Полировка & Пескоструйная обработка
Механические и абразивные Процессы, изменяющие текстуру поверхности без добавления слоя покрытия. Охватывает зеркальную полировку, штрихованную шлифовку, дробеструйную обработку, виброгалтовку, шлифовку и притирку. Эти Процессы удаляют материал для достижения целевого Ra -- чем ниже показатель, тем выше стоимость и больше времени. Данное руководство охватывает выбор отделки, допустимое удаление материала и типичные проблемы на производстве.
Какой вид отделки вам нужен?
Большинству детали не нужна отделка сверх состояния после механической обработки. Указывайте операцию отделки только при наличии реального функционального или эстетического требования. Указание зеркальной полировки «потому что красиво» на внутренних компонентах увеличивает стоимость без какой-либо пользы. Используйте эту таблицу для принятия решения.
| Если вашей детали требуется... | Отделка | Целевой Ra | Коэффициент стоимости |
| Нет эстетических требований, скрытая или внутренняя поверхность | Как обработано | 0.8–3.2 μm | Включено |
| Равномерный матовый внешний вид, скрыть следы обработки | Дробеструйная обработка | 1.6–6.3 μm | 1x (baseline) |
| Равномерный матовый + стабильный цвет перед анодированием или покрытием | Дробеструйная обработка + anodize/coat | 1.6–3.2 μm | 1x + coating cost |
| Направленный рисунок (нержавеющие панели, декоративная отделка) | Штрихованная / щёточная отделка | 0.4–1.6 μm | 1.2–1.5x |
| Зачистка заусенцев и лёгкое сглаживание множества мелких деталей одновременно | Виброгалтовка | 0.8–3.2 μm | 0.5–1x (batch) |
| Гладкая полурефлексирующая поверхность для уплотнений или подшипниковых Контакты | Точная шлифовка / шлифовальная бумага | 0.2–0.8 μm | 1.5–2x |
| Высокорефлексирующий или декоративный (Медицинская, потребительские, пищевые) | Полировка | 0.1–0.2 μm | 2–3x |
| Истинное зеркальное отражение (оптика, калибры, декоративные) | Зеркальная полировка | 0.05–0.1 μm | 3–5x |
| Предельно гладкие сопряжённые поверхности (калибры, прецизионные посадки) | Притирка | 0.025–0.2 μm | 4–6x |
Практическое правило
Если деталь не видна конечному пользователю и не имеет требований к уплотнению, подшипникам или трению, оставьте её в состоянии после обработки. Каждый этап отделки сверх «как обработано» добавляет труд, Срок изготовления и стоимость за деталь. Если нужен внешний вид, дробеструйная обработка почти всегда самый дешёвый способ его получить. Зеркальную полировку следует указывать только при реальной потребности Ra 0.1 или лучше.
Методы отделки: обзор
| Property | Зеркальная полировка | Штрихованная / щёточная | Дробеструйная обработка | Виброгалтовка | Шлифовальная бумага / шлифовка | Притирка |
| Достижимый Ra | 0.05–0.2 μm | 0.4–1.6 μm | 1.6–6.3 μm | 0.8–3.2 μm | 0.2–1.6 μm | 0.025–0.2 μm |
| Эффект на поверхности | Рефлексивное до зеркала | Направленные линии | Равномерный матовый | Слегка сглажено, заусенцы сняты | Гладкая, направленная (шлифовальная бумага) или плоская (шлифовка) | Предельно гладкая, плоская |
| Коэффициент стоимости | 3–5x | 1.2–1.5x | 1x | 0.5–1x | 1.5–2x | 4–6x |
| Тип процесса | Ручной, многоступенчатый | Полуавтоматический | Полуавтоматизированный | Партиями, автоматизированный | Машинный или ручной | Машинный, прецизионный |
| Подходящие Материалы | SS, Al, Латунь, Cu, Ti | SS, Al | Все металлы | Все металлы, some Пластикs | Все металлы | Твёрдые металлы (Сталь, нержавеющая сталь, карбид) |
| Удаление материала | 0.01–0.1 mm | 0.005–0.02 mm | Minimal (<0.005 mm) | 0.01–0.05 mm | 0.01–0.1 mm | 0.005–0.05 mm |
| Влияние на Срок изготовления | +2–5 working days | +1–3 working days | +1–2 working days | +1–2 working days | +1–3 working days | +3–7 working days |
| Ограничения | Трудоёмкий, не достаёт до глубоких карманов и внутренних отверстий | Направленный — только параллельные линии | Не может обеспечить гладкую отделку, вдавливание abraзива в мягкие металлы | Ограниченный контроль, не подходит для плоскостности или прецизионных поверхностей | Сложно обработать сложную геометрию | Только плоские поверхности или простые контуры, медленно |
| Лучше всего для | Декоративные, Медицинская, оптические, потребительские | Панели нержавеющей стали, архитектурная отделка, потребительские товары | Корпуса, кронштейны, любая деталь, требующая равномерного внешнего вида | Зачистка заусенцев, снятие фасок, массовые мелкие детали | Уплотнительные поверхности, посадочные места подшипников, подготовка к полировке | Калибры, седла клапанов, прецизионные сопряжённые поверхности |
Подробно о зеркальной полировке
Последовательный абразивный процесс от грубого к мелкому зерну, завершающийся полировальной пастой и (для истинного зеркала) алмазной пастой или полировальным rouge. Каждый этап должен полностью удалить царапины от предыдущего этапа — если пропустить зерно, грубые царапины сохранятся до финальной полировки и будут видны при отражении. Это преимущественно ручной процесс, поэтому он дорогой.
