Отражательная способность алюминия, прошедшего механическую полировку достаточно высока по сравнению с другими металлами, и она имеет тенденцию к увеличению с увеличением чистоты металла.Максимальной яркости металла не возможно добиться путем исключительно механической полировки, частично из-за наличия в поверхности абразивных включений и полировочного состава, частично из-за наличия тонких царапин и поврежденного слоя поверхности на самом металле. Это приводит к мутности отделки, причем после анодирования она становится более заметной.

Хенли13 установил, что мутность может быть устранена путем травления детали в 2% растворе едкого натра при 65°C после обработки матерчатым кругом со смазкой, которое производится до тех пор, пока мутные пятна становятся незаметными, после чего следует промывка в холодной воде и короткое споласкивание в 20% (объем) растворе азотной кислоты. Затем деталь ополаскивается в чистой холодной воде и просушивается, затем подвергается легкой обработке трепельным соединением, и в завершение следует доводка составом, наносимым с помощью хлопчатобумажной материи. В некоторых случаях только последний этап является обязательным.

В наши дни все чаще используется нетравильный очиститель в комбинации с обработкой патентованным раствором длятравления ( содержащим глюконат во избежание осаждения алюминия), особенно в случаях, когда в результате обработки со смазкой остается тонкий слой смазки.

При использовании механического метода полировки, если поверхность все еще остается мутной, для исправления данной ситуации можно применить аккуратное снятие верхнего слоя или повторное анодирование. На практике часто используется последовательность анодирование-зачистка-повторное анодирование. Деталь подвергается анодированию на протяжении 5-и минут, затем следует снятие верхнего слоя на протяжении 1 минуты в кипящем растворе, содержащем:

- фосфорную кислоту (d. 1.75) 3.5%

- хромовую кислоту 2%

в контейнере из нержавеющей стали, после чего производится повторное анодирование.

Подобная техника анодирования, зачистки и повторного анодирования, используемая с целью получения отражателя из высокочистого алюминия была описана Дэйлом 14. Рефлекторы из алюминия 99.99% подвергались шлифовке с помощью алмазного абразива

4-8 µм, а затем 0-2 µм, а в промежутке между этими операциями осуществлялся процесс удаления металла. После этого рефлекторы подвергались очистке, погружались в кипящий раствор фосфорной и хромовой кислоты, промывались и анодировались в 6% (объем) серной кислоте при 6 амп/фут2, 14 – 16 В, 17 – 19 °C на протяжении 20 минут, затем промывались, зачищались и подвергались повторному анодированию в кипящей дистиллированной воде, после чего следовала окончательная очистка в 40% (объем) азотной кислоте, затем – промывка и сушка.

Высокочистый алюминий может использоваться для производства отражателей, бижутерии и т.д., т.е. в тех случаях, когда механическая полировка является недостаточной, и тогда обычной практикой является применение электрополировки после механической полировки. Для алюминия, имеющего коммерческую степень чистоты, и его сплавов так же используются электролитическая и химическая полировка, это делается с целью уменьшения количества операций механической полировки или же полного отказа от нее.

Декоративные неотражательные
типы поверхности, от грубых поверхностей, подвергаемых пескоструйной обработке до поверхностей, требующих глянцевания, могут быть получены путем применения различных типов обработки.

Тонкие круги или кругис применением смазки дают возможность получения тонколинейной поверхности, которая затем может быть покрыта лаком, очищена или подвергнута анодированию. Данный процесс можно сделать значительно эффективнеепутем применения соответствующего наждака или гранатовой бумаги, которыми обрабатывается вращающееся изделие. В качестве альтернативы можно предложить обработку плоской поверхности песком, наждаком, алокситом или гранатом для плоскостной обработки или обработку пескоструйной машиной, после чего деталь можно подвергнуть краткой обработке в электрополировочной ванной или очистке, а затем анодированию или лакировке.

Наиболее значительными методами получения матовой поверхности являются очистка щеткой с хлопчатобумажной тканью, пескоструйная очистка или доводка нейлоновыми материалами с абразивом. В зависимости от условий работы и начального состояния поверхности могут быть получены различные типы отделки. Полученные таким образом поверхности имеют отличный внешний вид и могут использоваться для различных целей. Ученый Далла Барба
и др.15 разработали процесс, который включает дробеструйную очистку за которой следует щелочное травление для получения матовой поверхности перед анодированием. При этом потребление едкого натра сокращается на 75%, таким образом, уменьшается потребность в
водной очистки и формировании шлама. Данный процесс позволяет удалить дефекты, присущие всем выдавленным профилям –штрихи и царапины.

