Шлифовальные станки – разновидности, назначение, особенности

Шлифовальный станок – это устройство, используемое для обработки заготовок из различных материалов абразивным инструментом и способное обеспечить шероховатость поверхности от 0,02 до 1,25 микрон. Шлифовальные станки, которые могут иметь различное конструктивное исполнение, позволяют эффективно решать задачи, связанные с обработкой поверхностей деталей, изготовленных из разных материалов.

Одна из многочисленных разновидностей шлифовальных станков

Применение шлифовальных станков

С помощью станка для шлифования можно осуществлять ряд технологических операций:

• шлифовку внутренних, а также наружных поверхностей деталей, имеющих различную форму и назначение;
• заточку инструментов различного назначения;
• обдирку, шлифование, а также отрезку отливок из металла, изделий со сложным профилем;
• обработку зубчатых деталей, а также деталей с резьбой;
• формирование на стальных прутках канавки шпоночного и спиралевидного типа.

Шлифовальный станок практически незаменим при работе с деталями, изготовленными из керамических и магнитных материалов и отличающимися сложностью обработки и высокой хрупкостью. Кроме того, шлифовальные станки способны выполнять технологические операции шлифовки и обдирки на высокоскоростных режимах, что делает такое оборудование эффективным и производительным. На этих станках можно в процессе обработки удалять с поверхности заготовки большое количество металла за короткий промежуток времени.

На видео ниже работа круглошлифовального станка с ЧПУ:

Все шлифовальные станки работают по одному принципу: обработка металла осуществляется за счет одновременного вращения абразивного круга и перемещения или вращения обрабатываемой детали. Рабочей поверхностью является периферия или торец абразивного круга, а заготовка движется по отношению к ней по прямолинейной или дуговой траектории. Любой шлифовальный станок содержит в своей конструкции несколько кинематических цепей, которые обеспечивают:

• передвижение рабочего стола в продольном и поперечном направлении, что возможно благодаря гидравлическому приводу;
• вращение рабочего инструмента – шлифовального круга, осуществляемое за счет индивидуального привода рабочего инструмента;
• подачу заготовки или инструмента в поперечном направлении за счет гидравлического или электромеханического привода;
• правку круга, которую можно выполнять вручную за счет использования электромеханической либо гидравлической системы;
• вращение заготовки или рабочего стола;
• подачу рабочего инструмента на глубину, что может выполняться за счет гидравлического или механического привода.

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.

Классификация шлифовального оборудования

В зависимости от области применения станки для шлифования подразделяются на целый ряд типов.

Круглошлифовальные

Это оборудование предназначено для шлифовки цилиндрических (Ø 25–600 мм) и конических заготовок. Такие станки имеют в своей конструкции шпиндель, вращающийся в горизонтальной плоскости, который может передвигаться на специальных салазках. Деталь, требующая обработки, может зажиматься в патроне или между центрами задней и передней бабки.

Круглошлифовальный станок
Универсальные круглошлифовальные
Такие станки применяются для шлифования наружных и торцевых поверхностей цилиндрических заготовок (Ø 25–300 мм), а также деталей конической формы. Для выполнения обработки заготовки могут фиксироваться в центрах или в патроне.

Универсальный круглошлифовальный станок
Врезные круглошлифовальные
Шлифовальные станки этого типа используются для обработки цилиндрических (Ø 150–400 мм), конических и профильных заготовок, которые фиксируются в центрах оборудования. Обработка осуществляется за счет поперечного движения (врезания) абразивного круга.

Круглошлифовальный врезной станок
Бесцентровые круглошлифовальные
Обработка на таком оборудовании может выполняться по двум схемам: на проход (цилиндрические поверхности (Ø 25–300 мм)) и методом врезания (цилиндрические, конические и профильные поверхности). Отличительной особенностью шлифовальных станков данного типа является то, что в их конструкции не предусмотрены центры для фиксации заготовок.

