Sliping (metall) - Burnishing (metal)
Sliping er plastisk deformasjon av en overflate på grunn av glidende kontakt med en annen gjenstand. Det glatter overflaten og gjør den blankere. Sliping kan forekomme på en hvilken som helst glidende overflate hvis kontaktspenningen lokalt overskrider materialets flytegrense . Fenomenet kan oppstå både utilsiktet som en feilmodus, og med vilje som en del av en produksjonsprosess. Det er en klemoperasjon under kaldt arbeid .
Mekanikk
Virkningen av en herdet ball mot en mykere, flat plate illustrerer prosessen med polering. Hvis ballen skyves direkte inn i platen, utvikler det seg spenninger i begge gjenstandene rundt området der de kommer i kontakt. Når denne normale kraften øker, deformeres både kulen og platens overflater.
Deformasjonen forårsaket av den herdede kulen øker med størrelsen på kraften som presser mot den. Hvis kraften på den er liten, vil både ballen og plateoverflaten når kraften slippes tilbake til sin opprinnelige, udeformerte form. I så fall er spenningene i platen alltid mindre enn materialets flytegrense, så deformasjonen er ren elastisk. Siden det ble gitt at den flate platen er mykere enn kulen, vil platens overflate alltid deformeres mer.
Hvis en større kraft blir brukt, vil det også være plastisk deformasjon og platens overflate vil bli endret permanent. En bolleformet fordypning vil bli etterlatt, omgitt av en ring av hevet materiale som ble forskjøvet av ballen. Spenningene mellom ballen og platen er beskrevet mer detaljert av Hertzian stress-teori .
Å dra ballen over platen vil ha en annen effekt enn å trykke. I så fall kan kraften på ballen brytes ned i to komponentkrefter: den ene er normal mot plateoverflaten, presser den inn og den andre tangerende, og drar den med. Når den tangentielle komponenten økes, vil ballen begynne å gli langs platen. Samtidig vil den normale kraften deformere begge objektene, akkurat som med den statiske situasjonen. Hvis den normale kraften er lav, vil ballen gni seg mot platen, men ikke endre overflaten permanent. Gni-handlingen vil skape friksjon og varme, men den setter ikke spor på platen. Imidlertid, når den normale kraften øker, vil spenningene i plateoverflaten til slutt overstige dens flytekraft. Når dette skjer, vil ballen pløye gjennom overflaten og skape et trau bak den. Pløyingen av ballen er polering. Slitasje oppstår også når ballen kan rotere, slik det ville skje i scenariet ovenfor hvis en annen flat plate ble ført ned ovenfra for å indusere belastning nedover, og samtidig for å forårsake rotasjon og oversettelse av ballen, eller i tilfelle av en kulelager.
Sliping forekommer også på overflater som samsvarer med hverandre, for eksempel mellom to flate plater, men det skjer i mikroskopisk skala. Selv de jevneste overflatene vil ha ufullkommenheter hvis de sees med en høy nok forstørrelse. Ufullkommenhetene som strekker seg over den generelle formen på en overflate kalles asperiteter , og de kan pløye materiale på en annen overflate akkurat som ballen som trekker langs platen. Den kombinerte effekten av mange av disse asperiteter produserer den utstrykte teksturen som er forbundet med polering.
Effekter på mekaniske komponenter
Pussing er normalt uønsket i mekaniske komponenter av en rekke årsaker, noen ganger bare fordi dens virkninger er uforutsigbare. Selv lett polering vil endre overflatefinishen på en del betydelig. Opprinnelig blir finishen jevnere, men med gjentatt glidende handling vil spor utvikle seg på overflaten langs gliretningen. Plastdeformasjonen assosiert med polering vil herde overflaten og generere kompressive restspenninger. Selv om disse egenskapene vanligvis er fordelaktige, fører overdreven polering til sprekker på overflaten som forårsaker spalling , et fenomen der det øvre laget av overflaten flasser av bulkmaterialet.
Pussing kan også påvirke maskinens ytelse . Plastdeformasjonen assosiert med polering skaper større varme og friksjon enn fra å gni alene. Dette reduserer maskinens effektivitet og begrenser hastigheten. Videre endrer plastisk deformasjon formen og geometrien til delen. Dette reduserer maskinens presisjon og nøyaktighet. Kombinasjonen av høyere friksjon og degradert form fører ofte til en rømningsituasjon som kontinuerlig forverres til komponenten svikter.
For å forhindre destruktiv pussing, må skyvning unngås, og i rullende situasjoner må last være under terskelen. I områdene til en maskin som glir i forhold til hverandre, kan rullelager settes inn slik at komponentene er i rullende kontakt i stedet for å gli. Hvis glid ikke kan unngås, bør det tilsettes et smøremiddel mellom komponentene. Hensikten med smøremidlet er i dette tilfellet å skille komponentene med en smøremiddelfilm slik at de ikke kan komme i kontakt. Smøremidlet fordeler også lasten over et større område, slik at de lokale kontaktkreftene ikke er like høye. Hvis det allerede var et smøremiddel, må filmtykkelsen økes; vanligvis kan dette oppnås ved å øke smøremidlets viskositet.
