Обработка на круглошлифовальных станках. Шлифовальный станок по металлу своими руками Конструктивные особенности оборудования

Шлифовка (шлифование) — способ обработки детали до установленных размеров. Для этого используются абразивные материалы, нанесенные на шлифовальные круги. Круглошлифовальные портативные станки для работы по металлу имеют множество вариантов исполнения, как способ с ручным управлением, так и способ с системами ЧПУ (3у10а, серия станков Studer и др.).

Круглошлифовальные станки широко распространены в производственных предприятиях, которые занимаются выпуском продукции большими, средними, малыми сериями и даже единичными экземплярами. Универсальный круглошлифовальный станок имеет назначение для шлифования цилиндрических и конических деталей как внутри, так и снаружи.

Как правило, деталь попадает на такой станок для заключительной обработки, при которой обеспечивается высокая точность контроля по параметрам и чистоте поверхности.

1 Модификации

Все круглошлифовальные станки имеют свою технологическую точность контроля и производства:

• П — повышенная;
• В — высокая;
• А — особо высокая.

Круглошлифовальные станки, которые наиболее часто встречаются на производствах, имеют следующие обозначения:

• 3а423, 3а151,
• 3б12, 3б161, 3б153, 3б151;
• 3м151, 3м175;
• 3у10а;
• многочисленная серия станков Studer (S21, S31, S33, S41).

Все модификации имеют эффективный способ контроля размеров при обработке детали, в том числе и способ с помощью ЧПУ. Большинство станков позволяет обрабатывать на них тяжелые и габаритные детали.

По расположению обрабатываемой детали также имеются различия. Существует три модификации:

• центровая — деталь устанавливается в центрах;
• патронная — обрабатываемое изделие зажимается в патроне;
• безцентровая — деталь устанавливается по обрабатываемой поверхности.

1.1 Рабочие узлы

Различие в технических характеристиках у разных заточных моделей заключается в мощности, расстоянии между центрами, допустимым весом обрабатываемого изделия, максимальным диаметром шлифовки, шириной диапазона поворота шпиндельной бабки.

Устройства достаточно тяжелые, поэтому под них необходимо предусматривать усиленный фундамент.

Основные рабочие узлы:

• шлифовальная бабка со шпинделем шлифовального круга;
• суппорт ножа;
• патрон (центра);
• балансировочное устройство для шлифовального круга;
• приспособление для правки шлифовального круга;
• емкость со смазочно-охлаждающей жидкостью;
• прижимы.

Универсальный круглошлифовальный станок может быть оснащен ЧПУ, что значительно упрощает способ контроля и увеличивает точность производимых работ.

На таких станках можно обрабатывать детали практически из любых материалов:

• сталь;
• чугун;
• сплавы цветных металлов;
• текстолит;
• стекло;
• материалы особой прочности (керметы).

2 Принцип работы

Обрабатываемая деталь зажимается в патроне или устанавливается на центрах станка, а затем, вращаясь, входит в контакт со шлифовальными кругами, которые имеют абразивные покрытия. Стол станка может перемещаться в возвратно-поступательном направлении и в конце законченного прохода происходит перемещение шлифовального круга на следующую заданную величину резания.

Продольное движение стола задается ЧПУ (через гидравлику) или вручную (вращением маховика). Шлифовальная бабка, которая перемещается поперечно, также может управляться ЧПУ или вручную. Абразивные круги, при продольном и поперечном перемещении, обрабатывают деталь сначала в черновом, а затем в чистовом варианте шлифовки.

2.1 Станок 3м151

Используется для единичной, серийной и крупносерийной обработки деталей. В работе по металлу 3м151 позволяет выполнять следующие операции:

• шлифование (врезное и продольное);
• наружное шлифование деталей, которые имеют коническую или цилиндрическую форму.

Работы могут проводиться как в ручном, так и в автоматическом (ЧПУ) режиме, при этом способ контроля размеров позволяет выдерживать высокую точность обработки.

На станке 3м151 возможна обработка деталей с максимальными диаметром 200 мм и длиной и 700 мм, а также весом до 55 кг. Общий вес 3м151 (вместе с охлаждающей системой и комплектом электрического оборудования) составляет 5600 кг при габаритах 2170×2450х4605 мм.

2.2 Особенности конструкции

Станок 3м151 имеет два стола (верхний и нижний). Первый размещен перед станиной и передвигается по продольным направляющим, второй используется в обработке конических деталей и поворачивается на определенный угол при помощи винта с последующей фиксацией прижимами. Способ контроля размеров, а также их проверка заключается в корректировке по шкале и индикаторному механизму, расположенных на столах.

Система гидравлики у станка 3м151 позволяет осуществлять:

• блокировку перемещения стола ручным способом;
• продольное перемещение стола (задействуется автореверс при окончании рабочего хода);
• быстрое подведение/отведение бабки;
• блокировку стола при выполнении врезного шлифования;
• отведение пиноли.

При продольном и врезном шлифовании на 3м151 возможна полная автоматизация процесса, который осуществляется при помощи гидравлического привода имеющего муфту и гидродвигатель. Пиноль, с зубчатой рейкой, подводит к обрабатываемой детали заднюю бабку для установки ее в центрах. Такую операцию 3м151 позволяет провести как вручную, так и при помощи гидравлики.

