Заключительной операцией при обработке деталей и их подготовке для сборки является шлифование. Шлифование применяется также для удаления провесов у собранных узлов, для снятия ворса.
В механизированном производстве шлифование производится на шлифовальных станках. Различают станки ленточные, цилиндровые (барабанные) и дисковые. На всех шлифовальных станках рабочим инструментом служит шлифовальная шкурка. На ленточных станках она применяется в виде бесконечной ленты, перекинутой через шкивы; в цилиндровых станках шкурку спирально навивают на цилиндры, в дисковых станках ею покрывают всю поверхность рабочего диска.
ЦНИИМОД установлено, что наилучшая скорость движения ленты (скорость шлифования) — 23 м/сек.
Ленточношлифовальные станки и работа на них. Ленточношлифовальные станки с утюжком имеют в столярном производстве наибольшее распространение. Части станка: станина из двух соединенных между собой колонн, два шкива, из которых один — ведущий, работающий от электродвигателя непосредственно или через привод; бесконечная шлифовальная лента, перекинутая через шкивы; натяжной ролик (у некоторых станков два ролика); рабочий стол между колоннами станины, передвигающийся на роликах по направляющим перпендикулярно к линии движения ленты; винты для установки стола по высоте; башмак для прижимания ленты к шлифуемой детали (утюжок).
Обрабатываемую деталь укладывают на рабочий стол, движущуюся ленту прижимают башмаком к шлифуемой поверхности. Сочетая перемещение стола и уложенной на нем детали с движением шлифовальной ленты и регулируя силу нажима на башмак, достигают полного и равномерного шлифования детали. При этом станочник все время может наблюдать за качеством шлифования.
При работе на станке с утюжком брак от прошлифовывания получается очень редко, поэтому этот станок особенно удобен для шлифования фанерованных деталей. Преимущество станка с утюжком состоит также в том, что различные места (свилеватые, недостаточно чисто обработанные) на одной и той же поверхности можно шлифовать с разной интенсивностью.
Недостаток станка с утюжком — низкое расположение шлифовальной ленты. Это не позволяет на станке шлифовать объемные комбинаты и изделия после их сборки. Скорость движения ленты на ленточных станках 20—25 м сек.
Техническая характеристика ленточношлифовального станка завода «Красный металлист»: диаметр шкивов 400 мм; число оборотов шкивов 750 в минуту; длина шлифовальной ленты 8700 мм, ширина ленты 150 мм; рабочий стол 1000 X 3100 мм; мощность электродвигателя 2,5 квт.
В настоящее время промышленность выпускает ленточношлифовальный станок ШлНС, несколько отличающийся от станка описанного. На нем натяжение шлифовальной ленты производится горизонтально перемещающимся шкивом, число оборотов рабочих шкивов достигает 1500, мощность электродвигателя 3,4 квт.
Ленточношлифовальные станки с нижним расположением ленты. Эти станки разделяются на два типа: с двухколонной станиной и неподвижным столом и с одноколонной станиной и лентой на стреле. У двухколонного станка ведущий шкив получает движение непосредственно от вала электродвигателя. Ведомый шкив можно перемещать горизонтально для натяжения ленты. Станок позволяет шлифовать комбинаты и изделия независимо от их размеров и форм поверхности. Однако для проверки качества шлифования приходится каждый раз отнимать изделие от шлифовальной ленты; в результате возрастают потери машинного времени. Кроме того, шлифование часто получается некачественным, так как нельзя видеть шлифуемые места.
В станке со стрелой натяжной шкив помещается на свободном конце стрелы, вылет которой может достигать 1600 мм. Ширина ленты — до 100 мм. Стол вставной. На станке без стола мягкой лентой можно шлифовать детали любой формы и профиля.
Наша станкостроительная промышленность выпускает ленточношлифовальные станки с нижним расположением ленты двух марок: ШлНС и ШлСЛ. Станок ШлНС имеет неподвижный горизонтальный стол. Ширина его ленты 350 мм, мощность электродвигателя 2,2 квт при 1500 об/мин. Станок ШлСЛ несет ленту на стреле. Ширина ленты 100 м, мощность электродвигателя 0,8/квт при 1500 об/мин, вылет стрелы 1500 мм.