С помощью данного метода можно получить как грубую, так и высококачественную матовую поверхность. Данный процесс выполняется с помощью проволочной щетки вручную или, что более предпочтительно, с помощью механического или автоматического устройства. Если деталь слишком велика и ее перемещение невозможно или неудобно, то щеткой можно действовать с помощью гибкого манипулятора. Раннее работа в основном выполнялась с помощью проволочных щеток, а линейная текстура придавалась с помощью кругов или роликов, состоящих из нетканых нейлоновых волокон с дисперсированными зернами карбида кремния или оксида алюминия.

В настоящее время наблюдается значительное развитие нетканых нейлоновых материалов с абразивным наполнением. Появилась возможность их использования для глянцевания, полировки, шлифовки, снятия заусенец и т.д. Сейчас осуществляется разработка нейлоновых холстов свысоким пределом прочности на разрыв, из которых затем производятся различные матерчатые круги, эластичные полировальные круги, спиралевидные круги и валики. Твердость их варьируется от мягких матерчатых кругов до кругов, по твердости своей не уступающих точильному камню, при этом использование подобных нетканых нейлоновых материалов с абразивным наполнением становится все более популярным, заменяя собой более старые методы, такие как матерчатые круги с абразивным покрытием и проволочные круги.

Подобный нетканый нейлон с абразивными зернами представлен в большом ассортименте, с различной плотностью, размерами и типами пропитки. Эти круги требуют меньшего операторского мастерства, чем старые методы, при этом абразивная поверхность подлежит постоянному обновлению, обеспечивая меньшее сатинирование и засорение поверхности круга. Они так же могут использоваться с водным аэрозолем во избежание перегрева и засорения поверхности.

Перед крацеванием поверхность может быть подвергнута пескоструйной обработке средней интенсивности или предварительному загрубению и смазке, а для получения высококачественных глянцевых поверхностей, литые изделия можно для начала обработатьматерчатым кругом с составом без смазки. Поверхность должна быть чистой от грязи и смазки, предпочтительнее всего производить очистку в установке для обезжиривания. После черновой обработки или обработки матерчатым кругом со смазкой часто используются нейлоновые холсты с абразивным наполнением.

Диаметр круга составляет, как правило, порядка 6-10 дюймов (150 – 250 мм), а окружная скорость круга зависит от характера выполняемых работ. Для грубой доводки нагартовочных изделий используется скорость 5.000 футов в минуту (1500 м/мин), а при работе с литьем, где опасность разрыва поверхности выше, скорость уменьшается до 2.200 – 2.600 футов в минуту (650 – 800 м/мин), или даже до меньшего значения, с целью получения более тонкой глянцевой отделки. Круги с нейлоновым холстом работают обычно со скоростью порядка 3000 футов в минуту (900 м/мин).

Проволочная щетка может изготавливаться из нержавеющей
стали, никеля или нейзильбера и может быть прямой или закрученной. Диаметр используемой проволоки зависит от обрабатываемой детали и характера работы, и может составлять от 0.002 до 0.020 дюймов (0.05 и 0.5 мм), при этом более тонкая проволока используется для глянцевания жированной поверхности или поверхности, прошедшей обработку эластичным полировальным кругом. При использовании некоторых металлических щеток, особенно это касается щеток, изготовленных из нейзильбера, обработка не должна быть слишком затянутой, иначеможно получить шероховатую поверхность врезультате холодной сварки материала с алюминием. 16 При осуществлении доводки вместо проволочных щеток часто используются волокнистые щетки. Эти щетки подлежат регулярной очистке с помощью пемзы или мягкого камня с целью избежания наволакивания частицами металла или оксида алюминия. В некоторых случаях необходимо следить за тем, чтобы давление на щетку не было слишком большим – достаточно лишь легкой поверхностной обработки.

Щетка должна обрабатывать деталь под одним и тем же углом по всей поверхности, значение угла зависит от необходимого результата. Иногда для получения контрастного дизайна можно варьировать направление движения щетки. Обработка может производиться сухой щеткой, или же на щетку может подаваться струя воды.

В качестве модификации процесса обработки щеткой можно использовать так называемую круговую обработку для полых деталей. Это может быть реализовано путем вращения детали, находящейся в контакте с пропитанной маслом материей, окунутой в абразив, или же в контакте с абразивной наждачной материей, после чего следует доводка с помощью тонкой спрессованной стружки нержавеющей стали и обтирка материей.

Некоторые крацеванные поверхности,могут подвергнуться воздействию коррозии, если окажутся в коррозийной среде и не будут предварительно подвергнуты обработке лаком или анодированию . Это происходит вследствие разрыва естественной оксидной пленки и местной электрохимической коррозии, которая наблюдается в местах, где металлические частицы типа латуни, катодные по отношению к алюминию, внедряются в поверхность обрабатываемого металла с проволоки. Для предотвращения местной коррозии подобного рода необходимо производить очистку металла щетки в азотной кислоте.