На задней бабке 3м151 имеется устройство для правки шлифовального круга. При желании, это устройство можно автоматизировать, как дополнительную опцию при заказе у производителя.

2.3 Универсальный станок 3б12

Станок 3Б12 является универсальным круглошлифовальным устройством и используется для шлифования конических и цилиндрических поверхностей как внутри, так и снаружи.

Наличие поворотного стола у 3Б12 позволяет провести шлифовку пологих конических поверхностей.

Для шлифования крутых конических внутренних и внешних поверхностей у 3Б12 имеется поворотная передняя и поворотная шлифовальная бабка, которая состоит из двух частей. Верхняя часть может перемещаться на салазках относительно нижней части. Таким образом, на станке 3Б12, имеется возможность шлифовать торец детали, закрепленной в патроне, краем шлифовального круга.

Станок 3Б12 позволяет обрабатывать деталь, закрепленную в патроне или установленную в неподвижных центрах.

На станке 3Б12 возможно проведение следующих работ:

• врезное и продольное шлифование;
• продольное шлифование до упора (автоматическая поперечная подача);
• шлифование периферией шлифовального круга торцевых поверхностей.

Станок 3Б12 позволяет обрабатывать цилиндрические поверхности диаметром 8-200 мм и длиной 100-500 мм, а отверстия 20-50 мм с глубиной до 75 мм. Проверка на точность заточных работ станком 3Б12, проводится при помощи соответствующих шкал установки параметров обработки.

2.4 Специальный станок 3а423

Модель 3а423 предназначена для перешлифовки шатунных и коренных шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. Используется 3а423 на авторемонтных заводах и в ремонтных мастерских. Станок 3а423 может шлифовать цилиндрические поверхности и конусы, которые имеют небольшой угол уклона.

При шлифовании шатунных шеек на станке 3А423, коленчатый вал балансируется перемещаемыми на патроне грузами. Система управления 3а423 имеет механический, гидравлический и ручной привод. Возможно проведение шлифовки с автоматическим врезанием.

Кинематические цепи и гидравлические системы, которыми оснащен 3а423, позволяют осуществлять следующие движения:

• вращать шпиндель шлифовальной бабки;
• вращать обрабатываемую деталь;
• при помощи гидравлики быстро подводить/отводить шлифовальную бабку;
• перемещать стол.

На 3а423 возможна обработка деталей с максимальными общим сечением 580 мм и длиной 1600 мм (в центрах); 1450 мм (в патронах), а также весом до 150 кг.

Мощность электрического двигателя главного привода станка 3а423 — 11 кВт. Размеры станка 3а423 (по ширине, глубине и высоте) — 5650×2530х1830 мм. Общий вес — 7250 кг.

2.5 Модель 3Б161

Станок 3Б161 применяется в наружном шлифовании цилиндрических и конических (с пологим скосом) поверхностей.

Виды шлифования на станке 3Б161:

• продольное и фрезерное (при ручном управлении);
• продольное (в режиме автоматической поперечной подачи);
• врезное (до упора, в полуавтоматическом цикле).

Модель 3Б161 позволяет установить дополнительные приборы, по которым происходит проверка на точность выполнения работ методом активного контроля размеров. Такой способ возможен при особой комплектации 3Б161 и требует дополнительной оплаты.

Существует модификация 3Б161, которая не имеет гидравлического механизма для врезания. Врезное и продольное шлифование на станке 3Б161 проводится методом ручной поперечной подачи.

Максимальные размеры обрабатываемых деталей на станке 3Б161 по диаметру — 280 мм, по длине — 1000 мм. Станок 3Б161 имеет электродвигатель привода круга — 7 кВт (980 об/мин). Габаритные размеры по длине, ширине, высоте — 4100×2100х1560 мм, при общем весе 4500 кг.

2.6 Универсальный полуавтомат 3М175

Полуавтомат 3М175 имеет класс точности П и предназначен для шлифования пологих конических и цилиндрических поверхностей.

Шлифование в полуавтоматическом режиме происходит в неподвижных центрах. Поворотная верхняя часть стола полуавтомата 3М175 обеспечивает работу с коническими поверхностями.

Полуавтомат 3М175 удобен в управлении и обслуживании. Операции по перемещению стола, включению вращения обрабатываемой детали, охлаждению и быстрому подводу шлифовального круга — выполняются одной рукояткой.

На станке 3М175 допустима обработка деталей размером 2800 мм с диаметром 400 мм. Область шлифования определяется по диаметру в 400 мм, по длине 2520 мм.

Габаритные размеры 3М175 — 8310×3690х2135 мм при общей массе в 13850 кг.

2.7 Станки 3м175, 3а151, 3у10а, 3б153, 3б151

Модели 3м175, 3а151, 3у10а, 3б153, 3б151 используются для наружного шлифования.

На станках 3м175, 3а151, 3у10а, 3б153, 3б151 возможна установка устройств активного контроля, поэтому тщательная проверка всех параметров при работе по металлу осуществляется автоматически. Такой способ контроля позволяет производить качественную продукцию с гладкой и чистой поверхностью.