Этапы процесса
| Этап | Абразив / инструмент | Достижимый Ra | Результат | Время (типичная деталь) |
| 1. Грубая шлифовка | Лента или камень зернистостью 80–120 | 1.6–3.2 μm | Удаляет основные дефекты, глубокие следы инструмента, сварные швы | 5–15 min |
| 2. Точная шлифовка | Лента зернистостью 240–400 | 0.8–1.6 μm | Равномерное направление, удаляет грубый рисунок царапин | 5–10 min |
| 3. Предполировка | Зернистость 600–800 или Scotch-Brite | 0.4–0.8 μm | Полурефлексирующий, видимый, но мелкая текстура | 5–10 min |
| 4. Финальная полировка | Полировальный круг + режущая паста | 0.1–0.2 μm | Высокорефлексирующий, без дымки | 5–15 min |
| 5. Зеркальная полировка | Полировальный круг + паста rouge или алмазная | 0.05–0.1 μm | Истинное зеркало — чёткое отражение объектов | 10–30 min |
Достижимый Ra по материалам
| Material | Лучший достижимый Ra | Сложность | Notes |
| Нержавеющая сталь (304, 316) | 0.05 μm | Moderate | Лучший кандидат для зеркальной полировки. Стабильный результат, без проблем окисления при полировке. |
| Алюминий (6061, 5052) | 0.05 μm | Moderate | Хорошо полируется, но быстрее забивает абразив. Мягкий -- легко переполировать и создать волнистость. Требует частой смены абразива. |
| Латунь (C360, C260) | 0.05 μm | Easy | Быстро полируется до зеркала. Минус: быстро тускнеет. Почти всегда требует прозрачного лака или покрытия после полировки. |
| Медь (C110) | 0.05 μm | Easy | Быстро полируется. Быстро окисляется — необходимо покрыть или загальванировать сразу после полировки. |
| Титан (Ti6Al4V, Gr2) | 0.1 μm | Difficult | Твёрдый и вязкий. Упрочняется при полировке. Достигает 0.1 мкм с усилием. Истинное зеркало (0.05) возможно, но медленно и дорого. |
| Carbon Сталь (1045, 4140) | 0.1 μm | Moderate | Хорошо полируется, но немедленно ржавеет. Необходимо покрыть или загальванировать после полировки. Непрактично как финальная голая отделка. |
| Цинк / Цамак (литьё под давлением) | 0.4 μm | Poor | Слишком мягкий для агрессивных абразивов. Размазывается вместо резания. Ограничено полировкой. Не подходит для зеркальной полировки. |
When to Specify Зеркальная полировка
| Ситуация | Почему Зеркальная полировка Is the Right Call |
| Медицинские / хирургические инструменты | Легко стерилизовать, нет щелей для бактериального загрязнения, визуальный контроль чистоты. |
| Оборудование для пищевой промышленности (контактные поверхности) | Стандарты FDA и безопасности пищевых продуктов требуют гладких, моющихся поверхностей. Ra 0.8 или лучше — типичный минимум. |
| Корпуса оптики и отражатели | Качество поверхности напрямую влияет на отражение света. Истинное зеркало (Ra 0.05) требуется для критических оптических Применение. |
| Потребительская продукция (премиум-класс) | Штрихованная или зеркальная полировка — ожидаемое качество поверхности для премиальной потребительской продукции. |
| Калибры и измерительные поверхности | Гладкие, плоские поверхности необходимы для точных измерений. Обычно предпочтительна притирка перед полировкой. |
Когда НЕ следует указывать зеркальную полировку
| Ситуация | Почему Not |
| Внутренние поверхности, скрытые полости | Никто это не увидит. Вы платите за отделку, не дающую никакой пользы. |
