Шабрение (шабровка) металла – точное выравнивание поверхности

Шабрение, которое также называется шабрование или шабровка, — это технологическая операция, позволяющая выполнять обработку поверхностей металлических деталей с высокой степенью точности и качества. Совершенно не случайно специалисты считают такую операцию одной из самых сложных и трудоемких, так как она практически не поддается механизации, а ее выполнение требует от исполнителя соответствующих навыков и достаточного опыта работы.

Шабрение стальной пластины

Особенности операции и инструменты

Шабрение поверхностей — это финишная слесарная операция, смысл которой состоит в том, чтобы используя специальный инструмент, называемый шабер, соскоблить с детали тонкий слой материала. Толщина материала варьируется в интервале 0,005–0,07 мм. При помощи такой операции преимущественно обрабатываются изделия из металла, достаточно редко — детали из пластика и древесины.

Так как шабрение является финишной операцией, ее используют для выполнения обработки деталей, поверхность которых уже имеет невысокую степень шероховатости.

Такой технологический процесс просто идеально подходит для обработки частей, которые в дальнейшем будут сопрягаться и перемещаться относительно друг друга. В подобных подвижных соединениях, сформированных из деталей с идеально обработанными плоскостями, надежно удерживается смазочный материал, и обеспечено плотное прилегание элементов, что является необходимым условием точного функционирования узла. Используя операцию шабрения, выполняют обработку:

• деталей приборов различного назначения;
• элементов подшипников скольжения;
• наружной части измерительных инструментов и контрольных приспособлений: поверочных плит, линеек, угольников и др.;
• направляющих элементов различных станков: токарного, сверлильного и др.;
• плоских и криволинейных поверхностей любого другого назначения, к которым предъявляются повышенные требования по степени их шероховатости и точности взаимного расположения.

Шабровка деталей токарного станка

Процесс шабрения, как уже говорилось выше, практически не поддается механизации. Выполняют такую технологическую операцию при помощи ручного инструмента, который называется шабером. На сегодняшний день используются следующие виды инструментов для выполнения шабрения:

• классифицирующиеся по конфигурации своей режущей части на плоские, фасонные и трехгранные;
• подразделяющиеся по своей конструкции на цельные и составные;
• одно- и двухсторонние инструменты, отличающиеся количеством режущих частей.

Конструкции шаберов: а — односторонний плоский, б — с загнутым концом, в — двусторонний плоский; г — многогранные; д — углы заточки

При производстве инструментов, предназначенных для выполнения шабрения, в качестве основного материала используется инструментальная сталь. В тех случаях, когда инструмент имеет составную конструкцию, его рабочая часть может быть оснащена твердосплавными пластинами или режущими элементами, изготовленными из быстрорежущей стали.

Державка шаберной пластины

На геометрические параметры инструментов, при помощи которых выполняется шабровка, оказывает влияние ряд параметров:

• материал изготовления детали, которую предстоит обрабатывать;
• угол, под которым инструмент располагается по отношению к поверхности детали;
• характеристики поверхности, необходимые для получения в процессе выполнения обработки.

Шабрение плоских поверхностей преимущественно выполняется при помощи одно- и двухстороннего инструмента, режущая часть которого может иметь прямолинейную или криволинейную конфигурацию. В зависимости от типа обработки, торцевой участок инструмента затачивается под различным углом по отношению к его оси:

• при выполнении черновой обработки — 75–90°;
• для выполнения обработки отделочного типа — 90–100°;
• шаберы для выполнения финишной чистовой обработки — 90°.

Заточка шабера

На параметры данного угла оказывает влияние и твердость металла, поверхность которого необходимо подвергнуть обработке. Так, шабрение деталей, изготовленных из мягких материалов, производится инструментом, торцевая часть которого заточена под углом 35–40 градусов по отношению к оси инструмента, изделий из стали — 75–90 градусов, из бронзы и чугуна — 90–10°градусов.

Важными параметрами инструмента, при помощи которого выполняется шабровка, являются длина режущей кромки инструмента и радиус ее закругления.

На величину таких параметров основное влияние также оказывает твердость обрабатываемого металла и тип обработки. Те, кто профессионально занимается слесарным делом, наверняка знают, что более твердые металлы обрабатываются инструментом с узкой рабочей частью и минимальным радиусом закругления режущей кромки. В зависимости от типа обработки и требований, предъявляемых к степени шероховатости обрабатываемой детали, ширина режущей кромки шабера выбирается в следующих пределах:

• черновая обработка — 20–30 мм;
• чистовое шабрение — 15–20 мм;
• отделочная обработка — 5–12 мм.