I produksjon
Pussing er ikke alltid uønsket. Hvis det skjer på en kontrollert måte, kan det ha ønskelige effekter. Slipeprosesser brukes i produksjonen for å forbedre størrelsen, formen, overflatefinishen eller overflatehardheten til et arbeidsemne. Det er egentlig en formingsoperasjon som skjer i liten skala. Fordelene med poler inkluderer ofte bekjempelse av tretthetsbrudd, forebygge korrosjon og spenningskorrosjon, teksture flater for å eliminere visuelle defekter, å lukke porøsitet, skaper overflatetrykkrestspenninger .
Det er flere former for pusseprosesser, de vanligste er rullepussing og ballpussing (en delmengde av den blir også referert til som ballisering). I begge tilfeller løper et poleringsverktøy mot arbeidsstykket og deformerer overflaten plastisk. I noen tilfeller av sistnevnte tilfelle (og alltid i ballisering), gni det, i det første roterer det og ruller. Arbeidsstykket kan ha omgivelsestemperatur eller være oppvarmet for å redusere kreftene og slitasjen på verktøyet. Verktøyet er vanligvis herdet og belagt med spesielle materialer for å øke levetiden.
Ballpussing, eller ballisering, er en erstatning for andre etterbehandlingsoperasjoner som sliping, pussing eller polering. Et balliseringsverktøy består av en eller flere store baller som skyves gjennom et hull. Verktøyet ligner på en broach , men i stedet for å skjære bort materiale, pløyer det det ut av veien.
Ballpussing brukes også som en avgratingsoperasjon. Det er spesielt nyttig for å fjerne graden midt i et gjennomgående hull som ble boret fra begge sider.
Kulepusseverktøy av en annen type brukes noen ganger i CNC-fresesentre for å følge en kulenese-fresing: den herdede kulen påføres langs en sikksakk-verktøypa i en holder som ligner en kulepenn, bortsett fra at 'blekket' er under trykk, resirkulert smøremiddel. Dette kombinerer produktiviteten til en maskinert overflate som oppnås ved en "halvfinish" kutt, med en bedre finish enn oppnåelig med langsomme og tidkrevende finish kutt. Tilførselshastigheten for polering er den som er forbundet med "hurtigkjøring" i stedet for ferdigbehandling.
Rullepussing eller overflaterulling brukes på sylindriske, koniske eller diskformede arbeidsstykker. Verktøyet ligner et rullelager, men rullene er generelt veldig koniske slik at konvoluttdiameteren kan justeres nøyaktig. Rullene roterer vanligvis i et bur, som i et rullelager. Typiske bruksområder for polering av valser inkluderer hydrauliske systemkomponenter, akselfileter og tetningsflater. Svært nøye kontroll over størrelsen kan utøves.
Sliping forekommer også til en viss grad i maskineringsprosesser. Ved sving oppstår polering hvis skjæreverktøyet ikke er skarpt, hvis det brukes en stor negativ rivevinkel , hvis det brukes en veldig liten skjæredybde, eller hvis arbeidsstykkematerialet er gummiaktig. Når et skjæreverktøy bruker, blir det mer sløvt og poleringseffekten blir mer uttalt. Siden slipekornene er tilfeldig orientert og noen ikke er skarpe, er det alltid en del polering. Dette er en av grunnene til at slipingen er mindre effektiv og genererer mer varme enn å snu. Ved boring skjer polering med bor som har land for å brenne materialet når det borer inn i det. Vanlige vribor eller rett riflede bor har 2 land for å lede dem gjennom hullet. På boreøvelser er det 4 eller flere land, som ligner på reamers.
Burnish setting , også kjent som flush, sigøyner eller shot setting, er en settingsteknikk som brukes i steinsetting . Det bores et rom hvor en stein settes inn slik at beltet til steinen, punktet med maksimal diameter, er like under metalloverflaten. Et poleringsverktøy brukes til å skyve metall rundt steinen for å holde steinen og gi et flush utseende, med en polert kant rundt den. Denne typen omgivelser har en lang historie, men får en gjenoppblomstring i moderne smykker.
Se også
Referanser
- ^ a b Bakerjian, Ramon; Cubberly, WH (1989). Håndbok for verktøy og produksjonsingeniører . Dearborn, Mich: Society of Manufacturing Engineers. s. 45–7 til 45-11. ISBN 0-87263-351-9.
- ^ Kalpakjian, Serope; Steven R. Schmid (2003). Produksjonsprosesser for tekniske materialer . Pearson Education. s. 152. ISBN 81-7808-990-4. OCLC 66275970 .