Плоскошлифовальный станок по металлу: конструктивные особенности, параметры выбора, методы обработки металла

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.

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.

Общие сведения

Для обработки фасонных поверхностей требуется установка дополнительного оборудования. Современные плоскошлифовальные станки способны обрабатывать даже элементы конусообразной формы. Все устройства общего назначения можно разделить на категории:

Неавтоматизированные устройства.
Полуавтоматические устройства с поддержкой активной регулировки работы настольного аппарата.

Современная промышленность позволяет приобрести различные варианты аппаратов, что позволит обработать детали различной формы. Для обработки периферией круга потребуется станок с суппортом, горизонтальным шпинделем и столом прямоугольной формы.

Такой аппарат идеален для шлифования границ торцевых поверхностей, обозначенных кожухом устройства. Обычно такие устройства приобретают для инструментальных цехов.

Горизонтальный и вертикальный шпиндель могут иметь универсальные станки со столом прямоугольной формы. Они характеризуются не самой высокой точностью шлифовки, зато отличаются высокой производительностью в силу установленных мощных электродвигателей, больших шлифовальных кругов и конструкции повышенной жесткости. Именно в этом и состоит главное отличие от станков с крестовым суппортом.

Как размагничиваются электромагнитные плиты

Завершив операцию шлифования, деталь снимается со стола. Ее остаточная намагниченность ликвидируется. Этому способствует операция размагничивания. Точность шлифования на станках и их производительность исходят от эффективности и качества способов размагничивания. Главный приоритет размагничивания – легкое снятие обработанной детали со стола.

Уменьшение продолжительности размагничивания значительно повышает производительность труда на станке. Для совокупного времени вспомогательно-подготовительных и заключительных операций, часть времени размагничивания стола составляет 8…20%. Поэтому необходимо добиваться снижения данного срока.

В отличие от электромагнитных, магнитные столы не нуждаются в источнике энергии для питания. Постоянные магниты из никель-алюминиевого сплава служат для них полюсами. Они намагничены на особых приборах. Притяжение деталей магнитными плитами слабее электромагнитных.

Рис. 4 демонстрирует общий вид магнитного стола. Сверху он оснащен пластинами из железа 1 и 2. Между ними установлены немагнитные прокладки 3. Постоянные магниты большой силы передвигаются и попеременно замыкаются на железные пластины и на закрепленную деталь. Рукояткой 4 производится переключение магнитов. Болтами и прихватами низ плиты крепится к столу.

Рис. 4. Магнитная плита с постоянными магнитами: 1, 2 – железные пластины; 3 – немагнитные прослойки; 4 – рукоятка; 5 – постоянные магниты

В автоматические станки для шлифования помещается специальный демагнитизатор. Его функция – размагничивание обрабатываемых стальных деталей. Помимо электромагнитных и магнитных плит, обрабатываемые детали на станках крепятся:

установочными планками;
универсальными прижимами;
лекальными тисками;
специальными плитами.

На рис. 5 показаны лекальные тиски. Они более точнее, чем простые тиски, а также их можно кантовать.

Боковины в лекальных тисках параллельны между собой и перпендикулярны основанию. Крепеж тисков производится через резьбовые отверстия. Часто их крепят к магнитной плите. Устройство изготовлено из стали, закалено и отшлифовано со всех сторон. Устанавливая детали на магнитную плиту, используют установочные плитки с планками. Они намного увеличивают надежность крепления деталей на плите.

Рис. 5. Лекальные тиски для закрепления шлифуемых заготовок: 1 – неподвижная губка; 2 – мерный штифт; 3 – подвижная губка; 4 –корпус; 5 – винт

Техники шлифования

При работе на плоскошлифовальном устройстве можно выделить следующие техники:

Многопроходная обработка. При этой технике требуется фиксация элемента на поверхности. Скорость его перемещения в процессе обработки достигает 45 метров в минуту. Метод обработки сводится к многократному передвижению изделия под кругом до полного снятия припуска. При этом последние ходы станок осуществляет без подачи или с небольшой вертикальной подачей.
Однопроходная обработка. Используется для станков с 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. Такие устройства применяются в основном при массовом производстве.
Двусторонняя обработка. Эта технология предполагает шлифовку двух торцов детали одновременно. При этом способе для полного снятия припуска 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 торцевом методе обработки производительность будет выше, чем при методе периферии.

