Притирочная плита для чего нужна
Притирка и доводка – точная подгонка ответственных деталей
Наиболее эффективной технологической операцией, позволяющей довести поверхность деталей из металла до идеального состояния, является притирка. Детали, поверхность которых была подвергнута такой процедуре, могут образовывать герметичные или плотно движущиеся соединения. Необходимость в формировании подобных соединений и, соответственно, в технологической операции, выполняемой при помощи специального инструмента и материалов, имеется во многих сферах деятельности.
Доводка лезвия рубанка на притирочных брусках
Суть технологии
Притирка, благодаря которой можно получить поверхности с требуемой степенью шероховатости и с заданными отклонениями, предполагает снятие с обрабатываемой детали тонкого слоя металла, для чего в отличие от доводочной операции шабрения, используются не только инструменты, но и мелкодисперсные абразивные порошки или пасты. Абразивный материал, при помощи которого выполняется такая обработка, может наноситься как на поверхность детали, так и на специальное приспособление, которое называется притир.
Притирка, выполняемая с медленной скоростью и при помощи постоянно меняющих направление движений, позволяет не только уменьшить шероховатость поверхности до требуемой величины, но и значительно улучшить ее физико-механические характеристики.
Притирку, которую часто называют и доводка, можно выполнять различными способами. Так, детали сложной конфигурации, изготавливаемые в единичных экземплярах, обрабатывают полностью вручную, а для притирки изделий, выпускаемых мелкими сериями, используют полумеханический способ. При этом подача детали в зону обработки осуществляется вручную, а саму притирку выполняют при помощи механических устройств. При производстве деталей крупными сериями и в массовом порядке не обойтись без такого устройства, как притирочный станок, при помощи которого и выполняют доводочные операции.
Положение рук при притирке металлических поверхностей
Специальные приспособления и материалы
Как уже говорилось выше, чтобы осуществить притирку или доводку, необходим специальный инструмент, который называется притир. По форме рабочей поверхности, такие приспособления делятся на следующие типы:
Пневматическая притирочная машинка для доводки клапанов
Выбирая материал для изготовления притирочного инструмента, обращают внимание на то, чтобы его твердость была значительно ниже, чем твердость материала изготовления обрабатываемой детали. Обусловлено это требование тем, что абразивный порошок или паста, с использованием которых выполняют притирку, могли удерживаться материалом инструмента. Так, наиболее распространенным сырьем для изготовления такого приспособления является:
Специальные притиры для гильз оптических прицелов
Для выполнения предварительных и финишных притирочных операций используется инструмент как различной конструкции, так и изготовленный из всевозможных материалов. Например, для выполнения предварительных операций, когда используется абразивный материал более крупной фракции, применяется инструмент из более мягких материалов. На рабочей поверхности его предварительно нарезаются канавки для удерживания абразива, глубина которых составляет 1–2 мм. Окончательная обработка изделий, выполняемая при помощи мелкодисперсного абразива, осуществляется приспособлением, рабочая поверхность которого совершенно гладкая. Материалом изготовления инструмента для выполнения финишных операций, преимущественно служит чугун. При помощи притирочных инструментов, которые изготовлены из свинца и дерева, поверхностям обрабатываемых деталей придается блеск.
Комплект для ручной притирки, состоящий из чугунных притиров и алмазной пасты различной зернисности
Абразивный порошок является основным материалом, который обеспечивает эффективность и качество выполнения притирки. Такие порошки, в зависимости от материала изготовления, делятся на твердые (твердость материала выше, чем у закаленной стали) и мягкие (их твердость ниже, чем у закаленной стали). Для изготовления порошков первого типа используют корунд, карбокорунд и наждак, а второго — окись хрома, венская известь, крокус и др. По степени зернистости абразивные порошки также подразделяются на несколько категорий. Отличить порошки и пасты разных категорий друг от друга можно даже по их цвету. Так, пасты, основу которых составляет крупнозернистый порошок, имеют светло-зеленый цвет, средней зернистости — темно-зеленый, пасты с мелкодисперсным порошком — зеленовато-черный.
