Шлифовальные станки

Шлифованием называется процесс абразивной обработки поверхностей деталей с преобладанием резания. Шлифовальные станки в технологическом процессе деревообработки применяются для выполнения следующих операций: выглаживания поверхностей с доведением их до заданной шероховатости, выравнивания поверхностей с доведением их до плоского состояния и калибрования на заданную толщину. Различают пять видов шлифовальных станков: узко- и широколенточные, цилиндровые, дисковые и лепестковые.

В узколенточных станках в качестве инструмента используется бесконечная шлифовальная лента небольшой ширины (80–300 мм), натянутая на шкивах. Классифицируют станки в зависимости от того, какая часть ленты используется в работе, и характера контакта между древесиной и шлифовальной лентой .

Станки c неподвижным столом предназначены для шлифования плоских деталей. Наиболее распространены станки с горизонтально расположенной рабочей ветвью ленты, под которой расположен стол. Имеются станки и с вертикально расположенной лентой.

Станки со свободной лентой применяются для шлифования криволинейных деталей.

Станки с контактным прижимом классифицируются, в свою очередь, на две группы – утюжком и шкивной частью. Из числа первых можно выделить станки, в которых используется узкий утюжок размером меньше обрабатываемой детали, устанавливаемый на каретке, и станки, в которых длина утюжка больше детали, подаваемой на конвейере.

В станках с узким утюжком шлифовальная лента , натянутая на два шкива и (один шкив приводной от электродвигателя), расположена горизонтально. Под нижней частью находится каретка, перемещаемая вручную (рукояткой) по направляющим поперек ленты. Заготовка укладывается на каретку, а лента к ее поверхности прижимается с помощью рукоятки утюжком. Утюжок закрепляется шарнирно и вручную перемещается вдоль ленты. Работа на этих станках малопроизводительна и утомительна, поэтому делаются попытки механизировать рабочие перемещения. В последней модели каретка перемещается пневмоцилиндром. Рычаг управления цилиндром смонтирован на месте прежней рукоятки ручного перемещения. Нажатие рычага вниз и вверх соответствует подаче каретки вперед и назад, причем, чем больше передвинут рычаг, тем быстрее движется каретка. Эти станки исключительно простые, дешевые, но требующие монотонного, утомительного и вредного для здоровья труда.

Более совершенен и производителен станок с протяженным утюжком и конвейерной подачей.

В станках с контактным прижимом шкивной частью ленты шлифовальная лента располагается вертикально и прижимается к заготовке рабочим шкивом. Жесткость контакта зависит от твердости обкладочного резинового слоя, а также от его профиля. Толщина резинового покрытия – 20 мм, твердость – 25...70 ед. При диаметре вала 0,25...0,35 м максимальное давление 0,03...0,2 МПа. При столь значительном давлении глубина шлифования может составлять 0,5...1 мм, т. е. можно осуществлять операции выравнивания и калибрования.

В широколенточных шлифовальных станках ширина ленты больше максимальной ширины обрабатываемой детали. Получили распространение станки с лентой шириной 600...2000 мм.

Широколенточные станки обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами шлифовального оборудования: более высокая производительность, лучшая очистка ленты от отходов обработки и повышенная удельная мощность привода главного движения (до 0,65 кВт/см). К недостаткам этих станков можно отнести высокую стоимость ленты, трудность ее подготовки к работе, осуществляемой, как правило, централизованно, и необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала, особенно при использовании тонких лент малой зернистости.

Широколенточные шлифовальные станки по расположению лент делятся на станки с верхним, нижним и двусторонним расположением, по виду контакта ленты и детали – с вальцовым или утюжковым контактом и комбинированные, по числу лент – на одно-, двух- и трехленточные. Станки с вальцовым контактом предназначены для выравнивания поверхности и калибрования щитовых деталей из столярных плит ДСтП, утюжковые – для выглаживания облицованной или отделанной поверхности щитовых деталей с частичным ее выравниванием, комбинированные сочетают в себе обе технологии, т. е. выравнивание, калибрование и выглаживание.

