Проверенные временем и современные круглошлифовальные станки

Для обработки металлических поверхностей используются разные инструменты и оборудование. Для работы с круглыми деталями могут применяться круглошлифовальные станки. Они имеют большие габариты, но обладают множеством преимуществ — простота работы, высокая точность, несколько режимов работы. Но как работает круглошлифовальный станок с инженерной точки зрения? Какими особенностями обладают эти устройства? И как выбрать станок для производственного цеха или фабрики? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Основные сведения

Круглошлифовальный станок — это устройство для автоматической шлифовки металлических изделий. Установка имеет вид большого стола, на который установлено дополнительное шлифовальное оборудование. Принцип работ круглошлифовальных станков прост. С помощью бабок или лафета в рабочей зоне устанавливается обрабатываемая металлическая деталь. После этого запускается шлифовальный круг, который вращается вокруг своей оси. Круг приближается к обрабатываемой детали, что приводит к зачистке металлической заготовки.

С помощью круглошлифовального станка можно обрабатывать цилиндрические, конические и торцевые заготовки, а также крупные отверстия. По конструкции различают центровые и бесцентровые модели. У центровых моделей заготовка закрепляется с помощью специальных бабок-пазов. Бесцентровых моделей заготовка фиксируется в рабочей зоне станка с помощью прижимного лафета. Круглошлифовальный станок выполняет такие задачи — абразивная затирка поверхности заготовки, удаление лишнего слоя металла, устранение неровностей на поверхности металла.

Элементы круглошлифовальных систем

• Рабочий стол. Выступает в качестве основы, на которую крепятся все основные элементы. У рабочего стола могут иметься небольшие колесики, которые используются для транспортировки установки. Рабочий стол делают из прочных металлических сплавов, как и другие элементы шлифовальной системы.
• Пазы-бабки (центровые модели). Используются для крепления деталей на рабочем столе. Пазы могут вращаться вокруг своей оси, что позволяет обрабатывать заготовку по всей своей площади + улучшает качество шлифовки. Некоторые пазы могут перемещаться также в продольном направлении, что позволяет изменять положение детали на рабочем столе прямо во время обработки. Пазы-бабки могут быть подвижными — это позволяет изменить угол расположения заготовки на рабочем столе. За счет этого становится возможным шлифовка конических заготовок.
• Лафет (бесцентровые модели). Лафет также используется для крепления деталей на рабочем столе. Основное отличие от пазов-бабок заключается в том, что лафет не имеет своей оси вращения (его можно перемещать только в горизонтальном направлении). Для обработки заготовки с разных сторон выполняется поворот самой заготовки на лафете.
• Абразивный диск-колесо. Расположен в перпендикулярном направлении относительно расположения заготовки на рабочем столе. Во время работы выполняет роль абразива, с помощью которого выполняется обработка. Абразивные диски бывают разной формы. Простые станки имеют фиксированное расположение диска. Универсальный круглошлифовальный станок имеет подвижное диск-колесо, что делает установку более универсальной.
• Привод. Используется для перемещения абразивного диска-колеса во время работы системы. Привод может быть механическим, гидравлическими и электрическим. Крупные системы обычно оборудованы электрическим приводом, что упрощает процедуру перемещения диска во время работы. Небольшие станки имеют механический или гидравлический привод, что позволяет снизить потребление электричества.
• Электродвигатель. Выполняет роль источника энергии, с помощью которого выполняется питание всех основных элементов установки (вращающиеся пазы-бабки, абразивный диск-колесо и другие). Если станок оборудован электрическим приводом, то двигатель также питает и этот элемент. Электродвигатели обычно имеют мощность в пределах от 5 до 15 киловатт, хотя встречаются и более мощные установки. Современные электродвигатели обычно имеют дополнительные защитные элементы, позволяет избежать перегрева системы.
• Охладительная система. Во время обработки происходит серьезный нагрев заготовки за счет трения. Чтобы избежать перегрева заготовки, многие современные станки оборудуются охладительной системой. Она имеет вид небольших краников, которые устанавливаются в активной зоне. Краники подключены к хладагенту (в качестве хладагента обычно выступает вода). Во время обработки детали происходит активация краников, что приводит к распылению хладагента в активной зоне.

