Статья — Шлифовальные станки

Здравствуйте! Сегодня мы пообщаемся с Вами о шлифовальных станках. Бывают разные виды шлифовальных станков, об этом чуть позже, но начать нужно с основных моментов.

Зачем нужны шлифовальные станки?

Детали бывают очень точные, а токарный или фрезерный станок такое сделать не в состоянии вне зависимости от его качества и стоимости, даже если он самые премиальный в мире. Стандартом считается, что токарные и фрезерные станки способны получить точность по 9 квалитету максимум, параметр шероховатости Ra3,2 и допуск радиального/торцевого биения 0,05 мм. Это то, что ставится по технологии на поток, никто не запрещает пытаться и даже попадать в 8 квалитет, точить и фрезеровать Ra1,6 , но будет ли это успешно на постоянной основе или же размеры будут провалены и деталь нужно будет потом согласовывать по работоспособности сборки и, вполне возможно, просто отправить в брак на переплавку, потеряв не только деньги за стоимость материала, но затратив впустую станко- и человекочасы. И, конечно же, даже не стоит пытаться выполнить окончательно такую деталь как шпиндель станка с допуском биения в несколько микрон – это работа только для высокоточного шлифовального станка.

Также даже самый твердосплавный токарный и фрезерный инструмент из карбида вольфрама с добавками титана и тантала ограничен в обработке по твёрдости: его максимум по твердости будет составлять около HRC 55, а в том случае, если деталь подвергается термообработке и приобретает большую по отношению к инструменту твёрдость, обработать её будет невозможно. А вот на шлифовальном станке кругом из белого электрокорунда можно обрабатывать детали практически любой твёрдости, только если они, кончено, не из алмаза.

Детали после термообработки ТВЧ, азотирования, нитроцементации, хромирования требуют не просто обработки, а точной обработки. При обработке детали, покрываемой хромом, нужно шлифовать её дважды, и оба размера – до хромирования и после хромирования – являются расчётными. Это сложный и трудоёмкий процесс, зато после Вы получите деталь идеально в допуск точно с необходимой толщиной хрома, что является необходимым условием при изготовлении особо ответственных деталей: если будет слишком много хрома, он будет скалываться, если будет мало хрома, деталь не будет настолько прочной, как того требуют технические условия.

Шлифованием на станках с ЧПУ можно достичь точности по 6 квалитету, можно шлифовать пары деталей с минимальным зазором, например золотниковые пары с зазором в 5 микрон друг относительно друга, достигать шероховатости Ra0,2 и биения в несколько микрон – просто сравните эти данные с теми, что приведены в начале текста.

Для достижения максимальной точности используйте следующее:

• устанавливайте деталь в центрах – это точнее, чем в патроне.
• уменьшайте подачу при правке круга — так вы получите наилучший результат – тот же принцип уменьшения подачи, что при точении и фрезеровании, но только при правке круга.
• Используйте люнет как можно ближе к месту обработки.
• Задавайте программно больше циклов выхаживания.

У Вас всё получится!

Но почему же шлифовальным кругом получается достигнуть гораздо лучших результатов, чем точением / фрезерованием?

Шлифовальный круг имеет огромное количество режущих кромок – это каждая из тех мелких абразивных частиц, из которых состоит шлифовальный круг, и каждая из них снимает сверхмалый припуск с детали, что обеспечивает прецизионную обработку. И, более того, существует такое значение как зернистость шлифовальных кругов, регламентируемая стандартами FEPA. То есть бывают круги из больших частиц для не настолько точной обработки, а бывают из мелких частиц – для получения прецизионных поверхностей. Грубо говоря, если нужен очень прецизионный круг, то берут все абразивные частицы и просеивают через сито с очень малыми отверстиями, и чем точнее поверхности, тем меньше размеры отверстия сита.

