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.

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.

Принципы работы плоскошлифовального станка по алюминию

Особенности работы данного вида оборудования строится на простейшем принципе.

Обработка заготовки, детали происходит с помощью абразивного круга, вращающегося с огромной скоростью. Что, естественно, не может не сказаться на качестве обрабатываемой поверхности.

Конструкция плоскошлифовального станка очень прочная и отличается долговечностью в использовании.

Современные станки, имеющие программное обеспечение, как правило, полностью роботизированные, способны обрабатывать конфигурации различных поверхностей.

Так же необходимо отметить, что чистота обработки с прошлых времен выросла настолько, что по некоторым данным после шлифования, шероховатость поверхности составляет от 0,63 до 0,16 мкм. Но здесь необходимо оговориться, что такой чистоты обработки можно достичь лишь на современных станках 8-10 класса техники.

Заготовки обрабатываются на станках, как из металлов, так и из других материалов абразивом способом (периферией или же торцом круга).

Как правило, крепятся заготовки на рабочей поверхностью плоскошлифовального станка — столом. Если, например, обрабатывается алюминий (или другие металлы), то крепление к рабочему столу производится при помощи электромагнитов, что позволяет достичь более точной обработки заготовок.

В основном, хотя и существуют плоскошлифовальные станки с двумя, тремя и даже четырьмя абразивными кругами, тем не менее, как правило, в основной массе станков, используют 1 круг.

Надо отметить, что именно увеличение количества абразивных кругов способствовало тому, что обрабатываемая поверхность заготовок, стала более качественной, соответственно шероховатость обрабатываемой поверхности стала более гладкой, что свидетельствует о высокой эффективности применения данного агрегата.

Так можно отметить, что современные виды станков, например, отличаются такой точностью, что после обработки деталей на нем, шероховатость поверхности достигается 0,05 микронов.

Рассматривая виды станков, отметим, что они, подразделяются на два вида. Это вертикальные и горизонтальные плоскошлифовальные станки. Соответственно технические характеристики, особенности использования и их применении немного различаются.

Стол шлифовального станка может быть разнообразной формы, начиная от округлых , и до прямоугольных. Соответственно и конфигурация рабочего стола так же напрямую зависит от метода обработки заготовки.

Материалы для поверхности рабочих (к примеру, алюминий или листовое железо, зачастую варьируются, например алюминий или листовое железо, так и пластиковых, или фторопласт).

Современные плоскошлифовальные станки, отличаются так же тем, что:

— отсутствует ручная подать детали;

— подача детали происходит механическим способом.

В определенных случаях, когда поверхность обрабатываемой детали, огромных размеров, то плоскошлифовальный станок передвигается по обрабатываемой поверхности механическим способом, самостоятельно, что еще раз свидетельствует о высокой эффективности данного вида агрегата.

Итак, хотя шлифовка на плоскошлифовальном станке процесс несложный, тем не менее, именно качественное оборудование является основным фактором при выборе процесса работы на данном оборудовании.

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.

Числовое программное управление станками

Ручное управление станками – давно уже прошлый век, метод, который используется только в домашних мастерских, там, где о больших объемах не идет речи. Современное шлифовальное оборудование оснащено ЧПУ – системой, которая позволяет добиться значительных результатов и повысить точность размеров.

Обслуживание станков с ЧПУ является сложной задачей, так как внесение даже незначительных изменений в программу влечет сбои в работе, требуется квалифицированное инженерное обслуживание. Вместе с тем, такие станки широко применяются в промышленных масштабах, там, где играет роль производительность, а чертежи изделий не имеют допусков, либо они минимальны.

Встречаются не полностью автоматизированные станки, так как найти подобную конструкцию трудно. Зачастую программа управления создается только для шпинделя, определяя его точное местоположение и оснастку, ЧПУ позволяет автоматизировать систему смазки и охлаждения. Остальные задачи решаются традиционными методами.

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.

Форма шлифовального круга

Хоть шлифовальный круг, судя по названию, имеет форму окружности, но расположение шлифовальной поверхности, наличие на ней выемок и углублений, определяет вид работ, в которых инструмент покажет максимальную эффективность.