Бесцентровый круглошлифовальный станок
Вальцешлифовальные
Сюда относятся станки для шлифования прокатных вальцов цилиндрической, конической и профильной конфигурации. Фиксация заготовок на станках этого типа осуществляется при помощи центров оборудования.

Вальцешлифовальный станок

Для шлифования шеек коленчатых валов

На таких станках, работающих по методу врезания, выполняют одновременную или последовательную шлифовку шатунных шеек коленчатых валов.

Станок для шлифования шеек коленчатых валов
Внутришлифовальные
Эти устройства позволяют обрабатывать цилиндрические и конические отверстия в широком интервале размеров (диаметром 1–10 см на настольном шлифовальном станке и до 100 см – на производственном).

Внутришлифовальный станок
Плоскошлифовальные
Обработка на таком оборудовании выполняется торцом или периферией абразивного круга. Шлифовальные станки этого типа могут оснащаться дополнительными устройствами, что дает возможность выполнять на них обработку заготовок из металла сложной конфигурации. В зависимости от расположения шпинделя плоскошлифовальные станки могут быть горизонтальными и вертикальными. В конструкции таких устройств также может быть предусмотрена одна или две колонны.

Плоскошлифовальный станок
Двухсторонние плоскошлифовальные
На этом оборудовании можно одновременно выполнять обработку двух плоских поверхностей, что значительно увеличивает его производительность. Такие шлифовальные станки, на которых обрабатываемые детали фиксируются на специальном подающем устройстве, могут быть вертикального или горизонтального типа.

Двухсторонний плоскошлифовальный станок
Для шлифовки направляющих
Максимальная длина направляющих, которые можно обрабатывать при помощи этих шлифовальных станков, составляет 1000–5000 мм. Направляющими таких типов оснащены станины, рабочие столы, салазки и другие узлы оборудования различного назначения.

Универсальные заточные

Такие шлифовальные станки служат для заточки различного инструмента с максимальным диаметром 100–300 мм (метчики, развертки, зенкеры, фрезы и др.). Технические возможности оборудования этого типа позволяют оснащать его дополнительными приспособлениями для обработки цилиндрических заготовок, а также для внутреннего и торцевого шлифования.

Универсальный заточной станок
Обдирочно-шлифовальные
Это шлифовальное оборудование применяют для обдирки и зачистки поверхности заготовок методом шлифования. На таких станках используются абразивные круги диаметром 100–800 мм.

Обдирочно-шлифовальный станок
Плоско-притирочные
Это шлифовальное оборудование применяется для выполнения притирки заготовок с плоскими и цилиндрическими поверхностями. Диаметр абразивных дисков, которые устанавливаются на таких станках, составляет 200–800 мм.

Плоско-притирочный станок
Кругло-притирочные
На этом оборудовании выполняют притирку калибровочного и измерительного инструмента, изготовленного из металла. Максимальный диаметр калибров и инструментов, которые можно обрабатывать на станках этого типа, – 50–200 мм.

Шлифовально-притирочные

С помощью такого оборудования выполняют притирку отверстий, максимальный диаметр которых составляет 100–300 мм.

Шлифовально-притирочный станок
Шлифовально-отделочные
Это станки, предназначенные для выполнения отделочных (притирочных) операций. На таких устройствах обрабатывают различные изделия из металла: коленчатые валы с максимальным диаметром 100–200 мм, шпиндели оборудования, поршни и др.

Полировальные

Такие станки служат для выполнения полировки деталей из металла. На этом универсальном оборудовании можно выполнять полировку плоских, цилиндрических, конических, внутренних поверхностей, а также заготовок сложной конфигурации. В качестве рабочего инструмента на этих станках может быть использован бесконечный ремень шириной 100–200 мм или мягкий полировальный круг диаметром 100–200 мм.

Шлифовально-полировальный станок
Хонинговальные
Существуют также хонинговальные станки, которые используются для выполнения тонкого шлифования (0,04–0,08 мм на диаметр).

