Шлифовальный станок. Виды и типы. Работа и применение. Выбрать

Шлифовальный станок – это специализированное оборудование, предназначенное для абразивной обработки поверхности материалов. Он применяется для доводки заготовок с плоской, цилиндрической или конусной формой. С его помощью убирается избыточная шероховатость деталей или доводится более точная форма, которую не удалось задать на предыдущих этапах производства. Станки оснащаются шлифовальными материалами, в качестве которых могут выступать абразивные и войлочные круги, а также наждачная бумага.

Как работает шлифовальный станок

Вне зависимости от устройства станка его работа осуществляется в результате вращения на высокой скорости расходного абразивного материала. При прижатии к нему поверхности заготовки осуществляется стирание последней. Оборудование снимает тонкий слой материала, поэтому в случае необходимости обработки больших объемов требуется затрачивать довольно много времени. Такие установки могут работать практически с любыми материалами. Обычно их применяют для шлифовки металла, дерева, пластмассы и полировки стекла. Гранение драгоценных металлов также осуществляется с помощью данного оборудования.

Глубина шлифовки зависит от жесткости материала заготовки, а также применяемого абразива. Чем он крупнее, тем толще слой снимается за один проход. При этом крупнозернистый абразив делает грубую обработку с царапинами. Чем меньше зернистость абразива, тем более гладкой будет обрабатываемая деталь. Чтобы в дальнейшем придать ей глянцевый блеск используются войлочные круги, с нанесенными на их поверхность специализированными пастами.

Если рассматривать наиболее распространенные направления применения данного оборудования, то можно отметить, что оно используется для следующих целей:

• Обдирка черновых заготовок.
• Снижения шероховатости поверхностей.
• Доводки формы деталей под нужный размер.
• Финишной полировки изделий.
• Заточки режущих и колющих инструментов.

Разновидности шлифовальных станков

Шлифовальный станок является распространенным оборудованием, которое широко используется в различных производственных и ремонтных областях. Без них не обходится даже заточка инструмента, такого как ножи, стамески, сверла, топоры и пр. Было разработано много разновидностей станков, адаптированных под определенные цели применения. В связи с этим можно подобрать идеальную установку, с которой будет действительно удобно выполнять ту или иную задачу.

Точильно-шлифовальные станки

Подобное оборудование часто называют точилом. Такой наждак бывает напольным и настольным. Его конструкция состоит из обычного асинхронного электродвигателя, установленного на подставке. С двух сторон на вал мотора насаживаются абразивные круги. Один применяется для заточки, а второй для шлифовки. Важной частью данного оборудования является защитный кожух, который предотвращает подъем искр вверх. Благодаря этому предотвращается травмирование глаз работника. Такие установки являются самыми доступными, поэтому встречаются в мастерских и гаражах практически любого, кто любит мастерить своими руками.

Калибровочные

Подобное оборудование относится к более высокому ценовому сегменту. Оно предназначено для подгонки древесины под требуемые параметры. В частности, конструкция установки рассчитана для работы со столярными щитами. Склеенный из брусков или досок щит пропускается через такой станок, что позволяет выровнять выступающие поверхности, а также убрать вмятины от струбцин, если они образовались. По конструкции такой станок похож на рейсмус, но он обеспечивает более гладкую обработку, поскольку шлифовка проводится благодаря наждачной ленте, а не грубым ножам.

В сердце такой конструкции имеются один или несколько шлифовальных валов, которыми поддерживается прокручивание широкоформатной наждачной бумаги. Данное оборудование применяется для чистовой отделки щитов, которые в дальнейшем будут применяться для создания мебели. Использование калибровочного станка для других целей нецелесообразно, в связи с высокой себестоимостью его расходных материалов. Такие установки отличаются между собой по ширине захвата щитов. Стоит отметить, что чем выше данный показатель, тем дороже расходные материалы для приведения доведения к рабочей готовности.

Ленточные

Шлифовальный станок ленточного типа обычно используется для финишной отделки. Также с его помощью осуществляется довольно качественная заточка инструментов. Такое оборудование обычно используется для обработки древесины, в частности мебельном производстве. Для обеспечения работы таких установок используется абразивная лента разной ширины. Она натягивается между несколькими валами с мягкой поверхностью, один из которых с помощью шестеренчатого механизма или напрямую подключается к электродвигателю.

Подобные установки применяются для окончательной обработки заготовок, устранения на их поверхности заусениц, мелких неровностей и других дефектов. Ленточные станки совместимы с любыми материалами. Стоит отметить, что подобное оборудование отличается высокой производительностью в сравнении с точильными станками. Это обусловлено большой площадью абразивного материала. В результате при снятии материала заготовки меньше осуществляется заполнение пространства между камушками абразивного материала, поэтому слои детали стираются быстрей.