Наиболее известной разновидностью паст последнего типа, при помощи которых выполняют финишные притирочные операции, является паста ГОИ.
Многие домашние мастера, занимающиеся слесарным делом, самостоятельно изготавливают порошки и пасты для выполнения притирки. Сделать это достаточно несложно: для этого необходимо тщательно измельчить куски наждачного круга в массивной ступке, а после этого полученный порошок просеять через сито с очень мелкими ячейками.
Паста ГОИ используется для доводки металлических, стеклянных и пластиковых поверхностей
На эффективность и качество выполнения притирки, кроме используемого оборудования и абразивного материала, серьезное влияние оказывает применяемый смазочный материал. В качестве такого материала могут использоваться различные вещества:
Два последних вещества применяются в тех случаях, когда к качеству выполнения притирки предъявляются повышенные требования.
Распространенные дефекты притирки и способы их устранения
Инструменты и приспособления
Наиболее распространенным приспособлениям для выполнения доводочных операций является притирочная плита, которая, как уже говорилось выше, может быть изготовлена из различных материалов. На выбор типа и материала изготовления такой плиты, являющейся достаточно универсальным приспособлением, оказывают влияние как особенности обрабатываемых деталей, так и требования к качеству притираемой поверхности. Среди всех типов плит наибольшее распространение получили изделия, изготовленные из марок чугуна, твердость которого (по HB) находится в интервале 190–230 единиц.
Промышленный притирочный стол
На конструкцию и размеры плиты или притирочного инструмента другого вида оказывают влияние как конструктивные особенности обрабатываемых изделий, так и тип обработки: черновая или чистовая. Именно плиты как приспособление для выполнения притирки используются для обработки плоских поверхностей. При этом, как уже говорилось выше, на поверхность плит, применяемых для выполнения черновых операций, наносятся специальные канавки, которые могут иметь и спиралевидную конфигурацию. Такие канавки не только удерживают в зоне притирки абразивный материал, но и выводят из нее отходы.
Естественно, что выполнить при помощи плиты притирку цилиндрических поверхностей, отверстий и деталей со сложной конфигурацией, не представляется возможным. Поэтому для таких целей изготавливают приспособление, форма которого оптимально подходит для обработки детали определенной конфигурации. Так, это могут быть притирочные инструменты круглой, цилиндрической, кольцевой, конической, дисковой конфигурации и др. В частности, притирка отверстий выполняется приспособлением, которое изготавливается в виде втулок, фиксируемых на специальных оправках.
Инструмент, при помощи которого выполняются притирочные операции, также подразделяется на нерегулируемый и регулируемый. Приспособление второго типа является более универсальным, его конструкция, состоящая из разрезной рабочей части, конуса и раздвижного устройства, предусматривает возможность изменения его диаметра.
Для обработки деталей цилиндрической формы, совершенно не обязательно использовать специализированный притирочный станок, для этого вполне подойдет универсальное токарное или сверлильное оборудование. Обрабатываемая деталь в таких случаях может фиксироваться в центрах или патроне оборудования, в зависимости от того, какую часть ее поверхности необходимо притереть.
Использование ручного шлифовально-притирочного станка при ремонте плоскоседельной арматуры
Станки, которые изначально разработаны для осуществления притирки, подразделяются на оборудование общего назначения и специализированные модели. На станках общего назначения, которые могут быть оснащены одним или двумя притирочными инструментами, преимущественно обрабатываются детали с плоскими и цилиндрическими поверхностями. Более мелкие детали при обработке на таких станках в свободном состоянии помещаются в специальный сепаратор, где они проходят притирку, располагаясь между двумя вращающимися притирочными дисками. Крупные же детали фиксируются на станке при помощи специального приспособления и обрабатываются одним абразивным диском.
Плоскопритирочный профессиональный станок Lapmaster, предназначенный для обработки различных материалов, включая металлы и керамику
Более сложными по конструкции и менее универсальными являются специализированные станки, устройство которых специально разработано для выполнения притирки деталей определенной конфигурации: седел клапанов, кулачков распределительных валиков, шеек коленчатых валов, зубчатых колес и др.