Примеры плоскошлифовальных работ

Шлифовка заусенцев. Заусенцы — это различные дефекты, возникающие при резке металла. Из-за большой площади шлифовального круга зашлифовка заусенцев является самым простым способом их устранения.
Шлифовка прибылей, литников — прибылью называют верхнюю часть металлического слитка, которая выходит за требуемые размеры из-за того, что остывающий металл подпитывают жидким расплавом в ходе затвердевания слитка. Литники — это и трубки, через которые подаётся расплавленный металл, и следы, остающиеся от таких трубок. Для их устранения оптимальным является обработка на плоскошлифовальном станке, так как это наиболее простой и дешёвый способ привести их к нужной форме.
Снятие припусков. Припуски — это специально формируемые остатки материала, которые легче и дешевле устраняются шлифованием, чем приведением к точному размеру непосредственно на изготавливающем оборудовании.
Полировка сварных швов, облоев — это излишки металла, возникающие по линии сварки или по линии разъёма литейной формы. Их также гораздо легче зашлифовать, чем пробовать устранить с помощью фрезерного станка.

Методы шлифовки периферией круга

Существующие методы шлифовки:

Глубинный метод. Этот метод позволяет снимать значительный припуск с деталей с каждым ходом. В этом случае отмечается минимальная скорость продольной подачи. При этом методе наблюдается быстрое стирание круга вследствие приходящейся тяжести удаления на абразивы, расположенные у торца.
Метод с врезной непрерывной подачей. Применяется этот метод для обработки изделий, у которых высота больше ширины, а обрабатываемая поверхность имеет борты. Этот метод характеризуется невысокой точностью работы и отсутствием поперечной подачи. Мастеру приходится постоянно поправлять станок в силу неравномерного изнашивания инструмента.
Метод с поперечной прерывистой подачей. Данный метод позволяет производить качественную обработку деталей. Применяется этот метод для плоскошлифовальных станков с горизонтальным шпинделем и круглым столом. Такая техника характеризуется высокой точностью. Шлифовальный инструмент по высоте должен быть выше по сравнению с показателем поперечной подачи.

Плоскошлифовальные станки KAMIOKA и L&W

В разделе Плоскошлифовальные станки всегда в продаже прецизионные плоскошлифовальные станки азиатских производителей KAMIOKA и L&W. Мы выбрали этих производителей из-за высокого качества их оборудования при сравнительно невысоких ценах на него. В разделе обзорно и сравнительно описываются основные параметры представленных станков — их размеры, параметры перемещения, двигатели. Для получения более подробной информации можно перейти непосредственно в карточки станков или связаться с нашими специалистами для консультации по телефону или по почте

Конструктивные особенности оборудования

Станок представляет собой устройство с закрепленной на тумбе литой рамой со станиной, отлитой в виде цельного инструмента. Вертикальные направляющие располагаются по бокам от проема в центре рамы. Для гидравлического или ручного передвижения шлифовальной бабки имеется передвигающаяся каретка с направляющими. Такое расположение позволяет увеличить показатель жесткости агрегата.

Кинематические короткие цепи обеспечивают стабильную подачу. На аппарате они выглядят как гайка качения, винт и направляющие. Вертикальное перемещение шлифовальной бабки и каретки обеспечивается специальным автоматическим приспособлением, которое монтируется на передней стенке станины.

Быстрое движение по вертикали обеспечивается аналогичным механизмом, расположенным позади станка. Среди основных элементов плоскошлифовального станка можно выделить: оградительные блоки, блокирующие механизмы, приспособления отскока (в случае выхода из строя шлифовальной бабки). Все эти устройства позволяют работать со станком на должном уровне безопасности.

Основные параметры станков

При покупке станка для шлифовки металла следует обратить внимание на такие параметры:

Размер стола.
Скорость вращения шлифовального круга и его диаметр.
Способ шлифования: периферией или торцом круга.
Мощность станка.
Напряжение питания.
Размер стола для работы.
Диаметр инструмента для шлифования.
Номинальное число оборотов.
Габариты.
Вес станка.
Цена.

Оценка этих параметров необходима в зависимости от предназначения аппарата (для личного использования или производственных работ) и требуемого количества обработки деталей.

