Применение шлифовальных станков обусловлено высокими требованиями к точности размеров, качеству поверхности, формы и положения обрабатываемых поверхностей и возможностью справиться с труднообрабатываемыми материалами. Цикл статей, посвященный этому виду металлообрабатывающего оборудования, мы открываем обзором рынка универсальных круглошлифовальных станков.

Каждой поверхности — свой станок

Все шлифовальные станки можно подразделить на несколько основных групп по виду обрабатываемой поверхности: цилиндрическую поверхность обрабатывают на круглошлифовальных станках; плоскую — на плоскошлифовальных; винтовую — на резьбошлифовальных; эвольвентную — на зубошлифовальных; фасонную — на профилешлифовальных (станки для изготовления и заточки инструмента).

Подчеркнем, что внутри каждой группы существует множество видов и модификаций станков, не говоря уже о количестве моделей.

Как правило, шлифование является финишной обработкой изделия, поэтому к шлифовальным станкам предъявляются вполне определенные требования по точности и шероховатости поверхности (естественно, в зависимости от уровня решаемой задачи).

Шлифование

Шлифование — один из методов сверхскоростной обработки металлов резанием, при котором припуск на обработку срезают абразивными инструментами — шлифовальными кругами. Шлифование состоит в том, что шлифовальный круг, вращаясь вокруг своей оси с очень большой скоростью, снимает тонкий слой металла вершинами абразивных зерен, расположенных на режущих поверхностях шлифовального круга (периферия круга) и сцементированных в круге с помощью связки. Полученная таким образом шлифованная поверхность представляет собой совокупность шлифовочных рисок, оставляемых вершинами абразивных зерен круга.

КруглоШлифовальные станки

И все эти станки относятся к категории круглошлифовальных станков. А поскольку рассказать о всех специализированных станках в одной публикации трудно, отдадим предпочтение универсальным круглошлифовальным станкам для наружного и внутреннего шлифования.

Основными размерными характеристиками станков являются наибольший диаметр устанавливаемой заготовки и ее длина. Технологические возможности круглошлифовального станка определяются высотой центров, диаметром шлифовального круга и длиной шлифования.

Но прежде чем перейти непосредственно к характеристикам станков, позволим себе небольшое отступление.

Комментарии по поводу

Первый. Отечественная станкостроительная промышленность изготавливает металлорежущие станки пяти классов точности: Н — нормальной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой, С — особо точной. Соотношение между показателями точности при переходе от одного класса к другому для большинства станков принято по геометрическому ряду со знаменателем 1,6. Например, допускается осевое биение бабки изделия круглошлифовальных станков 4,0, 2,5, 1,6, 1,0 мкм для классов точности соответственно П, В, А, С. А у станка стандартного исполнения швейцарской фирмы Studer биение бабки составляет 0,3 мкм. Именно этот параметр в конечном счете определяет точность обработки. Поэтому при современных требованиях к точности понятен интерес именно к таким машинам.

Второй. Круглошлифовальный станок с ЧПУ модели T3U фирмы Schaudt (Германия) производства 1990 года имеет точность, а точнее, постоянство диаметра на длине детали — 1 (один!) микрон. Ни один современный отечественный станок такой точности не обеспечивает (по крайней мере, в каталогах такие не значатся). Как говорится, по comments.

И тем не менее сначала о наших станках.

Шлифование по-русски, украински, белорусски...

Опять приходится возвращаться к неоднократно повторенному тезису — все определяет решаемая задача. Для мастерской по ремонту двигателей автомобилей «Жигули» подойдет и не очень точная, а соответственно, и не очень дорогая техника. А для обработки прецизионных деталей такие станки могут оказаться непригодными.

Среди российских образцов очень неплохое впечатление по своим характеристикам и по цене оставляет станок модели КШ-ЗМ компании АСВ-Техника. Однако он без ЧПУ, небольшой, с достаточно ограниченной областью применения. Что же касается промышленных универсальных круглошлифовальных станков с ЧПУ, то здесь, надо признать, отечественной технике трудно конкурировать со станками ведущих мировых производителей (только разве что по цене). Тем более что по отзывам поставщиков прецизионных зарубежных станков, спрос на них в последнее время постоянно растет.