Такие станки, обладающие высокой производительностью и обеспечивающие высокое качество притирки, используются в крупносерийном и массовом производстве, поэтому в их конструкциях часто реализованы инновационные технические решения: самоцентрирующиеся центробежные патроны, устройства для автоматической регулировки усилия поджатия и др.
Доводка и притирка в слесарном деле
После механической обработки на деталях остаются следы режущих инструментов. Качество поверхности металла недостаточное для установки в ответственные узлы и механизмы. Необходима доводка и притирка — операции, которые устраняют нежелательную шероховатость, повышают класс чистоты поверхности изделия, приводят геометрические размеры к нужным значениям. Используют для этого специальные инструменты и технологии. Процесс может делаться вручную, при визуальном контроле или с помощью механических приспособлений. В отличии от обработки на станках слесарное дело требует от исполнителя специфических навыков, опыта и умения контролировать собственные усилия.
Суть технологии
Целью операции является доведение поверхностей деталей до оптимальных характеристик, необходимых для совместной работы с другими элементами конструкции. Часто узлы механизма при эксплуатации работают при взаимном трении, например, поршень и цилиндр. Допуск в этом случае около 0,001 мм, что обеспечивает необходимую герметичность и свободный ход без заклинивания. Добиться такой точности позволяет операция по доводке и притирке. Но во время ее проведения слой металла частично удаляется, поэтому при производстве заготовок оставляют припуск 0,01-0,02 мм, чтобы в конечном результате получить деталь с точностью 0,001-0,002 мм.
Не следует считать термины синонимами, притирка отличается от доводки согласно действующим нормам ГОСТ 23505-79. В рабочей документации следует точно указывать название операции.
Так притирка осуществляется с помощью специальных приспособлений — притиров. Целью является обеспечение герметичного или подвижного соединения с жестко регламентируемым зазором и чистотой поверхности.
Главной задачей при доводке является получение гладкой поверхности и соблюдение геометрической точности детали согласно чертежу. При этом характеристики по чистоте обработки, допуски могут полностью совпадать в обоих видах работ. Поэтому в реестре рабочих специальностей утвержден профессиональный стандарт специальности — «доводчик-притирщик». Обе операции финишные и если технология изготовления детали требует термической обработки детали то делают ее до слесарной работы.
Технология доводки и притирки заключается в нанесении абразивных смесей в виде паст, гелей, жидкостей на поверхность детали из стали, алюминия и других металлов и последующей механической обработкой специальными приспособлениями. Необходимый для работы инструмент и использующиеся расходные материалы указаны в инженерной документации. Доводкой сглаживают поверхность до нужных значений, удаляя излишки металла абразивными частицами, находящимися на поверхности обрабатывающего инструмента. Различают прямое и косвенное покрытие притирочной смеси. В первом случае абразив до начала операции вдавливается в поверхность приспособления, а во втором равномерно размещается по всей площади детали.
Чаще всего в роли притира используется брусок из чугуна, который хорошо удерживает абразив на поверхности. Уступая часто по прочности он эффективно обрабатывает закаленный металл. На практике используются свинцовые и деревянные притиры. Для холодной притирки сложных поверхностей применяются дополнительные устройства, например, стягивающая гайка при доводке резьбы. Возможны по технологии и предварительные операции. В станкостроении, к примеру, часто поверхности перед обработкой абразивными смесями шабрят. Это улучшает геометрию поверхности и ускоряет процесс.
Сферы применения технологии
Процесс доводки и притирки очень трудоемок, поэтому прибегают к нему в тех случаях, когда необходима высокая точность сопрягаемых деталей. Во многих габаритных изделиях высокой сложности по этой технологии может быть сделать всего один или несколько узлов. Остальные при сборке монтируются без точной доработки. Доводка, притирка поверхностей, отверстий, резьбы нужна в следующих областях производства:
В отдельных случаях монтаж обработанных деталей не является окончательной операцией. После установки механизм, прибор приводят в рабочее состояние и в среде мелкодисперсного абразива детали доводятся до нужных характеристик уже по месту. После чего устройство промывается, и в случае необходимости смазывается.
