Шлифовально-полировочные станки для металлографии

Шлифовально-полировочные станки

Шлифовально-полировочные станки — это устройства для обработки поверхностей металлоизделий. В исследовательских лабораториях такие приборы применяются для шлифовки и полировки подготовленных к микро- и макроструктурному анализу проб.

Шлифование — это удаление неровностей и придание заданной формы поверхностям.

Полирование — это доведение поверхности обрабатываемого материала до блеска снятием тонких слоёв. Это нужно для минимизации влияния механических повреждений и деформации на результаты анализа. Правильное применение оборудования для подготовки металлографических образцов является серьёзным шагом в последующих исследованиях. Ведь оно сильно влияет на точность и достоверность данных.

Время чтения: 22 минуты

История развития шлифовально-полировального оборудования

Истоки применения шлифовальных устройств уходят в далёкое прошлое, когда наши пращуры руками тёрли орудия труда и охотничьи снаряжения подручными абразивными веществами: чаще кремнием или песком. Таким же методом обрабатывали свои изделия шумеры и египтяне более 5000 лет назад.

Инструменты шлифования
Древнеегипетские инструменты

Спустя несколько тысячелетий в Древнем Риме появились примитивные шлифовальные приспособления: в них научились использовать энергию воды или животных. А в качестве рабочего тела применялся абразивный круг.

Шлифовальный станок
Шлифовальный станок в Древнем Риме

В эпоху Средневековья увеличился спрос на оружие, ювелирные украшения, колёсный транспорт, различные бытовые предметы: от дверных замков до музыкальных шкатулок. Это вызвало развитие станочных механизмов, включая шлифовальных. Большое распространение нашли механизмы на водяных колёсах.

шлифовкой линз Сложная трансмиссия
Астроном Карло Антонио Манзини за шлифовкой линз. Средневековая гравюра Сложная трансмиссия в Средние века

XIX век. Промышленная революция. Открытие электричества. Немецкий физик-инженер-изобретатель Мориц Герман Якоби, позднее — Борис Семёнович Якоби, академик Императорской Санкт-Петербургской академии наук, в 1834 году создаёт первый в мире электродвигатель, который положил начало механизмам с электрическими приводами. Это привело к росту разнообразия устройств и вариантов их применения. Не исключением стали и шлифовальные механизмы. В 1892 году австрийский ювелир Даниэль Сваровски запатентовал электрический станок для отделки ювелирных изделий.

Борис Семёнович Якоби Даниэль Сваровски
Борис Семёнович Якоби Даниэль Сваровски
Первый шлифовальный станок Массовое производство
Первый шлифовальный станок с электроприводом, 1850 г. Массовое производство. Середина XIX века

XX век ускорил ход совершенствования промышленного оборудования. В 1922 году Герман Аккерманн и Герман Шмидт создают шлифовальную машину MS-6 с гибким передаточным валом, а в 1930-м ручную шлифмашину FLEX DL 9 — прообраз популярной ныне «болгарки».

Создатели машины MS-6
Герман Аккерманн и Герман Шмидт

Шлифовальная машина
Ручная шлифовальная машина FLEX DL 9

Вторая половина века охарактеризовалась стремительным ростом роботизации и массовым внедрением автоматов с числовым программным управлением (ЧПУ). Вид производства заметно изменился:

Цех приборостроительного завода
Цех Арзамасского приборостроительного завода имени Пландина

А так выглядят современные шлифовальные машины:

Современные шлифовальные машины

Такие профессиональные приборы для лабораторий и исследовательских центров предлагает компания «Суперайс». В каталоге магазина представлена фирменная продукция ENLAB, GOYOJO, MINCEE и Huaqi.

Сверхтребовательная подготовка прототипов имеет основополагающее значение для точного микроструктурного анализа металлов. Неправильно приготовленный образец часто бывает причиной искажения результатов исследования и приводит к неверным выводам.

С помощью шлифовально-полировочных агрегатов подготавливают пробы с гладкой и ровной поверхностью, свободной от царапин и других дефектов. Это обеспечивает чёткое и контрастное изображение микроструктуры металла.