Технические характеристики

При покупке станка нужно смотреть на технические характеристики. Они определяют точность обработки. Например, в ЗМ152 деталь ставится в центрах. Такой метод используется почти во всех типах моделей, но есть и другие варианты.

Важны следующие характеристики:

• наличие поворотного стола, тип;
• функция перемещения заготовки по горизонтали и вертикали;
• система подачи (заготовки подаются вручную или автоматом);
• функция чернового шлифования;
• жесткость крепления заготовки;
• тип крепления заготовки в патроне (только для центровых агрегатов).

Все характеристики агрегата можно условно распределить по узлам. Конструктивно – это блок крепежа заготовки, обрабатывающий центр, система управления.

Кроме того, нужно учитывать максимально возможные габариты детали, допустимую тяжесть заготовки, диаметр шлифовки, дистанцию от оси бабки до стола. К важным параметрам относят предельное смещение стола, углы поворота и особенности смещения при помощи гидравлической системы управления (имеет значение при обработке тяжёлых деталей).

Особенности круглошлифовальных станков

Управление осуществляется вручную с помощью механических, гидравлических приводов. Также многие современные установки оснащены панелью числового программного управления (ЧПУ), которая позволяет автоматизировать большинство производственных процессов. Это не только упрощает задачу рабочего, но и благоприятно сказывается на качестве обработки.

Для допуска к установке (как с панелью ЧПУ, так и без нее) рабочий должен пройти соответствующее обучение. Также он должен пройти инструктирование относительно правил техники безопасности на рабочем месте. Во время работы человек должен соблюдать осторожность, чтобы не повредить деталь и не нанести вред своему здоровью. В зависимости от конструкции различают такие разновидности установок:

• Простой станок. На таких установках можно менять только угол наклона стола, на котором закреплена основная деталь, а шлифовальный диск имеет фиксированное положение. Это позволяет обрабатывать детали конусной формы с малым углом при вершине. Фиксированное расположение диска ухудшает универсальность системы, однако заметно снижает его стоимость. Поэтому в случае небольших производств (автомастерские, домашнее строительство) покупка простого станка может быть оправданным решением.
• Универсальный круглошлифовальный станок. На таких системах можно вращать как стол, так и обрабатывающий диск. Это позволяет шлифовать все виды деталей (плоские, конусные, торцевые, переменного диаметра), а также отдельные отверстия внутри заготовок. Универсальный круглошлифовальный станок обычно оснащается ЧПУ, что позволяет заметно увеличить качество обработки. Такие установки дороже простых систем, а обычно их применяют в промышленности (машиностроение, ремонт кораблей или самолетов, производство оружия).

Устройство и принцип работы

Сверлильный станок на магнитной подошве: виды и особенности магнитных станков
Понять принцип работы проще, когда известны ключевые узлы станка. К ним относятся:

1. Неподвижная станина. Основание, которое удерживает на себе остальные элементы оборудования. На ней устанавливаются устойчивые ножки. Компактные модели могут комплектоваться колёсиками для перемещения по мастерской.
2. Бабка, на которой закрепляется шпиндель с шлифовальным кругом.
3. Суппорты, ножи.
4. Коробка скоростей.
5. Устройство для изменения положения оснастки.
6. Тиски для удержания заготовки.
7. Панель управления.
8. Направляющие, по которым перемещается стол.
9. Рабочая поверхность для размещения деталей.

Разновидности шлифовки

Шлифовка с помощью круглошлифовального станка может осуществляться тремя основными методами — врезание, обработка уступами, продольный рабочий ход. Каждая из методик имеет несколько дополнительных модификаций, поэтому фактических сценариев обработки намного больше.

