Обзор шлифовальных станков и правила их выбора

При создании изделий из металла или дерева завершающим этапом является шлифовка. Финишная обработка позволяет придать материалу законченный вид и устранить любые неровности. Для выполнения этих работ используют шлифовальные станки, они незаменимы как на крупных производствах, так и в мастерских домашних умельцев. Об основных разновидностях такого оборудования и их технических характеристиках мы поговорим в нашей статье.

Задача любого шлифовального станка заключается в том, чтобы придать поверхностям изделий из древесины либо металла эстетичный вид, убрать с их поверхности любые шероховатости и неровности. В зависимости от конструкции установки и параметров зернистости рабочего абразива степень шероховатости в результате может варьироваться от пары-тройки микрон до его сотых долей.

Конструкционно шлифстанки напоминают токарные и фрезерные установки. Только вместо резцов основным инструментом здесь выступают абразивные круги либо лента. В ходе шлифовки абразивные зерна с заостренными гранями срезают тонкий слой поверхности и обеспечивают необходимую гладкость.

Этот инструмент может решить сразу несколько задач:

• заточку всевозможных инструментов;

• обработку колес с зубчиками и предметов с резьбой;

• разравнивание внутренних и внешних поверхностей из дерева, камня или металла, включая изделия со сложной геометрией;

• заточку шпоночных, ленточных, а также спиралевидных канавок в предметах из тугоплавких металлических сплавов.

Шлифстанки востребованы при обработке элементов из хрупких тонких материалов, когда любые другие варианты воздействия могут вызвать поломку. Это оборудование универсально. Оно позволяет регулировать рабочую скорость в широком диапазоне и таким образом выполнять поступательное разглаживание любых шероховатостей.

Современная промышленность предлагает широчайший ассортимент станков — орбитальных, а также калибровально-, координатно-, вертикально-, оптико-, рельефно-, карусельно-, профильно-, горизонтально-шлифовальных. Каждый из них отличается своим способом шлифования, технологическим назначением и конструкционными особенностями. Базовым критерием классификации является деление станков по типу обрабатываемой поверхности. Исходя из этого они разделяются на плоско- и круглошлифовальные. Последние, в свою очередь, подразделяются на инструменты, предназначенные для внутренней и внешней обработки.

С учетом основного предназначения выделяют заточные, полировочные, обдирочные, притирочные, а также специальные виды станков. Широкое распространение получило комбинированное оборудование, такие установки обычно имеют узкую специализацию. К примеру, к ним относят токарно-шлифовальные устройства, они необходимы для починки моторов и запорной арматуры.

Круглошлифовальная установка своей конструкцией напоминает токарный станок. К тому же она применяется для обработки элементов той же самой номенклатуры, а именно: цилиндрических деталей. В процессе шлифовки обрабатываемые изделия прочно фиксируются в патроне расположенной спереди бабки, а в случае необходимости дополнительно крепятся центром задней.

Внутришлифовальные станки востребованы при выполнении шлифования внутренних поверхностей конической либо цилиндрической формы. Их особенность заключается в ориентации шпинделя, которая позволяет производить два типа обработки — шлифование самих отверстий, а также торцов. Обрабатываемая деталь фиксируется посредством патрона либо планшайбы к шпинделю бабки

Шпиндельный узел закрепляется на подвижном столе, который может перемещаться в продольном, а также поперечном направлениях. Характерной особенностью такого оборудования является компактность шлифовального круга, его размеры не превышают 0,9 диаметра обрабатываемого отверстия. В связи с этим абразивные зерна начинают вступать в контакт с материалом — это тяжёлый для них режим резания, поскольку они не успевают охлаждаться.

При проведении шлифовки на бесцентровом станке заготовки не фиксируют патроном шпинделя. Его размещают на особой опорной пластине, в которой предусмотрен скос между приводным и шлифовальным кругами. Перед запуском работы обрабатываемые элементы передвигаются на нож, после чего приводным кругом зажимаются к шлифовальному и начинают двигаться в продольном направлении. В данном варианте поперечная подача не предусмотрена. Она объединена с продольной и активируется ориентированием приводного круга под небольшим углом к плоскости шлифовального.

При проведении такого шлифования загрузка и последующая выгрузка обрабатываемого элемента занимает мало времени. Поэтому бесцентрово-шлифовальные установки получили повсеместное распространение на серийных производствах. Такое шлифование используют для отделки внутренних поверхностей деталей.