Ручная доводка шабера

Шабрение плоских поверхностей — наиболее простая технологическая операция. Для выполнения обработки элементов криволинейной конфигурации используется инструмент с более сложной формой его режущей части. Так, части подшипников скольжения обрабатываются при помощи шаберов, имеющих кольцевую конструкцию, а поверхности вогнутой формы — инструментом, который обладает одновременно тремя режущими гранями. Такие инструменты, которые совсем несложно заправить и заточить своими руками, имеют на своей режущей части продольные желобки, а угол заострения их режущей части составляет 60°.

Шабрение криволинейных поверхностей

Шабрение плоских деталей

Операция шабрения поверхностей деталей, имеющих плоскую форму — наиболее распространенная технологическая операция, алгоритм выполнения которой уже хорошо отработан на протяжении нескольких десятилетий. Таким способом, в частности, выполняют обработку элементов станины, направляющих токарного и станков любого другого типа.

Инструмент, при помощи которого выполняется операция шабрения, может перемещаться вручную «на себя» или «от себя». Практически все специалисты слесарного дела подтверждают, что более производительным шабрение получается в том случае, если инструмент двигается «на себя». Очень важным моментом для выполнения качественной обработки является правильная подготовка поверхности, которая ей будет подвергаться.

Приемы шабрения

Неотъемлемым элементом данного технологического процесса является краска, необходимая для более качественного выполнения шабрения. Такая краска, представляющая собой смесь машинного масла с суриком, лазурью или синькой, изначально наносится на поверочную плиту, с которой затем посредством круговых движений переносится на поверхность обрабатываемой детали. При помощи нанесенной таким образом краски специалист выявляет на поверхности детали наиболее выступающие участки, подлежащие шабрению в первую очередь.

Подготовка к шабрению

Алгоритм, по которому выполняется шабрение с движением шабера «на себя», выглядит следующим образом:

• деталь, которую предстоит обрабатывать, фиксируют в тисках;
• шабер берут обеими руками в средней его части и подводят его режущую часть к поверхности детали, следя за тем, чтобы угол наклона по отношению к поверхности изделия составлял порядка 80°;
• режущая кромка инструмента, при помощи которой будет выполняться операция шабрения, подводится к границе окрашенного пятна, затем оно соскабливается;
• выполняется непосредственно шабрение, сначала черновое или предварительное, а затем — чистовое.

Последовательность шабрения методом «трех плит»

Естественно, габаритные элементы токарного или любого другого станка, которые не представляется возможным снять и зафиксировать в тисках, обрабатываются по месту. При выполнении шабрения, как и любых других слесарных работ, следует строго придерживаться требований техники безопасности.

Контроль качества выполненного шабрения осуществляется при помощи специальной рамки с прозрачным окошком, размеры которого составляют 25 на 25 мм. В таком окошке, если операция шабрения выполнена качественно, должно явно просчитываться 12–16 пятен краски, распределенных равномерно по всей его площади. Техника выполнения такого контроля выглядит следующим образом:

• рамку с окошком помещают на поверхность обработанной детали;
• считают количество пятен краски на площади поверхности, ограниченной окошком рамки;
• данную процедуру повторяют в нескольких местах поверхности детали;
• высчитывают среднее арифметическое количества пятен краски в окошке и сравнивают его с нормативным показателем — 12–16 пятен.

Поверка плоскостей с помощью цифрового штангенциркуля

Такое приспособление, как рамка с окошком, не подходит для проверки качества обработки криволинейных поверхностей. Поэтому для таких целей используют гибкую полимерную пленку, на которую нанесена сетка с размерами 25 на 25 мм. Удобство использования такой пленки состоит в том, что ей можно с легкостью придать ту конфигурацию, которую имеет поверхность обработанной детали. Удовлетворительно проведенной обработка считается в том случае, если на 75-ти участках поверхности детали количество пятен краски в окошке соответствует нормативному значению.

После операции шабрения, как правило, проводится процедура притирки, которая позволяет выровнять обрабатываемую поверхность с точностью до 0,0001 мм. Выполняется этот процесс не только при помощи инструмента различного вида, но и с применением абразивных материалов: порошков и паст.

Технологические операции по финишной обработке поверхности деталей после шабрения, о которых говорилось выше, несмотря на свою сложность и массу нюансов по их выполнению, могут быть достаточно успешно и быстро освоены по обучающим видео роликам, размещающимся на просторах сети интернет.