Роль шлифовально-полировочных станков в металлографии

Шлифовально-полировочные аппараты — это специализированные механизмы, которые массово используются в металлографии для подготовки проб к микроскопическому анализу.

Главные этапы подготовки:

  1. Выбор места вырезки пробы. Важно правильно определять места, из которых будут вырезаться прототипы, и их размеры. Это определяется целями исследования и установленных стандартов (в этой области действуют ГОСТы). Вырезка проб из самых характерных зон изделия позволяет получить данные, которые точно отражают его свойства и качество.
  2. Шлифование и полирование. Шлифовка — это механическая обработка металлического предмета для устранения неровностей перед полировочным этапом. Полирование уменьшает шероховатость и создаёт на поверхности испытуемого образца зеркальный блеск. Процессы шлифовки и полировки прототипов позволяет точно выявить микроструктуру металлов и сплавов, что, в свою очередь, критически важно для контроля качества на производстве и в научных исследованиях.
  3. Приготовление микрошлифов. Этот этап включает получение плоского среза в заданной области изделия. Заготовку отрезают ножовкой или создают плоский участок на наждачном круге.

Этап шлифования и полирования выполняется на шлифовально-полировочных агрегатах. На них можно выполнять ряд разновидностей отделок, в зависимости от целей, поставленных перед испытателями. Подробнее в таблице.

Тип обработки Применение
Грубая шлифовка Удаление заметных дефектов, таких как царапины и неровности. Активно используется абразив с крупной зернистостью
Тонкая шлифовка Подготовка к полированию, достижение более гладкой поверхности
Полировка Процесс достижения требуемой гладкости для детализированного анализа. Главное внимание уделяется удалению мелкоструктурных дефектов
Финишное полирование Заключительный этап, который может включать дополнительное полирование с конкретными полировочными пастами, что создаёт нужные условия для микроскопического анализа

Выбор конкретной отделки зависит от материала прототипа и цели анализа. Разные модели установок имеют большие диапазоны регулировок и позволяют комбинировать обработки, обеспечивая достижение требуемых результатов.

Шлифовально-полировочные аппараты должны отвечать следующим целям:

  • Наличие точного контроля показателей обработки. Механизмы должны гарантировать полное управление и контроль над процессами шлифования и полирования, включая точное регулирование скорости и времени.
  • Долговечность. Агрегаты должны быть сконструированы с учётом значительных механических нагрузок и периодического функционирования в режиме непрерывного цикла.
  • Поддержка различных режимов эксплуатации. Возможность эксплуатации с набором шлифовальных дисков, полировальными пастами и инструментами, а также адаптация к специфическим задачам и сырью.

Теперь кратко рассмотрим стандарты, применяемые при шлифовально-полировальных работах для исследований микро- и макроструктуры металлов.

ГОСТ Наименование
1778-2022 Металлографические методы определения неметаллических включений
5639-82 Методы выявления и определения величины зерна
5640-2020 Металлографический метод оценки микроструктуры проката стального плоского
ГОСТ Р ИСО 4967—2015 Определение содержания неметаллических включений.
Металлографический метод с использованием эталонных шкал
2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

Шлифовально-полировочное оборудование занимают важное место в металлографии. Ведь, по сути, только оно позволяет исследовать структурные свойства продукта, что является основой для выпуска изделий с заданными свойствами.

Главные параметры и характеристики профессиональных шлифовально-полировочных станков

В области металлографии эта категория оборудования играет основополагающую роль и нужно в подготовке проб для анализа свойств и микроструктуры образцов. От его выбора зависит гарантия точности исследования и получение достоверных результатов. Учитывать нужно несколько параметров. Рассмотрим главные.

Мощность двигателя

Тяга электродвигателя, определяющая крутящий момент на валу — это один из самых решающих параметров, так как она прямо влияет на производительность и уровень отделки предметов. Для твёрдых металлов (например, легированных сталей или жаропрочных сплавов) необходимы мощные электромоторы. Сила мотора определяет скорость шлифования и полирования, а также способность отделки толстых прототипов.