Основные методики обработки

• Шлифование продольным ходом. Заготовка устанавливается в специальные пазы, которые во время работы совершают вращательные движения. Пазы передвигаются с небольшой скоростью вдоль (скорость регулируются вручную или с помощью ЧПУ). Это приводит к двум эффектам во время работы — деталь не только вращается, но и перемещается вдоль своей оси. Также включается полирующий круг, который выполняет шлифовку. За счет продольного хода деталь обрабатывается по всей своей площади, что упрощает ее обработку. Оптимальная глубина — 0,05-0,1 мм.
• Глубинное продольное шлифование. Этот способ повторяют предыдущую технологию с одним небольшим отличием — во время работы глубина составляет от 0,1 до 0,4 миллиметров. Это позволяет не только зачищать поверхность, но и срезать ненужный слой металла с заготовки. Глубинная обработка ускоряет зачистку, однако она не подходит для работы с мягкими металлическими сплавами (латунь, бронза, алюминий и другие).
• Двойная продольная шлифовка. На станочное оборудование устанавливается два обрабатывающих диска, а сама обработка выполняется методом продольного хода. Первый диск обладает более крупным зерном в сравнении со вторым. Между дисками может устанавливаться небольшая прокладка, которая позволяет упростить процедуру обработки. Смысл подобной системы такой: деталь проходит зачистку на первом диске, где происходит срезание ненужного слоя металла. Потом она поступает на второй диск, где выполняется ее полировка и финальная зачистка.
• Врезное шлифование. Металлическая заготовка монтируется в пазы, которые совершают вращательные движения во время работы. Пазы являются статическими (то есть деталь не совершает продольных движений). Для обработки применяется широкое колесо-диск, которое по длине гораздо больше самой заготовки. Зачистка выполняется так: деталь подносится к вращающемуся колесу, что приводит к шлифовке заготовки по всей ее длине. Технология подходит для обработки фасонных или одинаковых деталей и сплошных листов, у которых отсутствуют небольшие выемки или углубления.
• Шлифование уступами. Методика представляет собой комбинацию продольной и врезной технологии шлифовки. Шлифовка уступами применяется для зачистки длинных грубых деталей, которые проблематично обработать с помощью только одной из стандартных технологий шлифовки. Механика процесса выглядит так. Деталь монтируется в специальные углубления, которые вращают ее и перемещают ее в горизонтальном направлении. Для самой обработки используется один или несколько шлифовальных дисков. Во время проходки обрабатывается один из участков детали методом врезного шлифования. Потом выполняется продольный ход, что позволяет обработать уже другую часть заготовки. При необходимости выполняется остановка станка и замена абразивного диска (при работе с пазами, углублениями, отверстиями).

Обдирочное и чистовое шлифование

При обдирочном шлифовании с поверхности металла срезается слой определенной толщины. Главная цель обдирочной обработки — это уменьшение размеров детали (по отдельному фрагменту или по всей площади).

Во время чистовой обработки выполняется полировка, а также удаление дефектов (заусеницы, трещины, острые углы). Обдирочная и чистовая шлифовка может выполняться как на разных, так и на одном станке.

Универсальный круглошлифовальный станок выполняет двойную шлифовку — первый диск снимает лишний слой металла, а второй слой выполняет финальную полировку.

Основные модели

• Модель 3151. Имеет ручное управление, панель ЧПУ отсутствует. Может шлифовать все основные виды заготовок — полые, плоские, цилиндрические, торцевые. Также может применяться для обработки конусовидных заготовок с небольшим углом наклона. Модель 3151 не подходит для крупных фабрик, но ее можно использовать в мелкосерийном производстве.
• Модель 3M151. Является модификацией модели 3151. Оборудована автоматикой, что помогает управлять системой как в ручном, так и в автоматическом режиме. Модель 3М151 может выполнять все основные виды шлифовки округлых заготовок. Может использоваться на мелких производствах, в мастерских, на крупных заводах и так далее.
• Модель 3Б161. Оборудована гидравликой и автоматикой. Может выполнять все основные виды шлифовки (может выполнять в том числе шлифовку уступами). Подходит для серийной обработки, хотя при необходимости модель 3Б161 можно переоборудовать для единичного производства.
• Модель G25A-35СNC. Имеет электронный режим управления (ЧПУ). Модель оборудована продвинутой электроникой, может выполнять сложные варианты шлифовки в полностью автоматическом режиме. Высокая цена, но хорошие технические показатели (прочность, надежность, устойчивость, срок годности).