Тем не менее продукция отечественных заводов и предприятий ближнего зарубежья по-прежнему востребована российским рынком. А если есть спрос, поговорим о предложении.

Санкт-петербургский завод прецизионного станкостроения

ООО Санкт-петербургский завод прецизионного станкостроения производит круглошлифовальные универсальные станки ЛЗ-269Ф10 и ЗЕ12МФ10.

Станок ЛЗ-269Ф10 предназначен для шлифования наружных цилиндрических и конических поверхностей деталей, плоского шлифования поверхностей торцов, а также для одновременного шлифования цилиндрической поверхности и торца.

Шлифование производится в неподвижных центрах, патроне и цанге вручную. Контроль за процессом шлифования осуществляется с помощью УЦИ (устройства цифровой индикации). Шлифовальный шпиндель для наружного шлифования расположен на трех вкладышных самоустанавливающихся подшипниках большой жесткости, что обеспечивает высокую чистоту обрабатываемых изделий.

Шлифовальный круг может устанавливаться на шпинделе справа, это расширяет технологические возможности станка и позволяет обрабатывать крутые конусы. Привод стола механический. Блокировочные и защитные устройства обеспечивают надежную и безопасную работу на станке. Станок может быть использован для обработки миниатюрных деталей в мелкосерийном и серийном производстве на предприятиях общего машиностроения, электронной и ювелирной промышленности.

Станок модели ЗЕ12МФ10 предназначен для индивидуального и мелкосерийного производства. Благодаря наличию поворотной шлифовальной бабки, поворотной передней бабки, шлифовального шпинделя можно производить наружное и внутреннее круглое шлифование, шлифование крупных конусов, а также шлифование в патроне.

Воронежский станкозавод

ООО Воронежский станкозавод предлагает универсальные внутришлифовальные станки моделей ЗК228А и ЗК229А, предназначенные для шлифования цилиндрических и конических, глухих и сквозных отверстий, внутренних и наружных торцов.

Станки имеют широкие диапазоны частот вращения шлифовальных кругов, шпинделя изделия, величины поперечной подачи и скоростей перемещения стола, обеспечивающих обработку деталей на оптимальных режимах. Роликовые направляющие для поперечного перемещения шлифовальной бабки вместе с конечным звеном — шариковой, винтовой парой — обеспечивают минимальные перемещения с высокой точностью. Приспособление для шлифования торцов изделий позволяет обрабатывать на станках отверстия и торец за одну установку изделия. Ускоренное наладочное поперечное перемещение шлифовальной бабки сокращает вспомогательное время при переналадке станков. Для уменьшения нагревания станины и исключения передачи вибрации станку гидропривод установлен отдельно от станка и соединен с ним гибким шлангом. Магнитный сепаратор и фильтр-транспортер обеспечивают высокое качество очистки охлаждающей жидкости, что повышает и качество обработанной поверхности. Автоматическое прекращение поперечной подачи после снятия установленного припуска дает возможность оператору одновременно управлять несколькими станками.-

Владимирский станкостроительный завод «Техника»

Владимирский станкостроительный завод «Техника» представляет на рынке универсальный круглошлифовальный станок модели КШ-ЗМ. Станок предназначен для наружного и внутреннего шлифования в ручном и полуавтоматическом режимах цилиндрических и конических поверхностей, а также торцевых поверхностей деталей, к которым предъявляются высокие требования по шероховатости и геометрической точности в условиях единичного и серийного производства. На станке выполняется наружное шлифование с активным контролем, а также наружное сопряженное шлифование.

Беззазорная система поперечного перемещения обеспечивает высокую точность подачи шлифовального круга и стабильность размеров. Регулировка частоты вращения изделия и шлифовального круга осуществляется асинхронными электродвигателями, управляемыми частотными преобразователями фирмы Hitachi. В станке применена система динамической балансировки круга.