Полировка – это процесс, в котором используются абразивные материалы или составы, которые свободно прилегают к гибкой основе, типа полировочного матерчатого круга. Очистка обычно производится после шлифовки перед полировкой эластичным кругом. В общем, можно сказать, что пескоструйная очистка оказывает более агрессивное воздействие, чем полировка, и предоставляет больше возможностей для изменения формы детали. Полировка дает возможность получения более высококачественной отделки, имеет большую гибкость и способность следовать контуру детали.

Вышеописанные процессы используются для очистки краев и поверхности литья, штамповки, элементов, прошедших машинную обработку, а так же отлитых и готовых деталей. С их помощью можно получать красивую, декоративную поверхность, годную для последующего нанесения покрытия, анодирования и окраски. При этом, однако, необходимо учитывать функциональные и эстетические требованияк данному изделию. Компоненты с улучшенными краями и поверхностной отделкой, как правило, более безопасны в эксплуатации, обладают большей износостойкостью и эффективностью.Во многих случаях во избежание получения пользователем травм рекомендуется удаление острых краев.

Улучшение отделки поверхности, углов и краев необходимо для удаления концентраторов напряжения, которые впоследствии могут служить причиной появления усталостных трещин. Использование механизмов помогло уменьшить трение, что в результате обеспечивает большую эффективность и обычно требует меньше динамической энергии для осуществления этих операций. Обработка краев по радиусу облегчает автоматическую сборку элементов, и делают ее более эффективной в целом. Оборудование для очистки и полировки в последнее время подверглось значительному улучшению и модернизации, что сделало возможным использование этих технологий с машинным оборудованием.Автоматическая пескоструйная обработка может использоваться для удаления значительного количества материала в тех случаях, когда необходимо соблюдение жесткого допуска и получение высококачественной конечной отделки.Для окружной обработки по радиусу углов и краев можно использовать полировку с хонингованием и притиркой, что позволяет получить в результате действительно высококачественную поверхность. В этом случае так же возможно соблюдение очень жесткого допуска, соответствующего требованиям современного машинного оборудования.

Оборудование для полировки соответствует оборудованию, которое используется для автоматической, полуавтоматической или ручной шлифовки. Оборудование для пескоструйной обработки чаще всего требует большей точности и твердости, чем оборудование для полировки, так как процесс полировки является более гибким, а процесс пескоструйной обработки чаще используется для модификации формы деталей и для их машинной обработки и придания формы до некого специфического значения допуска. Следовательно, оборудование для пескоструйной обработки требует более точной установки элементов и большей аккуратности при настройки оборудования. Основным инициатором использования техники улучшения металла являлась аэрокосмическая промышленность17.

В последнее время было разработано и до сих пор используется много полностью автоматического оборудования, которое очень четко повторяет ручные технологии удаления заусенец. Типичным случаем использования абразивных средств типа нейлона, выдавленного или пропитанного абразивами из карбида кремния или окиси алюминия, является формирование щеточных секций для автоматического использования.

Предназначение машин заключается в удалении заусенец и получении контролируемого радиуса элементов после вальцевания с использованием ЧПУ. При этом на статичные плоскостные рабочие столы устанавливаются головки с нейлоновой щетиной. Все это крепится на передвижной раме, которая перемещается с помощью специальных направляющих, расположенных по обе стороны основания. Щетки могут совершать продольные боковые движения автоматически на 250 мм, вращаться вертикально с углом 340˚ , а так же использовать функцию обратного вращения. Так же они имеют встроенную функцию тэйл-вэг
(виляние хвостом).

Параллельно с разработкой все более и более совершенных методов доводки с помощью полировки, которая берет свое начало из аэрокосмической промышленности, продолжается так жеразвитие методов косметической полировки в области производства полых изделий. В неразвитых странах наблюдает подъем промышленности, специализирующейся по производству алюминиевой утвари. В связи с наличием многочисленных источников получения первичного алюминия, в станах, для которых обычно использование высококлассных методов отделки металла является нетипичным, появляются большие производственные узлы для обработки алюминия. Объемы производства, равные 600 – 700 единиц продукции в час сделали возможным разработку относительно недорого, относительно простого оборудования с высокой производительностью, не требующего сложного ухода и серьезной сертификационной экспертизы при установке.

Появление длинного матерчатого полировального круга 7 футов (2.1м) или 12 футов(3.6 м) в ширину с использованием секций косого покроя из хлопка с жидкими трепельными, жидкими кальцированными и плавлеными алюминиевыми составами позволило добиться выхода продукции равного 600 – 1000 в час при низкой стоимости материала и рабочей силы. В добавок, очевидным является необходимость применения обработки абразивными средствами перед полировкой.