Рекомендуемая тяга зависит от свойств обрабатываемых компонентов, их твёрдости и величины образцов:

  • Мягкие изделия (алюминий, медь, латунь). Для мягких металлов рекомендуются модели мощностью до 700 Вт. Эти вещества требуют меньшей нагрузки, так как они легче поддаются механическому воздействию.
  • Продукты средней твёрдости (углеродистая сталь, никелевые сплавы). Для их обработки требуется больше мощности — 700–1200 Вт, поскольку требуется более интенсивное воздействие на образец для достижения нужной чистоты поверхности.
  • Твёрдые экземпляры (титан, карбид вольфрама, керамика). Твёрдые и сверхпрочные компоненты требуют значительной мощности — от 1200 до 2500 Вт. Это вызвано тем, что для их отделки необходимы повышенные скорости и усиленный прижим.

Факторы, влияющие на выбор тяговой силы двигателя:

  • Вид материала. Нужная тяга двигателя зависит от вида используемого вещества.
  • Размер образца. Чем больше площадь обрабатываемой поверхности, тем сильнее тяга потребуется для продуктивной обработки.
  • Толщина снимаемого слоя. Более толстые слои требуют большей нагрузки на инструмент, что также влияет на необходимую тяговую силу электродвигателя.
  • Частота вращения. Высокие обороты требуют большего момента на валу двигателя для длительной эксплуатации без сбоев.

Выбор мощности. Советы:

  • Если вы работаете преимущественно с мягкими компонентами, выбирайте приборы с мощностью до 700 Вт.
  • Для средне-твёрдых веществ предпочтительны аппараты в диапазоне 700–1200 Вт.
  • Если вам приходится применять твёрдое и сверхпрочное сырьё, выберите агрегаты в диапазоне от 1200–2500 Вт.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете подобрать подходящий по производительной способности аппарат, который будет продуктивен во всех условиях: от обработки мягких изделий до сложных задач с высокопрочными материалами.

Тип привода (ручной или автоматический)

Существует две главных группы управляемого шлифовально-полировочного оборудования — ручная и автоматическая:

  • Ручные аппараты годятся для малых предприятий и позволяют операторам контролировать ход процесса. Они чаще используются в образовательных учреждениях и в лабораториях с небольшой загруженностью, поэтому нередко их называют лабораторными шлифмашинами.
  • Автоматические более удачны для больших лабораторий и предприятий, где важна единообразность и требуемое качество шлифования и полирования. Такие автоматы нередко имеют встроенные программы и способности для автоматического выполнения заданий, что уменьшает участие человека в процессе и повышает продуктивность.

Автоматизация повышает точность станков и улучшает воспроизводимое качество отделки.

Регулировка скорости вращения

Она позволяет адаптировать аппарат к разнообразным видам материалов и поставленным задачам. Большая скорость годится для грубой шлифовки, а меньшая — для тонкой полировки.

Вид материала Обороты для шлифовки, об/мин Обороты для полировки, об/мин
Мягкие компоненты 100–400 600–800
Вещества средней твёрдости 400–800 800–1000
Твёрдые продукты 800–1000 Более 1000

Выбор скоростей. Советы:

  • Начните с минимальной скорости и увеличивайте её постепенно, пока не достигнете требуемого значения для конкретного экземпляра.
  • Контролируйте нагрузку на инструмент и температуру заготовки, чтобы избежать деформации или перегрева.
  • Используйте защитные очки и респиратор, чтобы минимизировать риски при использовании абразивов.

Следуйте этим рекомендациям, чтобы обеспечить безопасную и производительную обработку любых проб.

Размер диска и абразивные круги

Величина абразивного круга определяет, какие предметы можно обрабатывать. Чем больше диск, тем выше допустимая величина испытуемого экземпляра и более равномерное шлифование:

  • Малые диски (50–100 мм) подходят для действий с маленькими экземплярами.
  • Средние диски (100–200 мм) универсальны для большей части видов применений.
  • Большие диски (более 200 мм) используются для серьёзных промышленных нужд и большеразмерных прототипов.

Требования к шлифовальным кругам и их совместимость также важны; многие современные приборы поддерживают использование разных типов абразивов.