Станок 3у10а отличается от 3м175, 3а151, 3б153, 3б151 особо высокой точностью при шлифовании наружных и внутренних цилиндрических или конических поверхностей.

Характеристики 3у10а:

• диаметр заготовки — до 100 мм;
• длина заготовки — до 180 мм;
• мощность электродвигателя — 1,1 кВт;
• размеры — 1250×1400х1690 мм;
• вес — 1850 кг.

2.8 Универсальные круглошлифовальные аппараты Studer

Studer S41 — агрегат, который оснащен ЧПУ новой генерации. Studer меет множество особых технических дополнений, таких как уникальная система направляющих, высокоточные приводы линейных двигателей, большой выбор шлифовальных кругов.

Studer S21 — подходит для шлифования деталей с высокими требованиями контроля качества. Может быть полностью автоматизирован. Используется для изготовления продукции для аэрокосмической отрасли, в точной механике и гидравлике (пневматике).

Studer S31 — широко применяется в инструментальной промышленности.

Studer S33 — имеет три шлифовальных круга которые обеспечивают комплексную обработку детали на наивысшем уровне.

2.9 Как работает круглошлифовальный станок 3К12? (видео)

Круглошлифовальный станок дает возможность обрабатывать наружные поверхности изделий вращения способом продольного и врезного шлифования в патроне и центрах. На таком станке допускается шлифовать конструкции из различных материалов.

1 Круглошлифовальный станок – общая информация

Описываемые установки предназначены для чистовой и обдирочной обработки изделий посредством использования алмазных и . И первые, и вторые гарантируют малую шероховатость обработанной поверхности, а также достойную точность геометрической формы и размеров детали.

В большинстве случаев на такие агрегаты поступают заготовки, которые уже прошли предварительную термическую или механическую обработку. Иными словами, на круглошлифовальных агрегатах выполняют финальную операцию шлифования деталей, побывавших на сверлильном, фрезерном, токарном либо другом станке.
По виду базирования (под этим термином понимают придание заготовке необходимой конфигурации в пространстве по отношению к той или иной системе координат) все круглошлифовальные установки подразделяют на три типа:

• патронные: заготовка в них располагается в патроне;
• центровые: заготовка в центрах;
• бесцентровые: базирование обрабатываемой конструкции по несколькими либо одной поверхности подвергаемой шлифованию.

А вот непосредственно схем базирования существует две:

• на башмаках (опоры неподвижного вида) с торцовой ведущей опорой;
• с опорным ножом на ведущем круге.

В зависимости от того, каким образом относительно круга осуществляются основные передвижения детали, различают врезное, проходное и комбинированное шлифование. Проходная обработка обеспечивает:

• отличное качество поверхности после шлифовки;
• малое тепловыделение;
• равномерный износ шлифовального круга.

Проходное шлифование рекомендовано для существенных по длине цилиндрических поверхностей, так как в процессе обработки показатель их цилиндричности практически не изменяется. При врезном же виде шлифования геометрическая точность поверхности, которая подвергается обработке, напрямую зависит от степени износа круга. Оно чаще всего применяется для обработки фасонных и ступенчатых форм, поверхностей с буртами, коротких шеек, а также тогда, когда требуется одновременная обработка торца и шейки детали.

Комбинированное шлифование характеризуется важной особенностью. Заключается она в том, что цилиндрическая часть заготовки шлифуется по технологии проходного шлифования, а после этого осуществляется обработка торца. Отметим: перемещение детали в продольном направлении при бесцентровом базировании ограничивается упором (торцовым).

2 Схемы компоновки круглошлифовальных агрегатов

Вариант базирования и определяют особенности компоновки станочного оборудования. Наиболее распространены следующие схемы компоновки круглошлифовальных установок:

• патронная с двумя либо одним столом;
• центровая с двумя или одним столом;
• бесцентровая с неподвижными башмаками, с подвижным и неподвижным ножом.

Важнейшее отличие компоновки агрегатов с бесцентровым методом базирования от других вариантов состоит в том, что опорный нож в данном случае монтируется на салазках бабки (ведущей) либо непосредственно на станине. Если имеет место установка на салазки, нож передвигается и совместно с ведущим кругом, и относительно его оси. Бабка при этом по отношению к станине делается неподвижной.

Агрегаты с ножом неподвижного типа часто встраивают в автоматические производственные линии. Такие станки дают гарантию постоянства оси заготовки при любом состоянии шлифовального (алмазного) круга. При его износе нет необходимости выполнять регулировку транспортных механизмов агрегата.

Но станки с неподвижными ножами, к сожалению, имеют достаточно сложную конструкцию, обусловленную наличием устройств, передвигающих бабки, а также снижением показателя жесткости всей конструкции в целом и шлифовальной бабки в частности. Станочное же оборудование с неподвижной бабкой характеризуется более высокой жесткостью и более скромными габаритами. Подобная компоновка оптимальна для обработки деталей с широким диапазоном регулировки.