Двухстрельчатый шлифовальный станок «Лилипут». Этот станок смонтирован на вильчатой колонке. В развилке на валу насажены рабочий и холостой шкивы ременного привода, на концах вала за развилкой расположены шкивы для шлифовальной ленты.
От разветвляющихся частей станины отходят в противоположные стороны стрелы, оканчивающиеся небольшими натяжными шкивами. Через натяжные шкивы и шкивы на концах вала натянуты шлифовальные ленты.
Станок «Лилипут» удобен для шлифования мелких деталей, в особенности криволинейных и профильных. Устанавливают его обычно в качестве подсобного станка к основным шлифовальным станкам в цехе.
Ленточношлифовальные станки разной конструкции. На предприятиях с небольшим объемом производства и на стройках встречаются ленточношлифовальные станки самых различных конструкций и размеров: вертикальные с мягкой лентой, вертикальные с подпором ленты, горизонтальные с лентой на вертикальных шкивах и др. Большую часть этих станков конструируют и изготовляют непосредственно на предприятиях и на стройках.
Цилиндровые шлифовальные станки и работа на них. Грехцилиндровый (трехбарабанный) шлифовальный станок. Этот высокопроизводительный шлифовальный станок находит применение на всех наших крупных столярных предприятиях. Его рабочие цилиндры обтянуты шлифовальной лентой по спирали. Для очистки отшлифованной поверхности от пыли служит щеточный вал. Подъемом и опусканием верхней рамы, в которую вмонтированы подающие и нажимные валы, налаживают станок по толщине шлифуемых деталей.
Первый и третий шлифовальные цилиндры вращаются навстречу движению материала, второй — по движению материала; вторым цилиндром поднимается и удаляется ворс. Первый цилиндр обтягивают крупнозернистой шкуркой (№ 36, 46); он производит выравнивание поверхности и снятие провесов, третий цилиндр, завершающий шлифование, покрывают шкуркой №100, 120.
Рабочие цилиндры одновременно с вращательным делают небольшое (до 10 мм) поступательно-возвратное движение вдоль своих осей. Благодаря этому шлифование получается наиболее чистым без прямолинейных следов от зерен шкурки. Число продольных движений достигает 150 в минуту.
На трехцилиндровом станке шлифуют преимущественно широкие щиты и части изделий. Детали подают в станок под острым углом к цилиндрам (10—15°), чем достигается более гладкое шлифование, так как шлифованием вдоль волокон приглаживается ворс; пои поперечном шлифовании остаются следы от зерен абразива. Кроме того, при подаче детали кромкой параллельно цилиндрам на ее входящей острой кромке будет сошлифована фаска, при этом может произойти разрыв шкурки на первом цилиндре. Фаска образуется и на сходящей кромке детали. У деталей, подаваемых под углом, сошлифованным может оказаться только первая (угловая) часть, поступающая под цилиндры. Этого можно избежать, подавая детали вплотную одну за другой.
При шлифовании брусков нужно стараться заполнять ими стол станка во всю ширину, но подавать бруски под рабочие цилиндры следует постепенно (не одновременно). Этим предупреждается сошлифовывание концов у брусков. Подача должна происходить непрерывно и по возможности равномерно. При остановках или при резком замедлении подачи на шлифуемой поверхности образуются желобки, как при строгании на рейсмусовом станке.
Скорость подачи колеблется от 4 до 14 м/мин, окружная скорость вращения шлифовальных цилиндров (скорость шлифования) 20—25 м сек.
На трехцилиндровом шлифовальном станке можно производить массовое цинубление деталей под фанерование. Для этого выключают и опускают ниже уровня стола два последних цилиндра, а на первый цилиндр натягивают крупнозернистую шкурку (№ 12—20). Кроме того, уменьшают скорость вращения этого цилиндра и выключают его движение вдоль оси, шлифование при этом ведут поперек волокон.
Существуют трехцилиндровые шлифовальные станки с конвейерно-гусеничной подачей. В этих станках цилиндры помещаются над гусеницей. Лопасти гусеницы покрыты резиной с шипами. На станке с гусеничной подачей можно одновременно шлифовать детали с разницей в толщине до 2 мм.
