Шлифовальные станки: четкие контуры, серьезный размах

Фатальная смена потребительских вкусов и предпочтений на рынке мебели и фурнитуры заставляет производителей изощряться и создавать новые позиции в продуктовой линейке: от классики до поистине футуристических сочетаний из, казалось бы, несовместимых материалов. Однако попирая каноны классического стиля и разрабатывая поистине экстраординарные тандемы, атланты индустрии не отрицают откровенного фетиша эко-стиля среди львиной доли покупательской аудитории. Оно и понятно: пластика форм и анатомический орнамент, палитра красок и природное изящество древесины раскрывались столетиями. Особая заслуга в этом у династии шлифовального оборудования, под чьим зорким контролем сегодня вершатся судьбы каждой из деревянных деталей интерьера.

Родословная шлифовальных станков по дереву исчисляется многозначными числами всевозможных марок и моделей, но видовой состав восходит к упрощенной номенклатуре и представлен ленточными, цилиндровыми и дисковыми собратьями.

Шлифовальные станки c узколенточным абразивом

Чистовое шлифование плоского и криволинейного профиля, а также выравнивание и калибровка толщины древесностружечных плит и щитовых деталей, погонажа и цилиндрических изделий производят на узколенточном шлифовальном станке с использованием режущего инструмента в виде закольцованной шлифовальной ленты шириной от 60 до 300 мм, натянутой на два или три шкива. При этом модификация станка имеет прямую зависимость от вида ленты (плоская или дугообразная) и ее контакта с обрабатываемым изделием. Различают станки с неподвижной станиной, где производится шлифовка плоских деталей, или со свободной лентой.

Среди самых распространенных отечественных моделей встречаются станки с вмонтированными в станину двумя бабками — передней и задней и горизонтальным контактным столом, где происходит скольжение шлифовальной ленты. Передняя бабка оснащена электродвигателем, соединенным с валом ведущего шкива посредством муфты. А задняя бабка снабжена направляющим устройством, где находится ведомый шкив. В процессе шлифования заготовка, удерживаемая вручную, контактирует сверху со шлифовальной лентой. При этом упорной линейке отведена роль препятствия движению заготовки одновременно с лентой. На приводном шкиве предусмотрено ограждение, служащее и приемной воронкой для шлифовальной пыли, и имеющее прямой выход в вытяжную вентиляцию. На таком оборудовании возможна шлифовка деталей и шкивной частью ведомого шкива.

Наряду с вышеописанной конструкцией широкое распространение получили и станки, где контактный стол имеет вертикальное положение. По большей части они предназначены для обработки кромки прямо- и криволинейных заготовок, причем с обеих сторон стола. При такой модификации шлифовальная лента установлена на двух обрезиненных шкивах. Одна сторона станины оснащена ограждением с двумя направляющими линейками, где в промежутке между рабочими кромками находится контактный утюжок, который при обработке выводит шлифовальную ленту за уровень направляющих линеек. Другая сторона станка предназначена для шлифовки деталей протяженным участком ленты, скользящим по вертикально расположенной на столе направляющей. Основные рабочие элементы — поверхность направляющей и утюжка — имеют специальное антифрикционное покрытие (графитовое или стеклянное), что снижает трение во время обработки, ведь скорость ленты достигает 16 м/сек. В оборудовании же со свободной лентой в большинстве случаев проводят ручную обработку выпуклой поверхности криволинейных деталей.

По конструкции станки весьма схожи с моделями, выполненными с неподвижным столом, с той лишь разницей, что опорная станина у таких отсутствует, а лента при ручной контактной обработке принимает форму заготовки. Во многих станках прижим шлифовальной ленты к заготовке осуществляется контактными прижимными утюжками различных видов.

Модельная линейка станков имеет условный классификатор, включающий различия по ширине, форме и характеру взаимодействия заготовки с абразивом. Выделяют станочное оборудование: имеющее узкий утюжок, расположенный на каретке, шириной менее ширины обрабатываемой детали; с наличием длинного (протяженного) утюжка, размерами, превышающими ширину детали; контактный со шкивной частью ленты; с узким профильным утюжком, предназначенным для частичной обработки профиля заготовки.

