием с применением смазочно-охлаждающих жидкостей.
Полное удаление этих дефектов возможно только при обработке электроискровым, лучевым, ультразвуковым и некоторыми другими методами.
Различные методы удаления заусенцев применяют и в конце технологического процесса:
– проточка фасок на деталях типа тел вращения на станках токарной группы;
– удаление заусенцев, получение фасок на деталях в виде корпусов, плат, планок (на фрезерных станках)4
– удаление заусенцев и нарушенных слоев металла после штамповочных операций зачисткой на специальных зачистных штампах;
– снятие фасок на выходе отверстий зенковками или сверлами и т.д.
Снять заусенцы на металле, притупить кромки с помощью виброгалтовки
Снятие заусенцев на металле.
В этой небольшой статье компания «Галтовка СПб» расскажет об эффективном способе снятия заусенцев с металла после лазерной (плазменной) резки металла. Способ называется виброгалтовочная обработка (или галтовка).
Как снять заусенец поле резки и притупить острые края металла?
Изделие или партия изделий помещаются в металлическую емкость, называемую галтовочным (виброгалтовочным барабаном). В большинстве случаев, внутренние стенки барабана, защищены полиуретановым покрытием, для исключения возможности повреждения изделий о стенки барабана в процессе галтовки. В этом же барабане находятся, заранее подобранные галтовочные тела (галтовочный наполнитель).
Как правильно подобрать галтовочный наполнитель?
Подбор галтовочного наполнителя должен производится специалистами, имеющими достаточный опыт в проведении галтовочных работ и учитывать такие факторы, как материал изделия, требования финишной шероховатости, наличие на изделии: пазов, отверстий, уступов, резьб и другое.
Сколько времени занимает процесс галтовки?
Процесс галтовки изделий занимает в среднем от 1 до 4 часов технологического времени работы оборудования. При выполнении ответственных работ, например, финишные операции, где необходимо получить шероховатость выше 8-го, 9-го, или даже 10-го класса, среднее время обработки может составлять от 6 до 24 часов, при этом используются несколько видов галтовочных наполнителей.
Преимущества перед традиционными способами снятия заусенцев:
— изделия после виброабразивной обработки имеют «Товарный вид»;
— высокая повторяемость качества (Важный параметр при серийном производстве);
— отсутствие «человеческого фактора», который присутствует при проведении классических слесарных работ;
— возможность единовременной обработки партий изделий;
Когда следует применять виброгалтовочную обработку:
— если необходимо, притупить острые углы (кромки) на изделии из металла после механической обработки;
— если необходимо, притупить острые углы (кромки) на изделии после лазерной или плазменной резки ;
— если необходимо повысить класс шероховатости на поверхности изделия.
При изготовлении лопаток турбин, применение технологии виброгалтовочной обработки (матирующая галтовка), позволяет получить шероховатость на поверхности пера от 8-го до 10-го класса шероховатости, что положительно влияет на КПД турбинной лопатки, а также на ее износостойкость в процессе работы.
Перед покраской или нанесением гальванических покрытий на изделия, ведь не секрет, что покрытия «плохо ложатся» на острые кромки, и начинают откалываться именно с острых кромок.
Так же услуга галтовки востребована для тех изделий, где не подходят традиционные методы обработки.
Кто выполняет услуги?
В настоящее время достаточно большое количество организаций уже успешно используют услуги галтовки в Санкт-Петербурге, вы можете найти информацию самостоятельно в сети интернет, например, компанию «Галтовка СПб», которая успешно выполняет данную услугу.
Чем зачистить заусенцы на металле
Зачистка металлических деталей
Предсказать достаточно точно место и форму заусенцев почти невозможно. Форма и размеры их у различных деталей различные, хотя детали в достаточной степени одинаковы. Кроме того, при станочной обработке инструмент сильно изнашивается, из-за чего возрастает количество заусенцев, которое снова снижается после замены инструмента на более острый.
Если используется поточный метод механического удаления заусенцев, то операции подвергается каждая деталь, независимо от того, есть ли на ней заусенцы, иначе требуется специальная операция контроля, что неэкономично. При такой поточной обработке, кроме того, деталь должна точно подаваться и фиксироваться у режущего инструмента, вне зависимости от толщины снятия поверхностного слоя. Процесс похож на удаление облоя с отливок, только в этом случае меньше количество удаляемого металла и соответственно меньше затрат энергии. При автоматизации этого процесса нужно иметь в виду, что при работе с различными материалами следует использовать различные методы. Пластмасса мягче латуни, которая в свою очередь не такая хрупкая, как чугун. Выбор инструмента, таким образом, может быть не менее важен, чем выбор метода. При таком большом количестве переменных очень кстати обратиться к помощи робота, обладающего достаточной универсальностью и способностью быстро перепрограммироваться, хотя данное применение роботов нельзя признать простым, и оно накладывает ряд дополнительных требований как на сам робот, так и на вспомогательное оборудование.
Как правило, робот при удалении заусенцев выполняет сложные перемещения при скоростях, которые должны очень строго контролироваться. В большинстве случаев деталь, которой манипулирует робот, не должна быть слишком тяжелой. Что касается инструмента для удаления заусенцев с детали, то он должен быть не таким тяжелым, как при зачистке отливок, так как следует удалить гораздо меньше материала.
Перечислим требования, предъявляемые к роботу при удалении заусенцев.
1. Способность перемещаться по заданному контуру. Это необходимо, если нужно реализовать допуски, обычные при станочной обработке.
2. Повторяемость воспроизведения. Повторяемость должна быть особенно высокой, если заусенцы удаляются с мелких деталей, где есть много небольших участков криволинейного движения. Это требование накладывает определенные ограничения на конструкцию робота, так как он должен быть виброустойчивым: всякая вибрация неизбежно отразится на конечных размерах детали. Любое отклонение от траектории более чем на несколько десятых миллиметра недопустимо.
3. Скорость. Как правило, при удалении заусенцев возникает необходимость отдельно обрабатывать несколько тысяч одинаковых деталей. Поэтому требуется большая скорость обработки для достижения высокой производительности. Однако вследствие того, что размеры обрабатываемых деталей, а также технологические режимы обработки сильно различаются, необходим широкий диапазон управляемых скоростей перемещения. Кроме того, для обеспечения оптимальной производительности требуется менять скорость обработки при переходе от одного участка поверхности детали к другому.
4. Программирование. Так как роботу предстоит обрабатывать широкую номенклатуру деталей, очень важна скорость программирования и скорость перехода с одной программы на другую, особенно если обрабатываются небольшие партии деталей. Поэтому большое значение имеет такая функция, как редактирование и возможность замены частей программы, что позволит оптимизировать траекторию и скорость ее прохождения.
