Урок 5.9РезатьГлава 5 · Механическая обработка

Суперфиниш и полирование

Тонкие бруски или полировальные круги снимают последние микроскопические пики

Суперфиниширование и полирование — самые мягкие абразивные операции: они берут уже прошлифованную поверхность и срезают её последние микроскопические пики. Суперфиниширование делает так, что ролики подшипников и шейки коленчатых валов работают плавнее и служат дольше; полирование придаёт кранам, корпусам часов и медицинским имплантам зеркальный блеск. Обе операции снимают всего несколько микрометров или меньше.

Фото: Mgeurts, CC BY 3.0, через Wikimedia Commons

суперфиниширование и полирование · инструменты и увеличенные профили поверхностиЦифры в кружках соответствуют шагам ниже; нижний ряд показывает поверхность в увеличении, чтобы видно было, что снимает каждый шаг.

Как это работает

Начните с шлифованной поверхности. Деталь поступает уже прошлифованной до размера. Под микроскопом её поверхность всё ещё усеяна крошечными пиками и царапинами.
Слегка прижмите тонкий брусок. При суперфинишировании брусок или абразивную плёнку с очень мелким зерном (крошечными абразивными частицами) мягко прижимают к вращающейся детали.
Быстро колебайте. Брусок вибрирует вперёд и назад короткими быстрыми ходами, поэтому его зёрна пересекают старые следы шлифования и срезают пики.
Дайте процессу остановиться самому. Когда пики исчезают, брусок начинает скользить по масляной плёнке, и резание почти прекращается. Впадины остаются, и позже они удерживают смазку.
Отполируйте до блеска. Для внешнего вида к детали прижимают вращающийся тканевый круг (полировальный круг) с нанесённой пастой (мелким абразивом в восковом бруске) и проходят всё более тонкими сортами, пока поверхность не станет отражать, как зеркало.

Ключевые факты

Материалы: Закалённые стали, нержавеющая сталь, латунь, алюминий, хромированные детали, драгоценные металлы
Типичные детали: Суперфиниширование: дорожки и ролики подшипников, шейки коленчатых и распределительных валов, штоки поршней. Полирование: почти любая форма, плоская или изогнутая
Размер детали: От деталей часов до валков и штанг длиной в несколько метров
Точность: Суперфиниширование снимает около микрометра и почти не меняет размер; полирование нацелено на внешний вид, а не на размеры
Качество поверхности: Суперфиниширование может дать шероховатость около Ra 0,01–0,1 мкм; полирование даёт зеркальную поверхность
Подходящая партия: Суперфиниширование: линии массового производства. Полирование: единичные изделия вручную вплоть до автоматических и роботизированных линий
Стоимость оснастки и оборудования: Бруски, плёнки, круги и пасты — недорогие расходники; автоматические станки — серьёзная инвестиция
Скорость: Суперфиниширование: от секунд до менее минуты на поверхность. Полирование: от секунд на станке до часов вручную

Сильные стороны и ограничения

Сильные стороны

Очень гладкие поверхности, уменьшающие трение, износ и шум в подшипниках и валах
Суперфиниширование сохраняет впадины, которые удерживают масло
Мало тепла, поэтому закалённая поверхность не повреждается
Полирование делает детали привлекательными и облегчает их очистку

Ограничения

Не исправляет ошибки размера и формы; деталь уже должна быть точно прошлифована
Для суперфиниширования нужны специальные головки или станки под каждый тип детали
Ручное полирование — медленная работа, требующая мастерства, и может скруглить острые кромки
Полировальную пыль и отработанную пасту нужно удалять и утилизировать

Где применяется

ПодшипникиДорожки и ролики шарико- и роликоподшипников
АвтомобилестроениеШейки коленчатых и распределительных валов, штоки амортизаторов
МедицинаТазобедренные и коленные имплантаты, хирургические инструменты
Потребительские товарыКорпуса часов, украшения, смесители, посуда
ГидравликаШтоки поршней и уплотняемые поверхности

Как узнать процесс

Суперфинишированная шейка выглядит блестящей, но слегка сатиновой, без видимых следов шлифования.
Полированная деталь отражает ваше лицо, как зеркало, нередко с еле заметными завитками при скользящем свете.
Скруглённые, смягчённые кромки на декоративных металлических деталях намекают на полировку кругом.
На подшипниках рабочая дорожка заметно ярче окружающих шлифованных поверхностей.

Сравните с

Шлифование5.7сначала задаёт размер и форму; суперфиниширование и полирование лишь доводят её поверхность.Хонингование5.8похожее медленное «протирание» брусками, но внутри отверстий и со снятием большего количества материала.Гальваническое покрытие11.5тоже даёт блестящую поверхность, но добавляет слой металла, а не снимает пики.

Смотрите

Supfina · Понятное объяснение принципа от производителя

Cutting Tool Engineering · Суперфиниширование деталей подшипников на производстве

Balu Forge Industries Ltd · Абразивная доводка шеек коленчатых валов на заводе

Avid Welder · Ручное полирование всё более тонкими зёрнами до зеркального блеска

Смотреть реальные фото

Википедия: Суперфиниширование — принцип и его варианты с продольной подачей и врезанием, обзор с фотографиями
Википедия: Полирование (обработка металлов) — зернистость, полировальные круги и пасты, с фотографиями
Поиск фотографий в Wikimedia Commons

Запомните

Эти операции снимают лишь последние микроскопические пики уже прошлифованной поверхности.
Суперфиниширование улучшает работу детали: более плавный ход, больший срок службы, масло задерживается во впадинах.
Полирование улучшает внешний вид: зеркальный блеск достигается всё более тонкими абразивами.