У станков с узким прижимным утюжком бесконечную шлифовальную ленту устанавливают на два горизонтальных шкива — приводном и натяжном. А станина выполнена из двух тумб, несущих подвижный стол, располагающийся под нижней ветвью абразивной ленты. Предназначенную для обработки деталь располагают на столе, фиксируют узким прижимным утюжком и перемещают вручную по направлению движения ленты. Конструкция оборудования с узким утюжком стала базисом для разработки наиболее производительных шлифовальных станков, где уже использовали длинный поперечный утюжок и конвейерную подачу деталей. Подобные модели состоят из 2-3 агрегатов, движущие ленты которых имеют смежное расположение, встречное направление движения и различные скоростные режимы.

В оборудовании с использованием контактного прижима ленты абразивный материал размещен вертикально или под углом к поверхности заготовки и фиксируется рабочим шкивом. Зачастую цилиндрическую поверхность шкива дополняют винтовыми канавками, выполняющими функции шевронов протекторной ленты. Поэтому технологически исключена вероятность появления воздушной подушки между валом и абразивным элементом, а соответственно и скольжение ленты по шкиву. Такой подход допускает применение высокого удельного давления при шлифовании без риска снижения стойкости инструмента.

Узколенточный станок с профильным утюжком используют при чистовой обработке профильных поверхностей различных форм и глубины с низким уровнем шероховатости. Сегодня особую популярность для профильной шлифовки приобрела лента с эластичной основой, которую натягивают на контрпрофиль диска и после износа легко заменяют новой. В промышленной среде также применяются бесцентровые круглошлифовальные станки, разработанные на базе вертикальных узколенточных. В них подача заготовок по столу к узкой абразивной ленте производится посредством вращающихся обрезиненных вальцов.

Шлифовальные станки c широколенточным абразивом

Среди шлифовального оборудования с широколенточным абразивом наиболее востребованы у деревообработчиков станки, где используется лента от 650 до 1 300 мм, иногда ее максимум по ширине составляет и 3 600 мм. Преимущество данного станочного ряда заключается в производительности, удельной мощности шлифования, точности и качестве обработки, повышенной стойкости ленты, простоте очистки от отходов, удобстве монтажа в поточных и автоматических линиях. Единственный недостаток — значительные эксплуатационные расходы.

Номенклатура станков весьма многообразна. В зависимости от позиции шлифовального инструмента относительно базовой станины различают верхнее, нижнее и двухстороннее расположение. По типу контакта ленты и заготовки в процессе обработки выделяют вальцовые, утюжковые и комбинированные. Количество используемых шлифовальных агрегатов также выделяет одно-, двух- и трехленточные станки.

Оборудование, оснащенное вальцами, калибрует плиты и щиты в размер по толщине и выравнивает их поверхности. У станков, имеющим утюжковый контакт, заложены функции выравнивания и выглаживания поверхности, облицованной шпоном, покрытой грунтом или лакокрасочным материалом. Комбинированный станок согласно своей модификации, призван за один рабочий цикл совершать две и более шлифовальные операции.

Калибровальный станок производит обработку клееного щита, ДСтП, ДВП, плитных заготовок из древесины и композиционного материала на ее основе согласно требуемым размерам по толщине и шероховатости.

Так как композиционные древесные материалы имеют более плотную структуру наружного слоя, то снятие асимметричного припуска с пласта неизбежно приводит к короблению детали после калибрования.

Таким же недостаткам при обработке подвержены заготовки на двухсторонних станках с разнесенными по зонам обработки шлифовальными агрегатами, если их не оснастить центрирующими устройствами, которые симметрично распределят припуски между верхним и нижним калибровальными агрегатами. Станки же с противоположным расположением калибровальных агрегатов в одной вертикальной плоскости производят самоцентровку заготовок за счет уравновешивания сил отжима, то есть вертикальных составляющих сил резания, возникающих при шлифовании. Подобные станки могут иметь до четырех и более спаренных калибровальных агрегатов с разной зернистостью шлифовальной ленты и обеспечивать разность толщи плиты до +/- 0,1 мм при ширине обрабатываемого материала до 3 200 мм.