Для этой операции не только требуется сложный робот. Сам инструмент должен быть таким, чтобы была возможность обрабатывать труднодоступные места детали. Для этого годятся инструменты возвратно-поступательного, а не вращательного действия. Форма режущей кромки также определяется видом выполняемой операции.
Инструмент для удаления заусенцев на металле: делаем своими руками
Инструмент для снятия фасок а-ля “Noga”
Цены на оригинальную продукцию, как водится, не гуманные для хоббиста-«табуреточника», так что на пробу можно взять и нонейм с Али.
Упаковка и обзор конструкции
Тестирование
Итоги
Именно этим и занимается этот инструмент — соскабливает облой, заусенцы и т.п.
шабер — это такой инструмент для шабрения. бывают они сильно разные, тут например показано много вариантов.
в данном случае это конечно инструмент скорее для снятия фасок, но тем не менее вюрт называет его именно шабером. так что Ezheg всё правильно написал, во всяких справочниках по металлообработке написано примерно то же самое.
обычным трёхгранным шабером вполне можно снимать фаску
в зависимости от обрабатываемого материала
Википедия лишь пример. Вот хотел же просто дать ссылку на словарь.
«Соскабливает» это и есть «срезает», физику процесса представить сложно?
Шабер — металлорежущий инструмент.
«Специализды», ага — «тысячи их».
И что это за специалисты занимающиеся трубами — «трубологи»? А, «сантехники»!
Того, кто не в теме, может и вводит в заблуждение.
Шаберов существует огромное разнообразие, в том числе совершенно непохожих и делающих совершенно разные операции, но всё тем же способом — шабрением aka скоблением.
Даже в каталоге той же Ноги — это именно deburring tool, что по нашему и есть шабер.
Ну- нате вам ещё одного www.vargus.com/shaviv
Ну нет ГОСТа на шаберы, чем ещё в вас кидать?
Сами лезвия лучше подбирать к тому металлу, который надо будет чистить, алюминий, медь,
Ну а этот то что в обзоре для меди годится?
Для мягкой то ладно а вот как с жёсткой?
то что в обзоре для меди годится
Подобную вещь, если кому надо, сделать предельно просто.
полуторабаксовым нонеймовым гавном?
во-первых не нужно путать возможность с необходимостью.
во-вторых — для изготовления действительно толкового шабера такого типа нужно кроме термички еще и почесать репу на предмет углов изгиба и заточки, то есть на секундочку разработать инструмент с нуля.
вопрос: стоит ли это тех полутора баксов которые просят за это китайцы? действительно ли лучше будет самодельный инструмент? при таких невдолбенных возможностях — может стóит заняться чем-то посерьёзнее клонирования полуторабаксовых шаберов? заняться изготовлением уникальных и эксклюзивных штук, а на заработанные деньги можно купить вполне серийное и вполне качественное от того же вюрта, если китай вдруг смущает?
просто вот пару часов МОЕГО времени я лучше займу чем-то другим. не, если прям сильно прижмёт — я найду замену данному инструменту. а потом его таки куплю. потому что экономить полтора бакса, теряя два часа времени — ну оно того не стоит, честно.
я могу понять например изготовление чего-то относительно дорогостоящего. например я прокалыватели изоляции делал. но в итоге купил заводские — оно тупо удобнее, если считать что самопал нужно лепить из овна и палок с целью минимизации себестоимости. изделие того же уровня — будет и по цене на том же уровне. вот «топчик» теоретически можно сделать дешевле, при наличии очень прямых рук и большого количества высококлассного оборудования.
Технологии удаления заусенцев
Практическое применение методов термического и электрохимического удаления заусенцев.
Удалить заусенцы после механической обработки можно несколькими способами. Здесь мы обсудим два способа: термическое и электрохимическое удаление заусенцев, сравним области их применения и рассмотрим ограничения, накладываемые на каждый из этих способов.
Перевод с сокращениями:
ООО СтанкоФорвард, 2016
Удаление заусенцев обычно является предметом обеспокоенности, а зачастую и проблемой для инженерно-технического персонала производственных предприятий. Многие инженеры имеют обыкновение заявлять, что изготовленная деталь не имеет заусенцев. Это – миф. Деталь может лишь иметь достаточно небольшие заусенцы, чтобы ими пренебречь – но они есть всегда!
Термическое удаление заусенцев (ТУЗ)
Не вдаваясь в тонкости научного определения, что есть заусенец, под заусенцем мы будем понимать нежелательный выход части материала на поверхность детали в процессе механической обработки. Для нас важно, что заусенец всегда имеет высокий коэффициент отношения площади его поверхности к его массе.
Теперь, зная, что такое заусенец, мы можем понять, что он воспринимает тепло с обеих своих сторон. Тепло не может распространиться от заусенца на основной материал, поскольку заусенец очень тонкий у основания. Заусенец очень быстро окисляется, «выгорая» до основного материала. В результате мы имеем, условно говоря, край материала без заусенца. Иногда для лучшего объяснения процесса приводят такой пример: если очень быстро провести зажжённой пропановой горелкой вдоль предплечья руки, то выгорят все волосы на руке, а кожа останется без ожогов.
Важнейшей особенностью ТУЗ является то, что рабочим «агентом» здесь выступает газовая смесь. Будучи под давлением, этот агент плотно обволакивает все поверхности детали, включая самые маленькие и глубокие отверстия. Агент присутствует даже там, где заусенец невозможно увидеть! Таким образом обеспечивается стопроцентно одинаковая степень удаления заусенцев на каждой детали – а ведь это мечта любого инженера, которому приходится решать эту задачу комплексно и с гарантированным результатом. Никакой другой из обычных методов удаления заусенцев не даёт такой высокой степени постоянства качества.
ТУЗ не изменяет размеров, чистоты поверхности или свойств материала детали, если правильно подобрать крепёж. Причина в том, что деталь подвергается интенсивному нагреву лишь на доли секунды. Не страдает также и качество резьб, поскольку нитка резьбы широкая в основании, и тепло легко переходит в основной материал детали.
Как уже говорилось выше, заусенцы «сжигаются» с детали. Мы говорим «сжигаются» в кавычках, потому что технически это не совсем верное определение. Горение есть обычный термин для обозначения быстрого окисления. Поэтому правильнее будет сказать: заусенцы быстро окисляются. Отсюда очевидно, что продуктом этой реакции будет оксид, образующийся на поверхности детали. ТУЗ деталей из алюминия приводит к образованию оксида алюминия, из стали – оксида железа, из цинка – соответственно оксида цинка и так далее. Место локализации образованного оксида материала детали – там, где был заусенец. Обычно оксид требуется удалять с поверхности детали. После ТУЗ могут понадобиться сложные операции по удалению оксида, с использованием специального оборудования и помещения для утилизации промывочной жидкости и реагентов. Если же детали должны быть подвергнуты анодированию, покрытию, термообработке, то обычно оксид не требует удаления после ТУЗ.