Современные круглошлифовальные станки имеют объективно высокие технические возможности, которые достигаются за счет использования принципа унификации их отдельных функциональных блоков, а также продуманности конструкций всех без исключения узлов агрегатов. Под унифицированным модульным блоком подразумевается ряд узлов и элементов, выполняющих одинаковым способом одну и ту же функцию по отношению к обрабатываемым деталям разных размеров. Данные блоки дают возможность при сравнительно небольшом числе модулей конструировать множество разных по своим модификациям круглошлифовальных агрегатов.

3 Несколько слов об узлах и механизмах станков для круглого шлифования

Все круглошлифовальные агрегаты делят на четыре группы. В соответствии с этим подразделением станки могут быть:

• Простыми. Шлифовальная и передняя бабка, а также стол такого оборудования выполнены с неповоротной конструкцией.
• Универсальными. Все вышеуказанные узлы выполнены с поворотной конструкцией.
• Врезными. У этих установок заготовки не могу подаваться продольно. Шлифовальный инструмент таких станков имеет большую ширину, что позволяет обрабатывать им деталь по всей ее длине. Особенность врезного оборудования заключается в сочетании поперечной непрерывной подачи с вращением заготовки.
• Специальными. Агрегаты для выполнения операций по обработке каких-либо конкретных изделий (например, кулачковых валов, турбинных лопаток, профилей зубьев и так далее).

К основным блокам рассматриваемых станков относят:

• рабочий стол;
• шлифовальную и переднюю бабку;
• станину.

В шлифовальной бабке монтируется привод к кругу, в передней – к шпинделю, в станине – к столу.

Управление оборудованием выполняется при помощи кнопочной станции, упоров, маховиков для передвижения рабочего стола и бабки (шпиндельной) вручную, а также ряда рукояток для выполнения:

• быстрого отвода и подвода бабки (шпиндельной);
• отвода пиноли;
• изменения скорости перемещения стола;
• отключения хода стола в автоматическом режиме;
• реверса стола.

В конструкции агрегатов для выполнения круглого шлифования также имеются следующие важные элементы:

• Шлифовальная бабка: характеризуется жесткой конструкцией, может перемещаться либо монтироваться на станине неподвижно, в ней размещается шпиндель.
• Механизм балансировки круга: необходим для корректировки колебаний в системе "круг – обрабатываемая заготовка". Балансировка, заметим, выполняется как неавтоматически, так и по полностью автоматической схеме.
• Механизм правки шлифовального инструмента: задача устройства – поддерживать функциональную форму круга и его режущих возможностей.
• Механизм подачи: выполняет рабочее движение инструмента, установочные передвижения, компенсацию движения круга.
• Задняя бабка: используется на агрегатах с базированием изделий в патроне и в центрах.
• Люнеты: специальные опоры, без которых невозможно эффективно обработать тонкие и длинные заготовки.

Наладка центровых круглошлифовальных станков. Рекомендуется выполнять наладку в такой последовательности:

Проверить работу всех узлов станка в наладочном режиме и устранить возникшие неисправности;

Установить скорость продольного перемещения механизма правки и произвести (при необходимости установки нового шлифовального круга) предварительную правку при отключенном копирном устройстве (обычно такая правка производится алмазозаменителем);

Отбалансировать шлифовальный круг и затем проверить качество балансировки;

Произвести правку шлифовального круга с помощью копирного устройства (если необходимо);

Установить в переднюю и заднюю бабки центры и выверить их соосность;

Установить переднюю и заднюю бабки на заданном осевом расстоянии;

Установить в центрах (патроне) заготовку и проверить надежность ее закрепления;

Выверить взаимное расположение шлифовальной бабки с заготовкой в осевом и радиальном направлениях;

Расставить упоры для изменения направления перемещения стола при продольном шлифовании;

Установить заданные режимы обработки;

При шлифовании длинных заготовок произвести установку люнета (люнетов);

Установить и настроить по эталону измерительное устройство для контроля диаметра наружной поверхности и управления циклом станка;

Произвести пробное шлифование двух-трех заготовок, измерив их погрешности и откорректировав положение шлифовальной бабки и настройку измерительного прибора;

При положительных результатах обработки заготовок установить на станке автоматический цикл и проверить работу станка путем обработки партии заготовок с обеспечением требуемой производительности и точности.

Установка и выверка центров. Перед установкой центров необходимо проверить, нет ли забоин в конических отверстиях в шпинделях бабок, следует очистить их от грязи и смазать маслом. Углы центров проверить шаблоном, а прилегание хвостовиков - по краске. Соосность центров следует определить по специальным оправкам 3 (рис. 9.19), установленным в переднюю 1 и заднюю 4 бабки. Положение цилиндрических поверхностей оправок проверить индикатором 2 по всей длине образующей оправок. При отклонении свыше 0,01 мм устранить отклонения от соосности поворотом передней или смещением задней бабки.

