Шлифовальный станок: разновидности, характеристики и принцип работы

Особенности и сферы применения

Шлифовальный станок представляет собой модификацию металлообрабатывающего оборудования, где для работы с заготовками применяется крутящийся инструмент абразивного типа. Разность между размерами, что называется заданным припуском, в процессе шлифовки убирается посредством большого количества абразивных зерен с заостренными гранями, каждое из которых является микрорезцом, удаляющим узкий слой стали и превращающим его в тонкодисперсную стружку. По своему строению шлифовальные агрегаты близки токарному или фрезерному оснащению. Единственное – в роли рабочего инструментария в них практикуют абразивные шлифовальные круги, у которых скорость резания находятся в диапазоне от 20 до 60 м/с.

Ключевые области использования шлифовальных машин – обработка, как внутренняя, так и внешняя, имеющих форму цилиндра изделий, шлифовка ровных поверхностей под разными углами. Наряду с оборудованием общего назначения, производятся универсальные, мобильные (переносные) шлифовальные установки, а также специализированные, применяемые для притирки, хонингования, полировки, суперфиниширования и обработки профильных поверхностей.

Отдельные образцы шлифовальных агрегатов по металлу предназначены для реализации нескольких видов обработки. Однако при этом они отличаются высокой ценой и сложностью использования.

Круглошлифовальные станки

Круглошлифовальный станок способен обрабатывать заготовки цилиндрической или конической формы с диаметром от 25 до 600 мм. В их конструкцию включен шпиндель, который вращается в горизонтальной плоскости. В свою очередь он способен передвигаться при помощи специальных салазок. Во время обработки деталь надежно фиксируется в патроне. Также ее могут устанавливать между задней и передней бабкой.

В настольном варианте станка все необходимые движения совершаются непосредственно рабочей поверхностью. На больших агрегатах перемещение может осуществлять специальная шлифовальная бабка.

Также круглошлифовальные станки разделяют на еще несколько подгрупп:

• врезные. Работают благодаря перемещению рабочего инструмента в перпендикулярном к заготовке направлении. Такие агрегаты отличаются высокой мощностью и параметрами жесткости. В основном они работают с цилиндрическими деталями диаметром 150-400 мм;
• универсальные. Применяются для обработки наружной и торцевой поверхности деталей цилиндрической и конической формы диаметром 25-300 мм. Данные станки оснащены столом и поворотной бабкой, которая осуществляет вращение вертикально;
• вальцешлифовальные. Применяются для шлифовки прокатных вальцов различной конфигурации – цилиндрической, конической и профильной. В данном случае фиксация обрабатываемых заготовок происходит при помощи центров оборудования. После выполнения всех операций удается получить поверхности вогнутой и выпуклой формы;
• бесцентровые. Обработка деталей на таком оборудовании осуществляется двумя способами – на проход и врезанием. Данные станки не имеют валов для фиксации заготовок;
• для шлифовки шеек коленчатых валов. Работают по методу врезания, способны выполнять все необходимые операции последовательно или одновременно;
• внутришлифовальные. Обрабатывают внутреннюю поверхность заготовок, которые имеют цилиндрическую или коническую форму.

Внутришлифовальный станок

Виды шлифовальных станков по металлу

Современные станки разделяются на несколько разновидностей, а зависит это от их предназначения.

• Круглошлифовальный станок. Назначение этого оборудования — обработка цилиндрических и конических поверхностей. А также такие станки могут обрабатывать торцевые поверхности. Круглошлифовальный станок может быть универсальным и простым. На универсальных станках устанавливается функция поворота шлифовального диска. Простые этой возможности лишены.
• Внутришлифовальный. Из названий можно понять, что предназначение станка — обработка поверхностей изнутри.
• Плоскошлифовальный. Предназначается для обработки сопряжённых плоских поверхностей, а также прямых деталей.
• Бесцентрошлифовальный. Такое оборудование применяется на крупносерийном производстве. Заготовку нельзя будет зафиксировать обычным способом, поскольку удерживаться она будет из-за силы вращения между специальным роликом и шлифовальным кругом. Два этих предмета будут вращаться в противоположных направлениях.

Шлифовальные станки можно приобрести при помощи специализированных сайтов, на которых реализуется только качественная продукция известных компаний.

Основным отличием плоскошлифовального и круглошлифовального станка является тип обрабатываемой детали. На круглошлифовальном агрегате можно обрабатывать детали типа вала, то есть трубы. А на плоскошлифовальном оборудовании обработка ведётся только плоских поверхностей, можно обрабатывать пластины.

Описание видов

Плоскошлифовальные

Эти станки предназначаются для работы с плоскими поверхностями изделий. По конструкции они аналогичны как вертикальным, так и горизонтальным фрезерным станкам. В основном они обладают округлым либо прямоугольным рабочим столом и стойкой (по ней движется шпиндельный узел). Вместе с тем шпиндель может двигаться как горизонтально, так и вертикально. Станки первого типа имеют более высокую точность, в результате чего они нужны в ремонтных и инструментальных производствах. Вертикальные агрегаты в основном характеризуются более жесткой структурой, поэтому используются для проведения высокопродуктивной обработки.

На плоскошлифовальном оборудовании шлифовка осуществляется двумя способами: периферийной (наружной) частью круга и торцевой (боковой), которые у определенных модификаций могут совмещаться. На подобных агрегатах самым часто используемым способом фиксации изделий на столе является применение магнитных плит, что могут быть с постоянными магнитами либо электромагнитными. Помимо этого, применяют всевозможные тисы, прижимные планки, а также угольники. Интересной разновидностью станка этого типа является ленточно-шлифовальный, где установлена абразивная лента вертикального либо горизонтального расположения. Мягкая корректировка скорости оборотов агрегата дает возможность подбирать идеальный режим работы.