Перемещение по осям плоскошлифовальных станков

Оси — на большинстве плоскошлифовальных станков возможно движение по осям X (продольное пере-мещение), Y (поперечное перемещение) и Z (вертикальное перемещение). Стандартным и наиболее эргономичным является движение рабочего стола в продольной и поперечной плоскости, и движение шпинделя в вертикальной плоскости. Разумеется, возможны и другие варианты. Кроме того, существуют модели и с дополнительными осями — например, вращение круглых рабочих столов, наклоны столов и пр.
Величина перемещения — величина перемещения показывает, насколько может переместиться стол по той или иной оси. Чем больше возможное перемещение, тем больше возможностей для обработки детали или заготовки.
Способы — стол и шпиндель могут перемещаться как вручную — с помощью маховика, так и автоматически — с помощью различных двигателей. Ручное перемещение по оси делает станок более дешёвым как при покупке, так и при эксплуатации. В большинстве случаев автоматическая подача дублируется возможностью ручной подачи, так как при прочих равных ручное управление является более точным. При этом постоянное ручное управление приводит к большей усталости оператора и большему количеству ошибок.
Градуировка — градуировка наносится на ручной маховик, и показывает, на сколько делений маховика нужно повернуть колесо маховика, чтобы стол или шпиндель переместился по нужной оси на нужное расстояние. Чем меньше градуировка, тем точнее операции плоскошлифовального станка.
Скорость перемещения — от скорости перемещения зависит два фактора: чем меньше минимальная ско-рость, тем более тщательная обработка детали возможна. Большая скорость важна при черновой и обдирной обработке деталей, при многопроходной обработке для возвращения детали в начальное положение для нового прохода, при частой смене деталей.

Ремонт станка и его модернизация

В ходе эксплуатации и выпуска деталей, поставленных на поток, все механизмы со временем начинают изнашиваться. Детали подвергаются замене по истечении срока службы каждого конкретного элемента. Такое отношение к оборудованию повышает точность проведения работ и безопасность персонала. Капитальному ремонту подлежат станки после двадцатилетнего срока эксплуатации.

Производитель дает гарантийный срок службы на каждый элемент станка, но в зависимости от загруженности оборудования замена может потребоваться и раньше. Модернизация оборудования позволяет увеличить количество выпускаемых деталей.

Виды и особенности

К рассмотрению предлагается три модификации, наиболее применимые для домашних нужд.

Плоскошлифовальная машина JET 16-32 Plus. Эта машина имеет превосходные технические параметры, которых более чем достаточно в домашнем обиходе и для мелких ремонтных работ. Точность обработки поверхности детали «начисто» может достигать 10-х долей микрона.

Станок потребляет мощность на уровне 2 киловатт, что также является приемлемым для домашних условий работы, ведь не каждая электросеть сможет обеспечить работу 10…15-киловаттного агрегата. Незначительные габариты и масса (61 кг). Характеристики выполнения основной работы следующие:

Плоскошлифовальная машина PROMA РВР-400А. Это уже уровень профессионального оснащения, укомплектован ЧПУ. Есть рабочая поверхность, которая предназначена под достаточно значительную нагрузку (350…380 кг), позволит обработать крупногабаритные полуфабрикаты. Мощность такой машины составляет 10 кВт. Имеет следующие рабочие параметры:

1100 мм – максимально возможная продольная подача;
240 мм – возможности осуществления поперечной подачи;
550 мм – максимальный подъем «рабочего органа» над станиной.

Этот экземпляр приведен более в качестве примера, ведь оборудование с весом почти 4 тонны необходим в условиях производства, а не в домашней мастерской.

Плоскошлифовальный механизм ЛШ-322. Изготовитель этого оборудования презентует его в качестве машины для небольших ремонтных помещений. Как раз то, что нам необходимо. Станок имеет незначительные габариты – 1050×1000×1800 мм, масса в 700 килограмм. Значительно компактней предшествующего образца.

Имеет прекрасные характеристики относительно точности обработки – предельные отклонения составляют в районе 3…5 микрон, а шероховатость – 0,16 мкм. Все-таки для домашних нужд данный механизм является дорогим (его цена составляет около 15000 долларов), а также массивным.

Видео: самодельный станок по шлифовке поверхностей.