Система подачи воды и жидкостей для охлаждения

Охлаждение является серьёзным аспектом процесса шлифования и полирования. Продуктивная система подачи воды и жидкостей помогает предотвращать перегрев проб, который влияет на их структурные свойства и качество получаемых результатов.

Типы систем охлаждения:

  • Непрерывное орошение. Подходит для длительных шлифовальных процессов.
  • Периодическая подача жидкости. Она часто используется в небольших лабораториях.

Система управления и интерфейс

Современные шлифовально-полировальные автоматы оснащены высокотехнологичными системами управления, которые обеспечивают простоту и удобство контроля для оператора. Наличие программирования и память настроек позволяют быстро адаптировать механизмы для достижения поставленных целей.

Технические возможности интерфейса:

  • Программируемые режимы функционирования позволяют сохранять и повторять параметры настройки для однородной обработки.
  • Типизированные интерфейсы легко эксплуатируемые, и позволяют оператору просто настраивать характеристики и следить за процессом.

Расширенный набор функций

Функциональность профобоурования всегда несравненно шире бытовых или полупрофессиональных моделей. Например, это может быть:

  • Поддержка различных абразивов, включая алмазные, карбид кремния и оксид алюминия.
  • Совместимость с комплектацией для конкретных веществ, таких как металлы, керамика и композиты.

Это делает их универсальными инструментами для всех, кто занимается анализом структурных свойств металлов.

Выбор профессионального шлифовально-полировочного оборудования

Выбор нужного шлифовального устройства определяется несколькими факторами, такими как характеристика обрабатываемого материала, величина и форма заготовки, требуемая точность отделки, а также эксплуатационные условия. Вот пошаговый план, который поможет вам принять конкретное решение:

1. Определите вид обрабатываемого вещества

  • Мягкие компоненты (дерево, пластик, мягкие металлы). Вам понадобится механизм с малой тягой двигателя и небольшими оборотами, чтобы избежать перегрева и повреждения продукта.
  • Твёрдые предметы (сталь, стекло, керамика). Требуется большой момент на валу двигателя и жёсткий инструмент для точной и скорой обработки.

2. Учтите размер и форму заготовки

  • Большие заготовки требуют агрегатов с большими рабочими столами и двигателем с большой тягой.
  • Маленькие и сложные формы могут потребовать специальных инструментов и механизмов, способных гарантировать нужную точность.

3. Определите нужную точность обработки

  • Если нужна грубая предварительная отделка, достаточно недорогого механизма с крупнозернёнными абразивными инструментами.
  • Для финишной отделки или полирования понадобятся специализированные инструменты и дополнительные функции, такие как регулируемая скорость и угол наклона.

4. Убедитесь, что машина соответствует вашим целям и условиям в эксплуатации

  • Эксплуатационные условия могут сильно влиять на выбор оснащения. Например, для мастерской или небольшого предприятия подойдут портативные или настольные аппараты.
  • В условиях широкомасштабного производства лучше рассмотреть стационарные или промышленные высокопроизводительные долговечные модели.

5. Оцените возможность модернизации и автоматизации

  • Машины с расширенными функциями подключения дополнительных аксессуаров и инструментов позволяют расширить функционал.
  • Системы ЧПУ (числовое программное управление) дают более высокую точность и уменьшают участие оператора в техпроцессе.

Соблюдая эти шаги, вы выберете оборудование с большим сроком службы для вашего предприятия, которое поможет вам достичь требуемых результатов в вашем деле.

Обзор популярных моделей из каталога «Суперайс»

Компания «Суперайс» представляет ряд востребованных шлифовально-полировочных станков для научных и образовательных учреждений, лабораторий структурного анализа металлов и исследовательских центров, а также для малых предприятий и масштабных организаций. В этом разделе в виде обзорного примера рассмотрены три популярных модели из каталога интернет-магазина: ENLAB ELB-M-2, GOYOJO LMP-4S и MINCEE HMP-2AB. У каждой из них есть достоинства, которые соответствуют конкретным условиям эксплуатации и целям обработки.

