Archiwa tagu: szlifierka

Szlifierki specjalne

Szlifierki specjalne przeznaczone są do obróbki materiałów o skomplikowanych kształtach, szczególnie tych zaliczanych do przemysłu papierniczego i szklarskiego. Szlifują głównie przedmioty takie, jak np.: gwinty, walce, wykorbienia, wieloboki i wielowypusty.

Ze względu na szeroki asortyment, występuje wiele podziałów tych maszyn. Najbardziej rozpowszechniony jest jednak podział na szlifierki do gwintów i szlifierki wielowypustowe.

Szlifierki do gwintów przeznaczone są do wykonywania najtrudniejszego zadania z metod obróbki metalu – szlifowania gwintów. Do realizacji tego zadania używa się drobnoziarnistych ściernic, które mogą z dużą dokładnością wyszlifować precyzyjnie wykonane przedmioty.

Wyróżnia się zasadniczo trzy główne rodzaje szlifowania gwintów: wzdłużne – ściernicą jednoprofilową, wzdłużne – ściernicą wieloprofilową i wgłębnie – ściernicą wielorowkową.

Najdokładniejszym rodzajem w/w sposobów szlifowania jest szlifowanie jednoprofilowe, wykorzystywane często do obrabiania śrub pociągowych i śrub mikrometrycznych. Jest ono jednak mało wydajne. Profil szlifowanego gwintu jest dokładniejszy, przy dokładniejszym obciąganiu ściernicy. Za pomocą diamentu lub przez wygniatanie krążkiem można wyprofilować ściernicę, co jest często spotykane przy ściernicach wielorowkowych.

Można wyróżnić trzy podstawowe rodzaje szlifierek do gwintów: uniwersalne szlifierki do gwintów (można na nich stosować wszystkie w/w rodzaje szlifowania, a szlifuje się gwinty zewnętrzne, wewnętrzne i stożkowe) i szlifierki specjalne do gwintów (na nich można pracować jedną, określoną wcześniej metodą szlifowania, a stosuje się je do szlifowania: ślimaków, gwintów zewnętrznych i wewnętrznych, śrub pociągowych, frezów ślimakowych i frezów do gwintów; maszyny te mają śrubę pociągową wymienioną często na krzywki wymienne, dla różnych gwintów).

Występują też szlifierki do gwintów bezkłowe, które są przeznaczone do masowego szlifowania przedmiotów, szczególnie tych, które posiadają krótki gwint przelotowy. Ściernice wielorowkowe szlifują w nich zwojami pierścieniowymi. Urządzenia te mają tarczę prowadzącą pochyloną razem z podtrzymką, pod takim samym kątem, jak kąt pochylenia linii śrubowej gwintu.

Szlifierki do wałków wielowpustowych to obrabiarki, które szlifują z dużą dokładnością symetrii i szerokości występów wielowypustu. Obrabiają najczęściej metodą tzw. szlifowania kształtowego. Ten rodzaj obróbki wykonuje się ściernicą o takim profilu, jak profil wrębu wielowypustu.

Podczas szlifowania wałków wielowypustowych można też obrabiać dwie powierzchnie, boczną i walcową, równocześnie trzema ściernicami. Taki proces szlifowania można podzielić na dwa etapy, w pierwszym szlifuje się boczne powierzchnie, a w drugim – powierzchnię walcową.

Szlifierki do wałków

Przeznaczeniem szlifierki do wałków jest szlifowanie zewnętrznych powierzchni przedmiotów o obrotowych kształtach. Obrabiany przedmiot jest mocowany podczas wykonywania zadania obróbczego w kłach albo w uchwycie.

Szlifierki do wałków mogą mieć różne układy. Poniżej przedstawiamy trzy podstawowe układy tych maszyn:

  1. Szlifierki ze wzdłużnie przesuwanym stołem – obrabiany na nich przedmiot wykonuje ruch obrotowy i ruch posuwowy postępowo-zwrotny (razem ze stołem). Okresowy ruch dosuwowy do przedmiotu szlifowanego (w czasie nawrotów ruchu stołu) otrzymuje ściernica z suportem.

  2. Szlifierki ze wzdłużnie przesuwanym suportem ściernicy – ruch posuwowy postępowo-zwrotny wykonuje w nich ściernica z suportem, a stół z przedmiotem jest nieruchomy; w budowie szlifierek ciężkich jest to najczęściej stosowany układ szlifowania, z powodu mniejszej masy suportu ze ściernicą, w stosunku do stołu z przedmiotem ciężkim.

  3. Szlifierki wcinające – nie mają posuwu stołu, występuje w nich dosuw ściernicy do przedmiotu. Obrabiany na nich przedmiot szlifowany jest szeroką ściernicą na całej swojej długości; za pomocą ściernic profilowych można tą metodą szlifować przedmioty kształtowe.

