Шлифовальные станки: устройство, принцип работы, виды

Плюсы и минусы универсальных станков

бытовой универсальный станок Корвет

Получение из пиломатериалов готовых изделий проходит в несколько этапов на разных видах станков. Сначала стволы распускают на пилораме, после чего доска идет на рейсмус, фрезер или фуганок. Многофункциональный аппарат позволяет провести весь технологический процесс в условиях дома или мастерской, сэкономив значительные средства.

Преимущества универсального оборудования для деревообработки:

функциональность: можно, не сходя с места, провести несколько операций;
простота работы и обслуживания;
выгода: приобретение одного аппарата значительно выгоднее, чем нескольких;
целесообразность: некоторые операции по обработке выполняются довольно редко, поэтому нет смысла покупать отдельный механизм;
тихая работа: подходит для использования дома;
компактность: множество опций скрываются в небольшом и даже настольном корпусе, который можно установить на письменный, кухонный стол или верстак.

Недостатки:

Не поддается усовершенствованию или переделкам;
реализация одних функций может страдать за счет других;
для серьезного производства не подходят — выгоднее на каждую операцию поставить человека за отдельный станок.

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.

Завершающей стадией изготовления большинства изделий из дерева или металла является шлифовка.

Читать также: Как оживить батарею шуруповерта

В результате финальной обработки поверхность материала обретает законченный вид, с нее удаляются малейшие неровности. Шлифуют новые изделия, но не только, данная процедура позволяет быстро восстановить привлекательный вид старых вещей. Шлифовальный станок незаменим в цехах предприятия и в мастерской домашнего умельца, он поможет в создании уникальных изделий и избавит от излишних физических усилий.

Станки ленточного типа

Одним из наиболее универсальных станков, с одинаковым успехом применимым для работы с деревом и металлами, является лентошлифовальный станок.

Основная его особенность состоит в том, что в качестве режущего инструмента используется не абразивный диск, а абразивная лента, установленная на вращающихся роликах.

Вращение на ленту передается от электродвигателя. Многие модели ленточных станков позволяют регулировать скорость в достаточно широких пределах. Это, плюс возможность применения абразива различной зернистости, позволяет с одинаковым успехом использовать ленточный станок для любых видов работ: от черновой обработки заготовки до окончательной полировки изделия.

Широкое распространение приобрели точильно-шлифовальные станки. Конструктивно это электродвигатель, на один конец его вала установлен шлифовальный диск, на другой ведущий валик ленточного привода.

Важные характеристики шлифовальных станков

Купить шлифовальные станки в зависимости от обработки необходимого типа деталей можно разные, но так или иначе, при их выборе придется обратить внимание на некоторые технические характеристики

Во-первых, это мощность привода.
Во-вторых, расстояние от рабочего стола до оси шпинделя, влияющее на толщину обрабатываемой детали.
В-третьих, ход рабочего стола по осям X и Y, который обеспечивает длину и ширину шлифования.

Кроме того, немаловажными характеристиками шлифовальных станков являются точность обработки, минимальная и максимальная поперечная подача и, безусловно, размеры рабочего стола

Именно на эти технические характеристики и необходимо обратить внимание в самую первую очередь

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:

с осуществлением продольной подачи;
с заглублением;
с врезанием;
с последовательным врезанием;
комбинированный.

Станки для круглого шлифования подразделяются на следующие категории:

стандартные;
специализированные;
универсальные;
бесцентровые;
врезные.

Самым распространенным является стандартный круглошлифовальный станок.

Координатно-шлифовальные станки с ЧПУ Chien Wei. Серия JG

НАЗНАЧЕНИЕ:

Координатно-шлифовальные станки предназначены для шлифования сложных форм и отверстий, где требуются самые высокие степени точности обработки. По принципу работы данные станки очень похожи на координатно-расточные, но разница в том, что у шлифовальных станков более высокая точность обработки (значительно выше, чем у простого фрезерного или токарного станка) и частота вращения шлифовального шпинделя.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:

Станки находят применение в инструментальном производстве, изготовлении штампов, матриц, производстве сложных современных механизмов, волновых редукторов, изделий требующих особо высокой точности обработки и т.п. В производстве данных станков используются линейные привода, высокоскоростные пневматические или электрические двигатели и различные системы охлаждения, как самого станка, так и обрабатываемой детали.