Хонинговальный станок

Как правильно выбирать станки?

Есть несколько правил выбора. Ориентируясь на них, получится подобрать хорошее оборудование для работы или хобби:

• Мощность двигателя.
• Максимальная толщина обработки заготовок.
• Возможность точной настройки угла обработки.
• Размеры станка.
• Максимальный размер заготовок, с которым можно работать на станке.

Чем выше мощность двигателя, тем лучше. Однако избыточная мощность может сопровождаться высокими расходами на электричество. Если работать на оборудовании часто, расход электричества значительно увеличится. Максимально возможная толщина обработки важна для станков, где выставляется зазор. В первую очередь это калибровочное оборудование. Для точильно-шлифовальных и ленточных станков это неважно, как и настройка угла обработки деталей.

Важный критерий выбора — внешние габариты. Станок может весить до нескольких тонн. Профессиональные станки, предназначенные для использования на производстве, нельзя будет разместить в маленькой мастерской или гараже. Для домашнего пользования есть много оборудования, имеющего компактные размеры. В них используются дешевые расходники. Такие установки имеют достаточный функционал, чтобы выполнить бытовые задачи.

Делаем простейший шлифовальный станок своими руками

Учитывая тот факт, что серийное шлифовальное оборудование стоит недешево, есть смысл задуматься над тем, чтобы изготовить такой станок своими руками. Даже простейший самодельный станок, сделать который совсем несложно, позволит вам с высокой эффективностью и качеством выполнять шлифовку заготовок различной конфигурации.

Несущим элементом самодельного станка для выполнения шлифовальных работ является станина, на которой закрепляются два барабана и электрический двигатель. Для изготовления станины можно использовать толстый стальной лист, из которого вырезается площадка требуемого размера.

С двигателем все намного проще: его можно снять со старой стиральной машины, которая уже отслужила свой срок. Барабаны можно сделать наборными, для этого удобно использовать плиту ДСП, из которой вырезаются диски требуемого диаметра.

Простой самодельный станок из подручных средств

В качестве примера разберем последовательность действий по изготовлению самодельного шлифовального станка, станина которого имеет размеры 50х18 см. В первую очередь, из стального листа вырезают саму станину, а также рабочий стол, на котором будет закреплен электродвигатель. Размеры такого стола будут составлять примерно 18х16 см.

Важно, чтобы торцы станины и рабочего стола, которые будут соединяться, были обрезаны максимально ровно. Толстый лист металла, из которого вы будете изготавливать станину и рабочий стол, сложно разрезать вручную, поэтому лучше выполнить такую процедуру на фрезерном станке. В станине и рабочем столе необходимо просверлить по три отверстия и надежно соединить их при помощи болтов. Только после этого устанавливается двигатель и надежно соединяется с поверхностью рабочего стола таким образом, чтобы основание двигателя плотно прилегало к поверхности площадки.

Еще один самодельный станок, собранный «на коленке»

Выбирая электродвигатель для своего самодельного шлифовального оборудования, важно обращать внимание на мощность: она должна быть не ниже 2,5 кВт, а частота вращения – около 1500 об/мин. Если использовать привод с более скромными характеристиками, то станок будет обладать невысокой эффективностью. Можно избежать необходимости использования редуктора, если грамотно подобрать диаметры ведущего и натяжного барабана.

Выбирать диаметры барабанов следует в зависимости от того, с какой скоростью будет перемещаться абразивная лента. Так, если скорость движения ленты должна быть приблизительно 20 м/сек, то необходимо изготовить барабаны диаметром 20 см. Для установки натяжного барабана используется неподвижная ось, а ведущий фиксируется непосредственно на валу электродвигателя. Чтобы сделать вращение натяжного барабана более легким, используется подшипниковый узел. Площадку, на которой устанавливается натяжной барабан, лучше всего сделать с некоторым скосом, это обеспечит плавный контакт абразивной ленты с обрабатываемой заготовкой.