Станкошлиф

Основную номенклатуру выпускаемых в настоящее время ЗАО Станкошлиф (г. Саратов) изделий составляют универсальные внутришлифовальные станки с ЧПУ моделей ЗМ227ВФЗ и ЗМ225ВФ2 классов точности «В» и «А» с диапазоном обрабатываемых отверстий от 3 до 200 мм и специальные внутришлифовальные станки для обработки отверстий и торцов в деталях типа втулок, зубчатых колес, фланцев и т. п. с точностью отверстий по крутости до 0,6 мкм (модель ЗМ227ВФ2Н).

Харверст (Харьковский станкостроительный завод)

ОАО Харверст (Харьковский станкостроительный завод) выпускает круглошлифовальные автоматы общего назначения, предназначенные для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей методом врезного и продольного шлифования.

Модели ЗМ162МВФ2, ЗМ162МВФ2-01, ЗМ162МВФ2-02 оснащены однокоординатной системой ЧПУ, станки моделей ЗК152ВФ20, ЗМ161ЕВФ20-2, ХШ1-111Ф20— многокоординатной системой ЧПУ.

Круглошлифовальные универсальные полуавтоматы (модели ЗМ132В, ЗУ142МВ, ЗУ143МВ, ЗУ144МВ, ХШ1-145) предназначены для шлифования наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей методом врезного и продольного шлифования, а также для шлифования плоских поверхностей деталей типа шайб и шлифовки торцов.

Тяжелые круглошлифовальные станки (модели ЗМ193, ЗМ198) предназначены для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических (кроме станка мод. ЗМ198) поверхностей.

Лубенский станкостроительный завод Шлифверст

Основной продукцией ОАО Лубенский станкостроительный завод Шлифверст (Полтавская обл., Украина) являются круглошлифовальные станки. В гамме универсальных круглошлифовальных станков имеется пять типоразмеров: с диаметром обработки 100-560 мм и длиной обработки 250-3000 мм. Станки параметрического ряда с диаметром обработки 100, 125, 250 мм изготавливаются серийно, а с диаметром 400 и 560 мм — по заказу. Универсальные круглошлифовальные станки выпускаются с различным уровнем автоматизации — от станков с ручным управлением до станков с современными ЧПУ.

Вистан

Белорусские соседи представлены продукцией Витебского станкостроительного завода «Вистан». Полуавтоматические круглошлифовальные станки моделей ВШ1152УВ(01) и ВШ-152РВ(01) предназначены для шлифования наружных поверхностей в центрах и патроне. На станке модели ВШ-152УВ-01 дополнительно возможна обработка внутренних поверхностей при ручном управлении, а на станке ВШ-152РВ-01 предусмотрена обработка внутренних и торцевых поверхностей при ручном управлении. Шпиндели шлифовальных кругов этих станков изготовлены на гидродинамических подшипниках скольжения. Шпиндель внутришлифовальной бабки выполнен на высокоточных подшипниках качения.

Кто обеспечивает высокую точность

На российском рынке представлены круглошлифовальные станки таких зарубежных компаний, как Studer, Kellenberger (Швейцария), Schaudt Mikrosa BWF, Erwin Junker, Elb-Schlif Werkzeugmaschinen (Германия), Pietro Carnaghi (Италия), Cetos (Чехия), Hardinge (США) и ряда других.

Отметим, что станки ведущих мировых производителей — Studer и Schaudt достаточно хорошо известны российским потребителям еще с советских времен. Многие из них эксплуатируются более 20 лет и до сих пор обеспечивают высокое качество. Как отмечает руководитель отдела шлифовального оборудования фирмы «Галика АГ» Геннадий Дронов, сегодня клиентов уже не отпугивает цена на такие станки, как это было еще два-три года назад. Что вполне понятно — для производства конкурентоспособной продукции нужно соответствующее оборудование, которое обеспечивает очень высокую точность обработки. Кроме того, такие станки могут выполнять до 40 процентов объема технологических операций, которые сейчас выполняют пять, а то и больше станков, при этом не обеспечивая необходимой точности обработки поверхности.

Объединенная компания Schaudt Mikrosa BWF представляет в основном станки с ЧПУ для средне- и крупносерийного производства. Это относительно небольшие станки серии ZX, позволяющие проводить за один установ круглую и некруглую обработку. Специализированные высокопроизводительные станки с ЧПУ модели PS предназначены для конкретного задания, однако в отличие от узкоспециализированных станков их можно применять для обработки целых групп деталей. Система распознавания деталей предполагает автоматическую переналадку и вызов соответствующих программ.

