Obróbka powierzchni – obróbka wibrościerna

Obróbka wibrościerna

Obróbka wibrościerna nazywana także torwalizacją to obróbka powierzchni elementów wykonywana w luźnym ścierniwie, odpowiednich pastach lub kształtkach. Stosuje się ją najczęściej dla drobnych elementów.

obróbka wibrościerna

Obróbka stosowana bywa do szerokiego zakresu materiałów: od elementów z różnych gatunków stali, żeliwa i innych stopów żelaza, a także metali kolorowych i ich stopów, przez detale z tworzyw sztucznych, szkła, ceramiki, drewna, po kamienie szlachetne stosowane w jubilerstwie.

Obróbka wibrościerna ma za zadanie stępienie ostrych krawędzi przedmiotów czyli gratowanie, usunięcie zgorzeliny po cięciu, zmniejszenie chropowatości powierzchni, ujednolicenie struktury zewnętrznej obrabianych detali, wybłyszczenie powierzchni lub jej polerowanie. Często jest wstępnym etapem przygotowania powierzchni przedmiotów pod powłoki galwaniczne lub malarskie.

Obróbka wibrościerna – rodzaje

W literaturze czasem rozróżnia się obróbkę wibrościerną i rotaścierną. W pierwszej zbiornik wprawiany jest w ruch przez silnik wibracyjny i wraz z wsadem wykonuje ruch drgający. Obróbka rotaścierna (bębnowanie) polega na wprawianiu zbiornika i wsadu w ruch obrotowy. Jednak ze względu na podobieństwo zjawisk zachodzących w czasie obróbki, tożsame zastosowanie oraz użycie identycznych materiałów ściernych łączy się je w jedną kategorię.

Przebieg obróbki wibrościernej

Obróbka wibrościerna może być wykonywana na sucho lub na mokro poprzez umieszczenie obrabianych przedmiotów w zbiorniku urządzenia obróbczego wraz z odpowiednim medium ściernym. Ruch obrotowy lub wibracyjny zbiornika sprawia że ścierniwo i obrabiane przedmioty poruszają się względem siebie, jednocześnie mieszając się, co skutkuje ścieraniem nierówności powierzchni. Czas obróbki wibrościernej waha się od kilkunastu minut (typowe procesy przemysłowe) do kilku tygodni (obróbka kamieni szlachetnych).

Po zakończeniu obróbki wibrościernej obrobiony detal jest separowany od materiału ściernego, najczęściej przy użyciu sit lub ekranów wibracyjnych o odpowiednio dobranych otworach, ale stosowane bywają też metody magnetyczne. Materiał ścierny może być ponownie wykorzystany do obróbki kolejnej partii elementów.

Przy prowadzeniu obróbki na mokro detale obrabiane i kształtki ścierne umieszczane są w zbiorniku z dodatkiem płynu wspomagającego proces obróbki wibrościernej rozcieńczonego wodą. Po zakończeniu obróbki i oddzieleniu przedmiotów obrabianych od materiału ściernego i płynu, następuje etap suszenia. Proces suszenia może być naturalny na powietrzu, ale ze względu na krótszy czas suszenia i możliwość rdzewienia metalu stosujemy suszenie w specjalnej suszarce wibracyjnej z zastosowaniem granulatu roślinnego. W procesie suszenia detale pozbawia się plam, zacieków oraz zostają one wybłyszczone. Często stosuje się również systemy oddzielające płyn technologiczny od wody. Odzyskany płyn może być użyty ponownie (lub zutylizowany), a woda może być usunięta bez szkód dla środowiska.

Kształtki i materiały ścierne

Jako materiału ściernego używa się: ceramicznych kształtek ściernych, kształtek szklanych, kształtek drewnianych,  kształtek metalowych, kształtek o spoiwie żywicznym, kształtek z tworzyw, a także past polerskich i ściernych, kaczanów kukurydzy, łupin orzecha, śrutu metalowego i innych.

Wpływ na jakość obróbki oprócz rodzaju materiału ściernego mają też parametry kształtki: rozmiar, kształt, budowa, waga. Odpowiedni dobór kształtki zależy od stosowanej metody (na mokro czy na sucho), rozmiaru i budowy detalu – wszystkie powierzchnie mają być równomiernie obrobione, bez ryzyka, że kształtka gdzieś się zaklinuje. Sama budowa kształtki, kształt i stan krawędzi, kąty pod jakimi jest ścięta przekładają się na bardziej lub mniej agresywną obróbkę i stan końcowy powierzchni.

Znaczenie ma również wielkość i waga kształtki, duże i ciężkie kształtki będą bardziej ścierać powierzchnię detali, a także uderzając dodatkowo utwardzać ich powierzchnię. Małe i lekkie pozwolą uzyskać gładszą strukturę powierzchni.

Maszyny do obróbki wibrościernej

Maszyny wibracyjne do torwalizowania występują w kilku wariantach:

Maszyny z kołowym zbiornikiem (wibratory kołowe) mają zbiornik okrągły, wsad drgając może się także poruszać po obwodzie zbiornika.

Maszyny ze zbiornikiem prostokątnym (wibratory korytkowe) wsad drgając może przesuwać się także wzdłuż koryta urządzenia.

Maszyny odśrodkowe i polerki bębnowe zbiornik wykonuje ruch obrotowy powodując mieszanie wsadu i ścieranie detali.

Obróbka wibrościerna – zalety

Można ją stosować w masowej produkcji, raz dobrane parametry pozwalają na skuteczną obróbkę wielu przedmiotów na raz, nie trzeba prowadzić szlifowania czy polerowania z osobna każdego detalu.

Łatwa automatyzacja procesu, oszczędność czasu i kosztów obróbki.

Obróbka wibrościerna – wady

Nie wszystkie materiały mogą być obrabiane za jej pomocą. Torwalizacji nie można też zastosować dla przedmiotów o nieregularnych kształtach (możliwość klinowania się kształtek), o nietypowych dużych gabarytach, bądź detali znacznie różniących się rozmiarami.

Metoda nie pozwala na indywidualne podejście i dobieranie intensywności obróbki dla każdego przedmiotu z osobna.