Вариант самоделки немного сложнее

Не составит особой сложности изготовить и барабаны для самодельного шлифовального станка. Для этого необходимо нарезать из ДСП квадратные заготовки размером 20 на 20 см, в центре каждой из которых просверливается отверстие. Затем эти заготовки собираются в пакет толщиной 24 см, который протачивается для формирования цилиндрического барабана диаметром 20 см.

Чтобы абразивная лента не проскальзывала на барабанах, на их поверхность можно натянуть широкие резиновые кольца, которые обычно нарезают из камеры велосипеда или мопеда. Ширина абразивной ленты, которую можно изготовить самостоятельно, должна составлять порядка 20 см.

Особенности и сферы применения

Шлифовальный станок представляет собой модификацию металлообрабатывающего оборудования, где для работы с заготовками применяется крутящийся инструмент абразивного типа. Разность между размерами, что называется заданным припуском, в процессе шлифовки убирается посредством большого количества абразивных зерен с заостренными гранями, каждое из которых является микрорезцом, удаляющим узкий слой стали и превращающим его в тонкодисперсную стружку. По своему строению шлифовальные агрегаты близки токарному или фрезерному оснащению. Единственное – в роли рабочего инструментария в них практикуют абразивные шлифовальные круги, у которых скорость резания находятся в диапазоне от 20 до 60 м/с.

Ключевые области использования шлифовальных машин – обработка, как внутренняя, так и внешняя, имеющих форму цилиндра изделий, шлифовка ровных поверхностей под разными углами. Наряду с оборудованием общего назначения, производятся универсальные, мобильные (переносные) шлифовальные установки, а также специализированные, применяемые для притирки, хонингования, полировки, суперфиниширования и обработки профильных поверхностей.

Отдельные образцы шлифовальных агрегатов по металлу предназначены для реализации нескольких видов обработки. Однако при этом они отличаются высокой ценой и сложностью использования.

Это интересно: Ленточно-шлифовальный станок: изучаем и делаем своими руками

Рейтинг лучших круглошлифовальных станков

MD1320B

Профессиональное устройство среднего ценового сегмента, которое позволит проводить работы быстрее и лучше. Минимальный диаметр обрабатываемой детали – 8 мм, максимальное значение – 20 см. Кнопки управления располагаются над головой работника, что упрощает контроль и повышает эргономию. Кроме этого, сверху присутствует регулируемая лампочка, которая не позволит пропустить важные детали.

Длина обрабатываемой детали: от 500 до 750 мм, вес не должен превышать 50 кг. Благодаря надежному электрическому мотору, обработка деталей займет минимум времени, при этом качество сохранится на лучшем уровне. Дизайн прибора строгий, выполнен в классическом стиле, поэтому выделяться из общего фона не будет. Рычаги управления располагаются в доступном месте. Масса собранного оборудования составляет 4 тонны.

Продается по цене 2 135 000 рублей.

MD1320B

Достоинства:

• Качество по доступной цене;
• Элементы управления находятся под рукой;
• Эффективность;
• Долговечность;
• Ремонтопригодность.

Недостатки:

• Не выявлено.

ME1350

Прибор более дорогого ценового сегмента, который предназначен для функционирования на крупносерийном производстве. Мощность электрического двигателя достигает 20 000 Вт, что является сбалансированным решением. Максимальный диаметр, обрабатываемый детали, составляет 50 см. При этом предельная масса детали не должна превышать одной тонны.

По внешнему виду оборудование не отличается от стандартных представителей, которые можно встретить на вторичном рынке. Главное преимущество находится внутри шлифовального станка. Каждый элемент изготавливается из надежного материала. Срок эксплуатации изделия составляет десятки лет, при этом шанс возникновения поломки минимальный. А если это случится, то производитель предоставляет гарантию на бесплатное устранение образовавшегося дефекта.