Как сделать шлифовальный станок самостоятельно

Для домашнего использования можно сделать станок самостоятельно при наличии имеющихся деталей. Гриндер является самой распространенной моделью для домашнего применения. Его устройство и метод сборки предельно просты. Для сборки потребуются такие детали:

Станина из толстых металлических уголков.
Двигатель.
Ролики в количестве 4 штук.
Пружины — 2 штуки.
Наждачная лента.

Неудобство эксплуатации этого устройства для постоянного применения заключается в постоянном растяжении ленты. Чтобы регулировать натяжение ленты, устанавливают пружины и при помощи ручки регулируют их длину. Ручка также служит планкой для подъема одного ролика.

Установка ригелей совместно с таким устройством позволяет реже производить замену ленты. Если ролики сделаны из титана или прочной стали, то им замена не потребуется. К станине прочными болтами крепятся втулки роликов до неподвижного состояния. По принципу подшипника выполняют вращающуюся часть ролика.

Такой станок в домашнем арсенале позволит обрабатывать изделия из металла и дерева. Особое внимание при самостоятельной сборке станка следует уделить мощности двигателя. Мощности мотора от стиральной машины хватит для обработки дерева. На таком устройстве можно затачивать и шлифовать домашний инструмент. Для обработки изделий, требующих большой точности шлифования, лучше приобрести станок заводского производства.

Двигатели (приводы) плоскошлифовальных станков

Типы двигателей — электрические, гидравлические, сервоприводы. Все двигатели работают от электричества. Назначение гидравлических приводов — более плавное движение рабочего стола или шпинделя — они часто используются при продольном перемещении стола. Назначение сервоприводов — долгое удержание постоянной скорости малых перемещений, поэтому они чаще используются при вертикальном движении шпинделя.
Мощность двигателей — от мощности двигателей зависит то, какой вес и с какой скоростью они могут перемещать детали и заготовки. Чем мощнее двигатель, тем больше электричества он требует.

Виды и особенности

К рассмотрению предлагается три модификации, наиболее применимые для домашних нужд.

1100 мм – максимально возможная продольная подача;
240 мм – возможности осуществления поперечной подачи;
550 мм – максимальный подъем «рабочего органа» над станиной.

Видео: самодельный станок по шлифовке поверхностей.

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.

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.

Недостатки моего станка для шлифовки

Советуем к прочтению другие наши статьи

Практичность и выгода приобретения семян кукурузы у надежного и проверенного поставщика
Беспроводная зарядка для iPhone – стильное и практичное решение
Особенности выбора бытовых кондиционеров
Особенности и правила выбора проводов для обустройства системы электроснабжения

Практика показала, что станок имеет следующие недостатки:

Когда я привык к станку, то понял, что двигателя на 380 вт оказалось мало, теперь я планирую переделать станок под двигатель на 1 квт. Станок с данным двигателем позволяет точить деревянные, пластиковые, фанерные заготовки, но не позволяет обтачивать, например, крупные доски и бруски. Металл на данном точильно шлифовальном станке можно обрабатывать толщиной до 2-3мм, уголок толщиной 4-5мм уже обтачивать довольно нудно. Здесь все зависит от целей, у меня 90% целей станок выполняет отлично, но когда нужно обточить крупную заготовку — мощности не хватает…
Иногда не хватает регулятора оборотов, это решается подключением частотника.
Перестановка круга с наждаком занимает порядка 5 минут — нужно снимать 2 кожуха и столик, а затем откручивать круг с наждаком — для кого-то это «5 минут делов», а для меня неудобно, когда нужно что-то подточить более мелким наждаком, а затем снова работать крупным наждаком. Я использую для мелких работ универсальный станок с патроном дрели. А так было бы удобно сделать крепление наждака к кругу на липучке, либо я просто изготовлю второй станок с двигателем на 1квт для крупных работ, а этот оставлю для более мелких работ.
Как и говорил выше, замена наждака на круге довольно сложная — нужно оторвать старый наждак, можно использовать нагрев или сделать крепление на липучке. Хотя у липучки могут быть свои недостатки — я не видел продаже в нашем городе наждачку для липучки — только маленькие кружки для дрели, а также она может слетать со временем, т.к. будет забиваться опилками. Да и замена наждака на круге нужна не так часто — всего 1 раз в несколько месяцев.
При обработке дерева — много пыли, нужно подключать пылесос, для этого и начал устанавливать кожухи на станок.

Обзор и характеристики популярных моделей

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.