Инструменты, приспособления и материалы
Выбор технологии обработки и необходимого оборудования зависит от количества изделий в серии. Различают следующие виды притирочных операций:
Качество механической притирки очень высокое. Современные системы контроля позволяют получать крупносерийные партии с гарантированной точностью 0,001 мм. При выполнении автоматизированной притирки многократно сокращается время операции в сравнении с ручной обработкой. Один оператор может работать на нескольких станках, что повышает экономические показатели и производительность. Кроме того, добиться такого же качества шлифовки поверхностей вручную может только слесарь высокой квалификации.
Основная деталь притирочного станка — плита. Несмотря на название, она может быть не плоской, а иметь сложную форму. Современное оборудование для доводки деталей программируемое, с точно указанными режимами работы и алгоритмом движений. Датчики положения сигнализируют об ориентации заготовки, контролируют размеры изделия и шероховатость поверхности. Конфигурация станка зависит от формы детали. Есть оборудование для обработки наружных поверхностей, отверстий, внутренних полостей. Станок стандартной конфигурации может быть вертикальным и горизонтальным. Инновационные автоматизированные системы универсальны. Роботизированные модули могут работать как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Используется такое оборудование в автомобилестроении.
Смазывающие вещества
Рабочий состав, в котором происходят притирочные операции и доводка состоит из абразива и связующих веществ, обеспечивающих качественное шлифование. Продукция делится на три категории:
Для повышения эффективности работы можно пользоваться несколькими составами. Сначала обработать поверхность твердыми абразивами, а затем мягкими. Алмазные пасты дороги, поэтому применяют их только для доводки деталей из твердых сплавов, стекла, керамики. Мягкими абразивами обрабатывают черные и цветные металлы. Ими же делают полировку, например, паста ГОИ изначально разрабатывалась для производства оптики различного назначения.
В качестве смачивающей и смазывающей основы применяются технические масла, животный жир, нефтепродукты (керосин, парафин). Абразив может поставляться в готовом пастообразном виде, в порошке, в твердом состоянии. В зависимости от основы меняются характеристики состава, его плотность, вязкость. Иногда целесообразно использовать суспензии. Такие, как смесь воды, керосина и олеинового масла. В составе рабочей смеси может быть от 50 до 85% смазочных материалов. После того, как шероховатость поверхности доведена до необходимых значений поверхность промывают. Абразив не должен оставаться на деталях. Делают это керосином, чистой водой или с добавлением поверхностно-активных веществ.
Притиры
Форма инструмента зависит от обрабатываемой детали, технологии операции. В работе используются вспомогательные слесарные приспособления и оснастка. Иногда для эффективности обрабатывают поверхность на станках: токарном, сверлильном, фрезерном. По форме притиры могут быть следующими:
Домашние мастера часто дорабатывают и настраивают автомобильные цилиндры и поршни. Используется для этой цели притир для внутреннего диаметра. Готовый инструмент можно купить или сделать своим руками ни наличие навыков и измерительного инструмента высокого класса. Народные умельцы делают притиры из различных материалов. От традиционного чугуна специальных марок до изделий из керамики, стекла, дерева.
Приемы доводки и притирки
Механические виды притирки на оборудовании жестко регламентированы режимами и программами. Определены направления движения, сила прижима, подача абразива, смазочных веществ. Когда используется ручной метод притирки, то все этапы работы контролирует мастер, ориентируясь по собственным ощущениям и показаниям измерительных инструментов. Имея в руках деталь с достаточным припуском, можно ее обработать, применив следующие операции:
Операция шабрения относится исключительно к ручному методу слесарной обработки. Делается она с помощью специального инструмента. Изготовить шабер можно самостоятельно из углеродистых сталей. Делают его с идеально ровной рабочей поверхностью и режущей кромкой. Поверять процесс изготовления инструмента и непосредственно шабрение нужно линейкой или по угольнику по 3 классу точности. Метод контроля визуальный. Для удобств пользуются контрастной краской. Ее наносят на поверхность и после прохождения шабером виден результат — какие участки были обработаны, а какие нет. Операция трудоемкая и занимает много времени. Но при выполнении требований получают поверхность правильной геометрии и высокого качества по шероховатости.
