Шлифовальный инструмент

Разнообразие инструмента для шлифования профилей

Шлифованием называется процесс обработки поверхности с использованием очень тонких абразивных материалов, позволяющих сгладить микронеровности и получить идеально гладкую поверхность. Шлифование профилей, конечно же, значительно сложнее, чем шлифование плоских поверхностей. Особо проблемными являются профили, в сечении которых присутствуют резкие переходы с острыми углами.

шлифовка профилей

Забавным является тот факт, что все варианты сечений, применяемые сегодня в профилировании погонажных изделий, были созданы еще древнегреческими архитекторами. Эти элементы профилей, называемые мулюрами или обломами, делятся на прямолинейные (полка и плинт) и криволинейные, к которым относятся выкружки, гуськи, каблучки, различные виды валиков и прочие.

Основной проблемой шлифования профильных поверхностей является то, что сложно обеспечить равномерный контакт абразивной поверхности с обрабатываемым материалом. Помимо хорошего контакта для качественной полировки требуется обеспечить равномерное давление по всей площади соприкосновения.

Разработки в области шлифования профилей

Равномерного соприкосновения и давления добиться довольно сложно, особенно в случае со сложными поверхностями, поэтому техника для шлифования профилей непрерывно совершенствуется. Разработки ведутся в двух основных направлениях:

  • жесткий инструмент со строгим контрпрофилем;
  • эластичный, приспосабливающийся к профилю инструмент.

В случаях довольно сложных профилей невозможно добиться полноценной обработки с использованием лишь одного инструмента, поэтому применяются различные их комбинации, последовательно обрабатывающие отдельные элементы профиля. Разработка и совершенствование инструментов для эффективного шлифования профилей не прекращается, что привело к появлению большого количества простых и комбинированных устройств, таких как:

  • Жесткие шлифовальные диски;
  • Эластичные шлифовальные диски с контрпрофилем;
  • Непрофилированные эластичные диски;
  • Щеточно-шлифовальные барабаны;
  • Ленточно-шлифовальные устройства.
  • Жесткие шлифовальные инструменты

Профильные шлифовальные диски изготавливаются из прочной стали в точном соответствии с формой обрабатываемого профиля. На их поверхность наносится абразив, чаще всего в виде мягкой шлифовальной "шкурки", которая плотно облегает поверхность контрпрофиля. В зависимости от стадии обработки используется шкурка необходимой зернистости.

Существует также промежуточный вариант между жесткими и эластичными дисками. В качестве рабочей поверхности такого диска используется термопластичный материал, содержащий в своем составе зерна абразива. Одним из главных преимуществ таких дисков является простота изготовления новых контропрофилей, из недостатков же – недолговечность.

Эластичные шлифовальные диски

Эластичные профильные диски изготавливаются из различных сортов резины, смешанных с абразивной крошкой. Они обладают необычной способностью подстраиваться под форму профиля в процессе шлифовки. При этом их поверхность довольно быстро изнашивается, впрочем, изготовление новых не вызывает особых трудностей или затрат. Такой диск отливается из резиново-абразивной смеси, а профилирование рабочей поверхности выполняется с помощью образца профиля, покрытого более прочным абразивным материалом.

Волоконные диски

Довольно распространенными являются также волоконные диски, изготавливаемые из материала, называемого "скотч-брайт". Специальные ленты из синтетического волокна (обычно это нейлон) пропитываются клеящим раствором, смешанным с абразивом нужной зернистости, после чего наматываются на металлический диск и прессуются. Волоконные диски менее пластичны, но более долговечны, чем резиновые.

Шлифовальные диски-щетки с металлическим ворсом

инструмент для шлифования

Интересной разновидностью являются шлифовальные диски, представляющие собой радиальные щетки с металлическим ворсом, полностью залитые каучуковым наполнителем. Однако они имеют довольно много недостатков, не могут похвастаться высокой эффективностью, а кроме того, сложны в изготовлении, поэтому практически не используются.

Лепестковые шлифовальные круги

Довольно необычный инструмент, представляющий собой полоски или лепестки из высококачественной шлифовальной шкурки, наклеенные на специальный барабан и образующие своеобразную радиальную щетку.

Простейшие лепестковые круги представляют собой основу из эпоксидной смолы с вклеенными короткими лепестками, но в рамках нашей статьи они представляют скорее академический интерес, поскольку применяются в основном в металлообработке ручным инструментом.