| Детали, которые будут окрашены, покрыты или загальванированы после | Покрытие скроет полировку. Полировка — напрасный труд. Пескоструйная обработка или шлифовка — правильная подготовка к покрытию. |
| Детали сложной формы (глубокие карманы, внутренние элементы) | Ручная полировка не достигает внутренних углов и глубоких углублений. Получится неоднородная отделка — зеркало снаружи, грубо внутри. |
| Большие плоские поверхности (более 300 мм) | Ручная полировка больших плоских поверхностей создаёт волнистость и искажения. Практически невозможно сохранить плоскостность и достичь зеркального Ra одновременно без машинной полировки. |
| Детали с жёсткими размерными допусками | Полировка removes material. If Допуски are tight, polishing can push детали out of spec. Account for material removal in tolerance stack. |
Полируйте перед покрытием, а не после
Если деталь будет анодирована, загальванирована или покрыта, выполняйте обработку поверхности (шлифовку, полировку) перед покрытием — а не после. Процесс покрытия (особенно травление при анодировании) изменит поверхность. Полируйте до уровня на одну ступень зернистости ниже целевого, затем позвольте процессу покрытия завершить остальное.
Bead Пескоструйная обработка Deep-Dive
Абразивный материал подаётся под высоким давлением (обычно 40–100 psi) на поверхность с помощью сжатого воздуха. Воздействие создаёт равномерную матовую текстуру путём бомбардировки поверхности тысячами микровоздействий в секунду. Это самый экономичный способ скрыть следы обработки и создать ровную декоративную отделку. Работает с любым металлом и сложной геометрией -- абразив достигает карманов и углублений, недоступных для ручной отделки.
Типы абразива
| Абразив | Состав | Результат | Достижимый Ra | Cost | Лучше всего для |
| Glass bead | Кальциево-натриевое стекло, сферическое | Гладкая матовая, атласный блеск | 1.6–3.2 μm | Low | Наиболее распространённый абразив. Очищает без значительного удаления материала. Подходит для алюминия, нержавеющей стали, латуни. Не оставляет ферритного загрязнения. |
| Алюминий oxide (Al2O3) | Synthetic, angular | Более грубая матовая, травлёная поверхность | 3.2–6.3 μm | Low | Более агрессивен, чем стеклянная дробь. Травит поверхность, улучшая адгезию покрытия. Стандартный абразив для подготовки поверхности перед порошковой покраской или окраской. |
| Сталь shot / grit | Cast Сталь, spherical or angular | Обдувная, гладкая, слегка наклёпанная | 1.0–3.0 μm | Low | Обдувка дробью для повышения усталостной прочности. Оставляет ферритное загрязнение -- не подходит для алюминия или нержавеющей стали перед анодированием. |
| Ceramic bead | Диоксид циркония или оксид алюминия, сферическое | Мелкая матовая, однородная | 1.0–2.0 μm | Moderate | Многократного использования (служит в 20–50 раз дольше стеклянной дроби). Стабильная отделка. Подходит для серийного производства, где важна однородность. |
| Walnut shell / corn cob | Organic, soft | Очень лёгкая очистка, без изменения поверхности | No significant change | Low | Зачистка заусенцев и очистка мягких металлов (алюминий, латунь, медь) без удаления материала. Используется для удаления облоя с пластиковых деталей. |
| Silicon carbide (SiC) | Synthetic, very angular, sharp | Агрессивное травление, грубая поверхность | 3.2–12.5 μm | Low | Грубая очистка, удаление ржавчины или окалины, подготовка поверхности под толстые покрытия. Слишком агрессивен для декоративных отделок. |