Szlifierki uniwersalne do wałków to uniwersalne obrabiarki do wałków. Są to szlifierki kłowe ze stołem przesuwanym wzdłużnie. Cechą charakterystyczną tych uniwersalnych obrabiarek jest wrzeciennik ściernicy, który może mieć pojedynczą lub podwójną obrotnicę ze skrętem do 180 stopni.

Szlifierka uniwersalna do wałków i otworów RUP 280

Szlifierka uniwersalna do wałków i otworów RUP 280

Maszyny te mają zastosowanie przy szlifowaniu powierzchni walcowych i zewnętrznie stożkowych, otworów, czół i kołnierzy wałków, tulei oraz przedmiotów kształtowych – krótszych od szerokości średnicy. Szlifierki te mogą także szlifować stożki strome i o małej rozbieżności. Mogą obrabiać jednocześnie powierzchnię walcową i czołową. Posiadają w wyposażeniu dodatkowym wrzeciono, które jest odchylnie montowane na suporcie średnicy, w celu umożliwienia na tych urządzeniach szlifowania otworów. W takiej sytuacji można w jednym zamocowaniu szlifować powierzchnie zewnętrzne i wewnętrzne, co umożliwia uzyskanie dobrej współosiowości obydwu tych powierzchni.

Szlifierka uniwersalna do wałków stosowana jest też do szlifowania powierzchni walcowych i stożkowych (zewnętrznych i wewnętrznych), płaskich czół, stopniowych (metodą wcinania), łukowych obrotowych i profilowych. Obrabiarki te mają zastosowanie w pracach w cyklu ręcznym i automatycznym. Proces szlifowania automatycznego na tych urządzeniach może przebiegać wzdłużnie i wgłębnie. Maszyny te mogą szlifować przy skręconym stole, wrzecienniku przedmiotu i obrotnicy dolnej oraz  obrotnicy górnej wrzeciennika ściernicy.

Szlifierki uniwersalne do wałków przeznaczone są do szlifowania stali, żeliwa i metali kolorowych przy produkcji jednostkowej, seryjnej i w produkcji wielkoseryjnej i masowej bez obsługi (po wcześniejszym zautomatyzowaniu czynności podawania i mocowania).

Szlifierki produkcyjne to obrabiarki, które przystosowane są do szlifowania walcowych i stożkowych powierzchni zewnętrznych, wałków stopniowych, jak i do szlifowania profilowego.  Maszyny te mają sztywną budowę. Pracują często wzdłużnie lub wgłębnie w automatycznym cyklu, z zastosowaniem urządzenia do aktywnej kontroli. Ich ściernica ma szerokość 100 mm, przy średnicy 600 mm, a silnik napędowy ściernicy ma zwiększoną moc, do 10 kW.

Szlifierki produkcyjne posiadają bogate oprzyrządowanie, dlatego mogą być wykorzystywane przy produkcji seryjnej, wielkoseryjnej i masowej – bez obsługi (po wcześniejszym zautomatyzowaniu czynności podających i mocujących przedmiot).

Szlifierki bezkłowe są to maszyny, które szlifują przelotowo przedmioty walcowe i stożkowe, o kącie stożka do 6 stopni. Można na nich też wykonywać dodatkowe zadania obróbcze takie, jak  szlifowanie wgłębne przedmiotów obrotowych lub szlifowanie długich prętów, zamocowując na nich wcześniej przyrządy, które należą do ich dodatkowego, specjalnego wyposażenia.

Podczas szlifowania bezkłowego wałków przedmiot jest podparty na podtrzymce i styka się z tarczą prowadzącą i tarczą ścierną. Otrzymuje prędkość obrotową od wolnoobracającej się tarczy prowadzącej i uzyskuje przesuw wzdłuż swej osi na skutek pochylenia osi obrotu tarczy prowadzącej o niewielki kąt. Dzięki temu możliwe jest na tych maszynach szlifowanie długich wałków.

Podział szlifierek

Do najczęściej używanych szlifierek, maszyn przeznaczonych do obróbki wykańczającej należą:

1. Szlifierki do wałków:

- szlifierki uniwersalne do wałków,

- szlifierki produkcyjne,

- szlifierki bezkłowe;

2. Szlifierki do otworów:

- szlifierki zwykłe,

- szlifierki bezkłowe,

- szlifierki planetarne,

- szlifierki współrzędnościowe;

3. Szlifierki do płaszczyzn:

- szlifierki ze stołem prostokątnym,

Szlifierka do płaszczyzn JOTES SPC 20 D

Szlifierka do płaszczyzn JOTES SPC 20 D

- szlifierki ze stołem obrotowym,

- szlifierki do prowadnic;

4. Szlifierki ostrzałki:

- ostrzałki do noży,

- ostrzałki do wierteł,

- ostrzałki do głowic frezowych,

- ostrzałki do frezów ślimakowych,

- ostrzałki do pił,

- ostrzałki uniwersalne;

5. Szlifierki specjalne i specjalizowane:

- szlifierki do gwintów,

- szlifierki do wałków wielowypustowych;

Szlifierki do metalu

Szlifierki zajmują się zadaniami obróbczymi o zwiększonym zapotrzebowaniu na dokładne maszyny o gładkich elementach. Są one najczęściej wykorzystywane przy obróbce ścierniwem związanym.