Машина работает с высокой частотой вращения шпинделя. Шпиндели могут меняться в зависимости от требований обработки, для достижения оптимального результата. Некоторые из шпинделей имеют фиксированную скорость (60 000 оборотов в минуту), другие регулируются (от 30 000 до 50 000 оборотов в минуту), а третьи имеют очень высокую скорость (150 000 оборотов в минуту). Главный шпиндель имеет широкий диапазон скоростей, чтобы обеспечить необходимый результат. Станки имеют стандартные оси перемещений (X и Y). Все оси индексируются до 0,0001 мм с помощью электронного маховика. Станок оборудован высокоточными линейными приводами. Шпиндель вращается с переменной скоростью и перемещается с точностью до 0,0001 мм для шлифования высокоточных отверстий. Только применение таких технологий позволит добиться желаемого результата при прецизионной обработке.

ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗДЕЛИЯ:

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ:

Из всей серии станков JG особенно выделяется модель JG-1010G. В нем отображены самые последние новшества станкостроения и координатной шлифовки в целом;
Координатно-шлифовальный станок модели JG-1010G имеет двухколонную конструкцию с изготовленным из гранита основанием, который хорошо известен своими превосходными вибропоглощающими свойствами, низкой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, что благоприятно сказывается на точности станка и шероховатости обработки детали;
На жесткость и точность станка так же влияют установленные прямые привода управления координатами X, Y и W;
Шариковинтовые пары класса C1 имеют предварительное натяжение, что эффективно повышает жесткость и предотвращает деформации во время эксплуатации;
Японские линейные направляющие фирмы NSK класса P4 обладают высокой несущей способностью. Ширина направляющих составляет 45 мм. Установлены на трех осях — X, Y, Z. Имеют большую площадь контакта и меньше подвержены деформациям. Направляющие обладают высокой жесткостью, устойчивостью к вибрациям и обеспечивают максимальную скорость перемещений до 24 м/мин;
Подача по оси Z осуществляется посредством линейного двигателя, который обеспечивает быстрое перемещение рабочего инструмента, жесткость, моментальное ускорение и отсутствие люфтов. Это не только упрощает конструкцию, но и способствует быстрой и прецизионной обработке. Кроме того, две дополнительные антивибрационные подушки немецкого производства, установленные внутри, так же способствуют получению точности и качества обработки;
Точность позиционирования ± 0,0015 мм;
Повторяемость ± 0,001 мм;
На станки устанавливается система ЧПУ и сервопривода японской компании FANUC.

ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАБОТКИ:

Возвратно-поступательная шлифовка

Обкатка по контуру с возвратно-поступательным движением

Шлифовка внутреннего отверстия

Шлифовка по внутреннему контуру

Шлифовка с применением управляемого поворотного стола (4-я ось)

СТАНДАРТНАЯ КОМПЛЕКТАЦИЯ:

Мини разъем S75 x 4;
Мини разъем S95 x 4;
Мини разъем S125 x 4;
Болт M12*50L x 4;
Болт M12*75L x 4;
Болт M12*100L x 4;
Болт M12*125L x 4;
Болт M12*150L x 8;
Гайка M12 x 8;
Инструмент для обслуживания станка x 1;
Зажимной патрон 12*65L x 4;
Зажимной патрон 12*80L x 4;
Зажимной патрон 12*100L x 4;
Рамный индикатор x 2;
Бак для СОЖ x 1;
Электрический лубрикатор x 1;
Охладитель x 1;
Шлифовальный инструмент CBN (кубический нитрид бора) x 1;
Наушники x 1;
Освещение x 1;
Индикатор x 1.

Какие технологические операции можно выполнять на станке 3Б634

Благодаря своим техническим характеристикам и особенностям конструкции станок 3Б634, относящийся к оборудованию точильно-шлифовальной группы, позволяет выполнять следующие технологические операции:

заточку резцов высотой до 100 мм, изготовленных из быстрорежущих сталей или оснащенных твердосплавными режущими пластинами;
заточку сверл, диаметр которых составляет от 12 до 50 мм;
заточку различного инструмента, используемого для выполнения слесарных работ;
зачистные операции – снятие заусениц, формирование фасок на поверхности детали и другие виды слесарных работ;
шлифовку деталей, для которой используется абразивная лента;
полировальные операции.