Шлифовальные лепестковые барабаны

Для обработки дерева применяются многоразовые барабаны, позволяющие использовать сменные лепестки. Кроме того, имеются довольно сложные конструкции, содержащие несколько (до 12) рулонов шлифовальной шкурки внутри, что позволяет вручную или автоматически обновлять лепестки по мере их стирания. При этом лишняя длина обрубается специальными ножами, расположенными на внутренней стороне защитного ограждения барабана.

Для более равномерного прилегания к обрабатываемой поверхности лепестки часто нарезают на узкие полоски. Прижим осуществляется в основном за счет центробежных сил, но иногда, чтобы его усилить, используется специальная упругая щетина, подпирающая лепестки. Но даже в этом случае лепестковые шлифовальные барабаны не могут осуществлять большого давления на заготовку, а потому применяются в основном для легкой полировки и очистки поверхности.

Частично решить эту проблему удалось голландской компании «Фладдер», которая в 70-х годах запатентовала необычный тип конструкции лепесткового барабана, в дальнейшем интенсивно применяемый ей в шлифовальных станках собственного производства. Каждая полоска свернута в трубочку и залита изнутри эпоксидной смолой или пластмассой. В процессе работы кончик этой трубочки надламывается, шкурка распрямляется и прижимается абразивной стороной в обрабатываемой детали.

Щеточные шлифовальные барабаны

Спектр применения щеточных шлифовальных барабанов очень широк, прежде всего, благодаря возможности регулировать жесткость и абразивные свойства щетины в широких пределах. Частным случаем щеточного шлифовального барабана является уже рассмотренный выше лепестковый барабан, армированный радиальной щеткой.

Как самостоятельный инструмент, щеточные барабаны также имеют довольно много разнообразных конструкций. К примеру, они могут быть наборными и состоять из большого количества обычных линейных щеток, закрепляемых на барабане специальными механизмами. Преимуществом такой конструкции является простота замены щеток по мере износа. Другой вид наборных барабанов составляется из плоских круглых щеток требуемого диаметра.

Для изготовления щеток применяются как натуральные, так и синтетические волокна. Особой эффективностью отличаются щетки из так называемого абразивонаполненного волокна, представляющего собой синтетические жгутики с наполнителем из тонкого абразива. Одним из преимуществ абразивонаполненного волокна является то, что в отличие от других абразивных материалов оно не засаливается и не теряет эффективности по мере износа.

Щеточный барабан не может обеспечить достаточного давления на обрабатываемую поверхность, а значит скорость и глубина обработки невысокая, даже при использовании абразивных щеток. В связи с этим данный инструмент используется в основном для окончательного полирования поверхности, предварительно обработанной более грубым методом.

Как барабанные, так и дисковые шлифовальные инструменты изготавливаются в форме насадок и предназначены для закрепления на шпинделях станков или ручных инструментов, в зависимости от поставленных задач. При этом к ним предъявляются особые требования по балансировке, чтобы исключить биения в процессе работы. Плохо сбалансированный барабан или диск может создавать на обрабатываемой поверхности кинематическую волну и прочие дефекты. Особенно важной правильная балансировка является для жестких шлифовальных дисков.

Недостатки различных шлифовальных инструментов

Такое разнообразие инструмента для шлифовки профилей обусловлено тем, что у каждого из них есть как преимущества, так и недостатки. Так, например, основным недостатком жестких полировочных дисков является небольшая площадь взаимодействия с заготовкой. Это может привести к неравномерной обработке, случайным дефектам и появлению кинематической волны. Чтобы избежать этого, необходимо ограничивать давление и скорость подачи обрабатываемого профиля.

Лепестковые и щеточные шлифовальные барабаны не могут обеспечить высокой эффективности работы и применяются чаще всего на последнем этапе полировки, что, впрочем, не исключает случайных "прошлифовок". Секционные диски сложны в изготовлении и недолговечны, а волоконные диски не могут похвастаться ни скоростью обработки, ни долговечностью.

Однако, несмотря на недостатки, присущие каждой из методик шлифования, все они по-прежнему актуальны и активно применяются. Специальным образом изготовленные контрпрофили позволяют добиться высочайшего качества обработки материалов как жесткими, так и эластичными инструментами. Кроме того, благодаря непрекращающимся исследованиям и разработкам, технологии непрерывно совершенствуются, что позволяет повысить качество и скорость обработки, не удорожая при этом оборудование.