Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: Dokončovací operace obrábění - leštění Obor: Nástrojař Ročník: 3. Zpracoval(a): Pavel Rožek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Obsah 1 Dokončovací operace obrábění 3 2 Leštění 3 2.1 Podstata metody 3 2.2 Mechanické leštění 4 2.2.1 Produkty pro leštění 5 2.2.2 Stroje 8 2.3 Chemické leštění 9 2.4 Elektrochemické leštění 9 3 Vybrané materiály z hlediska leštitelnosti 9 4 Další možnosti dokončovacích operací obrábění 10 Literatura 11
1 DOKONČOVACÍ OPERACE OBRÁBĚNÍ Dokončovací obrábění je technologický proces, jehož cílem je zvýšení jakosti obrobeného povrchu, zlepšení jeho mechanických a fyzikálních vlastností, zvýšení přesnosti tvarů a rozměrů součástí a zlepšení vzhledu povrchu součásti. Při dokončovacím obrábění jsou odebírány třísky malých průřezů, proto jsou řezné síly malé, což zaručuje malé deformace obrobku, nástroje, upínače i stroje, a tedy dosažení vysoké přesnosti obrábění. Jakost obrobeného povrchu je obyčejně vysoká (Ra < 0,8 μm). Technologie honování, lapování, superfinišování, leštění používají jako řezný materiál brousící zrna různých materiálů, která mohou být volně rozptýlena v různých roztocích, nebo pevně vázána příslušným pojivem do tvaru brousícího nástroje. Technologie honování a superfinišování používají vázaná zrna (tedy brousící nástroje), technologie lapování a leštění používají volná zrna. 2 LEŠTĚNÍ Leštění je operace obrábění, kterou se odstraní drobné nerovnosti, docílí se zrcadlový lesk a vysoká jakost obrobeného povrchu (až Ra < 0,1 μm). Na rozdíl od broušení se jedná o malý úběr materiálu a dochází proto pouze k odstranění vrcholků nerovností po předchozím obrábění. Leštění lze provádět ručně nebo strojně. Obr. 1: Vyleštěný povrch přípravku 2.1 PODSTATA METODY Při mechanickém leštění je materiál obrobku odebírán mechanickým působením zrn tvrdých brousících materiálů, která jsou pevně uchycena na leštícím nástroji, nebo volně nanesena mezi nástroj a obrobek. Chemické leštění je založeno na úběru materiálu chemickým působením vhodného roztoku na povrch obrobku. Dochází k chemické reakci, při které je nejdříve odebírán materiál na vrcholcích nerovností povrchu.
Elektrochemické leštení úběr materiálu se děje elektrochemickým rozpouštěním vrcholků nerovností povrchu. Obráběná součást je anoda ponořená do vhodného elektrolytu mezi vhodně umístěné katody. 2.2 MECHANICKÉ LEŠTĚNÍ Mechanické leštění kotouči Před leštěním se povrch kotouče nasytí lešticím prostředkem některým z těchto prostředků: nanesením směsi a brusiva, přidáním zrn brusiva do základního materiálu kotouče, nanesením lešticích past, poléváním kotouče po dobu leštění lešticím prostředkem. Obr. 2: Mechanické leštění na lešticích kotoučích Parametry ovlivňující výsledek leštění: druh a zrnitost použitého brusiva, obvodová rychlost kotouče, tlak součásti na kotouč, materiál kotouče a jeho vlastnosti, druh a množství mazací nebo chladicí kapaliny. Obvodová rychlost kotouče vo se volí v rozsahu 25 až 40 m.s-1., při leštění složitých tvarů je vo =20 m.s-1, při leštění slitin mědi, hliníku, zinku, olova a kadmia je vo = 18 až 25 m.s-1.
2.2.1 PRODUKTY PRO LEŠTĚNÍ jsou rozděleny do několika skupin, vždy dle účelu a způsobu použití. Bavlněné lešticí kotouče Jsou určeny pro I. a II. stupeň leštění většiny kovů a galvanických povlaků, ať už ručně či strojově. Také je možné tyto kotouče použít pro leštění laků a vybraných leštících plastických hmot. Obr. 3: Bavlněné lešticí kotouče Sisálové lešticí kotouče Kotouče jsou vhodné pro kartáčování a jemné předlešťování. Kartáčování rotačními kotouči z přírodních vláken namazaných brusnými pastami, je operace kterou se upravují součásti určené pro galvanické pokování a předlešťování. Kartáčováním se především sjednotí povrch součástí složitých tvarů a odstraní se kysličníky vzniklé při broušení a oxidaci povrchu. Obr. 4: Sisálové lešticí kotouče Bavlněné, vlněné a plastové stěrky Lze používat především k odstraňování emulzí a zbytkových nečistot při válcování plechů a různých hutních profilů. Dále lze používat při výrobě galvanicky pokovené a nepokovené pásové oceli válcované za studena, případně její povrchové úpravy - kartáčování leštění.