Большинство шлифовальных станков можно разделить на 3 основных типа

1. Круглошлифовальные станки – для шлифования деталей типа “Вал”. Бывают станки для наружного шлифования валов – обычный круглошлифовальный станок и внутришлифовальные — для шлифования отверстий, зачастую обе эти функции совмещены в одном станке. Также шлифуются конические и торцевые поверхности, то есть круг правится и поворачивается на необходимый угол.

При наружном шлифовании деталь закреплена и вращается в кулачковом, цанговом или поводковом патроне в передней бабке с поддержкой центров в передней и задней бабке и люнета на столе. В противоположном направлении вращается шлифовальный круг в шлифовальной бабке. Для конических и торцевых поверхностей необходима возможность вращения шлифовальной бабки на требуемый угол.

При внутреннем шлифовании деталь всегда вращается в патроне передней бабки, а в противоположном направлении вращается внутришлифовальный круг на оправке в задней бабке, который шлифует отверстие изнутри.

Резание происходит по таким циклам – сначала происходит правка круга алмазным карандашом; потом станок работает с подачей на врезание, подавая круг радиально вперёд – назад в поперечном направлении к детали, снимая основной припуск на детали; после круг подаётся продольно по всей длине детали влево-вправо; и окончательным является проходы на выхаживание – это то же продольное шлифование, но с минимальным съёмом, например 1 микрон.упора: Минимум — X, R. Для сложных деталей нужны Z1/Z2 и мелкой серийности и Y1/Y2 (для настройки компенсации прогиба).

2. Плоскошлифовальные станки – для шлифования плоских поверхностей. Они могут быть с невращающимся столом – для деталей типа “Корпус” и с вращающимся столом – для детали типа “Кольцо”, в котором нужно шлифовать только торцы.

На станке с невращающимся столом деталь или партию деталей кладут на электромагнитную плиту на столе, включают электромагнит и детали закрепляются на ней. Далее стол с деталями совершает движения влево-вправо, а круг на колонне постепенно смещается с малой подачей в направлении вперёд-назад в направлении оператора станка, постепенно снижаясь и снимая припуск с деталей.

Циклы резания аналогичны циклам при круглом шлифовании, с разницей в том, что здесь всегда шлифование производится на всю длину детали, а отличает черновой цикл от чистового только снимаемый припуск. В остальном действия станка одинаковы.омпенсации и функционала ЧПУ позволят вам сделать осознанный выбор, который будет годами приносить прибыль за счет точности, скорости и гибкости.

3. Бесцентрошлифовальные станки – для шлифования деталей типа “Пруток” на проход. Предназначен для массового производства. Может использоваться как для простой черновой обдирки прутков, так и для получения сразу точного прутка в квалитет. У прутка всегда должен быть один и тот же диаметр по всей длине. На станке стоят два вращающихся круга – один регулировочный круг, другой шлифовальный. Перед станком стоит рольганг с необработанным прутком, откуда пруток подаётся в зону обработки, оказываясь между регулировочным и шлифовальным кругом. Регулировочный круг повёрнут на определённый угол, за счёт этого он захватывает пруток и протаскивает его далее в зону обработки с определённой скоростью, где его шлифует уже налаженный на определённый размер шлифовальный круг. В зависимости от того, на какой угол повёрнут регулировочный круг, будет зависеть скорость, с которой пруток пройдёт через зону обработки. Далее пруток попадает на рольганг для уже готовых изделий, в зону обработки подаётся новый пруток, и операция повторяется.

Существуют и другие, более редкие станки шлифовальной группы, такие как зубошлифовальный, резьбошлифовальный.

Подводя итог статьи: механическая обработка в целом и шлифование в частности – это очень интересно и одновременно сложно. Выбора правильного станка под определенные задачи требует детальной проработки.  Мы в компании «Станкомеханика» работаем с ведущими производителями шлифовального прецизионного оборудования и уже сейчас предлагаем лучшие решения для выполнения ваших производственных задач. Мы рады развиваться вместе с Вами, реализуя ваши проекты и запросы.