О кругло-шлифовочных устройствах

В любых шлифовальных станках ЧПУ, наибольший производимый эффект достигается при обработке поверхностей одной установкой специальных многоступенчатых деталей, например:

шпинделей закрепления заготовок;
валов электрических двигателей;
турбинных элементов;
редукторов регулирования вращательных частот.

В таких случаях производительность значительно повышается при снижении дополнительного времени, которое предназначено для:

устанавливания требуемых заготовок и снятия уже обработанных готовых изделий;
переустановки с целью последующего обрабатывания шейки вала;
необходимых измерений.

На этих кругло-шлифовальных числовых станках запрограммированная обработка различных многоступенчатых валов достигает конца при сокращении времени почти в 1,5-2 раза, если сравнивать их со станком обычного управления.

Варианты обработки

Опять же, в зависимости от конструкционного состава станок может выполнять обработку с разными параметрами и опциональными возможностями. Типовым режимом является плоское шлифование. В этом случае упомянутая выше лента фиксируется на вал, а обрабатываемый материал в виде плоских листов размещают на лотке подачи. Как правило, стандартное шлифование позволяет получить наиболее гладкую поверхность. В более сложных конструкционных вариантах посадки обрабатывающих механизмов оператор может осуществлять не только прямую, но и угловую обработку.

В таких исполнениях калибровально-шлифовальный станок поддерживает вращение барабана с абразивной лентой в вертикальной плоскости. Для надежной фиксации заготовки, обрабатываемой в сложных условиях, под углом применяются специальные упоры и направляющие планки, способные менять позицию в соответствии с положением барабана. Распространен и формат осцилляционной обработки, которая реализуется при помощи шпинделя с абразивной обмоткой.

Как выбрать шлифовальный станок

Выбор станка для шлифовки поверхности зависит от нескольких критериев:

вес и размеры;
мощность;
скорость движения абразивной ленты;
размеры рабочей поверхности;
типы абразивных инструментов.

Чем инструмент меньше весит, тем легче его транспортировать. Для переносного станка лучшие показатели веса — от 15 до 20 кг. Станки компактных, небольших размеров можно установить в небольшой мастерской и легко перевозить с места на место.

Мощность зависит от того, к какому классу (бытовому или промышленному) относится инструмент. Для бытовых целей достаточно мощности 300-400 Вт, для профессионального использования понадобится инструмент от 800 Вт.

От скорости движения зависит, насколько быстро будет обработан материал. Для большого объема обрабатываемых заготовок понадобится станок со скоростью вращения до 3450 оборотов в минуту. Для бытового использования подойдет станок со скоростью 1750 оборотов в минуту.

От размеров стола зависит то, какой длины заготовку можно обработать. Желательно выбирать такую поверхность, чтобы она соответствовала размерам длины заготовки, чтобы деталь не выходила за пределы рабочей поверхности.

Для шлифовки поверхностей используются различные абразивные материалы. Чтобы станок выполнял качественную обработку, желательно выбирать абразивные элементы универсального характера, чтобы они подходили для обработки любого материала.

Барабанные станки

Для обработки плоских деталей из дерева, торцов древесных плит, а также внутренней поверхности отверстий в древесине следует воспользоваться барабанным шлифовальным станком.

Простейшая его конструкция выглядит как металлическая столешница, под которой размещен электродвигатель. Наружу выведен режущий инструмент, в качестве которого использован абразивный круг. Для большинства работ лучшим инструментом является круг малого диаметра и большой высоты, абразивный цилиндр.

В случае необходимости устройство допускает установку режущего диска, что расширяет его возможности.

Помимо основных типов станков промышленность выпускает огромное количество разнообразных устройств подобного предназначения. В специализированных цехах предприятий можно увидеть станок для шлифовки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, калибровально-шлифовальные станки, устройства для тонкой полировки.