Ещё одно важное соображение по операциям очистки после ТУЗ. Обычно очень трудно получить одинаковые заусенцы, не зависимо от вида мехобработки. ТУЗ из всех методов борьбы с заусенцами наиболее полно выполняет свою основную задачу, но и ТУЗ не всесильно: особо крупные заусенцы могут остаться, когда мелкие заусенцы удалены. Если это происходит, то не полностью «сожжённый» крупный заусенец остаётся в виде частиц наплава на поверхности детали. Эти частицы могут быть связаны с поверхностью материала, особенно внутри детали. Частично окисленный заусенец очень похож на брызги металла при сварке, которые, естественно, нужно удалить. Обработка после ТУЗ очень важна, и может быть критичной в успехе или неудаче всего комплекса мер по удалению заусенцев.
ТУЗ находит широкое применение в различных производственных процессах. Основными преимуществами ТУЗ в разных отраслях являются:
Отдельные отрасли используют и другие преимущества ТУЗ, примеры которых описаны ниже.
ТУЗ широко используется в производстве промышленных винтов. Многие детали проходят фрезерование или сверление в или через резьбовые внутренние и внешние поверхности. ТУЗ позволяет избавиться от заусенцев внутри и вокруг резьбы без ущерба самой резьбе, как это часто бывает при ручном удалении заусенцев. Производство винтов, как правило – массовое, и большой объём производства только усиливает негативный эффект ручного труда, поскольку оператор быстро устаёт от монотонной работы. При ТУЗ газ никогда не устанет – последняя деталь в дневной партии будет иметь такое же безупречное качество, что и первая. Не зависимо от того, латунь это или алюминий, нержавеющая или легированная сталь, или же пластик.
Ещё одна отрасль для примера: литьё под давлением алюминия или цинка. Инженеры, занятые в процессе получения деталей методом литья под давлением или литья в кокиль, обычно озабочены удалением заусенцев и облоя с деталей. Обычно это делается вручную, затем детали проходят виброобработку в галтовочных барабанах. Обе эти операции прекрасно может заменить ТУЗ (см. рис. 1).
Производство пневматики и гидравлики – ещё одна отрасль, где с успехом применяется ТУЗ. Для прохождения жидкости или газа под давлением через пересекающиеся отверстия чрезвычайно важно, чтобы на пути не было никаких заусенцев. Оторвавшийся заусенец может привести к самым печальным последствиям при работе системы в полевых условиях. Как было сказано выше, газ окружает все поверхности, в том числе и заусенцы, причём даже в пресловутых магистралях типа «швейцарский сыр», и именно этим объясняется способность ТУЗ полностью удалять все заусенцы. При помощи ТУЗ удаляют заусенцы в золотниках, гильзах, корпусах клапанов, распределителях и других деталях (см. рис 2 и 3). Корпуса клапанов из чугуна – отличные кандидаты для ТУЗ. В таких корпусах прекрасно удаляются не только заусенцы, но и вкрапления формовочного песка и другие примеси на поверхности корпуса, оставляя чистую поверхность без заусенцев, песка и стружки, что недостижимо никаким другим методом, кроме ТУЗ.
Список отраслей, где применяется ТУЗ, постоянно расширяется по мере распространения знания об этом методе. Одной из таких отраслей недавно стало производство термопластических масс. ТУЗ не заменит собой все методы удаления заусенцев, такой задачи не ставится. Более того, для достижения лучших результатов ТУЗ зачастую используется в комбинации с другими методами. ТУЗ сегодня – ещё один метод в арсенале инженеров для использования конкретных производственных задач.
При разработке техпроцессов для нового продукта конструкторы и дизайнеры стараются использовать возможности имеющегося оборудования. Поскольку ТУЗ является производственным процессом, очень важно уже на стадии подготовки проекта учитывать все возможности этого метода. Если в начале разработки нового изделия прибегнуть к консультациям специалиста по ТУЗ, то достаточно бывает ввести минимальные изменения в проект, и на выходе иметь существенное сокращение издержек и затрат на финишные операции без ухудшения формы, свойств или работоспособности нового изделия.
Ограничения в применении термического удаления заусенцев.
ТУЗ эффективен почти для всех материалов, но, как и всякий иной производственный процесс, для каких-то материалов ТУЗ подходит идеально, а для каких-то лишь отчасти. Как уже говорилось выше, заусенец должен воспринимать тепло с обеих своих сторон, чтобы набрать достаточную температуру для окисления. Эти два важнейших условия для работы ТУЗ – поглощение тепла и окисление – могут не действовать в материалах, плохо поддающихся окислению либо имеют излишне высокую теплопроводимость (то есть когда заусенец принимает тепло и быстро передаёт его материалу детали). Иногда лучшего результата помогает достичь повышение уровня передаваемой энергии, например, это бывает необходимо для медных сплавов и нержавеющих сталей. Традиционно, эти два материала не всегда легко обрабатываются. Говоря об ограничениях ТУЗ, нельзя обойти, к сожалению, магний. Здесь придётся предупредить, что для этого материала всё, что может напоминать заусенец, будет уничтожено без остатка.
Электрохимическое удаление заусенцев (ЭХУЗ)
Электрохимическое удаление заусенцев (ЭХУЗ) – это локальный процесс удаления заусенцев, использующий электрическую энергию для удаления заусенцев в конкретном месте на детали – в отличие от ТУЗ, при котором обработке подвергается вся деталь полностью. Обрабатываемая деталь устанавливается на неметаллическое основание и в непосредственной близости к заусенцу располагается электрод. Деталь – анод, заряжается положительным зарядом, а электрод – отрицательно заряженный катод. В зазор между заусенцем и электродом под давлением подаётся раствор электролита. Перед включением самого процесса поток электролита удаляет с поверхности детали налипшую или не до конца сошедшую стружку, которая может вызвать короткое замыкание на деталь и повредить таким образом её поверхность, а также оснастку или оборудование. При растворении заусенца формируется контролируемый радиус. ЭХУЗ имеет абсолютно превосходную повторяемость от детали к детали, от партии к партии.
Для ЭХУЗ всегда необходима крепёжная оснастка. Обычно это пластиковый держатель для фиксации детали и изоляции областей, которые не должны попасть под действие ЭХУЗ. Электрод высокой проводимости имеет заданную форму, подходящую под контур и размеры обрабатываемого участка детали. Поток электролита может идти от держателя или через электрод, в зависимости от особенностей технологии, рассчитанной ответственным инженером-технологом. Точное управление процессом осуществляется посредством изменения напряжения в цепи, потока электролита и времени цикла.