Плоскошлифовальное оборудование востребовано для выполнения обработки поверхности плоскостного типа. Обычно они предусматривают круглый либо прямоугольный рабочий стол, а также стойку, по которой производится движение шпиндельного узла. Непосредственно шпиндель в зависимости от модели может ориентироваться как в горизонтальной оси, так и в вертикальной. Эти станки отличаются максимально прочной конструкцией и применяются для проведения высокопродуктивной обработки.

Имеется множество вариантов и комплектаций специализированного шлифоборудования, включая изделия, у которых предусмотрен только продольный либо только поперечный рабочий ход. Модели, в которых обе подачи сочетаются, получили название продольно-шлифовальных установок. Они позволяют обрабатывать самую широкую номенклатуру заготовок, включая удлиненные детали.

На поверхностях сварных, штампованных, а также кованых и литых элементов обычно присутствуют инородные вкрапления. Всевозможные шлаки и окалины приводят к появлению наслоений и сторонних включений. Для устранения всех дефектов и снятия верхнего слоя до подходящего для последующей обработки уровня используют металлорежущее оборудование разных типов.

Наибольшее распространение получили обдирочно-шлифовальные установки. Они отличаются плотной конструкцией, имеют приводы высокой мощности.

Опция осцилляции обычно предусмотрена в специализированных станках, когда припуск следует снимать поступательно. Подобное оборудование производит возвратно-поступательные движения в одно время с вращательными. Скорость осцилляции может достигать нескольких сотен ходов в минуту.

Профильно-шлифовальное оборудование актуально для обработки криволинейных поверхностей, они могут иметь самую разную форму. Выделяют два базовых метода профильной шлифовки.

В первом случае рабочий инструмент перемещается в направлении хода движения профиля, при этом припуск снимается за большое число ходов.

Во втором случае в работу вступают шлифовальные круги. Их внешней поверхности придаётся конфигурация, которая в точности соответствует формируемому профилю. Подобную шлифовку часто называют глубинной, поскольку припуск срезается сразу за один ход.

Обработку на двухстороннем оборудовании применяют для общего повышения эффективности шлифовки торцов цилиндрических заготовок. Только шлифовальные двухсторонние модели имеют пару идентичных шлифбабок, которые располагаются напротив друг друга соосно. Таким образом обработка выполняется одновременно за одно действие параллельно с двух сторон. Подача и вывод элемента из зоны обработки на этом станке производится непрерывно за счёт конвейерных загрузчиков.

Отличие тонкого шлифования в том, что срез припуска имеет наименьшую глубину резания – меньше 5 мкм. Рез при этом производится на слабых подачах от 5 до 100 мкм/об, но на высокой скорости. Для проведения такой работы потребуются станки повышенной прочности, устойчивые к вибрации.

Для всех типов шлифования, начиная от обдирочного и заканчивая тонким, могут использоваться шлифовальные установки, в котором основным абразивным инструментом является длинная лента. Для подобных установок базовым элементом становится рама, где зафиксирован привод с рабочим шкивом. Там же располагаются опорные направляющие и специальные натяжные ролики — их общее количество и месторасположение напрямую зависят от ориентированности рабочего блока шлифовальной ленты, а также конструкционных особенностей и габаритов самого оборудования.

В промышленности уже давно популярны лепестковые, а также проволочные щетки для проведения предварительной шлифовки, зачистки и обдирки. Они бывают дисковыми или валиковыми. Для их изготовления берут полимерное абразивное волокно на основе карбида кремния, электрокорунда либо алмаза. Никакого силового воздействия на обрабатываемую заготовку они не оказывают, поэтому востребованы при проведении обработки тонкостенных элементов.

Барабанные установки с точки зрения конструкции представляют собой шлифовальное спецустройство, в котором основным инструментом становится закрытый абразивом цилиндр. Все обрабатываемые элементы в подобных станках подаются по шлифконвейерной ленте. При этом напротив барабана с обратной части ленты располагается ролик, он обеспечивает фиксацию передвигающегося элемента к самому барабану и тем самым обеспечивает все необходимые усилия для проведения шлифования.

Переносные шлифовальные мини-станки отличаются компактностью и мобильностью. Перенести их с одного участка работы на другой может даже один человек. К тому же не нужно готовить место установки, эксплуатация допускается на любой устойчивой горизонтальной поверхности (стол, верстак или даже подоконник). Настольный инструмент востребован для выполнения заточки слесарного инструмента, бытовых ножниц, ножей и токарных резцов.

В России большой популярностью пользуются шлифстанки Липецкого завода, продукция марок Jet, «Энкор» и «ЗУБР». Кроме них, в магазинах можно найти изделия таких именитых брендов, как «Белмаш», «Кратон», Proma, Stalex и Einhell. Приведем рейтинг самых популярных моделей по отзывам пользователей.

