Шлифовальные станки: классификация, назначение, ЧПУ

 Существует огромное количество технологических процессов, выполнение которых позволяет получить деталь с необходимыми размерами, формой и качеством поверхности.

На протяжении многих лет заводы по обработке металла использовали специальные устройства, которые называют станками. Существует несколько технологических процессов, среди которых отметим обработку шлифованием. Шлифованием можно изменить механическим воздействием качество поверхности, а также ее форму. За многие годы развития сферы обработки металла появилось довольно много разновидностей оборудования, каждый из них имеет особую схему работы, что отражается на чертеже.

Комбинированный шлифовальный станок по дереву Holzstar

Предназначение оборудования

Шлифовальный станок – устройство, которое используется для обработки различных изделий из металла, древесины, пластика и другого материала. Несколько десятилетий назад оборудование создавали для обработки с малой точностью, технически конструкция не позволяла доводить размеры деталей до высокой точности, но все же характеристики, которыми обладает шлифовальный станок, давали возможно проводит финишную отделку.

Использовать шлифовальный станок можно для решения следующих технологических задач:

1. Изменения формы поверхности цилиндрической, квадратной и иной заготовки. Шлифовальное оборудование в зависимости от абразивного материала может использоваться для обработки различного металла, можно провести снятие относительно небольшого слоя материала.
2. Изменения шероховатости поверхности – основное предназначение, для которого создавался шлифовальный станок. Устройство может снимать десятки миллиметров металла или другого материала.
3. В некоторых случаях шлифовальный станок используется для проведения заточки. Это связано с тем, что устройство используется для снятия металла, если правильно расположить режущую кромку, то есть возможность провести заточку.

Достигнуть результата при использовании ручных инструментов, как если использовать шлифовальное оборудование, практически невозможно. Производительность также очень велика, существует как домашний, так и промышленный вариант исполнения. Эксплуатация устройства требует технического обслуживания, что также следует учитывать.

Классификация

Как ранее было отмечено, существует довольно много чертежей и схем, по которым производят шлифовальный станок. Это связано с тем, что форма и размеры деталей определяют то, как будет проводиться обработка, и какой вид будет иметь шпиндель, станина шлифовальное оборудование.

Расшифровка моделей шлифовальных станков по ЭНИМС

По типу установки можно провести следующую классификацию:

1. Настольный. Современные чертежи и схемы настольных станков определяют то, что они могут использоваться в быту. При этом техническое обслуживание не принесет много проблем, электропотребление незначительно, управление не составляет особого труда. Однако настольный вариант исполнения имеет меньшую производительность, а также функциональность.
2. Современный промышленный вариант исполнения имеет высокую производительность, схема и чертежи модели определяют то, что модели имеют компактные габаритные размеры. Технически они совершеннее тех моделей, которые производились на заводах в прошлом тысячелетии.
3. Шлифовальный станок, произведенный на заводах Советского Союза, также еще часто встречается в цехах. Их чертежи и схемы изучаются в учебных заведениях при получении соответствующей квалификации. Однако техническое обслуживание подобного оборудования значительно усложняется, так как необходимых инструментов и деталей уже не производят.

По предназначению можно выделить следующие группы:

1. Круглошлифовальные – наиболее распространенные модели, которые используются для обработки цилиндрических и конических деталей. Подобные станки разделяются на несколько групп по классу точности. Производятся они с середины 90-х годов. Некоторые модели производились для заготовок с высоким диаметральным и линейным размером.
2. Внутришлифовальные модели получили меньшее распространение, но все часто используются на металлообрабатывающих заводах. Внутришлифовальные станки могут быть бытового и промышленного предназначения, их производительность зависит от оснастки и степени автоматизации процесса обработки. Использовать внутришлифовальные модели для изменения цилиндрических внутренних поверхностей, отверстий различной формы. Оснастка в значительной степени может изменить технические характеристики внутришлифовального станка.
3. Плоскошлифовальная группа имеет схему, которая позволяет проводить работу по доведения шероховатости и размеров плоских и сопряженных поверхностей до нужных значений. Шпиндель в этом случае расположен так, что шлифовальный станок может применяться для осуществления работы, связанной с плоской поверхностью.
4. Бесцентрошлифовальная группа крупносерийном производстве. Схема и чертеж, которые характерны подобной группе, обуславливают упрощение процесса обслуживания, а также технические характеристики позволяют автоматизировать процесс, повысить производительность.
5. Хонингование – процесс доведения размеров поверхности до высокой точности, когда отклонение составляет всего несколько долей миллиметра. Схема расположения всех элементов конструкции, которой обладает шлифовальный станок этой группы, позволяет проводить обработку как цилиндрических, так и плоских поверхностей. При помощи ручных инструментов достигнуть подобного результата невозможно, управление позволяет изменять характеристики обработки в зависимости от поставленной задачи.