При шлифовании воздействие на материал оказывает не режущая кромка, а абразивные частицы. Класс поверхности зависит от выбора пасты или порошка. Приемы притирки просты. Движения делают возвратно-поступательные и вращательные. При засорении состава частицами удаляемого металла его заменяют. Шлифованием можно добиться точности до 1 микрона. Этим методом обрабатывают прямые, криволинейные поверхности, резьбы. Используя набор притиров и качественный измерительный инструмент опытный слесарь способен изготовить высокоточную деталь.
Иногда необходимо добиться зеркального блеска поверхности. В этом случае деталь полируют. Применяют мелкодисперсные мягкие абразивы или алмазные притирочные пасты, например, АП1 или АП 5. Традиционно в качестве смазки применяли керосин, животный жир. Сегодня можно использовать синтетические масла для этой операции. У них хороший показатель смачиваемости поверхности. Создаются благоприятные условия для работы абразивных частиц. Это снижает трудоемкость операции и делает ее более качественной. Сегодня полировку некоторых поверхностей можно делать химическим или электролитическим способом, но для этого нужно специальное оборудование.
Профессиональные притиры имеют канавки. Расположены они могут быть параллельно друг другу, в виде ромбов, прямоугольников, концентрических овалов. Такая форма делает процесс более производительным. В пазах собираются частицы срезанного материала, которые затем удаляются. Притир можно сделать оригинальный. Точно по форме профиля или конфигурации детали. Это существенно упростит доводку сложных участков, позволит контролировать равномерность давления.
Притирку резьбы неудовлетворительного качества можно сделать самостоятельно. Для этого гайку нужного диаметра и шага разрезают пополам.
Поместив обе части на наружную резьбу болта охватывают их хомутом. После нанесения абразивного состава приспособление прокручивают несколько раз. Подтягивают хомут и снова повторяют операцию до получения нужного результата. Работа пойдет быстрее, если использовать токарный станок или дрель с реверсом. Подобную процедуру можно провести, когда резьба слишком тугая. Иногда достаточно убрать по всей поверхности 0,005 мм металла, либо отдельные заусенцы и дефекты, чтобы винт или болт привести в нормальное состояние.
В домашних условиях можно сделать доводку слишком тугих вентилей у запорной арматуры. Однако ослаблять трущиеся и герметизирующие детали нельзя. Зазор в несколько микрон может быт критическим.
Что такое притирка и доводка металла
Притирка и доводка — финишные операции по обработке изделий из металла высокой точности абразивным инструментом. Мы расскажем подробно о сути операции, используемом инструменте и оборудовании.
В обиходе термины «притирка» и «доводка» уже давно используются как синонимы, хотя их значение точно регламентируется ГОСТ 23505-79. Согласно данному нормативному документу доводка — это одна из разновидностей шлифования абразивным инструментом, при котором он одновременно совершает вращательные и возвратно-поступательные движения. А притирка — это доводка с применением конкретного типа технологического инструмента, называемого притиром. В ГОСТ также указывается, что замена этих терминов в технической литературе недопустима.
Притиркой производят окончательную (финишную) обработку деталей, поверхность которых должна соответствовать классам шероховатостей от 8 до 14, т. е. иметь среднее арифметическое значений поверхностных впадин и выступов (Ra) от 0.8 до 0.01 мкм. При такой шероховатости их сопряжение непроницаемо для жидкостей и газов. Поэтому притирку деталей используют для обработки плунжеров пневмо— и гидроцилиндров, затворов пробковых кранов, клапанов двигателей внутреннего сгорания, плоскостей измерительного инструмента и пр. В профессионально-технических учебных заведениях основы притирочной технологии преподают в составе курса «Слесарное дело», поэтому раньше эта рабочая специальность называлась «слесарь-притирщик». Не так давно Минтруда был утвержден новый профессиональный стандарт, и теперь она носит название «доводчик-притирщик».