Obr. 5: Bavlněné, vlněné a plastové stěrky Řasené a skládané lešticí kotouče Konstrukce těchto kotoučů umožňuje účinně regulovat vlastní chlazení kotouče. Díky této vlastnosti jsou leštící kotouče řasené a skládané určeny pro leštění teplocitlivých povrchů, jako jsou umělé hmoty, pryskyřičné laky a termoplasty. Obr. 6: Řasené a skládané lešticí kotouče Lamelové kotouče smirkové Jsou vyráběny z lamel brusných smirkových pláten, přičemž vyšší číslo značí jemnější zrno. Tyto brusné kotouče jsou určeny především pro poloautomatické brousící stroje, ale také na běžné brusky při broušení z volné ruky. Velice dobře odstraňuji zkorodovaný materiál a případné nerovnosti před leštěním. Obr. 7: Lamelové kotouče smirkové
Lamelové kotouče z brusného rouna Jsou vyráběny z lamel brusných smirkových pláten, vyšší číslo značí jemnější zrno. Dobře odstraňuji zkorodovaný materiál a případné nerovnosti před leštěním. Obr. 8: Lamelové kotouče z brusného rouna Kotouče z netkané textilie Materiál brusného stopkového nástroje je tvořen slisovanou netkanou textilií a syntetické pryskyřice s brusnými zrny. Obr. 9: Kotouče z netkané textilie Lešticí pasty Jsou směsí různých abrasiv rozptýlených v tuhém tukovém základu. Jsou netoxické a prakticky nedráždivé. Nezpracované zbytky past a obaly od nich není nutno likvidovat jako nebezpečný odpad. Obr. 10: Lešticí pasty
2.2.2 STROJE Mechanické leštění může být ruční nebo strojní. Při ručním leštění se buď obrobek drží v ruce a lešticí nástroj je upevněn na hřídeli stroje, nebo je lešticí nástroj upnut v ruční elektrické nebo pneumatické brusce (používá se především při leštění velkých součástí). Stroje pro leštění jsou: univerzální leštičky (pro kartáče lze použít bezhroté brusky, stojanové vrtačky), Speciální jednoúčelové leštičky s poloautomatickým nebo plně automatickým pracovním cyklem, lešticí linky složené z jednotlivých pracovních jednotek. Obr. 11: Mechanické ruční leštění Brusky Flex- saténovací stroje Touto saténovací bruskou lze provádět broušení a leštění nadrozměrných kovových částí, které se nedají běžně leštit na klasických leštících strojích. Velké plochy nerezových a mosazných nádob, případně zabudované kovové konstrukce. Obr. 13: Leštění nadrozměrných částí Obr. 12: Ruční elektrická bruska
2.3 CHEMICKÉ LEŠTĚNÍ Průběh a výsledek chemického leštění závisí na dokonalém očištění povrchu obrobku, složení a koncentraci roztoku, na jeho teplotě, času a množství kovu rozpuštěného v roztoku. Optimální teplota lešticího roztoku závisí na materiálu obrobku a pohybuje se v rozmezí 70 až 90 C. Materiál se rozpouští na všech plochách rovnoměrně, přičemž vznikají plyny, které musí mít možnost volně z roztoku odcházet. Chemické leštění se používá u součástí se složitými a členitými tvary, zejména při sériové a hromadné výrobě. Výhodou je jednoduché zařízení a rychlost leštění. Nevýhodou je práce s chemikáliemi, vysoké náklady na regeneraci roztoku a na výrobní zařízení. 2.4 ELEKTROCHEMICKÉ LEŠTĚNÍ Tímto způsobem lze leštit rovinné, vnější i vnitřní rotační a tvarové plochy. Leští se lopatky turbin, dutiny forem a zápustek, střižné a lisovací nástroje, ruční nástroje, ozubená kola, součásti armatur, vačkové a klikové hřídele, dekorativní předměty apod. Leštit lze předměty zhotovené z hliníkových slitin, korozivzdorných ocelí, kalených nástrojových ocelí, konstrukčních ocelí, mosazi, bronzů a dalších kovových materiálů. Postup: 1. odmaštění povrchu organickým (benzin, aceton) nebo alkalickým rozpouštědlem ( vídeňské vápno 2. upevnění v lešticím zařízení 3. elektroodmaštění v alkalickém roztoku 4. mytí v horké a studené vodě 5. vlastní leštění 6. mytí ve studené tekoucí vodě 7. neutralizace v alkalickém roztoku 8. mytí v teplé a studené vodě- sušení Součásti se leští: pro zlepšení vzhledu povrchu před další úpravou povrchu (např. před nanášením různých povlaků) po galvanicky vyloučeném povlaku s cílem získání vysoce lesklého povrchu. 3 VYBRANÉ MATERIÁLY Z HLEDISKA LEŠTITELNOSTI Nelegované oceli -materiál je určený na desky rámů, je částečně použitelný k leštění. Povrchové kalitelné oceli skupina ocelí povrchově kalitelných je charakterizována menší pevností a relativně dobrou obrobitelností. Oceli této skupiny se velmi dobře leští v kaleném stavu. Zušlechtělé oceli obsahují síru. Ta zlepšuje obrobitelnost, ale zhoršuje leštitelnost. Materiál proto není vhodný pro leštění. Naopak ocel 12311 s podobným chemickým složením, ale se sníženým obsahem síry je velmi dobře leštitelná.
Korozivzdorné oceli materiál 12083 je chromová ocel s 13% Cr, může být leštitelná do vysokého lesku. Tento materiál se vyznačuje vynikající otěruvzdorností. Materiál 12738 se vyznačuje výbornou homogenitou, čistotou, výbornou obrobitelností a leštitelností Kalené oceli v důsledku tepelného zpracování tyto oceli nejsou jen v povrchové vrstvě, ale v celém průřezu. Jsou vhodné na leštění do vysokého lesku. 4 DALŠÍ MOŽNOSTI DOKONČOVACÍCH OPERACÍ OBRÁBĚNÍ Tady je možné použít např.pneumatické a elektrické fortuny, pilníky s výměnnými pracovními nástroji. Obr. 14: Sada nástrojů pro jemné dokončovací operace
POUŽITÁ LITERATURA 1. J. ŘASA, V. GABRIEL: STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE 3, 1. DÍL, SCIENTIA 2. Internet: http://www.micronplus.cz 3. Internet: http://www.mepac.cz