3 Несколько слов об узлах и механизмах станков для круглого шлифования

Все круглошлифовальные агрегаты делят на четыре группы. В соответствии с этим подразделением станки могут быть:

Простыми. Шлифовальная и передняя бабка, а также стол такого оборудования выполнены с неповоротной конструкцией.
Универсальными. Все вышеуказанные узлы выполнены с поворотной конструкцией.
Врезными. У этих установок заготовки не могу подаваться продольно. Шлифовальный инструмент таких станков имеет большую ширину, что позволяет обрабатывать им деталь по всей ее длине. Особенность врезного оборудования заключается в сочетании поперечной непрерывной подачи с вращением заготовки.
Специальными. Агрегаты для выполнения операций по обработке каких-либо конкретных изделий (например, кулачковых валов, турбинных лопаток, профилей зубьев и так далее).

К основным блокам рассматриваемых станков относят:

рабочий стол;
шлифовальную и переднюю бабку;
станину.

В шлифовальной бабке монтируется привод к кругу, в передней – к шпинделю, в станине – к столу.

Управление оборудованием выполняется при помощи кнопочной станции, упоров, маховиков для передвижения рабочего стола и бабки (шпиндельной) вручную, а также ряда рукояток для выполнения:

быстрого отвода и подвода бабки (шпиндельной);
отвода пиноли;
изменения скорости перемещения стола;
отключения хода стола в автоматическом режиме;
реверса стола.

В конструкции агрегатов для выполнения круглого шлифования также имеются следующие важные элементы:

Круглошлифовальные станки

Для продольного и врезного шлифования наружных цилиндрических, пологих конических и торцовых поверхностей с установкой заготовок в центрах или патроне применяют круглошлифовальные центровые станки (рис. 1).

Технические характеристики станка мод. 3М151Ф2

Максимальный размер устанавливаемой заготовки, мм:
диаметр	200
длина	700
Частоты вращения заготовок, с–1	0,83…8,33
Скорость шлифовального круга, м/с, не более	50
Рабочие подачи шлифовальной бабки, мм/мин:
для предварительной обработки	0,2…0,12
окончательной	0,1…0,6
доводочные	0,02…0,12
Скорость, м/мин:
быстрого подвода шлифовальной бабки	1,7…0,93
перемещения стола, м/мин (число ступеней 10)	0,05…5
Габаритные размеры, мм	4950x2400x2170

Рис. 1. Круглошлифовальный центровой станок модели 3М151Ф2: 1 — электрошкаф; 2 — передняя бабка; 3, 11, 13 — рукоятки; 4 — люнет; 5 — механизм автоматической правки круга; 6, 17 — маховик; 7 — шлифовальная бабка; 8 — механизм поперечных подач; 9 — пульт управления; 10 — гидростанция; 12 — задняя бабка; 14 — панель гидроуправления; 15 — педаль; 16 — ось; 18, 19 — верхний и нижний столы соответственно; 20 — станина

Станок комплектуют специализированным устройством ЧПУ. Ввод УП выполняют посредством декадных переключателей. В управляющей программе размеры задают в абсолютных значениях. Число программируемых координат — 2. Работа выполняется последовательно по каждой координате. Станок оснащен двумя измерительными устройствами и соответствующими им корректирующими системами: для определения отклонения размеров заготовки и круга. Контроль диаметрального износа круга (координата Х) выполняют и корректируют при измерении заготовки в процессе обработки прибором активного контроля. Контроль базового торца заготовки (координата Z) осуществляют прибором осевой ориентации.

Пользующийся повышенным спросом универсальный круглошлифовальный полуавтомат особо высокой точности мод. 3У12АФ11 предназначен для шлифования наружных и внутренних цилиндрических, конических и торцовых поверхностей при установке деталей в центрах, кулачковом патроне, на планшайбе или цангах в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Технические характеристики универсального круглошлифовального полуавтомата, особо высокой точности мод. 3У12АФ11
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия, мм	200
Наибольшая масса устанавливаемого изделия, кг	20
Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм:
наружного шлифования	450
внутреннего шлифования	75 при dотв = 50 мм
Суммарная мощность установленных электродвигателей, кВт	10,29
Габаритные размеры, мм, не более:
без выносного оборудования	2260x780x1680
с выносным оборудованием	3600x2260x2040
Масса, кг: без выносного оборудования	3500
с выносным оборудованием	4400

Значительным спросом пользуются круглошлифовальные станки, технические характеристики которых приведены в табл. 2.