Несмотря на очевидный прогресс в развитие полировочных технологий, исходными факторами для вычисления площади обрабатываемой поверхностивсе еще остаются функция времени и нажима полировки. Более новые методы допускают увеличение площади, доступной обработке материей, а уменьшение скорости позволяет производить полировку дольше, что обеспечивает меньшую опасность повреждения средств для полировки. Так же меньшее количество оборотов в минуту и больший диаметр используемых косых полировальных эластичных кругов позволяют погружать элемент непосредственно в широкую поверхность эластичного полировального круга, что в свою очередь уменьшает необходимость в точной установке круга и обрабатываемой детали. Данный метод обработки называется полировкой. Подобная технология используется для отделки дверных и оконных элементов, изготовленных из алюминия.

Достаточно часто универсальное применение находит индексационное полировальное оборудование, особенно при отделке алюминиевых деталей с различной площадью, требующих удаления заусенец, обработки по радиусу и обработки поверхности. Оно может использоваться, например, для обработки алюминиевых креплений, деталей насосов и других функциональных деталей, изготавливаемых из алюминия, а так же для отделки чистого алюминия для получения широкого ассортимента алюминиевых деталей. Преимуществом индексационной системы является ее способность удалять заусенцы, как с внутренней, так и с наружной поверхности детали, а так же осуществлять полировку определенных частей детали. Каждый из узлов системы способен выполнять до 10 раздельных действий, а при наличии подъёмно-транспортной роботизированной системы можно производить так же автоматическую загрузку и разгрузку деталей в процессе производственного цикла. Для подобного метода автоматической полировки используются более твердые и быстрые вращающиеся эластичные полировальные круги, чем при широкой полировке. Данный метод часто называется полировкой точечными контактами и требует большой точности при позиционировании эластичного полировального круга и детали.

С помощью абразивных ремней и матерчатых кругов можно добиться получения высококачественной обработки алюминиевых деталей без заусенец, однако при этом необходимо следить за корректным выполнением всех полировочных операций. Следует отметить так же и некоторые недостатки данной техники:

Высокая стоимость используемых материалов и труда. Все эти процессы предполагают обработку каждой детали по отдельности. Лишь в некоторых исключительных случаях производительность установки может оправдать стоимость автоматической системы. Необходимо учитывать усталостный фактор, который является признаком ручноготруда и характера самого процесса. Может возникнут необходимость в использовании процесса очистки для удаления нежелательных сухих остатков процесса полировки или стирания.

Вследствие наличия этих факторов, а так же многих других, промышленность в настоящее время занята поиском приемлемых путей для осуществления эффективной отделки крупных партий подобных инженерных элементов, и не были бы столь дорогостоящими с точки зрения стоимости труда и сырьевых материалов.

Полировка в барабанной установке выполняется в круглых или наклонных многоугольных барабанах, изготовленных из дерева, пластика, стали, каучука или стали с пластмассовым покрытием. Их полигональная форма обеспечивает качественную полировку, так как подлежащие полировке элементы все времятрутся о них и таким образом полируются. Для легких деталей используется высокая скорость порядка 60 м/мин, для более тяжелых деталей используется линейная скорость 30 м/мин.

При данном методе возможно использование скобления, в этом случае элементы смешиваются с водой и абразивной средой, типа окиси алюминия или гранитной щебенки. Допускается так же использование синтетических абразивных средств. В случае необходимостидетали можно подвергнуть обезжириванию. Заполнение барабанов производится на 2/3.В случае работы с тяжелыми деталями необходимо избегать высоких скоростей, так как это может привести к застопориванию деталей, что делает невозможным продолжение процесса полировки.

На заключительной стадии полировки детали помещаются в барабан, наполненный почти наполовину, при этом необходимо следить за тем, чтобы не повредить детали в результате соударения. Затем добавляется мыльное или синтетическое моющее средство, а в качестве осветлителя – трифосфатнатрия. В качестве других возможных добавок можно назвать кусочки древесины без смолы и кусочки известняка.

Самым лучшим вариантом считается использование барабанов исключительно для обработки алюминиевых деталей. Необходимо следить за уровнем рН в барабанах, который должен равняться 8, что позволяет минимизировать риск вступления алюминия в химическую реакцию. В связи с потенциальной возможностью реакции с водородом необходимо производить проветривание барабанов для алюминиевых деталей.

Использование барабанных систем может так же быть связанным с некоторыми проблемами. Данный процесс является закрытым, что делает проверку деталей в процессе производства практически невозможной. Он так же требует наличия «мокрой области» слива больших количеств воды, а так же наличия подъемного оборудования для загрузки и разгрузки деталей и вспомогательных элементов. Так же не следует забывать и о длительном времени, которое требует обработка – 6-12 часов.