Ленточный шлифовальный станок может использоваться только для шлифовки и непригоден для полировки, поскольку он может оснащаться только наждачной бумагой крупной и средней зернистости. Такое оборудование часто используется для вывода спусков на ножах и реставрации поврежденной режущей кромки. На ленточных станках эта делать намного проще, чем используя установки на абразивных кругах.

Круглошлифовальный

По своей конструкции напоминает токарный станок. Они применяются для обработки поверхностей конусных или цилиндрических деталей. Это узкоспециализированное оборудование, которое используется на производстве. Его редко можно встретить в мастерских, а тем более в домашних условиях. Это действительно крупное оборудование, позволяющее закрепить деталь в форме вала, который в дальнейшем вращается, в то время как регулируемая часть устройства с абразивным материалом осуществляет шлифовку.

Такие установки позволяют работать только с цилиндрическими или фасонными заготовками, поэтому не нашли своего распространение в подавляющем большинстве областей промышленности. Это оборудование можно с легкостью заменить токарным станком. При этом нужно отметить, что все же узкоспециализированные круглошлифовальные станки являются более производительными и удобными, поэтому незаменимы для крупного производства, где важна высокая скорость обработки.

Плоскошлифовальный

Применяется для обработки заготовок, которые имеют плоскую поверхность. Особенность такого оборудования заключается в технологии фиксации обрабатываемых деталей. Они закрепляются не с помощью патрона, а благодаря электромагниту. Он притягивает деталь к рабочей поверхности установки, равномерно прижимая ее к абразиву, что минимизирует возможность перекоса, случающегося если удержание проводится вручную.

Внутришлифовальные

Шлифовальный станок внутреннего типа применяется для придания гладкости внутренним поверхностям заготовок, сделанным из металла. При этом сама деталь фиксируется неподвижно, обработка осуществляется регулируемым шпинделем, который вращается, создавая возвратно-поступательное движение. Такое оборудование может оснащаться одним, двумя или тремя шпинделями. Это узкоспециализированные станки, используемые на больших производствах. При работе таким оборудованием возникают проблемы с удалением стружки. В том случае если установка предназначена для обработки стальных поверхностей, она оснащается магнитом, который собирает стружку, предотвращая забивание абразивной поверхности шпинделя.

Критерии выбора станков

Важными критериями выбора, на которые необходимо обращать внимание в первую очередь, являются:

• Мощность двигателя.
• Максимально возможная толщина обработки деталей.
• Диапазон точной настройки угла обработки заготовок.
• Внешние габариты.
• Максимально допустимый размер заготовок.

Что касается мощности привода, то чем она выше, тем лучше. При этом нужно учитывать, что избыточная мощность сопровождается неоправданными энергетическими затратами. При частой работе такого оборудования будут образовываться большие счета за потребленное электричество. Что касается максимально возможной толщины обработки заготовок, а также их допустимого размера, то это в первую очередь актуально для тех станков, в которых выставляется зазор. Это калибровочное оборудование и другие подобные системы. В том же случае, если речь идет о точильно-шлифовальном и большинстве ленточных станков, то это неважно, так же как и настройка угла обработки заготовок.

Важным критерием выбора являются внешние габариты. Шлифовальный станок может весить порядка нескольких тонн, поэтому профессиональные станки, которые предназначены для использования на производстве не подойдут для маленькой мастерской или установки в гараже. Для домашнего пользования производители выпускают массу точильно-шлифовального и ленточного оборудования компактных размеров, в которых используются недорогие расходные материалы. Подобные установки имеют достаточный функционал для выполнения бытовых задач.

Шлифовальные станки

Шлифовальные станки — отдельная категория металлообрабатывающих станков, которые предназначены для производства операций шлифовки. Имеется несколько основных видов этих станков, которые различаются по конструкции, принципу работы и виду обрабатываемых поверхностей. Рассмотрим каждый из них по отдельности.

Круглошлифовальный станок

Станки кгруглошлифовальной подгруппы (рис. 1) предназначены для производства шлифовальных операций на наружных и внутренних поверхностях тел вращения.

Рисунок 1. Круглошлифовальный станок.

Конструктивно круглошлифовальный станок состоит из станины (1), стола (2) двух бабок (3,5), в которых закрепляется цилиндрическая или коническая деталь и приводной бабки (4), в которой закреплен рабочий орган. Рабочим органом на этом станке является шлифовальный круг. Здесь имеются различия в способе подачи вращательного движения, которые часто комбинируются в зависимости от требуемого эффекта:

• вращается сама заготовка;
• вращается шлифовальный круг;
• вращается и заготовка, и круг.

В общем случае заготовка закрепляется в центрах. Запускается приводной электродвигатель шлифовального круга. Выбирается скорость вращения круга и скорость подачи. Круг подается на заготовку. Осуществляется продольная подача с определенной скоростью. В процессе работы шлифовальный круг снимает металл с поверхности заготовки, тем самым сглаживая неровности и уменьшая шероховатость.