Установка задней бабки . Устанавливают заднюю бабку в требуемое положение и надежно закрепляют ее на столе с помощью двух зажимных винтов. Усилие прижима детали задним центром должно быть умеренным. Чем легче и тоньше деталь, тем меньшим должно быть это усилие. Следует помнить, что излишняя сила прижима приводит к быстрому износу центров и, следовательно, к ухудшению качества обработки. Слабый прижим детали также недопустим, так как под действием давления круга на деталь задний центр может сместиться и точность обработки будет нарушена. При шлифовании длинных деталей устанавливают необходимое число люнетов, исключающих прогиб детали под действием усилий, возникающих при обработке.

Затем следует отрегулировать и проверить систему охлаждения и фильтрования рабочей жидкости.

Расстановка упоров . После того, как шлифуемая деталь будет установлена в центрах, необходимо приступить к расстановке упоров для изменения направления движения стола при продольном шлифовании. Для установки взаимного положения круга и детали в направлении оси детали в центрах станка помещают эталонную деталь. Шлифовальной бабке сообщают установочное перемещение в направлении оси детали. В качестве базы обычно используют левый торец детали, положение которого остается постоянным при любой длине детали. Для пробных ходов при наладке включают электродвигатель бабки круга и детали, после чего подводят круг к детали до появления искры и вручную перемещают стол. Если при этом искра будет равномерна по всей длине детали, то можно включить автоматическую подачу. Сделав несколько ходов, проверяют диаметр детали с обоих концов и, если она окажется конусной, выверяют положение стола.

Настройка шлифовальных станков. При настройке станка нужно пользоваться имеющимся лимбом поперечной подачи, облегчающим настройку. Убедившись, что деталь вращается с необходимой скоростью и положение упоров переключения хода стола соответствует требуемой длине шлифования, необходимо осторожно подвести круг к детали до появления искры. В этом положении следует освободить лимб и, не сдвигая маховик поперечной подачи, передвинуть его так, чтобы число делений между нулевым делением на корпусе механизма поперечной подачи и нулевым делением лимба соответствовало половине припуска на диаметр детали. После этого, закрепив лимб, можно обрабатывать деталь, включив автоматическую подачу, которая выключается упором поперечной подачи при совмещении нулевых делений лимба и корпуса механизма поперечной подачи. За два-три деления до нулевого положения необходимо проверить размер детали, чтобы не допустить снятия лишнего металла, и, если нужно, внести соответствующие коррективы в наладку. При шлифовании до упора необходимо периодически корректировать положение круга для компенсации износа.

Наладка измерительно-управляющих устройств. Измерительные приборы устанавливают по эталонной детали на позициях измерения. Сначала выполняют предварительное регулирование вдоль оси детали, а затем окончательно устанавливают в нулевое положение. При наладке приборов с рычажными системами необходимо выполнить независимое регулирование горизонтального и вертикального рычагов. После окончательного регулирования измерительных приборов необходимо зафиксировать положение узлов, чтобы фиксация была надежной и отрегулированное точное взаимное расположение деталей и узлов прибора сохранялось и после их закрепления.

В процессе пробного шлифования следует проверить при ручной подаче состояние искры по длине шлифуемой поверхности. Если искра будет равномерна по всей длине, то можно включить автоматическую подачу. Отшлифовав деталь, необходимо проверить диаметр шеек в двух наиболее удаленных сечениях. Если окажется конусность, необходимо отрегулировать положение стола в горизонтальной плоскости поворотом его верхней части относительно нижней. Для наблюдения за углом поворота при наладке используют специальный лимб или наладочное приспособление с индикатором (рис. 9.20). Приспособление крепится к нижнему столу станка на сухаре 3 и имеет два поворотных элемента 1 и 4, с помощью которых устанавливается индикатор 2 в различных положениях по высоте и ширине стола станка. Окончательно проверяют установку стола путем повторного пробного шлифования.

Для пневматического измерительного прибора большое значение имеет правильная наладка прибора и соответствующее тарирование шкалы отсчетного устройства, которое производится по эталонам. Для измерения отверстий шкалы пневматические приборы тарируют по установочным кольцам. В комплект должно входить не менее двух установочных колец, соответствующих по размерам предельным диаметрам измеряемой детали, для которой производится тарирование прибора. По установочным кольцам на шкалу прибора наносят контрольные точки, промежуточные значения получаются делением отрезков между точками; нанесенными по кольцам, на равные доли, с тем чтобы получить требуемую цену деления. Правильная эксплуатация пневматического прибора имеет важное значение для точности и надежности его работы.

Особенности наладки плоскошлифовальных станков. Наладку станков с прямоугольным столом и магнитной плитой следует начинать с проверки работы узлов станка, а также с проверки исправности магнитной плиты или приспособления для установки и зажима заготовки. В случае отклонения от плоскостности стола и магнитной плиты их необходимо прошлифовать до требуемого отклонения от плоскостности согласно данным паспорта станка. Далее наладку рекомендуется проводить с учетом следующих особенностей.

При использовании магнитной плиты установить на плиту заготовку (заготовки), обеспечив при этом перекрытие каждой заготовкой двух полюсов. Проверить усилие зажима. После установки заготовки, включения электромагнитной плиты и подачи стола шлифовальный круг следует постепенно вводить в соприкосновение с обрабатываемыми заготовками (во избежание его удара).