| Пластик bead (PMA) | Urea-melamine or Акрил | Лёгкая очистка, мягкое удаление покрытия | Minimal change | Moderate | Удаление покрытий без повреждения подложки. Используется в авиакосмической для удаления краски. Без повреждения подложки. |
Размер зерна и получаемый Ra
| Размер зерна / mesh | Размер частиц | Типичный Ra (стеклянная дробь) | Типичный Ra (Al2O3) | Визуальный результат |
| 80–120 mesh | 125–180 μm | 3.2–6.3 μm | 6.3–12.5 μm | Грубая матовая, видимая текстура. Агрессивная очистка. |
| 150–200 mesh | 75–106 μm | 2.0–4.0 μm | 3.2–6.3 μm | Средняя матовость. Стандарт для декоративной дробеструйной обработки. |
| 220–270 mesh | 53–75 μm | 1.6–2.5 μm | 2.5–4.0 μm | Тонкая матовость, атласная. Распространена для подготовки к анодированию. |
| 325–400 mesh | 38–45 μm | 1.0–1.6 μm | 1.6–3.2 μm | Очень тонкая матовость, почти гладкая. Хороший этап перед полировкой. |
Маскировка для выборочной пескоструйной обработки
Пескоструйная обработка поражает всё в камере. Если вам нужна обработанная поверхность (посадочное место подшипника, уплотнительная поверхность, отверстие с жёстким допуском) без обработки -- её необходимо замаскировать.
| Метод маскировки | Лучше всего для | Cost | Notes |
| High-temp tape | Плоские поверхности, простые выборочные области | $0.30–1 per application | Быстро наносится. Может отклеиваться по краям под давлением. Неточный. |
| Silicone plugs / caps | Расточки, отверстия, концы труб | $0.50–3 per plug | Многократного использования. Точный. Лучше всего для защиты резьбовых отверстий и расточек. |
| Custom fixtures / shields | Производственные серии, сложные схемы маскировки | $50–300 tooling (one-time) | Амортизируется на объёме. Быстро устанавливается. Необходим для производства. |
| Photoresist / laser-cut vinyl | Логотипы, текст, точные узоры | $2–10 per part | Позволяет создавать логотипы или текст пескоструйной обработкой через трафарет. Популярно для брендинга на алюминиевых корпусах. |
Загрязнение абразивом
Не используйте стальную дробь или grit на алюминиевых или нержавеющих деталях, которые будут анодироваться. Ферритное загрязнение внедряется в поверхность и вызывает тёмные пятна и обесцвечивание при анодировании. Используйте стеклянную или керамическую дробь на алюминии и нержавеющей стали. Если стальной абразив необходим, выполните последующую обработку стеклянной дробью для удаления внедрённых ферритных частиц.
Дробеструйная обработка + Anodize / Покрытие
Дробеструйная обработка before anodizing or coating is standard practice. The blasting creates a uniform surface texture that the coating adheres to well, and it hides minor machining imperfections. For Алюминий детали, glass bead at 220–270 mesh followed by Type II anodize is the most common cosmetic finish combination.
Виброгалтовка
Детали и абразивный материал помещаются во вибрирующую чашу или бак. Вибрация заставляет абразив скользить, перекатываться и тереться о детали, постепенно зачищая заусенцы, сглаживая поверхности и скругляя острые кромки. Процесс партионный -- загружаете партию, запускаете на заданное время, затем выгружаете. Трудозатраты на деталь очень низкие, что делает это самым дешёвым вариантом отделки для мелких деталей при крупных партиях.