Wiele jest podziałów odmian obróbki ściernej. Najpowszechniejszym z nich jest podział na:

  • obróbkę ścierniwem związanym (ściernicami, osełkami i taśmami ściernymi),

  • obróbkę ścierniwem luźnym (czyli: docieranie, polerowanie i obróbka strumieniowo-ścierna);

W procesie obróbczym szlifierki usuwają  z obrabianych przedmiotów złożony naddatek, za pomocą wirujących ściernic (narzędzi ściernych o różnych kształtach skrawających ostrzy).

Szlifierka narzędziowa NUA 25

Szlifierka narzędziowa NUA 25

Głównym materiałem wykorzystywanym do tego celu są ziarna ścierne. Można je stosować w dwojaki sposób, w postaci luźnej – jako proszek ścierny i w postaci związanej – jako związane ze sobą za pomocą spoiwa (tworzące narzędzia ścierne). Procentowy udział ziarn ściernych w objętości całego narzędzia określa struktura materiału, a porowatość ustalana jest przez procentowy stosunek objętości porów do całkowitej objętości narzędzia.

Innymi materiałami ściernymi są: korund naturalny i syntetyczny (elektrokorund), karborund (węglik krzemu wytwarzany przemysłowo) oraz diament naturalny i sztuczny. 

Cechami charakteryzującymi narzędzia ścierne są: kształt, wymiary, ziarnistość, struktura, porowatość i twardość – uzależniona od rodzaju użytego spoiwa i określana przez wartość siły niezbędnej do wyrwania ziarna ze spoiwa. Wyróżnia się też twardość roboczą, która zwiększa się podczas zmniejszenia obciążenia ziarn skrawających.

Ziarna ścierne są nierównomiernie rozłożone podczas szlifowania, dlatego tylko część z nich skrawa materiał o takiej głębokości, jak złożona głębokość skrawania. Pozostała część ziarn jedynie trze o materiał obrabiany, dogniatając go.

W przypadku tarcia i skrawania wiórów o bardzo małym przekroju ziarnami z ujemnymi kątami natarcia powodują, że szlifowanie zalicza się do energetycznie najtrudniejszych obróbek.

Do usunięcia określonej objętości materiału przez szlifowanie potrzeba dziesięciokrotnie większej mocy niż usunięcie takiej samej objętości materiału przez toczenie.

Podczas szlifowania wytwarza się duża ilość ciepła, które w niewielkiej ilości jest odprowadzane przez ściernicę i wióry. Powoduje to często przegrzewanie warstwy wierzchniej i powstawanie mikropęknięć. Miejscowemu przegrzaniu mogą ulegać węgliki spiekane, które z powodu różnych współczynników rozszerzalności cieplnej i wiążącego je kobaltu narażone są często na mikropęknięcia. Dobierając parametry szlifowania i inne czynniki mające wpływ na przebieg szlifowania, powinno się więc dążyć do uzyskania tzw. chłodnego szlifowania (daje ono najmniejsze zmiany w strukturze warstwy wierzchniej). Można go uzyskać dzięki wielkoporowym narzędziom ściernym (np. ściernicom). Większa ilość porów, które powstają w jego efekcie, pozwala na pomieszczenie dużej ilości wiórów i lepsze chłodzenie w czasie skrawania.

Najszybciej skrawa się używając ściernic żywicznych – wzmacnianych mechanicznie. Metalowe spoiwo używane jest do produkcji ściernic diamentowych, w szczególności do szlifowania elektrochemicznego, w którym przewodnictwo elektryczne spoiwa wpływa na wydajność obróbki. Twardość spoiwa ma wpływ na twardość i dokładność kształtu narzędzia ściernego i na jego zdolność do samoostrzenia. Do twardych i trudnoobrabialnych materiałów stosuje się więc samoostrzące ściernice miękkie, a do miękkich materiałów – ściernice twarde.

Niektóre szlifierki mogą być też wykorzystywane do obróbki zgrubnej. Największą ich wydajność uzyskuje się wtedy podczas szlifowania czołowego segmentowymi ściernicami o dużych średnicach.

Coraz częściej stosowane jest też szlifowanie szybkościowe, z prędkością obwodową ściernicy od 2 do 3 razy większą od prędkości, które są wykorzystywane podczas szlifowania konwencjonalnego.

Większą wydajność szlifowania można jednak uzyskać w sytuacji, kiedy równocześnie ze zwiększeniem szybkości szlifowania zwiększy się posuwy. Tak jest np. w sytuacji szlifowania siłowego, które wymaga silników o mocy 100 kW i większej.

Podsumowując, szlifierki to bardzo dokładne maszyny, które – jako obrabiarki do obróbki ściernej – przeznaczone są głównie do szczegółowej obróbki wykańczającej.