В изделиях с прямым кругом шлифовальная поверхность находится на его окраинной части. Также на кругах прямой формы могут находиться выемки, предназначенные для крепления фланца. Шлифовальные круги с боковым расположением поверхности для шлифовки служат для обработки алюминиевых материалов в труднодоступных местах либо применяются для заточки зубцов режущих инструментов.

В некоторых ситуациях возникает необходимость в смонтированных кругах – устройствах специальной формы (конусообразной, пробкообразной), смонтированных на оправке из стали. Область их применения – внутреннее прецизионное шлифование.

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.

Видео

Осуществляемая в металлообработка представляет собой довольно стремительно развивающуюся область. За все прошедшие годы появилось достаточно мощное многопрофильное оборудование, которое позволяет производить уникальные по всем параметрам операции. Кроме плоскошлифовальной обработки металла в спектр оказываемых услуг входит достаточно широкий диапазон выполнимых работ, например, внутришлифовальная обработка поверхностей из металла, без которой не может обойтись ни одна отрасль промышленности.

Вне зависимости от вида выполняемых услуг, все работы сопровождаются такими параметрами, как производительность, точность и достаточно низкая себестоимость рабочего процесса. О высоком качестве работ говорят положительные отзывы, которые оставляют благодарные клиенты из г. Москва.

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.

Итоги

При выборе подходящего для определенного вида деятельности круга следует принимать во внимание множество факторов, среди которых не только характеристики самого шлифовального круга – материал, твердость, тип связки, зернистость, форма, но и тип обрабатываемого металла. Алюминий является мягким цветным металлом, поэтому при работе с ним лучше использовать круги с мягкой связкой, которые не повредят изделие.

Выбирайте устройства, учитывая количество материала, которое необходимо снять. Использование грубого зерна позволяет проникать глубоко и быстро удалять большие объемы металла. Мелкозернистые круги помогут шлифовать и вытачивать подшипники.

Необходимо обращать внимание на скорость работы круга в минуту и не превышать ее, так как превышение приведет быстрому износу связки. Некоторые шлифовальные круги производятся специально для работы в жестких условиях.

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.

Вид связки

Связкой называют материал, за счет которого обеспечивается единство абразивных зерен, что напрямую влияет на режущую эффективность. Также связка должна быть износоустойчивой. Существует три популярных вида связок – стекловидная, резиновая и смолянистая.

При производстве стекловидных связок используют смесь глин, которые обрабатываются в печи при большой температуре. В итоге получается стеклянный сплав, который после охлаждения формирует крепкую связь, обеспечивающую целостность зерен во время шлифовки. Шлифовальные круги на такой основе характеризуются устойчивостью при взаимодействии с водой, кислотами и маслами, а также устойчивы к перепадам температур. Их отличает жесткость, прочность и пористость. Несмотря на свою твердость, стекловидные связки хрупки, поэтому постепенно разрушаются при чрезмерном давлении.

Смолянистые связки производятся из органических веществ, среди которых синтетическая смола. Такие круги подходят для выполнения манипуляций, связанных с быстрым удалением большого количества алюминия, хотя в тонкой работе их применение также целесообразно. Универсальность делает круги на смолянистых связках отличным решением для литейных мастерских.

Круги на резиновой основе предназначены для гладкой высокоточной шлифовки. Поэтому их используют для окончательной обработки мелких изделий, удаления заусениц.

Способы полировки алюминия: химический метод

Данная технология является экологичной, простой и довольно быстрой. Её можно реализовать, имея кислотоустойчивую сталь, которая ляжет в основу полировальной ванны. Если объемы работ сравнительно небольшие, можно использовать тигли из фарфора. В емкость наливается раствор кислот:

Изделия опускаются в горячий раствор, температура которого должна изменяться в пределах от 90 до 120 °С, конечное значение будет зависеть от сорта алюминия. Подвергать воздействию состава алюминий необходимо в течение 30 секунд или минуты, повторить действие следует около 6 раз. В промежутках детали промываются, при этом их нужно постоянно встряхивать.