Таблица 2. Технические характеристики круглошлифовальных станков

Модель	Диаметр обработки, мм	Длина заготовки, мм	Мощность привода, кВт	Габариты (Д Ш В), мм	Масса, кг
КШ-3 СNC с ЧПУ	200	400	10,0	2300x1760x1603	1850
ВШ-152ВИ	200	1000	9,0/11,0	2950x2295x2150	6000

Станок для наружного шлифования с ЧПУ типа CNC модели EJ 30 был разработан с учетом современного уровня технологии шлифования. Практический опыт в круглом шлифовании, новейшие принципы конструирования и современные технологии с использованием ЧПУ типа CNC были предельно точно применены к конкретным требованиям, предъявляемым специалистами к шлифовальным станкам.

Компоновка станков удовлетворяет любым задачам по шлифованию в единичном или серийном производстве. Это иллюстрируется следующими данными.

Технические данные станка модели EJ30

Высота центров, мм	150
Диаметр обрабатываемой детали, мм	290
Длина зажима, мм	800
Длина шлифования, мм	800
Масса заготовки между центрами, кг	80
Узел шлифовального шпинделя
Диаметр шлифовального круга, мм: max	400
min	290
Ширина шлифовального круга, мм	63
Мощность привода, кВт	7,5
Окружная скорость, м/с	45
Расположение шлифовального круга.	Слева
Характеристики станка
Абразив	Корунд
Поперечная подача	Ось Х, ЧПУ типа CNC
Продольное движение	Ось Z, ЧПУ типа CNC
Точность позиционирования оси поперечной подачи, мм	0,0001
Масса станка, кг	Около 7000
Габариты без системы охлаждения (Ш Г В), мм	3,550×2,850×2,100

Примечание. Указаны максимальные величины.

Виды шлифовальных станков, критерии выбора моделей

Шлифовальный станок: назначение, виды, устройство и принцип работы. Обзор внутришлифовальных, обдирочно-шлифовальных, барабанных, бесцентрово-шлифовальных токарных станков. Критерии выбора и рекомендации. Обзор популярных моделей.

Шлифовальный станок — это одна из разновидностей металлорежущего оборудования, в котором для обработки заготовок используется вращающийся абразивный инструмент. Заданный припуск при шлифовке удаляется с помощью множества абразивных зерен с острыми гранями. Каждое из них выступает в роли микрорезца, срезающего узкий слой металла и превращающего его в мелкодисперсную стружку. По своей конструкции шлифовальные станки аналогичны фрезерному и токарному оборудованию. Только в качестве рабочего инструмента вместо фрез и резцов в них используют абразивные круги, работающие со скоростями резания от 20 до 60 м/с. Основные области применения шлифовальных станков — наружная и внутренняя обработка цилиндрических изделий, а также шлифовка плоских поверхностей под различными углами. Кроме оборудования общего назначения, выпускаются шлифовальные установки для специального применения: полировки, хонингования, притирки, суперфинишной обработки и шлифовки профильных поверхностей.

Простейший самодельный станок

Шлифовальный станок может заметно упростить жизнь домашнему мастеру, но у него есть один существенный недостаток – цена. Обойти это препятствие несложно. Используя минимум материалов и инструментов, делают простенькие шлифовальные станки по дереву своими руками.

В качестве силового агрегата домашнего шлифовального станка лучше всего подойдет двигатель от отслужившей свой век стиральной машины. Выбор конфигурации устройства зависит от предпочтений мастера, оптимальным же вариантом для большинства работ в домашней мастерской является самодельный станок ленточного типа. Он отличается простотой изготовления и позволяет выполнять широкий спектр работ.

Рама

Для работы в домашней мастерской вряд ли стоит изготавливать стационарный станок, достаточно сделать переносное устройство, которое при необходимости можно установить на верстак.

Лучший материал для рамы – металлический уголок или труба квадратного сечения. Соединение – сварка или болты. В любом случае станина должна быть устойчива, а двигатель на ней укреплен надежно.