Средняя цена – 8 015 000 рублей.

ME1350

Достоинства:

• Выдерживает высокие нагрузки;
• Максимальный вес обрабатываемой детали – 1 т;
• Хорошее техническое оснащение;
• Удобное управление;
• Мощность двигателя – 20 000 Вт.

Недостатки:

• Не выявлено.

Бесцентровый полуавтомат 3Е183ВМ

Отличный станок, которые справится с любой металлической поверхностью. А также с изделиями, выполненными из дерева или камня, необходимо только подобрать правильную ленту. Главные особенности станка:

• Отличная производительность, которая позволит справляться с десятками заготовок за рабочий день;
• Точность обработки на высоком уровне, что исключит образование дефектов и сократит процент брака;
• Станок изготавливается из прочных материалов, чтобы механические повреждения или частые перегрузки не стали причиной поломки;
• Управление оборудованием, происходит благодаря электронному контроллеру;
• Система управления поставляется и «Mitsubishi».

Максимальный диаметр шлифования – 40 мм. Мощность электрического двигателя – 11 000 Вт. Класс точности – B. Масса продукта составляет 4.5 тонны.

Средняя цена – 3 417 000 рублей.

Бесцентровый полуавтомат 3Е183ВМ

Достоинства:

• Эффективная работа;
• Долговечность;
• Качественные комплектующие;
• Соотношение цены и качества.

Недостатки:

• Не выявлено.

SHU-321 750мм

Оборудование предназначено для проведения шлифовальных работ с внутренней и наружной стороны. Для обработки деталь крепится в центре, либо размещается в патроне, все зависит от выбранного способа.

Станок оснащен гидравлической системой управления подачей, что дает возможность осуществлять циклическую обработку внешней части, потратив при этом минимум времени. Максимальный диаметр обработки – 320 мм, длина – 710 мм. Мощность главного двигателя составляет 5.5 кВт.

Продукт отлично подойдет для размещения на крупном производственном предприятии, со сменной системой. Станок можно эксплуатировать на протяжении длительного периода, при этом не останавливая. А если проводить своевременное техническое обслуживание, то шанс поломки уменьшиться в два раза и аппарат не вызовет дополнительных затрат на ремонт. Масса – 4.5 т.

Продается по цене 3 660 000 рублей.

SHU-321 750мм

Достоинства:

• Качественная сборка;
• Удобная регулировка деталей;
• Эффективность;
• Эргономика;
• Хороший двигатель;
• Ремонтопригодность.

Недостатки:

• Не выявлено.

3Е183NC21

Дорогой прибор белорусского производства, которые предназначен для проведения работ с гладкими, коническими или ступенчатыми поверхностями. Работает практически со всеми видами металлических конструкций, показывая отличный результат.

Управление простое с ним может справиться даже неопытный пользователь, главное показать основы контроля. Изделие практически не имеет отличий от российских и зарубежных аналогов, это все тот же качественный продукт, который способен работать на протяжении длительного периода и не сломается через пару лет активной эксплуатации. Масса – 4580 кг.

Средняя цена – 7 375 200 рублей.

3Е183NC21

Достоинства:

• Удобная панель управления;
• Безотказность;
• Отличное шлифование;
• Высокий срок эксплуатации;
• Надежный поставщик.

Недостатки:

• Высокая цена.

Устройство и принцип работы

Устройство внутришлифовального станка следующее:

• станина;
• стойка;
• шпиндель;
• рабочий стол;
• шлифовальный диск;
• электродвигатель;
• элементы управления или блок с ЧПУ;
• система охлаждения;
• корпус;
• узла для крепления заготовки.

Принцип работы следующий:

• закрепляется деталь;
• устанавливается подходящий по размерам и параметрам шлифовальный круг;
• запускается станок;
• круг медленно вводится внутрь заготовки таким образом, чтобы снималась определённая часть поверхностного слоя;
• сначала проводится черновая обработка со снятием крупных шероховатостей, затем тонкая;
• количество проходов круга внутри заготовки определяется требованиями к результату, а также сложностью обработки.

На что обратить внимание при выборе?

Как и любое сложное оборудование, этот прибор необходимо правильно подбирать. Специалисты рекомендуют смотреть на технические характеристики изделия, так как от этого зависит производительность оборудования и объем работ, с которым оно способно справиться.

Мощность

Чем выше этот показатель, тем лучше и производительнее устройство. Кроме того, этот параметр влияет на возможность выдерживать большие нагрузки. Но стоит также учитывать, что агрегат рассчитан на большое потребление электрической энергии, домашней сети ему может не хватить. Поэтому их рекомендуется использовать на крупном серийном производстве. Если человек ищет подходящий вариант для организации частной мастерской, то лучше всего покупать изделия среднего ценового сегмента. Они способны удовлетворить производительностью, качеством сборки и долговечностью.

Частота вращения

Значение этого показателя напрямую зависит от возможностей электрического двигателя. Параметр также важно брать во внимание, так как от него зависит производительность, а это важно при серийном производстве. Лучше подбирать модели, с наибольшим значением скорости, чтобы не было простоев и задержек.

Ширина и длина ленты

В продаже встречаются десятки моделей, они могут отличаться габаритами ленты. Чтобы подобрать подходящий размер, важно ориентироваться на задачи, которые будет выполнять изделие. Для функционирования с небольшими деталями вполне подойдут шлифовальные машинки, а не станки.

Если необходимо вести работу с крупными элементами (например, дверца шкафа), то лучше всего покупать широкую ленту, так как она сможет гарантировать качество и скорость работы. В домашней мастерской рекомендуется приобретать изделия со средним значением.

Длина ленты зависит от самого оборудования, в среднем она достигает 91 см, но некоторые производители могут допускать большее или меньшее значения. Важно понимать, что чем меньше этот показатель, тем быстрее будет вращение, а, следовательно, увеличивается производительность. Но у такого варианта есть и недостаток, например – скоростной износ, отчего придется совершать дополнительные расходы.

Масса

Этот параметр не важен для производственных объектов, а вот частные мастера его учитывают. Так как от этого зависит удобство пользования и возможной транспортировки. На рынке встречаются компактные станки, масса которых достигает 17 кг и это считается оптимальным решением для такого случая.

Отзывы покупателей

Это один из главных критериев выбора правильной модели. Потому что не все производители указывают недостатки своих аппаратов, поэтому покупая «вслепую», человек рискует в дальнейшем вложить деньги в ремонт, особенно, если дается недельная гарантия или полугодовая. Кроме того, именно из отзывов покупатель узнает главные нюансы использования конкретной модели.

Когда человек покупает шлифовальный станок на заказ через интернет-магазин, то необходимо проверить не только технические параметры оборудования и его функциональнее особенности, но и сам магазин, если до этого он ни разу не посещал его и не заказывал оттуда продукцию. Нередко под видом таких сайтов могут скрываться мошенники, которые получат не только «легкие» деньги, но и информацию о банковской карте. Никогда не стоит терять бдительность, тем более в интернете.

Покупая шлифовальный станок в магазинах, можно обратиться за помощью к независимым экспертам или знакомым, которые в этом разбираются. Они помогут подобрать качественный товар и составят наиболее объективное мнение по каждой модели. Пренебрегать такой помощью нельзя, так как от этого зависит производительность и время, за которое оборудование сможет окупиться.

Большинство экспертов, рекомендуют покупать продукцию известных брендов, которые продают товары на протяжении десятков лет. Они предлагают не только качество, но и выдают официальную гарантию, которая поможет бесплатно отремонтировать оборудование в случае поломки, произошедшая не по вине пользователя. Если человек хочет сэкономить деньги, то можно купить модель китайского производства, только в этом случае необходимо осознавать риски. Так как не все компании предоставляют гарантию.