При ЭХУЗ происходит изменение размеров детали, но только в том смысле, что при удалении заусенца остаётся заданный радиус. Такое изменение размера детали обычно является желательным и заранее планируется. ЭХУЗ обрабатывает только те участки поверхности детали вблизи от электрода, которые необходимо обработать – при условии, что была тщательно продумана и правильно использована крепёжная оснастка. Как уже говорилось, держатель должен обеспечить защиту критичных областей или поверхностей, например резьб – хотя ЭХУЗ также чрезвычайно хорошо справляется с удалением заусенцев с резьб после фрезерования или сверления по резьбе (см. рис. 4).
ЭХУЗ эффективен на всех токопроводящих материалах. Два материала, о которых говорилось в разделе «Ограничения в применении термического удаления заусенцев», а именно нержавеющие стали и медные сплавы, показывают замечательные результаты при применении ЭХУЗ. Иногда для получения оптимальных результатов и высочайшего качества используется комбинация обоих методов – ТУЗ и ЭХУЗ.
Как и ТУЗ, ЭХУЗ является одним из средств в арсенале современного инженера. Вот основные преимущества при использовании ЭХУЗ:
Кроме того, ещё одним важным преимуществом метода ЭХУЗ является как раз тот самый контролируемый радиус. Именно он может быть решением проблемы удаления заусенцев и острых кромок с внутренних диаметров пересекающихся отверстий в клапанах. Именно радиус, образующийся при ЭХУЗ, может исключить повреждение эластомерного уплотнителя при сборке или эксплуатации клапана. То же относится и к замоноличенным каналам.
ЭХУЗ также с успехом применяется в производстве подвижных частей измерительных приборов прямого действия. При фрезеровании зубчатых колёс механизма образуются заусенцы, которые необходимо удалить, не повредив при этом тонкую эвольвенту шестерни. С этой задачей прекрасно справляется ЭХУЗ. Кроме основной задачи по удалению заусенцев ЭХУЗ также улучшает качество поверхности ЗК, уменьшая при этом погрешность зазора и гистерезис. То же самое можно сказать и о применении ЭХУЗ для обработки шестерён в других отраслях.
ЭХУЗ и ТУЗ находят применение и в производстве современных вооружений и боеприпасов, где предъявляются особые требования к качеству и точности. Здесь эти требования возведены в абсолют, поскольку боеприпас должен сработать один раз, и другой попытки не будет. При этом срабатывание должно произойти в условиях сильнейших нагрузок на механизмы изделия. Силы, возникающие при воздействии невероятных скоростей и ускорений, приводят в действие сам механизм, но они же могут стать причиной катастрофического сбоя, если с поверхностей скольжения, индексации или вращения не были тщательно удалены все заусенцы. Или же один-единственный неудалённый заусенец либо часть не полностью удалённого заусенца может сорваться с неподвижного органа механизма и замедлить, а то и полностью заблокировать движение подвижного органа очень точного узла. Здесь на помощь инженеру приходят ЭХУЗ и ТУЗ.
Ограничения в применении электрохимического удаления заусенцев.
Как уже отмечалось, ЭХУЗ применяется для всех токопроводящих материалов. Отсюда главное ограничение: пластик обработать этим методом невозможно. Прочие ограничения не настолько категоричны, а являются ограничениями лишь по размерам заусенцев и обрабатываемой детали. По размерным ограничениям решение остаётся за технологами: только после тщательного рассмотрения всех параметров детали инженер может судить о том, возможно ли применение ЭХУЗ, и какова его целесообразность.
Последнее ограничение касается конструкции крепёжной оснастки. Может потребоваться сложная и дорогая оснастка, поэтому до принятия решения о целесообразности применения ЭХУЗ необходимо бывает выполнить немало расчётов и испытаний.
ТУЗ и ЭХУЗ, применяемые отдельно или в сочетании, заменяют дорогой и длительный процесс удаления заусенцев вручную. Операции по удалению заусенцев используются практически на всех производственных предприятиях, не зависимо от сложности детали.
Современные технологии удаления заусенцев в отверстиях малых диаметров при изготовлении деталей гидравлического оборудования
При изготовлении деталей соединительной и дросселирующей трубопроводной арматуры гидравлических систем существует проблема удаления заусенцев, остающихся во внутренних полостях деталей после прорезания отверстий малых диаметров. Данная статья посвящена поиску путей решения этой проблемы.
1. Состояние вопроса
Снятие заусенцев механической обработкой требует применения специального режущего, абразивного, щеточного или ручного инструмента, что часто экономически невыгодно или технически невозможно из-за технологических трудностей доступа к зоне обработки, особенно в случае пересекающихся отверстий.
Однако, решение этой проблемы необходимо, т.к. чистота внутренних поверхностей деталей арматуры (штуцеров, дросселей и др.) во многом определяет функциональные свойства систем гидравлики и надежность работы комбайнов в целом. Номенклатура этих деталей достаточно широка и объемы их производства составляют сотни тысяч штук в год. Конструктивно они имеют отверстия различной степени сложности (осевые ступенчатые, пересекающиеся, сквозные, глухие). Чем меньше диаметр и сложнее геометрическая форма отверстий, тем труднее удалять заусенцы традиционными способами механической обработки.
В связи с этим представляют интерес различные альтернативные, относительно новые и достаточно эффективные электрофизикохимические методы обработки отверстий малых диаметров, значительно расширяющие возможности современного производства. Однако из-за недостатка информации о преимуществах новых технологий эти методы в настоящее время не имеют широкого применения на российских предприятиях.
Цель данного обзора – поиск и систематизация такой информации для последующего анализа и принятия наиболее эффективного решения.
2. Современные технологии удаления заусенцев
2.1. Ультразвуковая обработка
Очистка металлических изделий в ультразвуковом поле основана на действии упругих механических колебаний в жидкой среде. При распространении таких колебаний в жидкости возникают поочередно процессы сжатия и разрежения. В момент разрежения происходят локальные (в микрообъемах) разрывы жидкости с образованием пузырьков (полостей), которые заполняются парами жидкости и растворенным в ней воздухом. В момент сжатия пузырьки сплющиваются, что сопровождается сильными гидравлическими ударами, способствующими очистке поверхности деталей и удалению заусенцев.
Лабораторией акустических процессов и аппаратов Бийского технологического института разработана оригинальная технология ультразвукового удаления заусенцев в жидкой среде с добавлением абразивных зерен, размер которых соизмерим с радиусом действия ударной волны (1. 100 мкм).
Оборудование для реализации этой технологии состоит из компактного ультразвукового генератора, излучателя волн и рабочей ванны (фитомиксера). 