В более новых разработках вместо барабанной машины, выполняющей вращательное движение, используются вибрирующие открытые чаны с поперечным сечением формы U. Это не только помогает устранить вышеуказанные проблемы, но в перспективетак же делает возможным разработку револьверных вибрационных механизмов со встроенной функцией разделения и слива с помощью простого устройства, состоящего из сита и вентиля. В результате так же сокращается необходимое время обработки, так как вместо скачкообразного каскадирования барабанной системы мы теперь имеем делос постоянной вибрацией с использованием специальных абразивных средств . В настоящее время она часто измеряется исходя из постоянной потери, что обеспечивает более чистую обработку, особенно это касается деталей из алюминия для высокотехнологичных продуктов.

В результате подобных разработок стало возможным включение этапа отделки алюминия в работу автоматической производственной системы. Наиболее важными преимуществами в данном случае являются:

Вибрационные системы используются для очистки металла от окалины, заусенец, а так же удаления выцветов и следов от шлифования, а так же для полировки. Подлежащие обработки детали смешиваются с абразивом, полировочными составами и водой, а барабаны работают с почти полной загрузкой. Составы и растворы, как правило, разрабатываются в индивидуальном порядке для каждого отдельного типа металла или операции. Ученый Теннант произвел исследования способов механической обработки для аэрокосмической промышленности.

Вибрационные машины способны выполнять два типа вращательных движений, которые служат для увеличения нажима абразивной среды на закладку. Барабаны имеют цилиндрическую форму и могут совершать до 3.500 колебаний в минуту, в зависимости от их размера. Спиральные вибрационные машины имеют так же функцию автоматического отделения компонентов от средств обработки, в них отделение и разгрузка деталей происходит непрерывно. Для удержания хрупких деталей или деталей со вставками могут быть использованы специальные крепления. Скорость обработки в данном случае будет достаточно высока, может занимать час или даже менее того, особенно в случае использования
высокоэнергетичных машин, которые могут работать в 30 раз быстрее, чем обычные вибрационные установки.

Шпиндельные машины достаточно хорошо подходят для работы с крупными деталями, так как в них существуют крепления для деталей, с помощью которых они погружаются в ванну, содержащую полировочную смесь. Ванна вращается со скоростью 100 – 200м/мин., одновременно вибрируя. Установки шпиндельного типа обеспечивают прекрасную конечную обработку, получаемую за 10 – 20 минут, однако реально подходят только для обработки достаточно дорогих деталей, так как все детали в данном случае обрабатываются по отдельности. Рассматривая продукты производства различных производителей, мы наблюдаем широчайший ассортимент всевозможных видов дизайна и характеристик.

Хинц  сделал обзор способов вибрационной обработки с использованием химического полировочного состава или травильного состава с целью модернизации процесса удаления материала путем химической реакции.

Полировочная среда играет значительную роль для корректной работы вибрационных полировочных систем, а так же полировочных систем с использованием центрифуги.Они состоят из различных комбинаций абразивных материалов, жидких составов и ускорителей. Подобная среда обладает следующими функциями:

А) отделение деталей для предотвращения повреждений в результате соударения.

В) создание сжатой массы, в которой собственно протекает процесс

С) удержание абразивного материала

D) Равномерное распределение химических составов по всей массе.

Рассматриваемые ранее средства обработки, которые могли использоваться для этой цели, имели натуральный состав и случайную форму. Это само по себе создавало определенную проблему, так как случайная форма предполагала возможность повреждения деталей при их выгрузке из системы вследствие попадания осколков в отверстия или щели. Это вынудило создать новый тип синтетических средств, которые выполнялись в виде стержней, конусов, многоугольников и т.д., чтобы все осколки в одной партии были одинакового размера и формы. Средства обработки производятся путем смешивания соответствующих абразивных компонентов в керамической глине, для получения соответствующего поперечного профиля используется выдавливание диска через штамп. Затем детали подвергаются обжигу в печах для обжига и сушки. На настоящий момент этот вариант наиболее распространен (рис. 2-6).

Рис. 2-6 Ассортиментсредств дляразличных материалов, форм и размеров.

Эти методы соединяют в себе эффективные характеристики полировки и достаточно малое время обработки, причем они дают возможность получения целого ряда различных степеней и форм обработки, позволяющих удовлетворить всевозможные требования практического применения 19. Данные керамические средства отлично подходят для обработки алюминиевых деталей всех типов, однако при обработке деталей точной формы в вибрационных установках могут возникать проблемы. Это происходит в результате соударения вибрирующего элемента с поверхностью детали, что приводить к проявлению эффекта, известно под названием «апельсиновая корка». Частично данный эффект может быть смягчен путем уменьшения амплитуды вибрации, что в свою очередь приводит к увеличению времени обработки.

Данная проблема не проявляется столь же остро при полировке литых или кованых деталей перед машинной обработкой или удалением бликов с отливок, полученных под давлением, где фактор плотности делает керамические средства не пригодными к использованию. Данная проблема так же не возникает при обработке в барабанных установках или центрифугальных машинах, где средства выполняют скорее скользящие, чем ударные действия, свойственные вибрационной машине.

