Назначение и устройство шлифовального станка

В составе разнообразного оборудования для металлообработки можно выделить отдельную категорию – шлифовальные станки различных видов. Они могут различаться эксплуатационными параметрами, габаритами и степенью автоматизации. В зависимости от особенностей конструкции, функциональных возможностей, размеров и мощности шлифовальных станков их применяют для обработки различных видов поверхностей и с учетом любых уровней нагрузки. В этой статье мы расскажем, как устроены шлифовальные станки и каков принцип их работы.

Назначение шлифовальных станков

Назначение применяемого в металлообработке шлифовального станка – выполнение черновой или чистовой шлифовки поверхности заготовок или изделий. Обработку производят с применением абразивных кругов различной зернистости или всевозможных приспособлений для полировки. В результате такого воздействия достигается требуемая степень чистоты поверхности детали, точность ее геометрических параметров. 
Современная промышленность выпускает большое количество различных типов шлифовальных станков, которые существенно различаются по функционалу и конструктивным особенностям. Наиболее востребованными в промышленном производстве считаются следующие разновидности станков для шлифовки:

• плоскошлифовальные;
• круглошлифовальные;
• внутришлифовальные;
• бесцентрошлифовальные.

Представленные типы оборудования и большое разнообразие характеристик шлифовальных станков позволяют пользователю подобрать модель для решения конкретных производственных задач и для любой предполагаемой нагрузки.

Качество поверхности, получаемое после процесса шлифования  (grinding):

Эталонные образцы качества поверхности механической обработки металла
(слева - направо: доводка, шлифование, горизонтальное фрезерование, вертикальное фрезерование, точение)

Устройство шлифовальных станков

Несмотря на то что применяемое в производстве оборудование для шлифовки может значительно различаться по конструкционным составляющим, принципиальное устройство шлифовального станка имеет много общего у различных моделей. 
К примеру, вне зависимости от специализации, конструктивных особенностей или размеров шлифовального станка любое оборудование такого вида имеет в конструкции ряд основных типовых деталей и механизмов:

• Станина – является основанием для всех узлов, в ней располагаются система управления, привод перемещения стола и другие элементы.
• Рабочий стол – устанавливается на станине и рассчитан на совершение движений (возвратно-поступательных или круговых) с закрепленной на нем деталью.
• Передняя и задняя бабки – предназначены для фиксации обрабатываемой заготовки.
• Шлифовальная бабка – располагается на станине, имеет шпиндель для установки шлифовального диска.
• Электрическое оборудование – сюда входят электродвигатели (основной привод шпинделя и приводы подачи), электропроводка, датчики, реле, переключатели и выключатели.
• Гидравлическая часть – включает в себя систему гидроприводов и систему охлаждения.
• Система управления – в зависимости от разновидности станка это может быть панель для ручного ввода команд, устройства цифровой индикации или полноценный блок с ЧПУ.

Перечисленные выше входящие в конструкцию шлифовального станка детали есть в оборудовании всех типов. В то же время отдельные виды специализированных станков для шлифовки имеют присущие только им конструктивные особенности и специфические узлы или механизмы.

Шлифовальные станки с ЧПУ – производительность и точность обработки

Шлифовальные станки с ЧПУ обеспечивают максимальную степень автоматизации рабочих процессов по сравнению с оборудованием, в котором задействовано ручное управление или полуавтоматическое. Конструкция разных типов таких устройств позволяет применять их для обработки различных видов поверхностей, в соответствии с чем принято различать несколько групп шлифовального оборудования.

Плоскошлифовальные

Как следует из названия, станки предназначены для обработки плоских поверхностей. Как правило, они имеют рабочий стол (круглый или прямоугольный), а по размещенной над столом стойке перемещается шпиндельный узел. При обработке заготовка фиксируется на столе при помощи магнитных креплений, тисков или других приспособлений.  Шлифовальный круг работает периферией.

                                             


1- станина
2 - привод стола 
3 - шлифовальная бабка ( шпиндельный узел)
4 - колонна (стойка)
5 - стол

Круглошлифовальные

Станки напоминают токарные и предназначены для шлифовки длинных изделий с круглым сечением. Обрабатываемая заготовка зажимается в патрон передней бабки, при необходимости второй ее конец поджимается центром задней бабки. Суппорт имеет продольную и поперечную подачу. Или же стол имеет продольную подачу, а шпиндельная бабка поперечную. Также, в некоторых моделях шпиндельная бабка имеет возможность фиксации под определенным углом - ось B.



1- станина
2 - стол 
3 - передняя бабка с патроном
4 - задняя бабка
5 - шпиндельная (шлифовальная) бабка
6 - привод стола

Внутришлифовальные

Станки такого типа применяют при шлифовке внутренних поверхностей цилиндрической или конической формы. Расположение шпинделя позволяет также обрабатывать и торцы изделий. В зависимости от типа заготовки при обработке на таком устройстве она может крепиться при помощи патрона или планшайбы, шпиндельный узел может перемещаться как в продольном, так и в поперечном направлении. Внутришлифовальный станок, как и шлифовальные станки других типов, оборудован системой охлаждения с магнитным сепаратором, электронасосом. Шпиндельная бабка может поворачиваться на угол до 45°, что делает возможным обрабатывать и внутренние конусные поверхности.




1- мост
2 - передняя бабка 
3 - задняя бабка
4 - стол
5 - шпиндельная (шлифовальная) бабка
6 - привод стола

Бесцентрошлифовальные

В этих станках обрабатываемая заготовка располагается на специальной опорной пластине (ноже) между двумя кругами – шлифовальным и приводным. Эти круги вращаются в одном направлении, но с разными скоростями. Трение между ведущим кругом и заготовкой больше, чем между ней и рабочим кругом. Вследствие этого заготовка увлекается во вращение со скоростью, близкой к окружной скорости ведущего круга.

Перед шлифованием ведущий круг устанавливают наклонно под углом 1 – 7° к оси вращения заготовки. Вектор скорости этого круга разлагается на составляющие и возникает продольная подача SПР. Поэтому заготовка перемещается по ножу вдоль своей оси и может быть отшлифована на всю длину. Одним из плюсов оборудования этого типа является минимальное время загрузки и выгрузки заготовки, что делает такие станки незаменимыми в условиях массового производства изделий, то есть такие станки легко автоматизировать, установив наклонный лоток, по которому заготовки будут сползать на нож, проходить процесс шлифования и падать в тару.

На станине 1 бесцентрово-шлифовального станка (рис. 4) установлены два круга: шлифующий на бабке 2 и ведущий на бабке 4. Каждый из кругов подвергается периодической правке с помощью механизмов 3 и 5. Заготовка вращается на ноже 6 и одновременно контактирует с обоими кругами. Чтобы заготовка перемещалась по ножу с продольной подачей, бабку ведущего круга поворачивают на небольшой угол. Если шлифуют заготовки с уступами, то бабку ведущего круга не поворачивают, а вся она перемещается по направляющим станины с подачей до определенного положения.