Шлифование и полировка металлических поверхностей в домашних условиях

Напильник оставляет на металле заметные грубые следы от зубьев насечки. Чистой и гладкой металлическая поверхность становится после ее шлифования и полировки.

Дома вы можете отшлифовать металл с помощью наждачной шкурки, предварительно обработав поверхность напильником. Для большего удобства советуем обернуть шкурку вокруг деревянного бруска либо широкого напильника, при этом концы шкурки следует удерживать большими и указательными пальцами обеих рук. Если нужно отшлифовать выпуклую цилиндрическую поверхность, оберните шкурку вокруг нее.

Вначале поверхность заготовки обрабатывают в разных направлениях крупнозернистой шкуркой, потом следует взять более мелкую наждачку. Финишную шлифовку делают уже в одном – продольном – направлении и самой мелкозернистой наждачной бумагой. Имейте в виду, что деталь должна быть прочно закреплена.

Если же необходимо добиться зеркального блеска, то после шлифования отполируйте деталь. Поверхности, которые вы уже тщательно обработали личным или бархатистым напильником, можно полировать и без предварительной шлифовки. Натрите напильник мелом. Обработайте сначала поверхность поперек имеющихся на ней штрихов. После того, как штрихи вдоль и поперек станут одинаковыми, поменяйте направление на 90°. Так повторите несколько раз. Затем такую обработанную поверхность, так же как и шлифовальную, отполируйте посредством специальных полировочных паст.

Наиболее распространенная марка полировочных паст – ГОИ. В их составе: мелкие абразивные порошки (окись хрома, окись железа и др.), мягкие пластические вещества, состоящие из воска, стеарина, керосина и других материалов.

Рекомендовано к прочтению

• Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
• Виды резки металла: промышленное применение
• Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Пасты ГОИ бывают грубыми (практически черного цвета), средними (темно-зеленые) и тонкими (светло-зеленые). Сначала поверхность изделия подвергается полировке грубой пастой. Она делает ее матовой. Затем полируют пастой средней жесткости, а тонкой доводят до зеркального блеска.

Для полировки поверхности заготовки используют войлочный тампон, суконную или полотняную тряпочку.

Кстати, пасту для полировки можно приготовить и самостоятельно. Так, для полирования стальных изделий используют следующий состав (в весовых частях):

• окись хрома – 80;
• стеарин – 32;
• пчелиный воск – 6;
• техническое сало – 5;
• окись свинца – 3.

Если вы хотите отполировать латунные или никелированные поверхности либо навести на них глянец, возьмите для пасты (в весовых частях):

• окись хрома – 14;
• стеарина – 5;
• технического сала – 1;

После полировки протрите деталь сначала смоченной в керосине ветошью, а затем насухо чистой тряпкой.

Особенности декоративного травления

Полировка алюминия может осуществляться декоративным способом. Эта методика выступает в качестве подвида электрополирования. Сплавы алюминия вытравливаются анодами по режиму в фосфорно-хромовом электролите. На поверхности изделий образуется кристаллический рисунок, который имеет вид розеток или изморози. На анодную штангу развешивают все детали, а после можно приступать к обработке. Осуществляться манипуляции должны при напряжении в 25-30 В. К концу напряжение поднимется до 35-40 В, анодная плотность тока будет равна пределу 8-12 А/дм², тогда как температура будет изменяться от 50 до 80 °С.

Примерно через 20 минут проявится рисунок. Если напряжение начнет подниматься произвольно, то можно считать процесс завершённым. После окончания манипуляций изделия промываются, хорошо просушиваются, над ними осуществляется анодное оксидирование. Алюминий после этого окрашивается органической краской.

Зеркальный блеск алюминия можно получить и другим методом анодного травления, которое называется искритом. Для этого изделия перед и после процесса подвергаются термической обработке по специальной схеме. Можно использовать анодное травление «снежок», которое позволяет создать матово-искристую поверхность.