Широколенточные станки для выравнивания и чистовой обработки отлично справляются с неровностями до 300 мм по поверхности и до 0,2–0,4 мм по высоте и снижают шероховатость. Однако коробление и крыловатость деталей, достигающие 1 мм/м, значения которых могут превышать толщину наклеенного облицовочного шпона, не устраняются после выравнивания.

Станки с вальцовым контактом обеспечивают удовлетворительное качество выравнивания поверхности детали, однако не позволяют добиться ее высокой чистоты. Для достижения этой цели станок оснащается шлифовальными агрегатами с тремя вальцами и эластичным поперечным утюжком.

Большинство современных широколенточных станков выполнено по модульному принципу, что позволяет на единой конструктивной базе типовых узлов создавать шлифовальные аппараты различного технологического назначения. Назначение станка (калибрование, выравнивание или чистовая обработка) определяет конструкцию шлифовального агрегата, его параметры и размеры. В некоторых конструкциях широколенточных станков для повышения качества шлифуемой поверхности используют агрегаты с модифицированным утюжковым контактом, когда внутри широкого утюжка движется поперечная протекторная лента с графитовыми пластинами — шевронами, расположенная между пневматическим утюжком и шлифовальной лентой.

Для получения идеальной поверхности под нанесение лакокрасочных материалов используются комбинированные шлифовальные станки, на станине которых вслед за шлифовальным агрегатом с утюжковым прижимом устанавливаются один или два виброшлифовальных агрегата с широкими утюжками.

Для шлифования клееных деревянных щитов используются комбинированные широколенточные станки, в которых для ликвидации разнотолщинности при склейке брусков и потеков клея на поверхности щита калибрование осуществляет ножевой вал, а выравнивание и выглаживание — агрегаты с контактными вальцами и утюжками.

Для создания рельефа (структурирования) на деревянных поверхностях облицовочных панелей, мебельных фасадов, паркета, створок шкафов и т. д., разработаны комплексы из последовательно установленных на станине верхних шлифовальных агрегатов (до 10 штук) с многофункциональным назначением.

Цилиндровые и дисковые станки для шлифовки

Цилиндровыми считаются шлифовальные станки, у которых шлифовальная лента закреплена на образующей поверхности цилиндров. На станках этого типа выполняют операции калибрования, чистового шлифования щитовых деталей, а также снятие провесов после сборки столярно-строительных изделий. Диаметр шлифовального цилиндра таких станков сравнительно невелик (280–350 мм), и при работе на частоте вращения 1500 об/мин шлифовальная лента быстро засаливается.

В большинстве конструкций цилиндров предусмотрены встроенные соответствующие балансировочные устройства. Абразивная лента в таких станках наматывается на цилиндр по винтовой линии. Усилие натяжения ленты и его равномерность обеспечиваются натяжным устройством. Как правило, передний цилиндр имеет встречное вращение, а два смежных — вращаются навстречу друг другу. В связи с тем, что достичь высокого качества обработки на таких станках невозможно, на рынке их практически полностью вытеснили широколенточные аппараты.

Дисковые шлифовальные станки предназначены для шлифования по плоскости различных деревянных деталей небольших габаритов. В этом случае механизмом резания служит диск, установленный на валу электродвигателя (или два диска, когда используется электродвигатель с двухсторонним выходом вала). На плоской поверхности диска через фетровую прокладку обечайкой крепится шлифовальная лента в форме круга. Сегодня стали весьма популярны среди деревообработчиков станки с расположением диска в вертикальной плоскости.

Эти аппараты относятся к разряду универсальных и в большинстве моделей дополнительно снабжаются вертикальным осциллирующим шлифовальным цилиндром — бобиной, позволяющей расширить технологические возможности станка за счет обработки как выпуклых, так и вогнутых деталей. Скорость резания при дисковом шлифовании отличается в различных частях диска, а потому для повышения качества шлифования стремятся работать его периферийной частью. Как правило, станки подобного типа применяют на предприятиях с мелкосерийным производством.

Таким образом деревообработчики сегодня не испытывают дефицита в оборудовании, и, более того, станкостроительная отрасль может предложить обширный ассортимент шлифовальных станков абсолютно различной ценовой категории.

Текст: Елена Вашкевич