Ленточные шлифстанки массово используются в промышленности, сопряженной со шлифовкой металла. Станок работает как со сталью, прошедшей термическую обработку (закалку), так и с цветными металлами. Посредством ленточных шлифовальных агрегатов поверхность обретает необходимый уровень шероховатости. Процедура осуществляется на изделиях разной формы:

• плоских;

• сферических;

• 4-угольных.

Возможно выполнение шлифстанком следующих действий:

• удаление поверхностных возвышенностей и углублений;
• удаление с металла наплывов;
• удаление заусенцев;
• шлифовка поверхностей, находящихся внутри изделий;
• шлифовка радиусов скруглений;
• обработка поверхности металла под финишное покрытие.

Круглошлифовальные

По своей конфигурации рассматриваемая машина напоминает токарный станок и предназначается для работы с удлиненными цилиндрическими деталями. У станка 2 рабочих стола. При шлифовке на основном (горизонтальном) деталь фиксируется в патроне передней (шпиндельной) бабки, в случае необходимости поджимается центром упорной (задней) бабки. Вертикальный стол имеет переднюю бабку с установленным шлифовальным кругом. Управлять ею можно ручным способом либо посредством блока ЧПУ.

Определяющие характеристики станка — это ограничения по весу и размеру заготовки. За счет широкого диапазона настройки на оборудовании подобного формата можно производить все виды шлифования. Имеется ряд специальных разновидностей круглошлифовальных агрегатов для обработки конкретных изделий. К таковым, например, относится вальцешлифовальное оборудование.

Внутришлифовальные

Внутришлифовальное оборудование необходимо для внутренних поверхностей, имеющих форму конуса и цилиндра. Направление его шпинделя дает возможность сочетать 2 метода работы: шлифовка торцов и шлифовка отверстий. На внутришлифовальной машине деталь фиксируется посредством планшайбы либо патрона на шпиндель бабки детали, а шлифовка производится коаксиальной по отношению к ней шлифовальной бабкой. Ее шпиндельный узел (ШУ) находится на подвижном столе, что передвигается вдоль и поперек.

Ключевой особенностью данного станка является небольшой размер абразивного круга: он не может быть более 0,9 диаметра обрабатываемого отверстия. Это влечет довольно напряженный режим резки для абразивных зерен, поскольку они весьма часто контактируют с металлом и не успевают остывать. Эта проблема решается применением специализированного инструментария и четким соблюдением требуемых режимов резки.

По конструкции станки делят на три категории.

• Одношпиндельные. Могут функционировать исключительно в одном направлении. Шлифуемые детали должны обладать правильной формой.

• Комбинированные. Оборудованы добавочным шпинделем. Оснащение этого типа может осуществлять параллельно торцевую и внутреннюю типы обработку.

• 2-сторонние. Технологически непростая группа, которая предназначается для одновременной 2-сторонней обработки металлических деталей со сквозными отверстиями.

Хонинговальные

Завершающая стадия почти любого техпроцесса (ТП) обработки металлической детали — это хонингование. Для этой цели наилучшим образом подойдет специализированный хонинговальный станок.

Структура станка, принцип его действия аналогичны внутришлифовальному оборудованию, различия только в том, что изделие не фиксируется на специализированном приспособлении. Также увеличен по длине шпиндель. На него поставлена болванка, в которой имеются разъемы для фиксации брусков из разнообразных абразивных материалов и различной конфигурации.

В ходе работы в область хонингования осуществляется поступление жидкости, которая удаляет частички абразива и остужает рабочую область. Нередко применяют самодельный брусок, сделанный собственными руками.

Бесцентрово-шлифовальные

В процессе бесцентровой обработки шлифуемая деталь не фиксируется в патроне шпинделя, а размещается на ноже (специальной опорной пластинке, имеющей скос) промеж абразивного и приводного кругов. До шлифовки заготовка размещается на ноже, потом придавливается приводным кругом к абразивному и перемещается вдоль. Поперечная подача (на круг) в подобном виде шлифовки отсутствует, поскольку она в определенной степени объединена с продольной, которая обеспечена уклоном приводного круга под маленьким углом к плоскости абразивного.

В роли шлифовального инструмента используется лента: она дает возможность сэкономить время на установке и настройке станка. Это оборудование активно применяется на всевозможных автоматических линиях вследствие ряда положительных качеств.

1. Отсутствуют требований к виду и толщине стали.
2. Высокая скорость дает возможность обрабатывать даже тонкостенные изделия из нетвердых сплавов.
3. Качество работы. Устройство шпинделя, в сущности, элиминирует возможность биений.
4. Широкая площадь шлифовки. С применением осевых опор открывается возможность полной обработки детали.

Кроме описанного оборудования, существуют и другие разновидности станков (барабанные, автоматы, многошпиндельные и прочие), которые по спецификации имеют отношение к группе «Разные». Помимо станков, предназначенных для шлифования, в промышленности эксплуатируется комбинированное оснащение, которое сочетает шлифование с иными способами механической обработки и обладает узкой специализацией. Примером подобных агрегатов являются токарно-шлифовальные установки, использующиеся лишь для ремонта блоков моторов и трубопроводной арматуры, что предназначается для перекрытия потока среды.