Автоматический станок ENLAB ELB-M-2

Главные параметры и характеристики:

Параметр Значение шлифовальная машина ENLAB ELB-M-2
Диаметр полировочного круга, мм 230
Частота вращения диска, об/мин 450
Потребляемая мощность, Вт 370
Электропитание 220 В / 50 Гц
Габаритные размеры, мм 710x680x330
Вес нетто, кг ~ 45

ENLAB ELB-M-2 — типичное лабораторное оборудование для металлографии.

Отлично подходит образовательным учреждениям и лабораториям приемлемой ценой и компактной форме. Модель легко справляется с базовыми задачами пробоподготовки, обеспечивая при этом требуемую степень шлифования и полирования.

Этот аппарат с лёгким для управления и понятным интерфейсом. Это позволяет оператору легко настроить нужные рабочие характеристики и контролировать процесс.

Станок GOYOJO LMP-4S

Главные параметры и характеристики:

Параметр Значение шлифовальная машина GOYOJO LMP-4S
Режим работы Автоматический
Диаметр полировочного круга, мм 250
Частота вращения диска, об/мин 50–1000 (бесступенчатая регулировка)
Потребляемая мощность, Вт 900
Материал Нержавеющая сталь
Габаритные размеры, мм 755x815x690
Вес нетто, кг ~ 89

GOYOJO LMP-4S — это автоматизированное устройство для профессионалов, которым нужна большая степень повторяемости и стабильности результатов. С наличием бесступенчатой регулировки скорости и поддержкой до шести держателей, а также с охлаждением полировочного круга автоматической подачей воды, он удачно подходит для серийного шлифования и полирования металлических образцов. Этот аппарат больше всего ценен в научных лабораториях, где требуется соблюдать строгие стандарты при шлифовании и полировании различных металлов и сплавов. Его автоматические режимы работы весомо повышают производительность, освобождая оператора для выполнения других задач.

Станок MINCEE HMP-2AB

Главные параметры и характеристики:

Параметр Значение шлифовальная машина MINCEE HMP-2AB
Диаметр полировочного круга 254 мм
Частота вращения диска, об/мин 100–1000 (бесступенчатая регулировка)
Потребляемая мощность, Вт 2200
Хронометраж, мин Есть, 0–99
Давление, Н Пневматическое, 0–150
Габаритные размеры, мм 755x660x710
Вес нетто, кг ~100

MINCEE HMP-2AB — это решение для серьёзной пробоподготовки перед структурным анализом металлов. Значительная тяговая сила двигателя и бесступенчатая регулировка скорости делают его востребованным для работы с твёрдыми и стойкими к износу материалами. Сенсорный ЖК-экран обеспечивает удобство управления и настройки параметров, что позволяет точно адаптировать процесс под конкретные требования. Автоматическая регулировка давления и наличием прямого и обратного вращения диска делают эту модель универсальным инструментом для различных типов шлифовки и полировки.

При выборе шлифовально-полировочного оборудования сначала определяют величину диаметра полировочного круга, частоту вращения и производительную способность устройства. Каждое из предложенных устройств подходит для конкретных эксплуатационных условий и подбирается исходя из задач, которые предстоит решать.

Сейчас в каждом передовом предприятии всё чаще поднимается вопрос о необходимости профессионального оборудования для металлографического анализа.

Шлифовально-полировальный механизм — это необходимый инструмент для пробоподготовки, обеспечивающий получение точных результатов исследований, применяемых при разработке новых материалов со специфическими свойствами. В промышленных организациях такие механизмы играют заметную роль в контроле свойства металла. Благодаря им можно избежать серьёзных проблем в производстве.

Кроме того, шлифовально-полировальные машины находят своё применение в образовательных учреждениях, где они используются для учебных целей, помогая студентам овладеть необходимыми навыками в области материаловедения.

Соответственно, поднимаются вопросы: какой шлифовально-полировочный станок купить для лаборатории, а какой для промышленного предприятия? Где его купить?

У консультантов компании «Суперайс» есть ответы! Позаботьтесь о стандартах качества на вашем производстве. Инвестируя в проверенные решения от «Суперайс», вы сможете намного улучшить свою продукцию и минимизировать риски.


Количество показов: 167
09.12.2024
Понравилась статья? Поделитесь ей в ваших социальных сетях:

Возврат к списку