Авторы: инженер-технолог ООО "Инкор" Мехоношин Артем Александрович, эксперт-менеджер ООО "Инкор" Халецкая Ирина Игоревна


Многие предприятия не хотят заниматься переточкой режущего инструмента и предпочитают купить новый, а старый – утилизировать. Связано это с тем, что переточка имеет отрицательный опыт, так как в основном эту операцию производят вручную.

Несчитанное количество раз в производстве вы сталкивались не только с несоответствующей шероховатостью на деталях, а может быть и с поломкой заточного инструмента. Поломку, конечно, мы исправить не можем, но разобраться, как заточить инструмент и вернуть рабочие характеристики – запросто! Сегодня речь пойдет о заточных станках, которые могут помочь в этом нелегком деле. Посмотрим виды заточного оборудования и определим, какое будет оптимальным для вашего производства.

Классификация заточного оборудования

И в гараже, и на крупном машиностроительном предприятии есть самый разнообразный режущий инструмент. Если он будет затуплен – деталь качественной тоже не получится. С заточкой и ремонтом инструментов справляются заточные станки, которые относятся к шлифовальной группе оборудования.

Глобальная разница с классическими шлифовальными станками только в том, что на заточных станках предусмотрена обработка не деталей, а режущего инструмента.

Но даже у такой узкой группы станков есть своя классификация.

Для заточки и доводки режущих инструментов в основном пользуются спросом заточные станки механической абразивной обработки. Затачивают инструмент абразивными, алмазными и эльборовыми шлифовальными кругами. Также есть группа заточных станков, основанная на электроабразивной обработке, но таких станков не так много, поэтому раскроем тему механической абразивной обработки.

По целевому назначению, типу конструкции и характеру операций заточные станки можно подразделить на простые, универсальные общего назначения, специализированные (специальные) и станки с ЧПУ. О каждом виде оборудования мы расскажем в этой статье.

1. Простые заточные станки

Заточные-шлифовальные относятся к простым станкам (рис.1). Это самый бюджетный вид заточных станков и вот почему – низкий уровень энергопотребления, все работы на нем производятся вручную, что сказывается на геометрической точности самого инструмента после обработки. К тому же есть вероятность появления опасных и вредных производственных факторов:

• возможность травм: разрыв абразивного круга, прикосновение кистей рук к шлифовальному кругу;
• запыленность воздуха рабочей зоны при отсутствии или неисправной вентиляции;
• травмирование глаз и заболевание легких при отсутствии защитного экрана;
• повышенный уровень шума и вибрации в рабочей зоне;
• недостаточное освещение рабочей зоны.

Рис. 1. Простые точильно-шлифовальные станки

Такие станки предназначены для заточки резцов, свёрл и выполнения мелких слесарно-обдирочных, зачистных и полировальных работ (рис. 2). То есть для мелких работ точильно-шлифовальный подойдет, но если у вас не «гаражное» производство, то такого станка будет недостаточно.

Рис. 2. Заточка резцов, свёрл и полировальные работы

2. Универсальные заточные станки

Универсальные станки общего назначения используются для заточки и доводки многолезвийных режущих инструментов типа зенкеров, развёрток, метчиков, долбяков, червячных, концевых, торцевых и дисковых фрез, центровочных свёрл, зуборезных инструментов, резцов (твердосплавных и из быстрорежущей стали) и др. (рис. 3)

Зенкеры	Развёртки	Метчики
Долбяки	Центровые свёрла	Резцы
Дисковая фреза	Концевые фрезы	Червячная фреза
Зуборезный инструмент		Торцевые фрезы
Рис. 3. Виды заточного инструмента для заточки на универсальном станке

На универсальных станках спектр обрабатываемого инструмента уже шире, а обработка может быть не только наружной, но и внутренней, что относит их к среднему ценовому сегменту. По сути, обработка инструмента производится тоже механически, только инструмент уже держит не сам рабочий, а станок, что уменьшает возможность возникновения травм и несчастных случаев.