Типы абразива
| Абразив | Состав | Aggressiveness | Результат | Лучше всего для |
| Ceramic triangle | Керамика с высоким содержанием оксида алюминия | High | Зачистка заусенцев, сглаживание поверхности, быстрый съём | Сталь and stainless детали. Heavy burr removal. |
| Ceramic cylinder | Керамика с высоким содержанием оксида алюминия | High | Зачистка заусенцев, скругление кромок, сглаживание | Универсальный. Хорошо достигает отверстий и пазов. |
| Porcelain ball | Porcelain ceramic | Medium | Полировка, наклёп, тонкое сглаживание | Подготовка к гальванике или анодированию. Оставляет гладкую наклёпанную поверхность. |
| Пластик pyramid | Urea or polyester | Low | Лёгкая зачистка заусенцев, без изменения размеров | Мягкие металлы (алюминий, латунь, медь). Предотвращает внедрение абразива в мягкие подложки. |
| Сталь ball | Hardened Сталь | Low | Наклёп, обдувка, уплотнение поверхности | Повышает усталостную прочность поверхности. Оставляет блестящую наклёпанную отделку. |
| Сухой органический (кукурузная кочерыжка, грецкий орех) | Природный, органический | Very low | Сушка, лёгкая очистка, полировка | Заключительная сушка после мокрой галтовки. Лёгкая полировка мягких металлов. |
Циклы времени и партионная обработка
| Операция | Абразив | Типичный цикл | Состав | Результат |
| Heavy deburring | Ceramic triangle, large | 2–6 hours | Соединение для зачистки | Удаляет заусенцы до 1 мм. Значительное скругление кромок. |
| Light deburring | Ceramic triangle, small | 1–3 hours | Универсальное соединение | Удаляет мелкие заусенцы, скругляет острые кромки. Незначительное сглаживание поверхности. |
| Surface smoothing | Porcelain ball | 2–4 hours | Соединение для наклёпа | Сглаживает поверхность до Ra 0,8–1,6. Подготовка к гальванике или анодированию. |
| Полировка | Porcelain ball + polishing compound | 4–8 hours | Полировальная паста | Полурефлексирующая отделка. Не зеркало, но видимый полированный блеск. |
| Drying | Кукурузная кочерыжка или скорлупа грецкого ореха | 30–60 min | Сухой (без жидкости) | Удаляет влагу после мокрой галтовки. Детали выходят сухими. |
Подходящие типы деталей
| Хорошо подходит | Плохо подходит | Почему |
| Мелкие обработанные детали (до 100 мм) | Крупные детали, тонкостенные, прецизионные | Детали должны помещаться в чашу (обычно 300–600 мм диаметром). В партии детали могут помяться или деформироваться друг от друга. Галтовка неразборчива -- все поверхности обрабатываются. |
| Токарные и фрезерные CNC компоненты |
| Штамповки и отливки |
| Винты, болты, мелкие кронштейны |
| Детали с заусенцами на всех кромках | Детали с жёсткими допусками на определённых поверхностях | Нельзя защитить отдельные поверхности от абразива. Все поверхности обрабатываются. |
| Крупносерийное производство (50+ шт.) | Прототипы или единичные детали | Наладка партии занимает время. Для 1–5 деталей ручная зачистка быстрее и дешевле. |
| Детали с равномерной толщиной материала | Листовой металл, тонкостенные трубы, хрупкие элементы | Удары деталей друг о друга в чаше могут помять тонкий материал или согнуть хрупкие элементы. |
Повреждение деталей друг о друга
Во вибрирующей партии детали трутся друг о друга. На алюминии и латуни это вызывает вмятины и царапины. Добавьте разделитель между деталями или используйте соотношение абразива к деталям не менее 5:1 для амортизации ударов. Для хрупких деталей рассмотрите галтовку в барабане с более высоким уровнем жидкости или ручную отделку.
Значения Ra и что они означают
Ra (среднее арифметическое отклонение) — наиболее распространённый параметр шероховатости поверхности. Измеряется в микрометрах (μm) или микроинчах (μin). Он измеряет среднее отклонение профиля поверхности от средней линии. Нижний Ra = более гладкая поверхность = дороже. Большинство инженерных чертежей ссылаются на Ra как на обозначение шероховатости поверхности.