Станок позволяет обрабатывать поверхности из древесины. Обладает небольшими размерами, поэтому может размещаться в производственных цехах малого и среднего размера, а также в домашней мастерской. Конструкция предусматривает возможность шлифования диском или лентой. В модели интегрирован уровень, позволяющий выполнять выставление важных углов.

Стационарный станок, может использоваться для дерева, камня, пластика и металла. Как и предыдущая модель, имеет небольшие габариты. К преимуществам относят исключительную безопасность — все элементы прочно фиксируются, поэтому оператор может чувствовать себя защищенным.

Корпус механизма прочный, защищает внутренний блок от попадания пыли, стружки и других отходов шлифовки. Техника отличается стойкостью к механическим повреждениям и вибрациям. К преимуществам относят высокую точность, расширенный функционал, простоту управления, стойкость к износу и хорошую изоляцию всех электрических контактов.

Универсальный агрегат, выполняющий самые разные типы работ. Предусматривает выполнение шлифовки при помощи ленты или круга, может справиться с заготовками разных размеров и форм. Конструкция предусматривает выключатель с электромагнитом — это предотвращает вероятность случайного запуска в случае перепада напряжения.

Деталь может подаваться к рабочей зоне под любым произвольным углом, благодаря этому работу можно выполнять в любой плоскости. При желании к аппарату можно подключить пылесос и таким образом поддерживать чистоту на рабочем месте. Это надежная универсальная техника, её отличает мобильность, стойкость к износу и высокая производительность.

Основными комплектующими любого шлифовального станка являются СОЖ, магнитная плита, специальные приспособления, а также оснастка, шпиндель и мешок. Особое внимание нужно уделить режущим инструментам — абразивный диск или лента. Они покрыты слоем абразивного материала.

Эффективность применения лент и дисков напрямую зависит от состава абразивного порошка и плотности его нанесения. Наиболее эффективны материалы, в которых порошок занимает порядка 70% от площади. В этом случае частички обрабатываемого материала не будут забиваться между абразивными зернами.

При выборе шлифовального станка в первую очередь следует определиться с задачами его использования. Так, точильное оборудование позволяет выполнять срез глубокого слоя металла. Ленточные станки используются исключительно для шлифовки и полировки, на них можно выполнить тонкую доводку, придать поверхности идеальную гладкость.

Другие критерии выбора.

• Мощность — от этого параметра прямо зависит производительность устройства. Для выполнения редких бытовых работ будет достаточно уровня в 300-400 Вт, для обработки перил, ступеней и других деревянных поверхностей при возведении дома потребуются мощностные характеристики на уровне 700-800 Вт.

• Скорость движения ленты — этот параметр влияет на производительность и возможность обработки плотных жестких материалов.

• Доступность расходных материалов — желательно отдавать предпочтение оборудованию, которое использует типовые ленты и диски, продающиеся в любом строительном магазине.

При использовании шлифовальных станков в домашней мастерской их монтаж не представляет особой сложности. При необходимости их установки в крупные станочные системы, последовательность работ включает несколько шагов.

• Завоз и предварительное размещение оборудования согласно чертежу и общей схеме рабочей линии.

• Сначала устанавливается базовое технологическое оборудование, потом транспортные контрольные установки, и только потом шлифовальные станки.

• Далее производится монтаж техники в вертикальной и горизонтальной плоскостях, фиксации болтами.

• Устанавливаются воздухоочистители и гидростанции, проводятся каналы для СОЖ и иные инженерные коммуникации, необходимые для поддержки работы оборудования.

При работе на шлифовальных станках очень важно соблюдать требования техники безопасности, в противном случае никогда нельзя исключить риск травматизма.

• Все работы нужно выполнять в защитных очках. Любой обрабатываемый материал от механического воздействия может разрушиться, и его куски разлетятся в разные стороны.

• Если у оператора длинные волосы, то перед работой на шлифовальном оборудовании необходимо собрать их резинкой и спрятать в шапочку. Это защитит локоны от попадания в движущиеся детали.

• Запрещается работать на станке в длинной в свободной одежде и надевать перчатки — их может затянуть внутрь вращающегося блока вместе с руками.

• Нельзя стоять непосредственно перед станком, желательно сделать полшага в сторону. Это защитит операторов в случае, если какая-либо деталь случайно отлетит.

• Запрещено подпускать к шлифовальному станку детей. Электрошнур в свободное от работы время следует спрятать так, чтобы ребёнок не имел к нему доступа, и не смог активировать устройство.