Виды шлифовальных станков по металлу и их эксплуатационные особенности

Обработка стальных изделий может состоять из нескольких этапов, отличающихся технологической схемой и применяемым оборудованием. Для придания изделию или заготовке окончательной формы используют шлифовальные станки по металлу. Несмотря на конструкционные различия они имеют практически одинаковые функции и параметры.

Область применения шлифовальных станков

Процесс шлифования
Процесс шлифования

Процесс шлифования необходим для формирования окончательных размеров и параметров шероховатости детали. Во время этой работы с помощью абразивных материалов происходит поэтапное удаление слоев металла с заготовки.

Дополнительно выполнение этой процедуры позволит избавиться от незначительных дефектов, улучшит внешний вид изделия и повысит его антикоррозийные свойства. Шлифовка представляет собой постепенное снятие тонкого слоя стружки путем контакта материала с абразивным инструментом. Вращение резания инструмента является главным движением в оборудовании. Обработка может выполняться периферией абразивного компонента или его торцом.

В зависимости от конфигурации заготовки и требуемых параметров ее шлифовки различают следующие способы обработки:

  • наружное. Применяется для придания внешней поверхности требуемой формы;
  • внутреннее. Актуально для изделий с глухими или сквозными отверстиями. Абразив выполняет обработку внутренней части;
  • профильное. Необходимо для шлифования изделий сложной формы.

Для выполнения каждого типа работ необходимо правильно подобрать оборудование и его характеристики. Параметрами выбора являются производительность, степень автоматизации и функциональность станка. Также особое внимание уделяется абразивам, с помощью которых происходит снятие слоев материала. Они должны обладать требуемым показателем зернистости и иметь достаточно большую площадь для контакта с заготовкой.

Некоторые модели шлифовальных станков по металлу рассчитаны для выполнения нескольких типов обработки. Но при этом они характеризуются высокой стоимостью и сложностью эксплуатации.

Круглошлифовальные станки

Круглошлифовальный станок
Круглошлифовальный станок

Эти станки предназначены для выполнения продольного и врезного шлифования металлических заготовок различной формы. Характеризуются высокой точностью выполнения операции. Для повышения этого показателя рекомендуется выбрать модели с электронным блоком управления.

Конструктивно оборудование состоит из двух рабочих столов. На основном (горизонтальном) деталь фиксируется в центрах (патроне) для дальнейшего вращения. Вертикальный стол содержит шпиндельную бабку с установленным абразивным кругом. Ее управление может осуществляться вручную или с помощью блока ЧПУ.

Этапы работы внутришлифовального станка.

  1. Закрепление детали в центрах.
  2. Настройка первоначального положения абразива относительно заготовки.
  3. Запуск вращения детали с поступательным движением по горизонтальной оси.
  4. Обработка поверхности и дальнейшее смещение абразива на глубину удаленного слоя материала.

В зависимости от характеристик оборудования на нем можно выполнять черновое или чистовое шлифование. Во втором случае оптимальным вариантом будет применение моделей с системой автоматических подач. При этом определяющим параметром будет скорость вращения абразивного круга.

Определяющими параметрами станка являются ограничения по размеру и массе заготовки. Благодаря широкому диапазону настойки на оборудовании этого класса можно выполнять все типы шлифования.

Изменение расположения абразивного круга зависит от модели станка. В некоторых из них он может смещаться не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной. Это значительно расширяет диапазон применения.

Внутришлифовальное оборудование

Модель внутришлифовального станка
Модель внутришлифовального станка

Они предназначены для обработки внутренней части заготовок со сквозными или глухими отверстиями. Главным отличием от вышеописанных моделей является неподвижность заготовки относительно абразива. Данный шлифовальный станок по металлу применяется для обработки цилиндров двигателя и аналогичных им конструкций.

Обработка происходит за счет подвижного шпинделя, на котором установлен диск. Он передает абразиву не только вращательное, но и поступательное движение. Благодаря этому происходит шлифование внутренних граней заготовки.