| Ra (μm) | Ra (μin) | Визуальное описание | Как ощущается | Коэффициент стоимости (отн. обработанной) | Типичное применение | Достижимо |
| 0.05 | 2 | Истинное зеркало -- чёткое, неискажённое отражение объектов | Идеально гладкая, как стекло | 4–6x | Оптические зеркала, прецизионные калибры, высококлассная декоративная продукция | Зеркальная полировка (алмазная паста/rouge) |
| 0.1 | 4 | Очень гладкая, дымчатое отражение -- объекты видны, но размыты | Очень гладкая, едва уловимая текстура | 3–4x | Медицинские инструменты, декоративные потребительские товары, санитарные поверхности | Зеркальная полировка |
| 0.2 | 8 | Полурефлексирующая, тонкие линии видны при внимательном осмотре | Гладкая, едва ощутимая текстура при движении ногтем | 2–3x | Поверхности подшипников, расточки гидроцилиндров, уплотнительные поверхности | Точная полировка, точная шлифовка |
| 0.4 | 16 | Гладкая, видны мелкие направленные линии. Низкая рефлексия. | Гладкая, лёгкая текстура ощущается кончиком пальца | 1.5–2x | Общие прецизионные сопряжённые поверхности, компоненты насосов | Точная шлифовка, подготовка к полировке, притирка |
| 0.8 | 32 | Гладкая, но следы обработки видны при внимательном осмотре | Равномерная текстура, лёгкая шероховатость | 1.2–1.5x | Чистовой проход CNC, лёгкие сопряжённые поверхности, общая обработка | Чистовой проход CNC, виброгалтовка |
| 1.6 | 63 | Видимые следы инструмента. Стандартный обработанный вид. | Отчётливо грубая, следы обработки ощущаются | 1x | Некритичные обработанные поверхности, стандартный результат CNC | Стандартная CNC, дробеструйная (мелкая) |
| 3.2 | 125 | Более грубая, отчётливые линии обработки. Распространено при черновых проходах. | Грубая, отчётливо ощущается | Включено | Некритичные поверхности, скрытые грани, черновой проход | Черновой проход CNC, дробеструйная (крупная) |
| 6.3 | 250 | Отчётливо грубая, глубокие следы обработки, вид распила | Очень грубая, цепляет за ноготь | Включено | Скрытые поверхности, подготовка к покрытию, литые поверхности | Пиление, грубая шлифовка, мощная дробеструйная обработка |
Указывайте Ra, а не «гладко» или «полировать»
«Гладко» и «полировка» не измеримы. Разные цеха понимают их по-разному, и у вас нет оснований для возврата деталей. Всегда указывайте числовое значение Ra на чертеже: «Шероховатость поверхности Ra 0.8» или «Ra 1.6 МАКС». Если нужен конкретный процесс, укажите его: «ЗЕРКАЛЬНАЯ ПОЛИРОВКА Ra 0.1» или «ПЕСКОСТРУЙНАЯ ОБРАБОТКА Ra 3.2».
Влияние на размеры
Каждый механический процесс отделки удаляет материал. Количество зависит от процесса, исходного состояния поверхности и интенсивности применения. В отличие от покрытий (которые добавляют материал), операции отделки уменьшают деталь. Это важно для любого элемента с допуском жёстче ±0,01 дюйма.
| Процесс | Удаление материала на одну поверхность | Удаление на диаметре (с обеих сторон) | Можно ли это контролировать? | Рекомендация |
| Как обработано | 0 mm | 0 mm | Н/Д | Припуск не нужен. |
| Дробеструйная обработка | 0.002–0.005 mm | 0.004–0.01 mm | Ограниченный -- зависит от абразива, давления, времени | Пренебрежимо мал для большинства допусков. Замаскируйте элементы с жёсткими допусками. |
| Штрихованная / щёточная | 0.005–0.02 mm | 0.01–0.04 mm | Умеренный -- контролируется зерном и числом проходов | Предусмотрите 0,02 мм на щёткованно-шлифованных поверхностях. Не подходит для поверхностей с жёсткими допусками. |
| Виброгалтовка | 0.01–0.05 mm | 0.02–0.1 mm | Низкий -- партионный процесс, трудно контролировать точно | Предусмотрите 0,02–0,05 мм общее. Не галтуйте детали с жёсткими допусками. |
| Шлифовальная бумага / шлифовка | 0.01–0.1 mm | 0.02–0.2 mm | Хороший -- контролируется последовательностью зернистости | Предусмотрите 0,02–0,05 мм для точной шлифовки. Больше для грубой. |
| Полировка | 0.01–0.1 mm | 0.02–0.2 mm | Умеренный -- зависит от исходной поверхности | Предусмотрите 0,02–0,05 мм для полировки после обработки. Больше, если сначала нужна грубая шлифовка. |
| Зеркальная полировка | 0.02–0.1 mm | 0.04–0.2 mm | Умеренный -- многоступенчатый, кумулятивный | Предусмотрите минимум 0,05 мм на зеркально полированных поверхностях. Начало с хорошей обработанной поверхности уменьшает удаление. |
| Притирка | 0.005–0.05 mm | 0.01–0.1 mm | Очень хороший -- контролируется временем и абразивом | Притирка часто используется для достижения конечного размера. Предусмотрите 0,01–0,03 мм как припуск притирки. |
| Тип элемента | Уровень риска | Рекомендация |
| Посадочные отверстия с натягом (H7/p6) | High | Замаскируйте или не отделывайте эти поверхности. Даже удаление 0,01 мм изменяет посадку с натягом. |
| Резьбовые отверстия | Medium | Пескоструйная обработка обычно допустима (минимальное удаление). Полировка удаляет пики резьбы -- может вызвать свободный ход. Замаскируйте или избегайте. |
| Диаметры валов в подшипниках | High | Не полируйте и не обрабатывайте пескоструйным способом посадочные места подшипников, если не учтёте удаление в сумме допусков. |
| Уплотнительные поверхности (канавки O-колец) | Medium | Шлифовка или притирка уплотнительных поверхностей допустима при контроле. Избегайте пескоструйной обработки (внедрение абразива). |
| Поверхности критичные по плоскостности | High | Ручная полировка создаёт волнистость на больших плоских поверхностях. Используйте машинную шлифовку или притирку для обеспечения плоскостности. |
| Наружные декоративные поверхности | Low | Размерное удаление допустимо на декоративных поверхностях, если оно в пределах профиля. |
Факторы стоимости
Стоимость механической отделки определяется почти исключительно трудом. В отличие от покрытий или гальваники (где важна стоимость материала), полировка и пескоструйная обработка -- это вопрос того, сколько времени человек или машина тратит на каждую деталь. Понимание того, что определяет время, помогает снизить стоимость без ущерба для результата.
| Коэффициент стоимости | Impact | Detail |
| Труд (ручная полировка) | Доминирующая стоимость | Зеркальная полировка -- это на 80–100% ручной труд. Квалифицированный полировщик берёт $15–40 в час. Сложная деталь с внутренними элементами может занимать 30–60 минут на поверхность. Именно поэтому зеркальная полировка дорогая. |
| Площадь поверхности | High | Стоимость зависит от площади. Плоская пластина 50×50 мм — дёшево. Пластина 500×500 мм с тем же Ra занимает в 100 раз дольше. Consider whether every surface needs the finish. |
| Количество поверхностей | Moderate to high | Каждая дополнительная поверхность добавляет время. Отделка 6-гранной коробки со всех сторон стоит примерно в 6 раз больше, чем одной грани. Минимизируйте количество поверхностей, нуждающихся в отделке. |
| Сложность геометрии | Moderate to high | Внутренние углы, глубокие карманы и подъёмники требуют ручного инструмента и медленной работы. Простые плоские поверхности и наружные радиусы -- самые быстрые. |
| Исходное состояние поверхности | Moderate | Если обработанная поверхность уже Ra 0,8, полировка до Ra 0,2 занимает меньше времени, чем с Ra 3,2. Хороший чистовой проход CNC перед полировкой экономит деньги. |
| Наладка и маскировка | $2–8 за деталь | Маскировка поверхностей, не подлежащих отделке, добавляет трудозатраты на нанесение и удаление. Специальная оснастка амортизируется на объёме. |
| Размер партии | Значительный | Пескоструйная обработка: минимальный эффект количества (быстро за деталь). Полировка: на 10–20% дешевле при 50+ шт. по мере наработки операторами. Виброгалтовка: большой эффект количества -- 100 шт. стоят едва ли больше, чем 10 шт. |
| Целевой Ra | Нелинейный | Стоимость не масштабируется линейно с Ra. Переход от Ra 1.6 к Ra 0.8 стоит 1,5x. Переход от Ra 0.2 к Ra 0.05 стоит 3–4x. Последние доли микрона стоят экспоненциально дороже. |
| Дробеструйная обработка setup | $30–100 партионный сбор | Большинство пескоструйных цехов имеют минимальный сбор. Для 5 деталей наладка доминирует. Для 500 деталей посушточная стоимость минимальна. |
| Срочность / ускорение | +25–100% | Стандартный срок изготовления: 2–5 рабочих дней. Срочность нарушает графики. Квалифицированные полировщики могут быть недоступны на коротком notice. |
Снижение стоимости полировки
Три практичных способа снизить стоимость полировки: (1) укажите чистовой проход CNC сферическим фрезой или летучкой перед полировкой -- начало с Ra 0,8 вместо Ra 3,2 сокращает время полировки на 50% и более; (2) ограничьте зеркальную полировку видимыми поверхностями, оставьте скрытые как обработано; (3) проектируйте с большими простыми наружными радиусами вместо тесных внутренних углов -- плоские наружные поверхности полируются в 5–10 раз быстрее внутренних карманов.