При наладке станков с прямоугольным столом расставить упоры, переключающие направление хода стола, обеспечив при этом перебег, который определяется размерами круга и методом шлифования (периферией или торцом). Расставить упоры, ограничивающие поперечное перемещение шлифовальной бабки, обеспечив при этом выход круга относительно края плиты не более 0,3 его высоты. В зависимости от длины и скорости продольного хода стола установить частоту двойных ходов. Установить требуемые значения поперечной и вертикальной подач. Настроить измерительно-управляющее устройство, осуществляющее цикл работы станка и автоматический останов станка в конце обработки.

Задание для студентов: (1) с. 245-269, 310-317, 344-352; (3) с. 177-195.

Универсальный круглошлифовальный станок ЗБ12 предназначен для шлифования наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.
Станок имеет поворотный стол. Это дает возможность шлифовать не только цилиндрические, но и пологие конические поверхности.
Благодаря поворотным передней и шлифовальной бабок можно шлифовать крутые конические наружные и внутренние поверхности Шлифовальная бабка состоит из двух частей. Верхняя часть шлифовальной бабки может передвигаться относительно нижней (верх них салазок). Это дает возможность шлифовать периферией шлифовального круга торец детали, закрепленной в патроне. На этом станке можно шлифовать как в неподвижных центрах, так и в патроне.

На станке можно выполнять следующие виды обработки:

продольное и врезное шлифования при ручном управлении до упора;

продольное шлифование до упора с поперечной автоматической подачей, осуществляющейся при реверсе стола;

шлифование торцевых поверхностей периферией круга.

На станке можно обрабатывать валы диаметром от 8 до 200 мм длиной от 100 до 500 мм и отверстия диаметром от 20 до 50 мм длиной до 75 мм.

Гидрокинематическая схема

Ввиду простоты кинематических цепей передача движения на исполнительные органы ясна из гидрокинематической схемы (рис. 15). Подробно работа гидросистемы описана в разделе «Гидрооборудование станка».

Станина

Станина представляет собой жесткую чугунную отливку коробчатой формы. На верхней передней части станины выполнены направляющие (одна - плоская, другая - V-образная), на которые установлен стол.
Верхняя правая и задняя левая части станины выполнены в виде обработанных платиков, на которые устанавливают салазки и электрошкаф.
Задняя часть станины выполнена в виде корыта для сбора охлаждающей жидкости в бак.
Передняя стенка станины обработана и служит для монтажа механизма ручного перемещения стола, механизма периодической подачи, рукоятки управления, гидропанели и пульта управления. Механизмы закрыты кожухами, а рукоятки управления выведены наружу.
Отсеки внутри станины закрыты дверцами или крышками, что обеспечивает доступ к механизмам, расположенным внутри станка.

Стол

Узел стола состоит из нижнего и верхнего столов.
Нижний стол представляет собой отливку из чугуна. Нижняя его часть выполнена в виде плоской и V-образной направляющих. Верхняя часть является базой для верхнего стола. На передней части нижнего стола расположен Т-образный паз для крепления передвижных упоров. Концы нижнего стола выполнены в виде крыльев, которые защищают направляющие станины. На верхней базовой поверхности нижнего стола расположен верхний стол.

Верхний стол представляет собой чугунную отливку с ребрами жесткости. Боковые стенки стола образуют корыто для охлаждающей жидкости. Верхний стол с нижним соединен при помощи сферического пальца, вокруг которого происходит поворот верхнего стола, и двух прихватов для зажима верхнего стола в нужном положении. Поворот верхнего стола относительно нижнего осуществляют с помощью рукоятки 21 . При вращении рукоятки винт перемещает рейку и через фиксатор 20 происходит поворот верхнего стола. Величину поворота контролируют по шкале или по индикатору, закрепленному на кронштейне.

Механизм ручного перемещения стола

Механизм ручного перемещения стола (рис. 5) служит для продольного перемещения стола (изделия).

Соответственно выполняемым работам механизм имеет две скорости перемещения.

Механизм ручного перемещения стола состоит из планетарного и цилиндрического редукторов (зубчатые блоки 6, 9, 10, шестерни 3, 4, 5), рукоятки переключения 7, гидроцилиндра блокировки с осью-штоком 2 и маховика 11.
При автоматическом движении стола механизм ручного перемещения автоматически выключается передвижением оси-штока 2 гидроцилиндра, который выводит из зацепления блок шестерен 10 с шестерней 4. ,
Механизм ручного перемещения стола смонтирован в чугунном корпусе 1 и крепится к левой станине симметрично механизму периодической подачи.
При положении рукоятки 7 от себя включается планетарный редуктор, вращая маховик. Происходит медленное перемещение стола.
При положении рукоятки 7 к себе блок 6 выходит из зацепления с шестерней 5, входит в зацепление с зубчатым сектором 8, который прикреплен к маховику 11, но остается в зацеплении с блоком 9. Таким образом, блок 6 жестко соединяет с маховиком шестерню z=28 блока 9. Движение передается прямо к цилиндрическому редуктору. Происходит быстрое перемещение стола.