Обработку деталей проводят в ванне, заполненной водно-глицериновой смесью со взвешенными мелкими абразивными частицами. При ультразвуковом воздействии в жидкой среде возникают акустические течения, в которых зерна абразива и обрабатываемые детали, из-за различия плотности материалов и размеров, получают разные скорости перемещения. При взаимном проскальзывании зерен и деталей процесс снятия заусенцев интенсифицируется. В качестве абразива рекомендуется применять электрокорунд, карбиды кремния и бора с размером частиц 3-20 мкм. Наиболее универсальна суспензия, содержащая воду, глицерин и абразив в соотношении 1:1:1. Одновременно в ванну можно загружать детали в 2-3 слоя. Время цикла обработки, в зависимости от массы деталей, может составлять от 1 до 90 мин. Рекомендуется также дополнительно использовать химически активные добавки, интенсифицирующие процесс. Так, двухпроцентный водный раствор медного купороса снижает время обработки на 90%. После обработки рекомендуется промыть детали в проточной воде.
Фирмой «Мицар» (г. Омск) разработаны и продаются ультразвуковые ванны, характеристики которых представлены в таблице 1. 
Следует обратить внимание на установку CV-DIZ (рис.1), предназначенную для очистки деталей топливной аппаратуры дизельных двигателей.
Отмечается, что она особенно эффективна для очистки калиброванных отверстий малого (менее 0,1 мм) диаметра, а также глухих отверстий. Имеет более широкий диапазон регулирования частоты ультразвуковых колебаний, комплектуется четырьмя преобразователями.
Тамбовским государственным техническим университетом разработана ультразвуковая установка, адаптированная для обработки пересекающихся каналов малого диаметра. Авторы (Червяков В.Н., Воробьев Ю.В. и др.) отмечают низкий к.п.д. существующих УЗ-установок вследствие хаотического распределения деталей в ванне и уменьшения интенсивности распространения звуковых волн с увеличением расстояния от источника излучения. Это делает неэффективным их применение для удаления заусенцев в пересекающихся каналах, особенно малого диаметра. В этих случаях необходимы условия, при которых ось отверстия совпадает с направлением распространения волн, т.е. с осью излучателя. Вероятность таких совпадений при обработке в ваннах ничтожно мала, что обусловливает необходимость применения специального оборудования. Спроектированная и изготовленная установка работает по принципу роторных аппаратов. Рабочая жидкость с абразивным порошком подается под давлением в полость корпуса через входной ниппель, далее через отверстия вращающегося ротора в отверстия неподвижного статора, в котором установлены детали, и выводится через выходной ниппель.
При вращении вала-ротора его отверстия поочередно совпадают с отверстиями статора и, соответственно, с отверстиями в деталях. Струя жидкости, протекая через отверстие, возбуждает акустические колебания, которые вызывают интенсивную кавитацию в малых объемах отверстий. Так как в отверстии жидкость приобретает высокую скорость и меняет направление истечения (каналы пересекающиеся), на острых кромках кавитация еще более усиливается. Разрушение заусенцев сопровождается обработкой поверхности зернами абразива. Рекомендуемое оптимальное гидродинамическое давление в аппарате составляет 0,15. 0,30 МПа.
Проведенные эксперименты на деталях со сквозными пересекающимися каналами диаметром 1,0. 2,0 мм подтвердили хорошее качество снятия заусенцев и повышение чистоты поверхности.
Основное преимущество данного оборудования состоит в том, что оно не требует внешнего источника ультразвуковых волн (генератора). При указанном давлении струя жидкости сама является генератором акустических колебаний.
2.2. Электрогидроимпульсная обработка
2.3. Термоэнергетический метод удаления заусенцев
Установки для снятия заусенцев термоэнергетическим методом («ТЕМ») разработаны и широко применяются фирмой «BOSCH» (Германия) и входящей в Концерн «Kennametal фирмой «Extrudehone» (США).
В «ТЕМ» – процессе используется принцип сжигания заусенцев при воспламенении смеси газов. Установка для реализации этого процесса (рис.3) состоит из: рабочей камеры (1), гидроцилиндра (2) для сжатия смеси газов в рабочей камере, газоприготовительного блока (3) и блока (4) для подачи газа в камеру (1).
Технологически обработка деталей включает последовательное выполнение следующих операций:
Воспламенение и сгорание газов происходит за очень короткое время и носит характер вспышки («взрыва»). В результате в объеме камеры генерируется мощный кратковременный импульс тепловой энергии (2500- 3500°С), сжигающий заусенцы (рис.4).
Аналогичным образом заусенцы сжигаются на всех внешних и внутренних поверхностях деталей с характерным скруглением острых кромок.
Разработчиками отмечается, что после обработки «ТЕМ» на поверхности деталей возможно образование оксидной пленки, не снижающей эксплуатационных свойств, но несколько ухудшающей товарный вид деталей.
Однако, этот недостаток легко устраняется последующим анодированием.
Метод обработки и промышленные установки «ТЕМ» не имеют ограничений по маркам конструкционных материалов (сталь, чугун, алюминиевые сплавы, латуни, бронзы), размерам и сложности деталей. Характеристики и общий вид типового оборудования приведены в таблице 2 и на рис. 5, 6.
Преимущества установок «ТЕМ»:
Примеры, иллюстрирующие качество обработки различных деталей, приведены на рис. 7, 8.
Отечественные предприятия, имеющие опыт промышленного использования установок моделей «ТЕМ»:
2.4. Механическая обработка
При необходимости удаления заусенцев в осевых отверстиях со ступенчато изменяющимися по длине детали диаметрами можно использовать традиционный режущий инструмент: ступенчатые сверла, зенкеры, металлические щетки-ерши. Вместе с тем, механическое снятие заусенцев таким инструментом существенно затрудняется с уменьшением размеров отверстий и становится невозможным в пересекающихся отверстиях малых диаметров. В этом случае остается только ограниченная возможность применения специальных металлических щеток.
Крупнейший мировой производитель промышленных щеток-ершей и более точного прецизионного инструмента с гибкой рабочей поверхностью – фирма «OSBORN INTERNATIONAL GmbH» (Германия).
К механическим методам удаления заусенцев относится и ручная работа инструментом – самоцентрирующимся шабером (рис.9).
Фирма «VARGUS» выпускает оригинальный зачистной инструмент нового поколения Shaviv, пришедший на смену применявшимся ранее шаберам и напильникам. Инструмент (самоцентрирующийся шабер) имеет разнообразные конструктивные исполнения для снятия заусенцев и фасок, ручной обработки пазов, плоскостей, уступов, кромок отверстий с использованием самоустанавливающихся режущих элементов – плавающих ножей.