Можно сказать, что при использовании любых типов машин идеальным средством для обработки алюминиевых деталей является то, которое обладает наименьшей мягкостью и плотностью.С появлением пластиковых материалов стало возможным производство подобных средствс помощью смеси склеенного смолой пластика и форм-мочевины с соответствующими абразивными зернами, типа окиси алюминия, известняка и т.д.

Обычно эти типы средств производятся методом формовки и могут, таким образом, производиться в виде идеальных форм, типа конусов или пирамид. Данный тип средств очень часто используется для отделки алюминиевых деталей, а так же деталей, изготавливаемых из сплавов алюминия.В них соединяются высокое качество обработки поверхности и отличные режущие характеристики, в соответствие с выбранным размером и степенью.

При обсуждении необходимого размера средств обработки необходимо помнить, что при использовании малого размера можно получить высококачественную отделку, тогда как более крупный размер позволяет осуществить более быструю, однако и более грубую обработку. Это относится как к средствам на керамической, так и пластиковой основе, и в этом случае к ним можно применять такой же подход, как и к кругу для шлифовки, когда для достижения высокой степени снятия материала используется круг с грубым открытым зерном, однако и качество отделки получается так же достаточно грубым. Для получения отделки высокого качества более всего подходит круг с мелким зерном и тесной связкой.

Следует отметить, что характеристики режущего действия не являются прямым результатом размера средства обработки; они так же зависят от типа, градуса наклона и количества абразивного материала на данном конкретном резце. Простыми словами, резец состоит из твердых абразивных зерен, встроенных в мягкое керамическое или пластиковое основание. По мере срезания зерен поверхности в результате действия машины, мягкое основание так же стираетсяи обнажает новые острые абразивные зерна. Размер, тип и плотность абразива определяет объем работ, который требуется для данной детали, а так же стандарт полученной отделки. Таким образом, становится необходимость аккуратного подходак выбору средств обработки.Так же очевидно, что для обработки алюминиевых деталей всегда подходитболее тяжелая степень резки. Однако при удалении налета или при обрезке необработанных машинным способом алюминиевых литых деталей это может быть вполне эффективным.

Необходимо так же упомянуть некоторые другие типы средств для обработки алюминиевых деталей, т.е. неабразивные материалы. Если говорить в общем, то данные средства изготавливаются из стали, нержавеющей стали или фарфора, и существуют в широком разнообразии различных размеров и форм. Стальные средства обычно представляют собой шары, шаровидные конусы, обрезанную проволоку, цилиндры (как с прямоугольной, так и с наклонной обрезкой) и иглы. Фарфоровые средства обычно представляют собой шары или шары с параллельными кольцами. Задачей подобных средств обычно является зеркальная полировка алюминиевых деталей в тех случаях, когда в обрезке нет необходимости, или уже после обрезки. Вращательная обработка с помощью подобных средств позволяет, при использовании правильных составов, получить высококачественную полированную поверхность различных алюминиевых деталей. При обработке деталей, уже прошедших механическую обработку, необходимо так же следить за амплитудой, чтобы не оставлять на поверхности металла следов от соударения со средством обработки. Если это все же происходит, рекомендуется уменьшить плотность фарфорового средства обработки.

Тремя наиважнейшими элементами описываемого процесса являются используемые резец, состави машинное устройство. Каждый из этих элементов играет свою немаловажную роль.

Составы добавляются к средству обработки в качестве вспомогательного средства для получения необходимой отделки. Составы так же выступают в качестве очистительных средств, которые поддерживают оптимальное состояние средства для обработки для осуществления эффективной резки или полировки.

В большинстве случаев составы разбавляются водой и подаются в трубу либо с помощью системы рециркуляции, либо с помощью дозирующего устройства, которое действуют по принципу контактной потери. Эти добавки могут выполнять ряд функций в процессе, т.е. они могут содержать компоненты, отвечающие за обезжиривание, очистку, пескоструйную обработку, а так же антикоррозийные средства и средства для придания блеска или яркости обрабатываемым деталям. Они могут варьироваться от кислотных
до щелочных, безопасны в применении и разлагаются в биологической среде.

В настоящее время существует так же значительное количество различных акселераторов процесса, они обычно применяются при использовании реактивных материалов, типа алюминиевых сплавов, и имеют кислотную или щелочную природу, а для обеспечения равномерно сглаживания служат соответствующие типы ингибиторов.

