Шабрение — финишная обработка поверхностей¶

Шабрение — это финишная (окончательная) механическая обработка поверхностей деталей резанием с применением шабера — многолезвийного инструмента со сложной геометрией режущей кромки. Шабрение применяется для доводки плоских, цилиндрических, конических и фасонных поверхностей с высокой точностью (по квалитетам 5–7) и малой шероховатостью (Ra 0,32–0,08 мкм). Процесс относится к числу абразивно-механических и абразивных операций в зависимости от типа инструмента.

¶Сущность процесса

При шабрении срезание припуска происходит за счёт множества мелких стружек, формируемых режущими кромками шабера. В отличие от строгания, где работает одна главная режущая кромка, шабер имеет десятки и сотни микрорезцов, расположенных в определённом порядке. Благодаря этому достигается высокая производительность при малой глубине резания (обычно 0,005–0,03 мм на проход).

Шабрение может выполняться вручную (шабровка) и на станках (шабрование). Ручная шабровка исторически сложилась раньше и долгое время была основным способом доводки направляющих прессов, станков и других ответственных поверхностей.

¶Классификация

По характеру движения резания шабрение подразделяется на:

• Прямое — движение резания совпадает с направлением подачи (характерно для ручной шабровки).
• Косое — направление резания составляет угол с вектором подачи, что улучшает формирование стружки.
• Поперечное — движение резания перпендикулярно подаче.

По виду обрабатываемой поверхности различают шабрение плоскостей, цилиндрических отверстий, наружных цилиндрических поверхностей и фасонных поверхностей.

По типу инструмента выделяют шабрение:

• Стальными шаберами — из инструментальных углеродистых или легированных сталей (У10, У12, Х12, ХВГ) с твёрдостью 58–64 HRC.
• Абразивными инструментами — алмазными, электроабразивными, корундовыми и карборундовыми брусками и шаберами.

¶Инструмент

Шабер представляет собой стержень или пластину с зубчатой режущей поверхностью. Основные параметры зуба:

• Шаг зуба t — расстояние между вершинами соседних зубьев (0,25–8 мм).
• Высота зуба h — 0,15–0,5 мм.
• Угол заострения φ — 85–90°.
• Углы в плане — определяют направление стружкобразования.

Режущая кромка шабера формируется заточкой и правкой зубьев. При ручной шабровке инструмент устанавливают на обрабатываемую поверхность под углом 30–45° к направлению движения.

¶Точность и шероховатость

Шабрение позволяет достигать:

• Точности по квалитетам IT5–IT7 (для плоскостей — до 0,01–0,02 мм на длине 100 мм).
• Шероховатости Ra 0,32–0,08 мкм (классы 7–10 по ГОСТ 2789-73).

Эти показатели сопоставимы с точным шлифованием, что делает шабрение конкурентоспособным для единичного и мелкосерийного производства, где нецелесообразна настройка шлифовального оборудования.

¶Применение

Шабрение находит применение в следующих областях:

• Судостроение и тяжёлое машиностроение — доводка направляющих скольжения прессов, кузнечных молотов, литейных машин, станков. Ручная шабровка направляющих крупных станков (калибровочных, листоштамповочных) остаётся актуальной операцией.
• Инструментальное производство — шабровка и притирка штампов, пресс-форм, калибров.
• Ремонтное производство — восстановление геометрии изношенных направляющих поверхностей.
• Приборостроение — обработка мелких ответственных поверхностей.

В массовом производстве шабрение вытеснено прецизионным шлифованием и хонингованием, однако в единичном производстве и при ремонте крупногабаритного оборудования оно сохраняет значение.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам шабрения относятся:

• Высокая точность и малая шероховатость обработанной поверхности.
• Возможность работы с крупногабаритными деталями, не помещающимися на станок.
• Отсутствие необходимости в сложном оборудовании (для ручной шабровки).
• Возможность локальной правки геометрии — устранение отдельных неровностей без обработки всей поверхности.

Ограничения процесса:

• Низкая производительность по сравнению с шлифованием.
• Высокая квалификация рабочего при ручной шабровке.
• Трудоёмкость и физическая нагрузка.

¶Историческая справка

Ручная шабровка направляющих была распространена в российском и советском станкостроении с начала XX века. Мастера-шабровщики, выполнявшие доводку направляющих прессов и станков вручную, относились к высшей категории рабочих. В 1950–1970-е годы в СССР шабровка была обязательной операцией при изготовлении направляющих скольжения крупных прессов, литейных машин и кузнечного оборудования. В настоящее время ручная шабровка сохранилась преимущественно в ремонтном производстве и при изготовлении единичных крупногабаритных деталей.

¶Источники

• Балакшин П. А. «Технология машиностроения»
• Долгов Г. А. «Технология машиностроения»
• Косилова М. Г., Мещеряков Р. К. «Справочник технолога-машиностроителя»
• ГОСТ 14894-87 «Инструмент шабровальный. Общие технические условия»
• Копытов Ю. И. «Шабрение и притирка»