Наша промышленность выпускает трехцилиндровые шлифовальные станки Шл-ЗЦВ и Шл-ЗИ. Станок Шл-ЗЦВ имеет вальцевую подачу. Каждый цилиндр делает 1500 об/мин, продольных колебаний — 100 в минуту. Подача четырехступенчатая: 4, 6, 8 и 12 м/мин. На станке можно шлифовать детали шириной до 1850 мм, толщиной до 200 мм при наименьшей длине 400 мм. Каждый шлифовальный цилиндр, механизм подачи, механизм подъема стола и щеточный цилиндр работают от индивидуальных электродвигателей. Всего электродвигателей шесть общей мощностью 33,5 квт. Управление кнопочное.
Станок Шл-ЗИ имеет гусеничную подачу. На станке можно шлифовать детали шириной 1250 мм и толщиной до 130 мм при цаименьшей длине 200 мм. Одноцилиндровые шлифовальные станки применяют для шлифования криволинейных деталей и узких кромок. Существуют одноцилиндровые шлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шлифовального цилиндра, со столом и без стола. На одноцилиндровом горизонтальном станке со столом шлифуют плоские поверхности и узкие прямые кромки, на станке без стола обрабатывают шлифованием криволинейные, преимущественно вогнутые поверхности. Станок с вертикальным шлифовальным цилиндром служит для шлифования внутренних криволинейных поверхностей замкнутого контура, например у колец, овальных рамок и других подобных деталей.
Для шлифования профильных прямолинейных и криволинейных поверхностей, например багетных рамок, карнизных брусков, на рабочий вал одноцилиндрового станка надевают вместо цилиндра деревянную головку с контрпрофильной боковой поверхностью, обмазанной клеем и посыпанной зернами абразива.
Промышленностью одноцилиндровые шлифовальные станки не выпускаются; их конструируют и изготовляют непосредственно на предприятиях и на строительствах и используют в качестве подсобных к основным шлифовальным станкам.
Дисковые шлифовальные станки. Рабочей частью дискового шлифовального станка является горизонтально или вертикально расположенный диск диаметром до 1000 мм с натянутой на его рабочую поверхность шлифовальной шкуркой. Станок с вертикальным диском имеет пристроенный или приставной рабочий стол. На дискоаых станках можно шлифовать плоские поверхности, производить зачистку провесов, угловых соединений. Подача всегда ручная.
Общие недостатки всех дисковых станков: 1) разная скорость шлифования в разных местах диска вследствие изменения окружной скорости вращения шкурки в зависимости от расстояния от центра диска; 2) неизбежность шлифования части детали поперек волокон. Шлифование получается неравномерным с поперечными штрихами от зерен абразива.
Дисковые шлифовальные станки имеют очень простую конструкцию и в большинстве случаев изготовляются на месте работ. Промышленность выпускает двухдисковый шлифовальный станок Шл2Д с вертикальным расположением дисков. На одном диске производится черновое шлифование, на втором — чистое. Диски насажены на концы вала электродвигателя, установленного на станине. Перед каждым диском на кронштейне расположен рабочий стол с упорной линейкой. Диаметр шлифовальных дисков 750 мм, мощность электродвигателя 5,2 квт при 800 об/мин.
В сборочных цехах предприятий, выпускающих громоздкие изделия с непрозрачной отделкой (стройдетали, кузовы грузовых автомашин, оборудование вагонов), иногда применяют радиально-дисковые шлифовальные станки, у которых диск может повертываться вокруг горизонтальной оси и принимать положения горизонтальное, вертикальное и под любым углом. Диск расположен на конце шарнирной стрелы, имеющей вылет до 1500 мм и больше.
Комбинированные шлифовальные станки. Комбинированный шлифовальный станок обычно оборудован вертикально расположенным шлифовальным диском и одновременно шлифовальным цилиндром, который в этих станках принято называть бобиной. Большинство комбинированных станков устраивают на местах работы своими силами. Промышленность выпускает станок ШлДБ. У этого станка диаметр диска 800 мм, вертикальной бобины — 90 мм; длина бобины 240 мм. Перед диском и под бобиной расположены рабочие столы.
При работе на шлифовальных станках любых систем и назначений нужно оберегать пальцы от соприкосновения с движущейся шкуркой. Сошлифовывание верхнего покрова кожи происходит нечувствительно и незаметно, но вызывает долго не заживающие раны. При работе на станках с механической подачей нужно остерегаться захвата питающими вальцами пальцев, рукавов, волос.