Другие соображения касательно обработки алюминиевых деталей:

А) Рабочие нагрузки

Очень важным фактором является определение возможности соударения твердых средств обработки с лицевой поверхностью мягких металлических деталей, прошедшей механическую обработку. Повреждения, являющиеся результатом соударения в результате соприкосновения деталей могут так же возникать и непосредственно в производственном цикле.Таким образом, важным фактором становится корректная оценка рабочей нагрузки деталей. Самым безопасным является помещать в машину только однудеталь за раз, и иногда с деталями большого размера именно так и поступают, однако при массовой обработке малых деталей это не выгодно.Общая оценка отношения количества средств к количеству деталей в технологическом баке зависит от формы и сложности обрабатываемых деталей или от необходимого конечного качества отделки. Подобное соотношение может варьироваться от 1:1 до 10:1. Обычно для алюминиевых деталей принято использовать соотношение не менее 3:1, в большинстве же случаев используется 5:1 или 6:1. К каждой из деталей рекомендуется применять индивидуальный подход, и правильно выбранное соотношение может полностью предохранить детали от повреждения в результате соударения.

Для деталей большего размера возможны два метода обработки. Первый, - это детали могут быть закреплены так же, как и на любом другом механическом станке и создавать собой вибрирующую или вращающуюся массу. Вторым методом обработки является размещение деталей в отдельные ячейки, что делает соударение деталей невозможным.

Б) Время обработки

Что касается времени обработки, здесь не существует каких-либо твердых правил. Эти правила могут изменяться в зависимости от объема работы и типа обработки поверхности.

При использовании описываемого типа обработки сначала обрабатываются кромки детали, и это делает данный метод идеальной системой для удаления заусенец. После удаления заусенец продолжаетсяобработка кромок и выполняется обработка по окружности. При этом выполняется обработка поверхности и обрезка, однако, с меньшей скоростью удаления металла.Данная последовательность действий помогает производить удаление заусенец и с алюминиевых и других поверхностей без необходимости выполнения ненужнойобработки поверхности, прошедшей машинную обработку.В тех случаях, когда необходима обрезка литых изделий, всегда рекомендуется выполнять эту операцию до машинной обработки, так как обрезка является самой длительной операцией.

Если говорить в общем, то в вибрационных установках процесс обрезки занимает от часа до полутора часов, снятие заусенец и обработка по окружности от получаса до часа, а полировка и отделочное накатывание - от 15 до 30 минут. Эти значения могут быть большими для барабанных установок и значительно меньшими для установок центрифугального типа. Еще раз подчеркиваем, что это – не правила, а скорее руководство к действию. Все вышеуказанные данные могут значительно варьироваться в зависимости от характеристик каждой конкретной детали и ее состава.

Установки для центрифугальной обработки в основном используются для удаления заусенец механическим способом и отделки поверхности. Одним из основных преимуществ отделки барабанно-центрифугальным методом является возможность работы с мелкими деталями, и удаления с них заусенец, окалины, а так же для формирования необходимого радиуса. В самолетостроении и авиационной промышленности наиболее важным моментом является приложение к поверхности деталей очень большого сжимающего напряжения, что уменьшает вероятность усталостного износа.

Центрифугальное барабанное оборудование состоит из нескольких барабанов, установленных на внешней границе револьверного суппорта. Револьверный суппорт вращается с высокой скоростью в одном направлении, а барабаны вращаются с несколько меньшей скоростью в обратном направлении.Подлежащие очистке и отделке детали загружаются в барабаны, обычно для этого используется средство обработки, вода и состав. Вращательное движение револьверного суппорта способно создавать варьирующуюся высокую центробежную силу, которая может до 50 раз превышать гравитацию, при этом загруженные в барабан детали сжимаются в плотную массу. Вращение барабанов активно действует на эту плотно сжатую массу, а средства обработки начинают скользить вдоль обрабатываемых деталей, удаляя при этом заусенцы и очищая поверхность.

Процесс стирания, осуществляемый под действием высокой центробежной силы, приводит к очень короткому необходимому времени обработки. Более наглядно это выглядит таким образом: если продукт только слегка трется об абразивную поверхность, то оказываемое на него действие оказывается весьма слабым, однако на деталь можно оказать гораздо более сильное действие с помощью того же самого абразивного материала, если увеличить оказываемое на него давление в 50 раз. Цикл обработки обычно составляет менее 1/50 от времени, необходимого для того, чтобы удалить заусенцы со всех деталей, обработанных принормальных показателях гравитации.

Большинство центрифугально-барабанных установок имеют функцию регулировки скорости револьверного суппорта, что позволяет изменять силу «G» путем увеличения или уменьшения скорости вращения револьверного суппорта. Таким образом, с большей силой «G» процесс удаления заусенец становится более интенсивным, с меньшей силы «G» можно осуществлять обработку более хрупких деталей. (Рис. 2-7).