Также различаются способы подачи шлифовального круга при обработке детали (рис. 2).

Рисунок 2. Способы шлифования.

Основные способы шлифования поверхностей тел вращения следующие:

1. с осуществлением продольной подачи;
2. с заглублением;
3. с врезанием;
4. с последовательным врезанием;
5. комбинированный.

Станки для круглого шлифования подразделяются на следующие категории:

• стандартные;
• специализированные;
• универсальные;
• бесцентровые;
• врезные.

Самым распространенным является стандартный круглошлифовальный станок.

Внутришлифовальный станок

Внутришлифовальные станки (рис. 3) предназначены для обработки внутренних цилиндрических, конически и сферических поверхностей.

Рисунок 3. Внутришлифовальный станок.

Процедура внутреннего шлифования предназначена для финальной обработки внутренних поверхностей деталей. Одним из положительных эффектов, помимо убирания неровностей и понижения шероховатости, является исправление отклонения внутренней поверхности детали от оси вращения. Такое отклонение появляется, как правило, из-за погрешностей при производстве предыдущих металлорежущих операций.

Плоскошлифовальный станок имеет две бабки. В одной из них установлен патрон. В патроне закрепляется деталь. Вторая бабка имеет собственный привод. В ней установлен держатель, в котором фиксируется шлифовальный инструмент. Передняя бабка неподвижна. Подача осуществляется перемещением задней бабки на салазках. Часто подобные станки оснащаются дополнительным подводом смазывающе-охлаждающей жидкости.

Плоскошлифовальный станок

Плоскошлифовальные станки (рис. 4) предназначены для обработки плоских поверхностей деталей с использованием абразивного инструмента, как правило, шлифовального круга.

Рисунок 4. Плоскошлифовальный станок.

Конструктивно плоскошлифовальный станок состоит из станины, на которой установлен стол. В нем закрепляется обрабатываемая деталь. На станине устанавливается суппорт. В зависимости от степени подвижности элементов, плоскошлифовальные станки подразделяются на три подгруппы:

• с подвижным столом;
• с подвижным суппортом;
• с подвижным столом и суппортом.

В суппорте имеется шлифовальная головка, в которой закрепляется абразивный круг. Приводится круг в движение электродвигателем. Для изменения частоты вращения имеется коробка скоростей.

Шлифование осуществляется возвратно-поступательными движениями заготовки относительно абразивного круга или с постоянной подачей в одном направлении до завершения прохода.

Бесцентрошлифовальный станок

Этот тип является разновидностью круглошлифовального станка. Бесцентрошлифовальный станок (рис. 5) используется для обработки деталей, закрепить которые в центрах не представляется возможным. Это связано либо с отсутствием возможности захвата детали патроном, либо с габаритами.

Рисунок 5. Бесцентрошлифовальный станок.

Бесцентрошлифовальный станок имеет два шлифовальных круга, каждый из которых приводится в движение собственным электромотором. Один из кругов, как правило, закрепляется статично или имеет настройку положения лишь по высоте. Второй круг подвижный и может перемещаться в более широких диапазонах. Снизу имеется так называемый опорный нож, который служит для поддержки обрабатываемой детали.

Различают три основные шлифовальные операции на этом станке.

1. Продольное шлифование. Этой операции подвергаются детали с гладкими поверхностями различных длин и диаметров. Подача осуществляется при повороте одного из абразивных кругов или при изменении положения опорного ножа.
2. Врезное шлифование. При помощи врезного шлифования обрабатываются детали с коническими и сферическими поверхностями, многоступенчатые валы и прочие детали с форменной поверхностью.
3. Шлифование до упора. Применяется как промежуточная операция между продольным и врезным шлифованием. Таким способом обрабатываются детали, которые имеют слишком большую длину или такую форму поверхности, при которой другие типа шлифования не подходят. Когда шлифовальный круг подходит к своей крайней точки, деталь удаляется из зоны обработки и происходит повторная установка.

Хонинговальный станок

Хонинговальные станки (рис. 6) применяются для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей, которые имеют цилиндрическую или коническую форму. Для проведения операции шлифования на этом станке применяется специальная хонинговальная головка.

Рисунок 6. Хонинговальный станок.

Шпиндель хонинговального станка в процессе работы совершает одновременно возвратно-поступательные и вращательные движения. При этом на поверхность обрабатываемой детали наносится своеобразный микрорельеф.

Операция хонингования наиболее широко применяется в автомобилестроении. Внутренняя поверхность цилиндров ДВС шлифуется именно таким способом. После хонингования на поверхности цилиндров образовываются микробороздки, которые удерживают масло, что увеличивает ресурс двигателя.