Компания Schaudt Mikrosa BWF также предлагает универсальные внутришлифовальные станки серии CERES. Станки этой серии имеют модульную структуру, удовлетворяющую различным требованиям — исполнение одношпиндельное или с револьверным шлифовальным шпинделем, ручная загрузка или загрузочное устройство. Все предлагаемые модели — высокоточная, надежная техника.

Швейцарская фирма Kellenberger представляет гамму легкоуправляемых точных универсальных станков с ЧПУ серий KEL-Varia (модели R, RS, UR, URS), KEL-Unlversal (модели 600 U, 1000 U, 1500 U) с расстоянием между центрами от 600 до 15000 мм, высотой центров 175-225 мм и диаметром шлифовального круга от 300 до 500 мм.

Чешская компания Cetos поставляет универсальные станки с ЧПУ серии BUB (32 В, 40 В, 50 В), а также станки моделей BU 25 Н и BUA 25 A NC. Расстояние между центрами от 750 до 3000 мм, диаметр обрабатываемых деталей до 500 мм.

Универсальные круглошлифовальные станки фирмы Hardinge — это станки с ЧПУ для наружной и внутренней обработки серии Tripet и компактные станки с ЧПУ Tschudin.

Фаворит круглого шлифования

Один из безусловных мировых лидеров в области производства круглошлифовальных станков — швейцарская фирма Studer AG. Предлагаемые фирмой комплексные шлифовальные системы для наружного и внутреннего шлифования — целая палитра надежных прецизионных станков. Основные усилия фирмы направлены на создание станков для обработки отдельных, малых и средних серий деталей общего машиностроения, инструментальной и электротехнической промышленности. Другая сфера деятельности фирмы — оборудование для шлифования прецизионных мелких деталей в крупносерийном и массовом производстве, например для топливной аппаратуры или гидравлики.

Общая характеристика станков фирмы Studer достаточно коротка, но емка — исключительно высокие прочность и жесткость конструкции, надежность, точность, простота эксплуатации и обслуживания.

Как уже упоминалось выше, у станка стандартного исполнения фирмы Studer биение бабки изделия составляет 0,3 мкм. Некоторые другие производители тоже могут добиться такой точности, но не в стандартном исполнении — для клиента это уже будет спецпредложение, которое стоит, естественно, дороже.

Поскольку фирма предлагает потребителям более двух десятков моделей и, понятно, рассказать обо всех нет возможности, остановимся на нескольких характерных представителях разных типов станков.

Универсальный станок S20-2 с ручным управлением — круглошлифовальный станок как для наружного, так и для внутреннего шлифования полностью отвечает самым высоким требованиям в инструментальном производстве, а также в других отраслях, где необходима высокая точность обработки. Станок очень прост в эксплуатации. Благодаря автоматическим циклам шлифования и известному качеству станок модели S20-2 занимает одно из первых мест в инструментальном производстве.

Универсальный круглошлифовальный легко программируемый и «способный к обучению» станок с ЧПУ модели S30leanPRO предназначен для наружного и внутреннего шлифования. Используется при прецизионном шлифовании штучных деталей, опытных образцов и в мелкосерийном производстве. Его особенность — шлифовальный процесс, выполненный оператором вручную, «запоминается станком», и в дальнейшем станок производит обработку этих деталей автоматически по записанной программе. Разработанная фирмой Studer система самообучения «Teach-in-System» и программное обеспечение делают возможным сохранять большой объем информации в памяти.

Область применения станка с ЧПУ для наружного круглого шлифования модели есо650 — от мелко- до среднесерийного производства. Модель есо650 — новый уровень по концепции, качеству и точности. Хороший обзор рабочего процесса облегчает оператору наладку станка. Быстрая переналадка на другую деталь возможна благодаря удобному подходу к станку. Дополнительная оснастка и различные приспособления могут устанавливаться оператором самостоятельно без специальных знаний и подготовки.

