Круглошлифовальный станок: устройство, виды и как выбрать

01Круглошлифовальный станок: что это и для чего

Круглошлифовальный станок обрабатывает тела вращения абразивным кругом: деталь вращается в центрах или патроне, круг вращается быстрее и снимает тонкий слой металла. Так получают цилиндрические и пологие конические поверхности, торцы и ступени после точения, термообработки или наплавки.

В классификации станков по ЭНИМС шлифовальные станки образуют третью группу, круглошлифовальные — тип 1 (например, 3М151). Расшифровку обозначений см. в статье «Классификация металлорежущих станков».

Где станок нужен: ремонт валов после наплавки, редукторы и электродвигатели, станкостроение, гидравлика, инструментальное производство. Там, где допуск на диаметр жёстче, чем даёт точение, шлифовальный станок — единственный способ.

Как это влияет на выбор: начните с детали — после какой операции она приходит, какой допуск в чертеже и сколько таких деталей в год. От этого зависят вид станка и управление.

02Устройство круглошлифовального станка: схема узлов

Чтобы понять схему круглошлифовального станка, представьте три движения: вращение детали, вращение круга и их сближение. Каждое делает свой узел.

Шпиндель круга — самый ответственный узел: его опоры (подшипники скольжения, гидродинамические или гидростатические, либо прецизионные подшипники качения) определяют, насколько ровно круг вращается, и влияют на круглость и шероховатость.

Как это влияет на выбор: спросите в КП тип опор шпинделя круга и паспортную круглость — по ним видно, на какой допуск рассчитан станок. Для тяжёлых валов отдельно проверьте направляющие стола и люнеты.

03Схемы шлифования

• Продольное (в центрах). Круг стоит, деталь движется вдоль, на каждый ход подача на глубину. Подходит для длинных валов.
• Врезное. Круг шире шейки, подаётся без продольного хода. Быстро, подходит для ступеней и серий коротких деталей.
• Глубинное и профильное. Припуск снимается за один проход профилированным кругом.
• Торцекруглое. Наклонная шлифовальная бабка шлифует шейку и торец за одно врезание.
• Внутреннее. Круг малого диаметра входит в отверстие.

Как это влияет на выбор: если у вас длинные валы, нужен станок с достаточной длиной шлифования и люнетом; если короткие ступенчатые детали, подойдёт врезная схема, а для серий — станок с наклонной бабкой и ЧПУ.

04Виды круглошлифовальных станков

Внутришлифовальный станок — тема отдельная: это станок для отверстий, у него шпиндель круга и приспособление рассчитаны на внутреннюю обработку. Подробнее — в разделе о внутришлифовальном станке ниже.

Как это влияет на выбор: вид задают поверхности детали и объём партии, исполнение — диаметр и длина.

05Точность круглошлифовального станка

Точность круглошлифовального станка и точность детали — разные вещи. У станка нормируют геометрию (по ГОСТ 11654-90 для круглошлифовальных станков), у детали — круглость, постоянство диаметра в сечении и шероховатость.

Цифры из паспортов наших серий для ориентира:

Значения даны диапазоном по исполнениям серии: гарантировать для любого исполнения можно верхнюю границу (худшее значение); точные цифры для выбранного исполнения указываем в КП.

На итоговую точность детали влияют не только цифры станка: жёсткость и биение шпинделя круга, баланс и правка круга, температура зоны шлифования, режим подачи и закрепление детали. Станок высокой точности даёт плохую деталь, если круг не сбалансирован или деталь зажата в изношенных центрах.

Класс точности станка — по ГОСТ 8-82 (Н, П, В, А, С). Выбирайте тот, что требует чертёж: завышенный класс удорожает деталь без пользы.

06Внутришлифовальный станок: что это и чем отличается

Внутришлифовальный станок шлифует отверстия: круг малого диаметра на быстроходном шпинделе работает внутри детали. Отличия от наружного:

• круг мал, поэтому шпиндель вращается на высоких частотах — у приспособления универсального станка до 10 000 об/мин, до 19 600 об/мин у станков на малые отверстия;
• круг и деталь ограничены диаметром и глубиной отверстия, поэтому диапазон станка указывают парой «диаметр — глубина»;
• на больших и глубоких отверстиях приспособление универсального станка не справляется — нужен отдельный внутришлифовальный станок.

Для обработки отверстий в зубчатых колёсах, втулках и корпусах, когда отверстие нужно вывести в допуск вместе с наружной поверхностью, используют универсальный станок: деталь не уходит на другой участок и не теряет базу.

07Как выбрать круглошлифовальный станок

1. Деталь. Наибольший диаметр и длина шлифования, масса детали. По массе выбирают класс станка: от 50–100 кг до 3000 кг.
2. Тип операции. Только наружные поверхности — простой станок; ещё отверстия — универсальный; крупные глубокие отверстия — внутришлифовальный.
3. Объём. Штучные детали и ремонт — ручное управление; партии с требованием «каждая в допуск» — ЧПУ.
4. Точность. Круглость, шероховатость и допуск чертежа: сверьте с нормами станка, а не только с его классом.
5. Тяжёлые валы. Гидростатические направляющие и люнеты для деталей в сотни килограммов и более.
6. Система ЧПУ. Та, на которой привыкли работать программисты; Siemens, FANUC — по заказу.
7. Цех. Масса станка, фундамент, подведённая мощность, место под длину шлифования.

08Частые ошибки при выборе

• Берут станок по диаметру и не смотрят на длину и массу: деталь не помещается или перегружает центры.
• Покупают простой станок под партии: оператор всё время подбирает размер по лимбу, а брак накапливается.
• Не проверяют точность по чертежу: «класс В» на станке и «допуск 5 мкм» на детали — не одно и то же.