Рис. 2-7 Современная центрифугально-барабанная установка

Другим примером применения центробежной силы для отделки является широко используемые в настоящее время центрифугально-дисковые машины.В этом высокоэнергетичномустройстве для удаления заусенец и отделки имеется центробежный диск с двумя режимами скорости, который расположен в нижней части стационарного вертикального бака с полиуретановым покрытием. Процесс обработки основан натороидальном
удалении массы (абразив, средства обработки и обрабатываемые детали), параллельно с которым осуществляется течение массы снизу вверх, которое стимулируетсядействием диска и тормозится в результате контакта с стационарной стенкой. Детали возвращаются в центр константным пульсирующим высокоэнергетичным каскадом, в результате чего мы получаем необходимое трение средства обработки о металлическую деталь.

В данном методе объединены преимущества оригинальной барабанной технологии – расщепленный слой - с преимуществами вибрационных систем, в которых действие является непрерывным. В результате может быть достигнута высокая производительность и удовлетворительный результат отделки. При правильном выборе наиболее подходящих для данного случая составов и средств можно добиться быстрого удаления заусенец, интенсивной шлифовки и высококачественной отделки. Наиболее типичными примерами обрабатываемой таким образом продукции являются алюминиевые литые изделия, корпуса насосов и т.д., при этом нормальная длительностьцикла удаления заусенец составляет 15 минут, это по сравнению с несколькими часами для обычных вибрационных установок.

Недостатком использования центрифугального диска является необходимость поддержания нужного зазора между диском и боковой стенкой, который должен быть менее 0.010 дюймов (0.25 мм), иначе система может использоваться только для самой простой обработки. Данный зазор необходимо поддерживать на одном уровне на протяжении всего срока эксплуатации диска и барабана. Диск и стенки барабана постоянно подвергаются интенсивному стиранию в результате работы центрифугально-дисковой установки.По этой причине для изготовления обычной вибрационной установки и центрифугально-дисковой установки используются различные материалы. В последнем случае более предпочтительным является использование сплавов, обладающих высокой износостойкостью, обеспечивающих более 5000 часов эксплуатации.

Центрифугально-дисковое оборудование может использоваться для обработки деталей от ¼ до 8 дюймов (0.6 – 200 мм) в длину и позволяет получить более высокое качество отделки путем установки более жесткого допуска, чем при использовании обычных методов вибрационной обработки, при этом циклы обработки составляют менее одной пятой от процессов используемых при вибрационной отделке. Большинство центрифугально-дисковых установок имею открытые баки, что облегчает осуществление инспекции и контроля непосредственно в процессе работы, кроме того, данное оборудование отлично подходит для автоматического серийного производства.

На рис 2-8 показана вибрационная машина с разделением деталей и средств «в баке». Вихревой эффект, возникающей в процессе работы продемонстрирован на рисунке 2-9.

Шпиндельная отделка может так же быть классифицирована как высокоэнергетичный
процесс серийной отделки деталей. Данная технология, однако, является менее гибкой, так как при ее использовании необходимо жесткое закрепление деталей. Эта технология может успешно использоваться для удаления заусенец с частей, имеющихправильную форму, которые легко крепятся,а для ее реализации в настоящее время существует множество типов оборудования. Сейчас высокоэнергетичные
технологии или технологии центрифугальной отделки стали очень сложными и гибкими, и используют полную автоматизацию процесса.

Рис. 2-8 Вибрационные отделочные машины с системой разделения «в баке».

Рис. 2-9 Вихревой эффект, возникающий в процессе работы вибрационной отделочной машины.

Другой разработкой для удаления внутренних заусенец с малых и крупных алюминиевых деталей, которая находит все более широкое применение, является электрохимическая система для удаления заусенец.
Электрохимическое устройство для удаления заусенец позволяет выборочно удалять заусенцы с детали, причем оказываемое воздействие направленно только на сам заусенец и ближайшую к нему область. В общем, данный метод предназначен для удаления глубоких и труднодоступных заусенец. При использовании электрохимического метода заусенцы удаляются путем их растворения методом снятия смол гальванического покрытия. Для этого прямой ток (около 20 ампер на каждый линейный дюйм кромки с которой необходимо произвести удаление заусенца) пускается между подлежащей очистке детали, которая выполняет роль анода и инструментом, который в электролитической ячейке выполняет роль катода.Между инструментом (катодом) и деталью (анодом) поддерживается зазор от 0.015 до 0.020 дюймов (0.38 – 0.5 мм).

Данная схема завершается откачкой электролита или солевого раствора через зазор между инструментом и деталью. В результате химической реакции, происходящей между металлом и солевым раствором, наблюдается растворение заусенец с образованием гидроксидов, которые в виде нерастворимого коричневого шлама собираются в отстойникэлектрохимической установки для удаления заусенец. Одним из основных преимуществ данного процесса является возможность удаления заусенец без использования сильных химикатов, которые могут изменять химические и физические характеристики подлежащего очистке материала.