Шлифовальная бабка

Шлифовальная бабка (рис. 6) состоит из массивного чугунного корпуса, на котором смонтированы шпиндели наружного 8 и внутреннего 1 шлифования с приводами.
Шпиндель наружного шлифования смонтирован на двух трехвкладышных подшипниках скольжения 10.
Вкладыши 4 опираются на штыри со сферической поверхностью 3, которая дает возможность вкладышам самоустанавливаться как в осевом, так и в радиальном направлениях. Это создает благоприятные условия для образования масляного клина.
Для регулирования величины диаметрального зазора и выверки положения оси шпинделя относительно направляющих станины штыри 3 имеют резьбу, с помощью которой они могут перемещаться в радиальном направлении.
Привод шпинделя наружного шлифования осуществляют от электродвигателя 6 двухручьевой клиноременной передачей. От перемещения в осевом направлении шпиндель ограничен своим буртом. Бурт через кольцо 9 поджимают пружинами к стакану 11, который жестко вставлен в корпус. Благодаря такой конструкции можно обрабатывать детали торцом шлифовального круга.
Смазку шпинделя наружного шлифования производят через трубы 5 от специального агрегата, вынесенного за пределы станины.
На корпус шлифовальной бабки установлен откидной кронштейн 2 для внутреннего шлифования, в котором закреплен шпиндель внутреннего шлифования 1.
Шлифовальную бабку можно поворачивать на салазках на угол ±90°. Кроме того, верхнюю часть шлифовальной бабки можно передвигать относительно салазок, поворачивая ключом вал 7 с шестерней, предварительно ослабив два винта 14. Такое передвижение шлифовальной бабки дает возможность, повернув переднюю бабку на 90°, шлифовать торец детали периферией шлифовального круга. Это расширяет технологические возможности станка.
Снизу, к платику шлифовальной бабки, крепятся кронштейн 13 с гидроцилиндром быстрого отвода шлифовальной бабки и гидрозамок, предотвращающий подвод шлифовальной бабки при отключенном станке. Быстрый подвод бабки осуществляется с помощью груза при падении давления в гидроцилиндре быстрого отвода.
Шлифовальная бабка ходит на направляющих качения 12.

Салазки

Корпус салазок 1 - чугунный (рис. 7) в верхней части имеет обработанные платики для крепления стальных плоской и V-образной направляющих качения, на которые устанавливают шлифовальную бабку.

В корпусе салазок смонтирован цилиндрический редуктор, который служит для передачи вращательного движения от механизма периодической подачи к винтам подачи 6 и установочного перемещения 11.
При работе с периодической автоматической подачей или вручную вращение от храпового колеса механизма периодической подачи передается через шестерни 2 и 3 на шлицевой вал 8, на котором сидит двойной блок шестерен 5, От блока 5 через шестерню 4 вращение передается на винт подачи 6 в переднем положении. Винт подачи может перемещать упорную шайбу 9 на 0,6 мм. Шлифовальная бабка, поджимаемая грузом к винту подачи, через шлицевую втулку 13 и установочный винт 11, перемещается вслед за винтом подач до встречи упорной шайбы 9 с тремя упорами 7. Винт подачи, вращаясь дальше, прерывает контакт. Включается световой сигнал, сообщающий, что подача прекратилась.
При настройке станка на определенный диаметр шлифования рукоятку переключателя блока с тягой 12 вдвигают до отказа. При этом блок шестерен 5 перемещается в крайнее правое положение и сцепляется с шестерней 10. Шестерня 10 жестко связана с установочным винтом 11. При вращении маховика механизма периодической подачи вращается установочный винт и шлифовальная бабка устанавливается в нужном положении.

Передняя бабка

Передняя бабка (рис. 8) состоит из поворотного чугунного корпуса, который крепится болтами 12 к салазкам 11. Бабка поворачивается на рабочего на 30° и от рабочего на 90°.

Работа производится как в неподвижном шпинделе 9 (в центрах), так и во вращающемся шпинделе (в патроне). Вращение от электродвигателя 1 через клиноременную передачу передается на шкив 3. Вращение от шкива на изделие передается через планшайбу 5 и поводок 4. При работе в центрах шпиндель 9 фиксируют при помощи фиксатора 2. При работе в патроне шпиндель при помощи винта (используется для крепления поводка) через планшайбу 5 связывается со шпинделем 9. Вместо центра 6 в конусное отверстие шпинделя вставляют планшайбу с патроном 7 и затягивают винтом 13.
Шпиндель 9 смонтирован на подшипниках качения 10.

Задняя бабка

Задняя бабка (рис. 9) состоит из чугунного корпуса 4 коробчатой формы, в котором смонтирована система рычагов 8 для подвода и отвода пиноли 3 с центром.
Заднюю бабку крепят двумя болтами в необходимом месте к верхнему поворотному столу.
Пиноль отводят с помощью рукоятки 1 через систему рычагов. Конструкция рычагов позволяет фиксировать пиноль в отведенном положении и при отводе вручную. Фиксацию регулируют винтом 6.
Подвод пиноли происходит с помощью пружины 5, усилие которой регулируют винтом 2. В винте имеется сквозное отверстие, через которое можно вытолкнуть задний центр.