По сравнению с традиционными инструментами Shaviv имеет ряд существенных преимуществ:
В настоящее время инструмент Shaviv используют в своем производстве многие предприятия общемашиностроительного комплекса, авиационной отрасли, изготовители приборов, изделий из пластика, а также частные компании. Их выбор определен качеством обработки, экономической эффективностью и производственной целесообразностью применения этого инструмента по сравнению с традиционными шаберами.
3. Совершенствование технологии получения отверстий малых диаметров.
Наряду со способами удаления заусенцев следует рассмотреть и сам процесс получения мелкоразмерных отверстий. Анализируя информацию по изготовлению, например, печатных плат можно сделать вывод о целесообразности применения специальных сверл для выполнения операции сверления отверстий малого диаметра.
Но для использования конструкции ступенчатых сверл малого диаметра из монолитного твердосплавного прутка нужно учитывать необходимость применения соответствующего высокоскоростного оборудования.
Для работы твердосплавных сверл, учитывая малую величину диаметров сверления, необходимо обеспечить повышенную скорость вращения шпинделя до n = 12000 об/мин (принята скорость резания V = 30 об/мин). Поэтому обработка на вертикально-сверлильных станках невозможна, во-первых, по причине не обеспечения требуемого числа оборотов шпинделя и, во-вторых, по причине необходимости автоматической подачи инструмента в целях исключения его поломки (быстрорежущая сталь обладает большей вязкостью по сравнению с твердым сплавом и выдерживает большее напряжение на изгиб). Следует отметить, что при наличии оборудования и соблюдении требуемых режимов резания, не должно происходить образование заусенцев, что, соответственно, исключает необходимость их удаления на дополнительных операциях обработки.
И еще: чтобы сверла не были «одноразовыми», необходимо специальное оборудование.
Владимир Хрипунов, Анатолий Кравчик
Журнал «Стружка», декабрь 2005 г.
Инструмент для удаления заусенцев на металле: делаем своими руками
Изобретение относится к области неразмерной ультразвуковой обработки в жидких средах, а именно – к удалению заусенцев, образовавшихся при получении заготовок литьем, штамповкой или резанием, и предназначено для использования в производстве малогабаритных деталей машин и приборов широкого профиля преимущественно из легких сплавов и полимерных материалов, обладающих низким пределом прочности и модулем упругости.
Известен анодно-абразивный способ удаления заусенцев, включающий обработку деталей в среде электролита и абразивного наполнителя, находящихся во вращающемся цилиндрическом барабане с размещенным в нем электродом (а.с. SU №1816582, МПК B23H 9/02, 5/06, опубл. 23.05.1993, бюл. №19).
Недостатками данного метода являются: конструктивная сложность установки, невысокая эффективность обработки, высокий износ абразивом рабочих органов установки, неэкологичность, связанная с необходимостью утилизации электролита, невозможность обрабатывать нетокопроводящие материалы.
Известен химический способ удаления заусенцев с поверхности деталей путем стравливания в кислых и щелочных средах при одновременном воздействии ультразвука и избыточного давления (а.с. SU 329256, МПК C23F 1/02, опубл. 09.11.1972 г., бюл. №7).
Недостатками такого способа являются: конструктивная сложность установки, неэкологичность процесса, ускоренный износ элементов установки из-за повышенного давления, малая эффективность при обработке коррозионностойких материалов, например – полимеров.
Известен способ электроконтактного удаления заусенцев, при котором на электрод-инструмент и заготовку подают напряжение и перемещают их относительно друг друга (RU 2212319, МПК B23H 9/02, опубл. 20.09.2003 г.). Недостатки: конструктивная сложность установки, низкая эффективность процесса обработки, ограничения, связанные с габаритами и конструктивной сложностью детали, невозможность обрабатывать нетокопроводящие материалы.
Наиболее близким является способ кавитационно-абразивного удаления заусенцев, основанный на эффекте увеличения эрозионной и кавитационной активности звукового поля при котором детали помещают в технологическую жидкость, содержащую определенную концентрацию твердых частиц абразива, в объеме которой возбуждают ультразвуковые колебания (Агранат Б.А. Ультразвуковая технология. – М.: Металлургия, 1974, с.236).
Прототип имеет следующие недостатки: при обработке в абразивной суспензии материалов, не обладающих высокой твердостью и прочностью (легкие сплавы, полимеры) зерна абразива могут внедряться в поверхность деталей. Поэтому после удаления заусенцев необходимо проводить обычную очистку деталей в воде или слабом щелочном растворе, после которой абразивные зерна полностью смываются за счет чего снижается эффективность способа; процесс не является экологически чистым из-за необходимости фильтрации отработанной смеси жидкости и абразива или его утилизации; низкая эффективность способа обработки, в первую очередь, связанная с необходимостью закупки дорогостоящего расходного материала (абразива); снижение качества (увеличение шероховатости) обрабатываемой поверхности при использовании абразивов крупных фракций и низкая производительность при использовании мелких абразивов (микропорошков).
Задачей данного изобретения является создание способа, который позволит повысить экологическую чистоту процесса и увеличить эффективность обработки деталей из легких сплавов и полимеров.
Технический результат – повышение эффективности обработки материалов энергией ультразвуковых колебаний за счет применением частиц абразива, в качестве которых выступают кристаллы льда.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе ультразвукового удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей новым является то, что качестве абразива используют кристаллы льда, которые непрерывно подают в технологическую жидкость в течение всего процесса обработки, при этом размеры кристаллов устанавливают равными 0,08-0,18 мм. Кроме этого, температуру технологической жидкости, например – воды, поддерживают в диапазоне (+1…+3)°C.
Кристаллы льда получают путем распыления струи воды потоком воздуха в объем морозильной камеры.
Заявленный технический результат достигается с помощью ультразвукового воздействия на обрабатываемые детали с применением в качестве абразива кристаллов льда.
Предлагаемый способ ультразвукового удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей поясняется чертежом (Фиг.1), где 1 – технологическая жидкость, 2 – детали, 3 – кристаллы льда, 4 – ультразвуковой излучатель.
Способ ультразвукового удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей осуществляется следующим образом: детали – 2 погружают в технологическую жидкость (например, в воду) – 1, затем производят непрерывную подачу в область обработки кристаллов льда – 3, с размерами кристаллов равными (0,08-0,18) мм, далее происходит смешивание кристаллов льда с технологической жидкостью с образованием гидроабразивной смеси, после чего гидроабразивная смесь возбуждают с помощью ультразвукового излучателя – 4.
Экспериментальную проверку предлагаемого способа проводили на образцах из алюминиевого сплава АМг6. Образцы в виде пластин размерами 10×5×1 мм получали путем вырубки на гильотинных ножницах. Исходный материал – лист АМг6 в состоянии поставки. После вырубки кромки образцов имели заусенцы от 0,1 до 0,4 мм.