Все широколенточные станки имеют осциллирующее движение ленты поперек направления подачи. Это достигается следующим образом. Верхние барабаны выполнены поворотными в горизонтальной плоскости. Поворот барабана пневмоцилиндром в одну сторону вызывает боковое движение ленты по их поверхности, а поворот в другую – движение ленты в противоположную сторону. Ход штока пневмоцилиндра переключается пневмоструйным датчиком, расположенным возле ленты. Воздух из сети поступает в сопло, перед которым находится планка, управляющая датчиком с пневмоусилителем. Как только край ленты отходит в сторону, струя воздуха попадает на планку, пневмоусилитель срабатывает и переключает подачу сжатого воздуха через дроссель в соответствующую полость цилиндра, управляющего поворотом барабана. Барабан поворачивается, и лента сбегает в противоположную сторону. Струя воздуха перекрывается и дроссель возвращается в исходное положение.

Широколенточные калибровальные станкипредназначены для обработки по толщине древесно­стружечных, столярных и древесноволокнистых плит, фанеры на заданный размер с точностью ± 0,1…0,2 мм. Плиты калибруют непосредственно на заводе-изготовителе до их раскроя на заготовки или уже после раскроя в щитах.

Калибровальные станки могут обрабатывать плиты шириной до 2,57 м со скоростью подачи около 52 м/мин. Как правило, припуск снимается с обеих пластей за один проход. Часто на этих же станках, помимо калибрования, выполняют выравнивание и чистовую обработку.

Для небольшого производства наиболее подходящим можно считать одноленточный шлифовальный станок с комбинированным агрегатом, включающим секционный утюжок. При правильно подобранной оснастке такой станок прекрасно справляется со всеми шлифовальными операциями, начиная от калибрования поверхностей из натурального шпона до шлифования по лаку и порозаполняющему составу. Правда, обработка на этих автоматах связана с частой заменой шлифовальных лент, однако потери времени на переоснастку компенсируются за счет того, что вся остальная работа операторов предельно упрощена. На мебельных предприятиях побольше наиболее эффективно можно использовать двухленточные шлифовальные станки с двумя электронными утюжками и узколенточным агрегатом поперечного предварительного шлифования.

Цилиндровые и дисковые шлифовальные станки. На цилиндровых шлифовальных станках режущий инструмент (абразивная лента) надета на образующую поверхность цилиндров. На некоторых из этих станков, помимо окончательного шлифования, выполняются калибрование и снятие провесов в собранных узлах. Вследствие ограниченной окружности барабана, относительно высокой температуры процесса и быстрого засорения ленты при шлифовании на барабанных шлифовальных станках получается худшее качество поверхности по сравнению с использованием широколенточных шлифовальных станков.

Дисковые шлифовальные станки. Дисковые станки предназначены для шлифования плоскостей различных деталей, часто ящиков. Главным рабочим органом служит диск со шлифовальной лентой. Он может быть расположен горизонтально или вертикально. Распространены станки с вертикально расположенными дисками. Иногда их выполняют двухдисковыми и снабжают шлифовальной бобиной, что расширяет технологические возможности станка, позволяя обрабатывать выпуклые и вогнутые поверхности.

Станки с лепестковым шлифованием.Режущий инструмент таких станков представляет собой диск, по периферии которого одним концом закреплены ленты или пучки абразивных шлифовальных материалов, при вращении с частотой 300…1200 мин^–1. Центробежные силы ориентируют ленты или пучки по радиусу и обеспечивают необходимый подпор при контакте с обрабатываемой поверхностью. Диски вместе с прокладками набираются в барабан нужной длины, скрепляются фланцами и устанавливаются на шпиндель ручного устройства или на специальные станки. Возможно простое вращение инструмента, но лучший результат дает сложное движение. Диски “Quick Wood” помимо вращательного движения совершают колебания в плоскости обрабатываемой детали с амплитудой 120 мм каждые полоборота, т. е. 1200 раз в минуту. Это значит, что поверхность заготовки подвергается обработке до 20 раз в секунду.

Диски предназначены для шлифования плит, светлой древесины, ламинированных поверхностей. Конвейерно-вальцовые механизмы обеспечивают подачу со скоростью 2–13 м/мин. Диаметр головок 300 мм, мощность, потребляемая одной головкой – 0,4…0,6 кВт.