Механизм периодической подачи

Механизм периодической подачи (рис. 10) смонтирован на передней стенке правой стороны станины. Механизм обеспечивает ручную и автоматическую периодическую подачи до жесткого упора или до нулевой риски, на лимбе.
Ручное перемещение осуществляют поворотом маховика 1 через вал 4, который шлицевым концом соединяется с шестернями салазок (рис. 7).
Периодическую подачу осуществляют при помощи собачки 5 и храпового колеса 2. Величину подачи устанавливают рукояткой 7 в пределах 0,002-0,024 мм.
Величину снимаемого припуска устанавливают лимбом 3 на маховике 1. Когда лимб находится в нулевом положении, козырек 8 закрывает храповое колесо 2 и подача прекращается.
Ручную толчковую подачу осуществляют с помощью собачки 6 (рукоятка 22 на рисунке 3).

Электрическая схема

В начале работы шлифовальная бабка находится в исходном положении. Кронштейн внутренней шлифовки откинут, конечный выключатель ЗВК нажат. Реле контроля смазки шпинделя 2ВК отпущено.
Для подготовки схемы к работе необходимо:

1. Повернуть выключатель сети в положение «Включено». При этом трансформатор управления получает питание, зажигается сигнальная лампа «Сеть».

2. Включить штепсельные разъемы 1РШ, 2РШ, ЗРШ, 4РШ, 5РШ.

3. Повернуть выключатель изделия в положение «Включено».

После нажатия кнопки 1КУ «Пуск общий» катушка магнитного пускателя 1К получает питание и закрывает свои контакты НО. Катушка становится на самопитание. Электродвигатели гидронасоса ЗМ, насоса смазки 4М и двигатель магнитного сепаратора подключаются к сети. Реле 2РП получает питание и закрывает свои контакты НО. Подключается электромагнит 1Э и загорается сигнальная лампочка «Смазка». После нажатия кнопки ЗКУ «Пуск шлифования» катушка магнитного пускателя 4К получает питание и становится на самопитание. Подключается двигатель наружного шлифования. Подвод шлифовальной бабки, включение хода стола и включение подачи осуществляют гидравлически рукояткой управления. При этом нажимают концевой выключатель 1ВК и включают магнитный пускатель ЗК. Подключают электродвигатели насоса эмульсии и привода изделия.
Когда изделие отшлифовано в номинал, шлифовальная бабка доходит до упора и контакт электрического упора размыкается. Катушка реле 1РП теряет питание, загорается светофор ЗЛС «Размер готов». Шлифовальную бабку отводят гидравлически. Когда освобождают 1ВК, пускатель ЗК теряет питание. Выключают электродвигатели бабки изделия и насоса эмульсии. Цикл окончен.
При внутреннем шлифовании следует опустить кронштейн со шпинделем внутреннего шлифования и разъединить разъем 2PШ.
При этом отпускается конечный выключатель ЗВК и открывает свои контакты НО в цепи 2РП. 2РП теряет питание, ее контакты НО в цепи 4К (51-55) открываются. Контакты НЗ в цепи 2К (54-35) закрываются, контакты НО в цепи 1Э (40-35) открываются. После нажатия кнопки «Пуск шлифования» катушка магнитного пускателя 2К получает питание. Включается электродвигатель шпинделя внутренней шлифовки 7М.

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.

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 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.

Классификация шлифовального оборудования

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

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.

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.

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.

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.

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

Для шлифования шеек коленчатых валов

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

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).

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 могут быть горизонтальными и вертикальными. В конструкции таких устройств также может быть предусмотрена одна или две колонны.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

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

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.

Крепление ведомого вала Ведомый барабан Крепление двигателя

В качестве примера разберем последовательность действий по изготовлению , 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.

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.

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.

Ленты для ленточно-шлифовальных станков

Как на производстве, так и в домашних условиях часто используются шлифовальные станки, рабочим инструментом в которых является матерчатая лента со слоем абразивного порошка. Основой таких лент является плотная материя (бязь, саржа) или специальная бумага, а абразивный слой на них фиксируется при помощи клеевого состава.

Эффективность использования такой ленты зависит от ряда параметров: плотности нанесения абразивного порошка и состава его зерен. Большей эффективностью отличаются ленты, порошок на которых занимает не более 70% их площади. Объясняется это тем, что обрабатываемый материал не забивается между абразивными зернами такой ленты. В качестве абразивного порошка, наносимого на рабочую поверхность ленты, могут использоваться как природные, так и искусственные материалы, но все они должны обладать высокой твердостью.

Классифицируются ленты, устанавливаемые на шлифовальный станок, по номеру, обозначающему величину абразивных зерен, выраженную в сотых долях миллиметра. Надежность и эффективность такой ленты зависит также и от типа клея, который используется для фиксации абразивных зерен. На сегодняшний день используется два типа такого клея: мездровый и из синтетической смолы.

Как правило, применяются на деревообрабатывающих предприятиях. Лента на таких станках может также крепиться и на бобины, что позволяет отнести их к категории круглошлифовального оборудования. Но в большинстве случаев эти станки делают универсальными, выполнять на них обработку деревянных деталей можно как при помощи ленты, так и с использованием шлифовальных кругов.