При этом круглошлифовальные варианты исполнения можно разделить на следующие группы:

1. универсальные станки – могут использоваться для шлифования различных цилиндрических и конических заготовок, характеристики моделей позволяют значительно расширить область применения. Управление универсальным станком может проводиться механически или при помощи автоматизированной системой ЧПУ;
2. простые модели – шлифовальное оборудование, которое применяется для определенной группы заготовок. Схема и характеристики простых моделей определяет то, что только отдельные группы деталей можно обработать при их использовании. В последнее время станки, относящиеся к этой группе, практически не производятся. Это связано с тем, что их покупка зачастую не обоснована. Часто их производят под заказ при организации массового производства.

Круглошлифовальный станок

Внутришлифовальный станок

Плоскошлифовальный станок

Бесцентрово-шлифовальный станок

Учитывая столь большое распространение круглошлифовальных станков, проведем рассмотрение особенностей конструкции. Управление поворотным рабочим столом, а также характеристика, позволяющая проводить поворот детали, определяет универсальность модели. Схема конструкции имеет шпиндель, который может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Некоторые модели имеют дополнительные шпиндельные бабки, которые позволяют изменять степень шероховатости отверстий различной формы.

Числовое программное управление

ЧПУ на протяжении многих лет разрабатывалось для того, чтобы повысить производительность и упростить задачу, повысить точность получаемых размеров. Чертежи многих деталей имеют размеры с минимальными допусками, использовать ручной инструмент для решения подобной задачи нельзя. Поэтому если чертежи имеют подобные допуски, следует использовать механизированный метод обработки.

Многие проблемы не позволяли использовать числовое программное управление при создании шлифовального станка. Примером можно назвать систему смазки, а также позиционирование шпинделя. Управление при помощи ЧПУ определяет высокоточное позиционирование шпинделя, автоматизацию системы смазки.

Несмотря на огромное количество достоинств системы ЧПУ довольно сложно найти конструкцию с подобной технологией автоматизации. Это связано с тем, что подобное оборудование используются крайне редко в крупносерийном и массовом производстве.

ЧПУ определяет точное позиционирование шпинделя. Однако стоит учитывать, что шпиндель должен позиционироваться с учетом используемой оснастки. Поэтому на чертеже указывается то, какая используется оснастка для шлифовальных станков.

Обслуживание конструкции с ЧПУ значительно усложняется, так как внесение изменений может привести к сбою в работе. Периодически следует проводить наладку оборудования для поддержания точности изменения размеров, качества шероховатости.

Существует довольно много разновидностей системы ЧПУ, которые разделяются по типу используемой программы для описания траектории движения абразивного круга, описания скорости вращения шпинделя и величины подачи.

Охлаждение

Если смазка позволяет продлить срок службы конструкции, то охлаждение – значительно увеличивает срок эксплуатации абразивного материала. Чертежи создаются с учетом того, что во время соприкосновения с абразивным материалом поверхность не будет нагреваться, как и абразивный материал. Для этого шпиндель может иметь систему подачи охлаждающей жидкости. Бытовые модели имеют ванну с водой, которая также будет охлаждать зону обработки.

Обслуживание системы охлаждения заключается в необходимости постоянного пополнения резервуара с охлаждающей жидкостью.

В заключение отметим, что существует довольно много современных моделей, которые имеют высокую производительность, простоту в использовании, а также многофункциональность. Многие из них подходят для бытового и промышленного использования.