Суть технологии и описание процесса
В основе притирочной технологии лежит процесс механического или химико-механического удаления микровыступов с поверхности обрабатываемой детали посредством применения твердых, порошковых и пастообразных абразивных материалов. При обработке плоских и криволинейных поверхностей притиранием должны обеспечиваться не только параметры шероховатости, но и заданные показатели по линейным размерам. Поэтому точность результирующей поверхности во многом зависит от точности и жесткости применяемого притира, а также вида и размера абразивных зерен.
Самый распространенный вид притиров — это изготовленная с высокой точностью чугунная притирочная плита с пазами, которые служат для отвода излишков абразива и срезанных частиц металла. Перед началом притирки на нее наносят абразивный порошок, смешанный со смазочно-охлаждающей жидкостью. Твердость притирочной плиты всегда выше, чем у обрабатываемого металла. Поэтому тонкий слой абразива, которым деталь и плита отделены друг от друга, при определенном давлении на деталь во время ее возвратно-поступательного движения будет срезать микровыступы более мягкого металла (см. рис. ниже).
По технологической классификации такие способы доводки делятся на два вида притирок: непосредственно с использованием притира и взаимная притирка двух сопрягаемых деталей между собой. Первый вид также делят на подвиды по типу обрабатываемой поверхности: наружная, внутренняя, круглая, плоская. В отдельный подвид обычно выделяют взаимную притирку боковых поверхностей зубьев шестерен.
Используемые материалы
По своей твердости абразивные материалы делятся на три группы:
Среди мягких абразивных материалов, пожалуй, самым известным является зеленая паста ГОИ, которая есть, наверное, у каждого домашнего мастера. Она изготовлена на базе оксида хрома, а ее название — это аббревиатура места, где она была разработана: Государственный оптический институт.
Состав связующих смесей (связок) выбирается в соответствии с физическими свойствами материала обрабатываемой поверхности и классом необходимой шероховатости. Выделяют три основные группы связок: твердые, пасты и суспензии. На основе твердых связующих и сверхтвердых абразивов производятся монолитные притиры-бруски. К этой группе относят металло-силикатные, бакелитовые, электролитические и бронзовые связки. При выборе притира на основе таких связующих необходимо учитывать их твердость. Если притирочный брусок чересчур мягкий, то он подвержен быстрому износу. Если же слишком твердый — не будет происходить самозаточки абразива, и он будет быстро забиваться. К примеру, при притирке стали рекомендуют применять бруски, твердость которых в полтора-два раза ниже обрабатываемого материала.
В состав паст и суспензий входит довольно ограниченное количество видов связующих материалов. В первую очередь сюда относятся стеарин, силикагель, технический жир, парафин, керосин, а также технические масла (веретенное, вазелиновое). Жидкая составляющая в притирочных суспензиях — это, как правило, вода и керосин (иногда в смеси с олеиновой кислотой). Состав абразива в этих видах материалов в зависимости от их назначения может составлять от 15 до 50%. Промывку изделий после притирки обычно производят керосином или водой.
Оборудование и инструменты для притирки и доводки металла
Машинная притирка используется в качестве операции доводки при серийном производстве. Ее выполняют на специализированных станках или же на сверлильном, токарном и фрезерном оборудовании, оснащенном специальным притирочном инструментом и оснасткой, которые чаще всего предназначены только для определенных видов притирок. Притирочный станок, как правило, передает вращательное или возвратно-поступательное движение одному или нескольким притирам, а деталь крепится в специальной оснастке. При массовом производстве большое количество одинаковых деталей (клапана, втулки и прочих) фиксируются в специальных приспособлениях, которые называются сепараторами, и притир обрабатывает их все одновременно.
В технической литературе встречается такой термин, как «притирочный молоток». Несмотря на созвучие, к финишной обработке поверхностей по высшим классам шероховатости этот инструмент не имеет никакого отношения — он применяется только при работе с деревянным шпоном.
По результатам поиска в Интернете создается впечатление, что домашние мастера используют притирку исключительно при ремонте автомобильных двигателей (клапанов, головки, блока цилиндров). Если кто-то знает о других случаях применения притирочных технологий при самостоятельном выполнении ремонта оборудования, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к данной статье.