В зависимости от конструкции и требуемой сложности шлифования, оборудование этого типа условно разделяется на следующие группы:

  • с одним шпинделем. С их помощью выполняют обработку конических и цилиндрических изделий правильной формы. При этом отверстие не обязательно должно быть глухим;
  • дополнительная обработка кромок. Эта функция дает возможность одновременно с внутренним шлифованием делать торцевое. Для этого в оборудовании должен присутствовать дополнительный шпиндель;
  • двухсторонние. Данный тип оборудования предназначен для выполнения двустороннего шлифования сквозных отверстий в деталях.

Внутришлифовальные станки применяются для шлифования массивных изделий. Благодаря своей конструкции и широкому функционалу они могут выполнять все типы обработки, включая окончательную доводку внутренней поверхности.

Особыми техническими характеристиками являются максимальная длина обработки, ограничения по наружному диаметру заготовки и значения максимального и минимального угла поворота абразива в конусных изделиях.

Одной из проблем эксплуатации внутришлифовальных станков является своевременное удаление отходов из области работы абразива. Для этого используются магнитные устройства и специальные фильтры. Без них невозможно будет добиться нужного показателя шероховатости.

Хонингование

Работа хонинговальной установки
Работа хонинговальной установки

Окончательный этап шлифования лучше всего делать на специальном хонинговальном оборудовании. Его конструкция во многом схожа с внутришлифовальными моделями. Разница заключается в том, что заготовка не крепится на специальном устройстве. Также шпиндель имеет большую длину для более тщательного шлифования.

Для полноценного выполнения своих функций на шпиндель могут устанавливаться насадки с различной конфигурацией и размером абразивного зерна. Обработка заготовки выполняется вручную или с помощью автоматизированной системы. В первом случае шпиндель может смещаться относительно своей оси. Автоматический режим предусматривает механизмы для максимально чистовой обработки поверхности заготовки.

Для выбора оптимальной модели необходимо учитывать следующие нюансы конструкции:

  • параметры шпинделя – его длина и количество степеней свободы;
  • возможность выполнять шлифование в горизонтальной и вертикальной плоскости;
  • количество шпинделей. Это влияет не только на качество, но и на скорость шлифования.

В качестве обрабатывающего инструмента используется болванка, устанавливаемая на шпиндель. В ее конструкции предусмотрены разъемы для крепления абразивных брусков различной конфигурации.

Для достижения оптимального результата в процессе хонингования в зону обработки подается жидкость. Она выполняет несколько функций: предотвращает нагрев поверхности и удаляет абразивные частицы, отколовшиеся от брусков.

Бесцентрово-шлифовальные модели

Бесцентрово-шлифовальный станок
Бесцентрово-шлифовальный станок

Принцип работы этих станков основан на передачи крутящего момента от ведущего круга заготовке. Она не крепится жестко в центрах. Степень прижима к рабочему абразиву контролируется с помощью регулировки положения ведущего круга.

Чаще всего в качестве материала обработки используют абразивную ленту. Она устанавливается на поверхность рабочего круга. Такой принцип работы позволяет оперативно осуществить перенастройку оборудования для активации другого режима.

Преимущества использования бесцентрово-шлифовальных агрегатов:

  • высокая скорость обработки. По сравнению с вышеописанными моделями она увеличивается в 1,5-2 раза. Это дает возможность шлифовать тонкостенные изделия из мягких сортов металлов;
  • для массивных заготовок можно применять метод фиксации на жестких опорах. При этом привод шпинделя имеет консольную конструкцию, а его вращение осуществляется за счет воздействия магнитного патрона. Таким образом снижается вероятность появления биений. Также практически отсутствует нагрузка на стенки заготовки, что является основной причиной ее частичной деформации по краям, которая характерна при использовании классических шпинделей;
  • возможность использования осевых опор. Они удерживают конструкцию по оси ее вращения. Так можно выполнять шлифование по всей внешней поверхности.

Подобное оборудование оснащается автоматизированным комплексом управления функциями. Это вынужденная мера, так как добиться хорошего результата чистового шлифования с помощью ручных механизмов для данного метода практически невозможно.

В видеоматериале показан пример работы автоматизированной бесцентрово-шлифовальной линии: