Плоскошлифовальный станок по металлу: способы и техники шлифовки

Плоскошлифовальный станок по металлу: способы и техники шлифовки

Плоскошлифовальный станок служит для обработки поверхности металлических изделий. Основным предназначением считается чистовая и финишная обработка плоских поверхностей изделий при помощи алмазных или абразивных кругов. Заготовки изделий можно закрепить на магнитной плите или зеркале стола. Способ подачи, продольный или круговой, будет зависеть от формы стола.

• Общие сведения
• Способы обработки металла
• Техники шлифования
• Методы шлифовки периферией круга
• Конструктивные особенности оборудования
  • Основные параметры станков
• Ремонт станка и его модернизация
• Как сделать шлифовальный станок самостоятельно

Плоскую поверхность металла можно с высокой точностью отшлифовать при помощи такого устройства. Степень шероховатости соответствует ГОСТу и составляет от 0,63 до 0,16 микрометров после обработки. После обработки на таком оборудовании чистота поверхности будет соответствовать 9-10 классу. Для точности работы и получения качественных изделий лучше приобрести станок, сделанный на предприятии, чем собирать своими руками из подручных материалов. На собранном самостоятельно устройстве может уходить больше времени на обработку деталей, и он будет иметь большую погрешность.

Изготовление станка своими руками

Основным компонентом оборудования является силовой агрегат. Для этого лучше всего использовать асинхронный электродвигатель. Количество оборотов должно составлять от 800 до 2000. Но все зависит от параметров обрабатываемого изделия.

Главная проблема заключается в отсутствии каких-либо схем для изготовления станка своими руками. Специалисты рекомендуют исходить из характеристик материалов изготовления, которые есть под рукой. Оптимальная бытовая модель предназначена для обработки небольших стальных изделий. Для этого используется абразивная лента.

Рекомендации по изготовлению комплектующих своими руками:

• основной вал. Его можно сделать из дерева, обычно диаметр составляет 25-30 см;
• натяжной механизм. Устанавливается на корпусе электродвигателя. Предназначен для натяжения ленты, должен иметь регулировку по вертикали;
• рабочий стол. Важнейший компонент, который должен иметь плоскошлифовальный станок. Так как изменить расположение вала двигателя проблематично — степень воздействия абразива на заготовку можно корректировать путем поднятия или опускания рабочего стола.

В состав последнего компонента должна входить стальная пластина и ровная часть. Изменение ее положения осуществляется за счет регулируемых ножек. Это оптимальный вариант для самодельной конструкции.

Для увеличения площади обработки можно установить систему валов. Но нужно учитывать, что при этом габариты всего агрегата станут больше.

В целях безопасности необходимо установить защитный щиток. Он изготавливается из оргстекла и крепится с помощью обычной петли. Для обеспечения устойчивости в качестве основы можно использовать стальную плиту. На нее фиксируется электродвигатель и рабочий стол. Также рекомендуется установить кнопку включения/выключения в удобном месте для работающего.

Для обработки деталей из твердосплавных сортов стали вместо абразивной ленты можно использовать корундовые круги. Они устанавливаются на вал двигателя, порядок шлифования остается тот же.

В видеоматериале можно ознакомиться как изготавливался тарельчатый плоскошлифовальный станок своими руками:

Особенности вертикального шпинделя

Вертикальное положение шпинделя позволяет задействовать всю поверхность абразивного круга. Однако при обработке металла возникает разница в линейной скорости абразивных частиц вблизи центра круга и на его периферии. Внешние области круга испытывают больше трения и в начале работы срезают больше металла. В процессе работы именно внешняя часть круга изнашивается быстрее — постепенно рабочая часть абразива перестает быть плоской и начинает оставлять на металле заметные полосы.

Чтобы результат обработки на станке с вертикальным шпинделем был предсказуемым, необходимо следить за износом рабочих поверхностей абразива и вовремя его заменять. Другой эффективный способ — снизить подачу абразива и обрабатывать заготовку в несколько подходов.

4 Конструкция плоскошлифовальных станков

Компоновка рассматриваемых нами агрегатов идентична. Литая жесткая рама (колонна) станка крепится на тумбе, отлитой со станиной как одно целое. Колонна в средней своей части имеет проем. По обеим сторонам от него находятся вертикальные направляющие. По ним двигается каретка, оснащенная направляющими (горизонтальными), предназначенными для гидравлического либо ручного передвижения шлифовальной бабки. Указанная бабка и каретка располагаются подобным образом (между направляющими) не просто так, а с целью увеличения жесткости станочного оборудования.

Стабильные и точные подачи агрегата обеспечиваются кинематическими короткими цепями, под коими понимают винт и гайку качения, а также направляющие. Шлифовальная бабка и каретка перемещаются в вертикальном направлении за счет специального автоматического устройства, монтируемого на стенке (передней) станины, или же вручную. А на задней стенке устанавливают еще одно аналогичное устройство, которое отвечает за ускоренные передвижения по вертикали.

Почти все агрегаты для плоского шлифования включают в свою конструкцию:

• разнообразные блокировочные механизмы;
• специальные ограждающие блоки;
• устройства отскока в случае аварии шлифовальной бабки.

Все эти приспособления делают работу оператора станка более безопасной.

4. Техники шлифования алюминия на плоскошлифовальном станке

4.1. Многопроходная обработка.

При этой технике требуется фиксация элемента на поверхности. Скорость его перемещения в процессе обработки достигает 45 изделия метров в минуту. Метод обработки сводится к многократному передвижению изделия под обработки кругом обработка до полного припуска снятия припуска.

4.2. весь Однопроходная устройства обработка

Используется для станков с непрерывной круглыми столами. При этом способе станок проходит за один раз вертикально во всю глубину. В результате этого весь припуск с детали снимается за один оборот. Устройства с тремя головками позволят удалить большой припуск при максимальной точности шлифовки. Данные устройства применяются в основном при массовом производстве.

4.3. Двусторонняя подачей обработка.

Эта технология предполагает шлифовку двух торцов детали одновременно. При торцов этом способе для выше полного обработки снятия один припуска детали потребуется не один проход изделия. Суть метода заключается в прямолинейной или круговой подаче детали. За счет вращения инструмента осуществляется резка металла. Периферией круга следует обрабатывать изделия со средней жесткостью. При требуется торцевом методе ходы обработки производительность будет выше, детали чем при методе периферии.

Методы техника шлифовки однопроходная периферией круга

Глубинный перемещения метод.

Метод с изделия врезной скорость непрерывной изделия подачей.

Метод с кругом поперечной снятия прерывистой характеризуется подачей. Шлифовальный инструмент должен быть выше показателя поперечной подачи.

Сравнение

В зависимости от положения шпинделя шлифовка может происходить либо плоскостью (торцом) круга, либо периферией.

При работе всей плоскостью кроме повышенного износа дистальной части круга возникают сложности и с отводом стружки. Срезанные центральной частью абразива частицы не могут сразу покинуть место шлифовки. Перекатываясь между кругом и поверхностью, они оставляют на металле глубокие царапины. Для улучшения результатов диск плоскошлифовального станка можно закрепить с эксцентриситетом, или шлифовать деталь в несколько проходов, постепенно смещая центр рабочей насадки.

При работе периферией круга не возникает проблем с отводом стружки, но возникает другая особенность: обработка большой площади возможна только в несколько проходов. В процессе работы круг изнашивается, и его диаметр сокращается. Это сокращение важно учитывать, повторно выставляя глубину подачи каждые несколько проходов.

Классификация плоскошлифовальных станков

Все плоскошлифовальные станки можно разделить на два класса:

• станки для размерной обработки;
• станки для безразмерной обработки.

В первом случае обработка ведётся абразивными кругами, во втором – эластичными абразивными инструментами (абразивы на подкладке).
В статье рассматриваются плоскошлифовальные станки первой группы.

Назначение плоскошлифовальных станков

Плоскошлифовальные станки предназначены для обработки поверхностей заготовок как плоскостных деталей, так и торцов деталей типа тел вращения. Преимущественно на плоскошлифовальных станках обрабатывают заготовки плоскостных деталей.

К ним относятся такие детали, как плиты, рамы, кронштейны, корпуса, блоки, станины, столы и т.п. в изделиях станкостроения, авиационной и космической техники, энергетического и транспортного машиностроения, приборостроения и других отраслей промышленности.

Плоскошлифовальные станки находят применение во всех типах производств.

Характерными признаками большинства этих изделий являются сложная пространственная конфигурация, наличие значительного количества плоских поверхностей, канавок, пазов, фасонных линейчатых поверхностей, окон, выступов, отверстий.

При этом важную роль имеют базовые плоскости таких деталей. С одной стороны, они определяют правильное взаимное расположение механизмов, смонтированных внутри них (валов, зубчатых передач, подшипников и т.д.). С другой стороны, они же определяют характер взаимного положения или перемещения одного узла изделия относительно других его узлов (например, перемещение суппорта металлорежущего станка относительно его шпинделя).

Качество поверхностей плоскостей в неподвижных стыках определяет характер их силового замыкания, а следовательно, и контактные деформации в стыке. В подвижных стыках от качества перемещающихся относительно друг друга поверхностей зависит плавность и точность перемещений, виброустойчивость, характер износа и, в конечном счёте, надёжность и долговечность изделия.

Плоскошлифовальные станки применяют как для предварительной (черновой), так и для окончательной обработки заготовок деталей.

Обдирочное шлифование производят обычно для удаления литейной корки, создания первичных базовых поверхностей.

Обдирочное шлифование предшествует фрезерованию и значительно повышает его производительность и стойкость фрез. Отделочное шлифование выполняют тогда, когда требования к точности и шероховатости поверхности не удаётся обеспечить другими технологическими методами (например, строганием или фрезерованием) и для обработки заготовок из закалённых или труднообрабатываемых материалов.

Поэтому основными технологическими задачами при обработке заготовок таких деталей являются:

• получение плоских и фасонных линейчатых поверхностей требуемой точности их размера и формы;
• получение требуемой чертежом шероховатости и других параметров качества поверхности;
• получение требуемой чертежом точности расположения по отношению к другим поверхностям детали (к другим плоскостям, отверстиям, канавкам и т.д.)

Инструмент при обработке на плоскошлифовальных станках

При обработке на плоскошлифовальных станках наибольшее распространение получили следующие типы абразивных кругов:

• круги плоского прямого профиля (тип 1), применяют для шлифовки плоскостей, пазов и фасонных поверхностей;
• чашечные круги (тип 6 и тип 11), применяют для шлифовки плоскостей, к которым затруднён доступ;
• сегментные круги, наибольшее применение находят в массовом производстве для обработки плоских торцов деталей типа тел вращения, а также для обработки предварительно необработанных отливок и поковок;
• кольцевые (тип 2) и тарельчатые (тип 12 и 14) круги, применяют реже, чем вышеперечисленные;
• круги торцовые прямого профиля (тип 35), прямого профиля с запрессованными крепёжными элементами (тип 36) и кольцевые с запрессованными крепёжными элементами (тип 37), применяют, как правило, в специальных станках, например, в двусторонних торцешлифовальных.

При шлифовании периферией круга зона контакта инструмента с заготовкой намного меньше, чем при обработке торцом круга, поэтому во время обработки возникают небольшие силы резания, а в самой зоне обработки выделяется небольшое количество тепла.

В связи с этим периферией круга шлифуют поверхности заготовок, к которым предъявляются очень высокие требования по точности, закалённых до высокой твёрдости, а также имеющих небольшую жёсткость.

При шлифовании торцом круга в процессе резания одновременно находится значительно большее количество абразивных зёрен, чем при обработке периферией круга. Это даёт метолу обработки торцом круга значительные преимущество по производительности.

Размеры перечисленных абразивных кругов регламентируются ГОСТ Р 52781-2007.

Конструктивные особенности плоскошлифовальных станков

Конструкции плоскошлифовальных станков разрабатываются с учётом особенностей физики процесса и требований к окончательно обработанным поверхностям.

Особенностями шлифования являются интенсивное теплообразование в зоне резания и значительное влияние на геометрию обработанной поверхности вибраций элементов станка.

Результатами этих явлений могут быть прижоги на обработанной поверхности и её волнистость. Поэтому плоскошлифовальные станки имеют:

• массивную, исключающую вибрации, станину;
• мощный сбалансированный двигатель;
• систему охлаждения;
• прецизионные подшипники шлифовального шпинделя;
• автоматическую подачу заготовки в продольном и поперечном направлениях;
• закалённые направляющие рабочего стола;
• полимерное покрытие направляющих рабочего стола, что существенно снижает потери на трение при подаче;
• автоматическую централизованную смазку;
• дополнительные приспособления, которые позволяют производить обработку детали под разными углами;
• приспособления для правки шлифовального круга.

По методу работы все плоскошлифовальные станки разделяют на станки периодического действия и станки непрерывного действия. На первых станках цикл обработки включает время резания и отдельное время на установку и снятие заготовки, на вторых станках время резания совмещено с временем загрузки и выгрузки заготовки.

Выбор типа плоскошлифовального станка для обработки конкретной заготовки детали определяется:

1. конфигурацией, массой и габаритами детали;
2. размерными параметрами обрабатываемой поверхности;
3. требованиями к точности и шероховатости этой поверхности;
4. расположением этой поверхности по отношению к другим поверхностям этой детали;
5. объёмом выпуска.

Плоскошлифовальные станки делятся на станки общего назначения и специальные.

Способы шлифовки

Обработка металла на плоскошлифовальных станках проводится двумя путями:

• торцом круга;
• периферией.

В первом случае отмечается высокая производительность работы плоскошлифовального станка. При таком типе шлифовки дуга контакта детали и аппарата описывается незначительной величиной. В результате этого в зоне шлифования создается достаточно высокая температура, которая так или иначе снижает точность проведения операции (круговая подача способствует значительному уменьшению точности). Помимо этого возникают некоторые сложности с отводом стружки от плоскошлифовального станка.

Обработка заготовки торцом круга

Существуют следующие техники шлифовки с помощью плоскошлифовального станка.

Элемент фиксируется на поверхности и перемещается со скоростью около 45 метров в минуту. Изделие неоднократно передвигается под кругом, который постепенно поступает вглубь, пока полностью не снимется припуск. Последние ходы протекают без подачи или с небольшой вертикальной подачей.

Такой способ применим для устройств с круглыми столами, когда плоскошлифовальный станок идет вертикально во всю глубину за один проход. За счет этого одним оборотом поверхности снимается весь припуск. Если нужно удалить больший припуск с максимальной точностью шлифовки, лучше брать устройства с тремя головками. Они подходят для работы на больших объектах, где осуществляется массовое производство.

Техника предполагает синхронную шлифовку двух торцов детали. Чтобы полностью снять припуск, требуется не один проход. При таком методе основная подача идет благодаря круговой или прямолинейной подаче детали, а резка осуществляется за счет вращения инструмента.

Вне зависимости от того, какой тип обработки металла периферией выбран, он будет отличаться от описанных ранее техник незначительным образованием тепла и низким усилием резки. По этой причине периферией круга обрабатывают не слишком жесткие изделия. Следует отметить то, что производительность шлифовки торцом всегда больше, чем периферией.

Различают следующие методы шлифовки периферией круга.

С каждым ходом снимается значительный припуск, причем скорость продольной подачи в таком случае минимальна. Из-за того, что на располагающиеся у торца абразивы приходится вся тяжесть удаления, круг довольно быстро стирается.

С врезной непрерывной подачей

Шлифовка проводится в случае, если обрабатываемая поверхность ограничена буртами, а также используется для обработки элементов, у которых высота превосходит ширину. Поперечная подача при таком способе отсутствует, точность работы невысокая. Изнашивание происходит неравномерно, поэтому требуется постоянная правка.

С поперечной прерывистой подачей

При такой методике даже большие поверхности обрабатываются качественно. Высота шлифовального инструмента всегда должна быть выше показателя поперечной подачи. Поперечный реверс и подача круга вглубь происходят, как правило, одномоментно. Такой технике присуща высокая точность, она применяется на плоскошлифовальных станках с круглым столом и горизонтальным шпинделем.

Настольный плоскошлифовальный станок

Обзор и характеристики популярных моделей

PBP-250 Proma. Станок предназначен для работы с заготовками, вес которых не превышает 200 кг. Низкий уровень потребления электроэнергии и достаточно высокая площадь стола делают аппарат оптимальным выбором для частных мастерских и средних металлообрабатывающих предприятий. Страна-производитель – Китай. Гарантийный срок эксплуатации составляет 3 года. Технические характеристики:

Плоскошлифовальные станки позволяют получить идеально ровную поверхность без каких-либо дефектов. Среди токарей бытует мнение, что для домашнего использования лучше изготовить агрегат своими руками: точностью обработки можно пожертвовать за счет существенной экономии. А как считаете вы? Что лучше для дома: самоделка или компактный заводской станок? Поделитесь вашим мнением в блоке комментариев.