Образцы в количестве 10 штук помещали в сетку, которую подвешивали в ультразвуковой ванне ПБС-ГАЛС с технологической жидкостью (разработка ООО «Ультразвук-ТЕО» г. Саратов) емкостью 0,5 л. Ванна обеспечивает акустическую мощность 150 Вт при рабочей частоте 22 кГц.
Сначала обработка образцов в абразивной суспензии осуществлялась способом, принятым за прототип. Каждую минуту контролировали величину заусенцев на образцах h и радиус скругления острых кромок R при помощи компьютерного анализатора размеров микроструктур АГПМ-6М при увеличении ×50. Суммарное время обработки составляло 5 минут. В качестве абразива использовали корундовый порошок с дисперсностью 0,1-0,2 мм (средний размер частиц во фракции 0,15 мм, процентное содержание 60-70%). Далее детали обрабатывались по предлагаемому способу. Температуру воды поддерживали на уровне (+1…+3)°C и осуществляли непрерывную подачу частиц льда. Данная температура выбрана из условий компенсации снижения концентрации частиц льда вследствие таяния и получена эмпирическим путем. Для получения частиц льда использовали распыление струи воды потоком воздуха в объем морозильной камеры. Размер частиц регламентировали просеиванием через сито с просветом необходимого размера. Результаты экспериментальных исследований представлены в табл.1.
|
Видно, что при использовании кристаллов льда с размерами, соответствующими размеру зерен абразива, происходит достаточно интенсивное разрушение заусенцев, но не удается полностью их устранить и сформировать достаточный радиус скругления кромок (0,05 и 0,1 мм соответственно). При использовании более крупных кристаллов эффект по скруглению кромок еще меньше (0,03 и 0,1 мм). По-видимому, это связано с исходной округлой формой кристаллов и их таянием, вследствие чего они не имеют достаточно острых вершин и кромок, характерных для абразивных частиц, и не способны эффективно срезать микростружки обрабатываемого материала. В случае применения мелких кристаллов уменьшение заусенцев проходит малоинтенсивно, а скругление кромок не обнаруживается вовсе. Это может быть связано с таянием мелких частиц в воде, что резко снижает их концентрацию и не может достаточно эффективно восполняться подачей новых частиц. При использовании частиц с размерами (0,08-0,18) мм, спустя 5 минут после начала обработки заусенцы полностью устраняются, (хотя и менее интенсивно, чем при абразивном воздействии), а радиус скругления кромок также практически аналогичен получаемому при использовании абразива – (0,08-0,1) мм и 0,1 мм соответственно.
Из полученных результатов видно, что эффективность удаления заусенцев с применением в качестве абразива зерен корунда сопоставима с обработкой деталей, где абразивом выступают кристаллы льда.
Качество обработанной поверхности выше, так как после обработки предлагаемым методом не требуется последующая очистка деталей от абразивных зерен, которые могут внедриться в поверхность детали. Также не требуется фильтрация отработанной гидроабразивной смеси, так как лед является экологически чистым ресурсом. Экологичность предлагаемого процесса выше.
Высокая эффективность способа ультразвукового удаления заусенцев с поверхности малогабаритных деталей, в первую очередь, связанная с отсутствием необходимости закупки дорогостоящего расходного материала (абразива). Лед является широкодоступным и легко возобновляемым ресурсом.
Таким образом, предлагаемый способ может быть использован для удаления заусенцев и скругления кромок при использовании частиц льда с размерами 0,08-0,18 мм.
Xebec
Каталог продукции фирмы XEBEC (pdf)
Xebec – эксклюзивный инструмент для притупления кромок и снятия заусенцев
Компания XEBEC (Япония, Токио) производит инструмент для механизации целого ряда слесарных работ, позволяющий проводить снятие заусенцев и притупление кромок на сложных поверхностях на фрезерных станках, обрабатывающих центрах и вручную, а так же зачистку кромок на внутренних пересекающихся отверстиях с помощью эластичных абразивных или керамических элементов на гибком стержне.
Удаление заусенцев и притупление кромок проводится обработкой вращающимися торцами эластичных абразивных щёток диаметром от 6 до 100 мм, различных для обработки стали и алюминия. Этот же инструмент может использоваться для удаления следов механической обработки c поверхности детали.
Основные направления:
Шлифовальные бруски из керамического волокна
Инновационные шлифовальные бруски для полирования в узких труднодоступных местах, таких как ребра и уступы на штампах и пресс-формах. Легкая и эффективная финишная обработка поверхностей различной формы без засаливания, без стружки и отсутствия трещин. Возможно применение для удаления следов электроэрозионной обработки.
Режущее волокно
Инновационные точные щеточки для снятия заусенцев и притупления кромок. Возможно использование на обрабатывающих центрах CNC для повышения степени автоматизации технологического процесса, что способствует снижению затрат, улучшению качества и получению стабильного результата.
Для машинной обработки
Идеально подходит для автоматизации технологического процесса на обрабатывающих центрах и станках с ЧПУ при производстве автомобильных, авиационных и аэрокосмических деталей.
Для ручной обработки
Основное применение – обработка поверхностей различной сложности и формы с помощью ручных шлифовальных машинок. Хотя предусмотрена возможность использования на обрабатывающих центрах.
Компенсирующая оправка (floating holder)
Применение компенсирующей оправки для режущего волокна XEBEC обеспечивает получение более высокого и стабильного качества поверхности, упрощает процесс контроля при обработке и увеличивает срок службы инструмента.
Инструмент для удаления заусенцев в пересекающихся отверстиях
Специально разработанный инструмент для простого и быстрого удаления заусенцев в пересекающихся отверстиях. Применяется на обрабатывающих центрах. Производиться двух типов:
Современный обрабатывающий центр позволяет почти полностью провести обработку детали, последовательно проводя целый ряд технологических переходов. Но в ряде случаев для завершения обработки необходимо провести слесарную обработку – снятие заусенцев и притупление острых кромок, т.е. возникает необходимость в применении непроизводительного ручного труда.
Однако в настоящее время появилась возможность механизировать и эти операции, не снимая деталь со станка. Для этого мы рекомендуем использовать инструмент японской фирмы «XEBEC», которая производит щётки из специального синтетического волокна, содержащего мельчайшие зёрна оксида алюминия.
Установив такой инструмент в шпиндель станка, и придав ему вращение и подачу вдоль плоскости, требующей обработки, мы имеем возможность получить однообразное и качественное притупление острых кромок, попадающих в зону обработки, а также полностью реализовать философию «один станок – одна деталь», как важное требование нашего времени.
Для обработки материалов различной твёрдости и различных по величине заусенцев применяются щётки с различным режущими свойствами волокна, что обозначается различным цветом волокна. Так, например, для обработки алюминия рекомендуется красное волокно, для стали – белое, для нержавеющих сталей и титана – голубое. Обработка ведётся с применением обычных СОЖ. Стойкость инструмента обеспечивается правильным подбором режимов обработки и установки инструмента.