Типичные ошибки
| Mistake | Consequence | Fix |
| Указание зеркальной полировки на деталях, которые будут окрашены или покрыты | Напрасная трата денег. Покрытие полностью скрывает полировку. Зеркало Ra 0.05 под 60 мкм порошкового покрытия невидимо. | Используйте пескоструйную обработку или шлифовку как подготовку к покрытию. Полируйте только если финальная поверхность — голый металл. |
| Неучёт удаления материала на элементах с жёсткими допусками | Цапфы подшипников слишком малы, отверстия слишком велики, уплотнительные поверхности не плоские. Детали не проходят размерный контроль после отделки. | Добавьте припуск на отделку в сумму допусков. Для полировки предусмотрите 0,02–0,05 мм. Для шлифовки 0,01–0,05 мм. Замаскируйте критичные элементы. |
| Указание Ra без указания процесса или эталонного стандарта | Цех интерпретирует Ra 0.4 иначе, чем вы предполагали. Один цех доставляет шлифованную поверхность, другой — отполированную. Оба измеряют Ra 0.4, но выглядят по-разному. | Укажите процесс: «Ra 0.4, ШЛИФОВАНАЯ» или «Ra 0.4, ПОЛИРОВАННАЯ» или ссылайтесь на стандарт (ISO 1302, ASME Y14.36). Включите обозначение шероховатости поверхности на чертеже. |
| Использование стального абразива на алюминии перед анодированием | Ферритные частицы внедряются в поверхность алюминия. При травлении анодирования эти частицы вызывают тёмные пятна и обесцвечивание, видимые через покрытие. | Используйте стеклянную или керамическую дробь на алюминиевых и нержавеющих деталях. Никогда не используйте стальную дробь или grit на деталях, которые будут анодироваться. |
| Зеркальная полировка больших плоских поверхностей вручную | Волнистость и искажения. Поверхность отражает, но отражение волнистое и искажённое. Плоскостность теряется. | Используйте машинную притирку или плоское шлифование для больших плоских областей. Ручную полировку оставьте для контурных и наружных поверхностей. |
| Указание одинакового Ra на всех поверхностях | Неоправданные затраты на скрытых и некритичных поверхностях. Если вы укажете Ra 0.8 на всех гранях, цех обработает всё — включая поверхности, которые никто не увидит. | Указывайте Ra только на поверхностях, где это необходимо. Остальные оставьте «как обработано» или используйте общую пометку: «ЕСЛИ НЕ УКАЗАНО ИНОЕ, ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ Ra 3,2». |
| Полировка нержавеющей стали без защиты | Отпечатки пальцев, водяные пятна и лёгкая поверхностная ржавчина появляются в течение дней. Зеркально полированная нержавеющая сталь показывает каждый след. | Нанесите прозрачный лак, пассивируйте (для коррозионной стойкости) или упакуйте в защитную плёнку. Для наружного использования рассмотрите электрополировку вместо механической. |
| Галтовка тонкостенных или хрупких деталей без разделителей | Детали вмятиваются, гнутся или царапают друг друга во вибрирующей чаше. Высокий процент брака. | Используйте разделители деталей, увеличьте соотношение абразива к деталям до 8:1 или более, или перейдите на ручную отделку для хрупких деталей. |
| Отсутствие указания типа абразива или размера зерна | Цех использует стандартный абразив, который может быть слишком агрессивным (крупный Al2O3 вместо мелкого стеклянного шарика). Поверхность грубее ожидаемой или загрязнена чужеродным абразивом. | Укажите на чертеже: «ПЕСКОСТРУЙНАЯ ОБРАБОТКА СТЕКЛЯННОЙ ДРОБЬЮ, 220 MESH, Ra 2.0 МАКС» или аналогичное. Включите тип абразива и размер зерна. |
| Пропуск чистового прохода CNC и отправка грубо обработанных деталей на полировку | Время (и стоимость) полировки увеличивается втрое и более. Полировщик должен удалить все грубые следы инструмента, прежде чем начать последовательность полировки. | Запросите чистовой проход CNC (сферической фрезой, летучкой или точным растачиванием) до Ra 0,8–1,6 перед полировкой. Небольшая дополнительная стоимость CNC значительно экономит труд полировщика. |