Станок с ЧПУ модели S36favorit предназначен для интенсивного использования при наружном круглом шлифовании. Благодаря наличию крестообразного суппорта конструкция станка компактна. Автоматическая поворотная шлифовальная бабка создает дополнительное удобство — шлифование цилиндрических и конических деталей за один установ. Процесс шлифования и цикл правки круга легко программируется с помощью программного обеспечения Programming фирмы Studer. Управление системой с использованием меню обеспечивает оператору комфорт в программировании и в процессе работы.

Это только несколько примеров производимого фирмой Studer шлифовального оборудования. Компания предлагает ориентированные на потребителя автоматизированные системы и конфигурации во всех спектрах и с применением во многих отраслях.

Десятая микрона — это большие деньги

Цены на универсальные круглошлифовальные станки колеблются в очень широком диапазоне. Бывшие в употреблении станки и новые станки прошлых лет выпуска (отечественные) стоят по сравнению с новыми не очень дорого— от нескольких десятков, до нескольких сотен тысяч рублей. Таких предложений много, много и компаний, торгующих такой техникой. Бывшие в употреблении станки известных зарубежных фирм стоят дороже. Например, упомянутый выше станок модели T3U фирмы Schaudt продается за 1850000 рублей.

Новые отечественные станки стоят от нескольких сотен тысяч рублей до нескольких миллионов. Присутствующие в таблице с техническими характеристиками станки ЗВ130ФЗ и КШ-ЗМ стоят соответственно 532000 руб. и 48000 долларов.

Новые швейцарские и немецкие станки стоят, естественно, еще дороже. Здесь верен тезис — каждая десятая микрона— это большие деньги. Станок модели S20-2 фирмы Studer стоит порядка 150-170 тыс. долларов, а станок модели S30leanPRO — порядка 220 тысяч. Примерно столько же стоят аналогичные по характеристикам модели станков фирмы Kellenberger.

О проблемах и их решении

Детальный анализ металлообрабатывающих операций показывает, что стадии удаления или раскроя металла часто прерываются для проведения термообработки или специфической обработки поверхности. В таких случаях возникают значительные различия между конструкцией и химией процессов термической обработки и процессами формообразования, связанных с удалением металла (температура, сила, время). При современных технологиях вопрос об интеграции этих процессов в металлорежущих станках рассматривать не имеет смысла. Поэтому термообработка будет по-прежнему прерывать последовательность обработки металлических деталей.

Возможностью рационализации производственных процессов остается интеграция всех процессов обработки до и после термообработки. Эта интеграция может представлять собой сочетание предварительной токарной обработки уже закаленных деталей и окончательного шлифования. Дело в том, что в последние годы достижения в области резания позволили внедрить сложные токарные операции для обработки закаленных и термообработанных деталей (твердое точение). Твердое точение позволяет получить точностные параметры крутости и плоскостности в пределах 0,85-0,9 мкм и 0,65-1,0 мкм соответственно. Однако при этом твердое точение не может заменить шлифование, в особенности при производстве высокоточных деталей, выпускаемых большими или средними сериями. Переналадка станка на сложные токарные операции, включающие чистовую отделку, отрицательно сказывается на качестве изделий и существенно увеличивает брак. Т. е. шлифование в обозримом будущем останется обязательным. Однако, хотя твердое точение и не может полностью заменить шлифование, сочетание этих методов дает заметные преимущества. Предварительная токарная обработка позволяет сократить слишком большие припуски на шлифование, таким образом, сократить время шлифования. Так что можно предположить, что уже в самое ближайшее время такой симбиоз токарной и шлифовальной обработки найдет широкое распространение и соответствующее оборудование в виде токарно-шлифовальных центров станет стандартным.

В настоящее время примером такого оборудования могут служить комбинированные вертикальные токарно-шлифовальные центры VSC 250 DS и VSC 400 DS германской фирмы EMAG.

В заключение

Как следует из всего изложенного, предметом обзора были только универсальные станки, хотя на рынке достаточно много предложений специализированных круглошлифовальных станков. Краткий обзор с перечнем таких станков и фирм-производителей — в следующем номере.

Примечания:




Сергей Заякин



Продукция   О компании   Новости   Контакты   Статьи   Прайс-лист   Станки по металлу   Станки по дереву   Скачать паспорт, книгу   Учебное Видео