Для более правильного использования инструмента в зависимость от размера обрабатываемой поверхности выпускаются щетки диаметром от 6 до 100 мм, что позволяет полностью перекрыть всю поверхность обработки.
Особым эффектом такой обработки является возможность уменьшения величины микронеровностей (следов механической обработки), вплоть до их полного удаления
Конфигурация деталей, которые представляется возможным подвергать обработке, достаточно велика.
В отдельных случаях такая обработка может производиться и на сверлильных и фрезерных станках, а также вручную, когда требуется обработка сложных внутренних полостей. Но ещё более неограниченные возможности даёт использование инструмента «ХЕВЕС» на роботах, что позволяет вести обработку в различных плоскостях.
Сегодня эта технология снятия заусенцев успешно применяется в Японии, США, Китае, Швеции, Германии, Голландии и других странах, хотя пока ещё не стала столь широко распространённой. Сейчас самое лучшее время для распространения и внедрения инструмента «XEBEC» в России.
Её применение позволяет значительно уменьшить применение ручного труда и получать совершенно единообразные результаты, что является в некоторых случаях определяющим доводом.
Другим применением эластичных щёток «XEBEC» с включением абразивных зёрен является зачистка кромок пересекающихся отверстий. Для этого используются специальные щётки диаметром 3, 5 и 7 мм различной длины. Щётка вводится в отверстие и получает вращение до 10000 об/мин. Под действием центробежных сил волокна достигают стенок отверстия и ведут обработку.
Такое же назначение имеют и абразивные шарики и цилиндры «XEBEC» на гибком стержне. Они используются для обработки пересекающихся отверстий как под прямым углом, так и в случаях иных углов пересечения отверстий.
Инструмент для удаления заусенцев на металле: делаем своими руками
Опиливание и зачистка металлических деталей
Люди, мало сведущие в слесарных работах, зачастую путают эти две операции – опиливание и зачистку, а между тем у них есть существенная разница: опиливание связано с изменением размера деталей (напильником снимается слой металла), а зачистка – с изменением шероховатости (удаление царапин, рисок и пр.). Опиливание производится с помощью напильников и надфилей; зачистка чаще всего осуществляется абразивными кругами, брусками, шкурками, иногда используются проволочные щетки.
Процесс опиливания заключается в основном в опиливании деталей по контуру, для удаления заусенцев, забоин, образовавшихся при рубке (резке), в устранении дефектов на плоскостях (если технические условия позволяют такие исправления), снятии припусков под размер, опиливании плоскостей сложных поверхностей, выступов, пазов при подгонке деталей во время сборки. Но в любом случае после опиливания поверхности подвергаются зачистке.
В том случае, если нужно удалить слой металла более 0,2 мм, опиливание считается грубым; от 0,1 до 0,2 мм – средним; до 0,1 мм – тонким.
От того, какая обработка требуется, зависит выбор напильника по номерам (см. главу, посвященную слесарному инструменту).
Выбор напильника по длине зависит от величины детали: он должен быть длиннее обрабатываемой плоскости, как минимум, на 150 мм.
Выбор формы напильника зависит от поверхности: ровные поверхности опиливают плоскими напильниками, сопряженные (углы между ними) – квадратными, ромбическими, треугольными, криволинейные – круглыми и полукруглыми (см. рис. 9).
Плоские напильники (см. рис. 9, а) применяются для опиливания наружных или внутренних плоских поверхностей и для пропиливания шлицев и канавок.
Полукруглые напильники (см. рис. 9, б) предназначены для обработки криволинейных поверхностей и углов более 30°.
Квадратные напильники (см. рис. 9, в) применяют для пропиливания квадратных, прямоугольных и многоугольных отверстий.
Трехгранные напильники (см. рис. 9, г) используются для опиливания углов 60° и более как с внешней стороны детали, так и в пазах, отверстиях и канавках.
Круглые напильники (см. рис. 9, д) применяются для пропиливания круглых и овальных отверстий и вогнутых поверхностей небольшого радиуса.
Для более качественной обработки (и для повышения производительности) опиливание лучше всего производить перекрестными проходами (рис. 26, а).
Рис. 26. Опиливание поверхностей и контроль за качеством работ: а – перекрестное опиливание; б – контроль отклонений от плоскости и прямолинейности; в – контроль отклонений от параллельности; г – контроль отклонений от перпендикулярности; д – контроль криволинейных поверхностей по шаблону.
В том случае, если с поверхности детали нужно снять лишь выступающие части, опиливание производится круговыми движениями.
Во время работы рукоятка напильника должна опираться на центр ладони правой руки, а пальцы левой руки нужно расположить поперек напильника на расстоянии 20–30 мм от его носика (будет удобнее, если пальцы слегка согнуть, но не свешивать до рабочей плоскости напильника) (рис. 27).
Рис. 27. Правильное положение слесаря (а) и положение его рук при грубом (б) и при чистом (в) опиливании.
Движения напильником должны быть строго горизонтальными относительно обрабатываемой поверхности (рабочий ход – вперед, от себя, холостой ход – назад, к себе); темп движений – от 40 до 60 поступательно-возвратных движений в минуту. Производить движения следует обеими руками, распределяя силу давления на инструмент следующим образом:
– начало рабочего хода – основной нажим левой рукой, правая лишь поддерживает напильник в горизонтальном положении;
– середина рабочего хода – сила нажима обеими руками одинакова;
– конец рабочего хода – левая рука поддерживает напильник в горизонтальном положении, а основная нагрузка приходится на правую руку;
– холостой ход – напильник от опиливаемой поверхности не отрывается, но сила нажима минимальная.
Если во время работы напильник скользит, надо прочистить его стальной щеткой вдоль насечек.
Деталь, подлежащую опиливанию, зажимают между накладками тисков так, чтобы обрабатываемая поверхность выступала над губками на высоту 5–10 мм. При опиливании тонкой детали ее следует крепить на деревянном бруске деревянными пластинками, обеспечивающими неподвижность детали (рис. 28).
Рис. 28. Опиливание детали из тонкого металла.
Существенное значение имеет положение слесаря в момент опиливания по отношению к обрабатываемой детали. Он должен располагаться сбоку тисков на расстоянии около 20 см от верстака так, чтобы корпус был прямым и повернутым под углом 45° к продольной оси тисков (см. рис. 27, а). Упор нужно делать на левую ногу.
В ходе операции опиливания периодически осуществляют проверку качества поверхностей. Контроль опиливания производится обычно с помощью проверочных линеек и проверочных плит методом «световой щели» или «на краску» (см. рис. 26, в, г).