Для «гаражного» цеха, который обрабатывает мелкий инструмент, подойдет настольный станок (рис. 4). Надо понимать, что опять же о точности можно не говорить, т.к. жесткость самого станка невысокая, вибрации присутствовать будут. Чего нельзя сказать о станках со станиной – рабочая зона больше, что позволяет обрабатывать тяжелые и габаритные детали и инструмент. Больше и масса станка, но за счет этого станина погашает вибрации, что влияет на точность у заточенного инструмента в отличие от точильно-шлифовальных и настольных станков.

Рис. 4. Настольный универсальный шлифовальный станок

Заточной станок на станине подойдет на мелкосерийное или среднее производство, дабы не отдавать инструмент «на сторону», тратя при этом время и деньги.

Так как на универсальных станках общего назначения можно обрабатывать очень большой спектр различных инструментов, надо учесть, что и оснастки на него тоже будет немало. Универсальные модели оборудования могут также доукомплектовываться разнообразными бабками, насадками, центрами.

Например, на складе «Инкор» есть в наличии универсальные станки Top-Work M-40 и M-60 (рис. 5). Разница между ними только в размере рабочей части стола. Да, они сто́ят больше условных аналогов, но мало кто знает об их безусловных преимуществах.

Рис. 5. Универсальный шлифовальный станок на станине Top-Work М-40 (слева) и М-60 (справа)

Это станки повышенной точности, что подтверждает Т-сертификат (сертификат точности), в котором указано, что все движущиеся части станка расположены строго параллельно и перпендикулярно, а геометрическая точность станка выдержана в микронах. В погашениях вибрации в процессе работы помогает тяжелая станина. Станки имеют централизованную систему смазки, которая обеспечивает равномерную подачу смазки в каждый узел. Такая система смазки обеспечивает отличную работу станка, а также продлевает срок службы. Посмотрим, что входит в стандартный набор обоих станков.

Комплектация
1	Установочные опоры	16	4” удлиненная оправка для шлифовального круга (Ø31,75 мм)
2	Рабочая головка	17	Шлифовальный круг (PA 90х38х31,75 мм)
3	Задняя бабка (правая)	18	Шлифовальный круг (GC 125х38х31,75 мм)
4	Центроискатель	19	Шлифовальный круг (WA 150х13х31,75 мм)
5	Выталкиватель	20	Шлифовальный круг (GC 150х13х31,75 мм)
6	Центр для шпинделя рабочей головки MT5	21	Шлифовальный круг (WA 150х19х31,75 мм)
7	Держатель алмазного карандаша с алмазным карандашом	22	Затяжной болт для рабочей головки
8	Комплект шайб для шлифовального круга	23	Ключ для шлифовального круга
9	Защитный кожух шлифовального круга Ø90	24	Цанговый ключ
10	Защитный кожух шлифовального круга Ø110	25	Фиксатор для съёма шлифовального круга
11	Защитный кожух шлифовального круга Ø125	26	Гаечный ключ (17-19 мм)
12	Защитный кожух шлифовального круга Ø150	27	Гаечный ключ (19 мм)
13	Держатель защитного кожуха шлифовального круга (короткий)	28	Гаечный ключ (24 мм)
14	Держатель защитного кожуха шлифовального круга (длинный)	29	Ящик с инструментами
15	Фланец шлифовального круга – 2 шт.

Также на универсальные станки Top-Work опционально можно установить большой спектр дополнительной оснастки. Опытные заточники и шлифовщики это точно оценят!

Инвертор. Он позволяет бесступенчато изменять обороты шлифовального круга. На универсалах М-40 и М-60 три скорости обработки и их плавно можно менять.

При заточке инструмента самое проблемное – прижоги, которые появляются при увеличении скорости, при большом слое снятия материала, при большом пятне контакта. Сверло при этом может просто сгореть. И чтобы этого избежать – есть возможность установки подачи СОЖ.

К интересным опциям относятся:

Опции
Приспособление для шлифования радиусов	Приспособление для плоского шлифования
Приспособление для радиусного шлифования	Приспособление для заточки свёрл
Приспособление для заточки дисковых фрез	Приспособление для заточки токарных резцов
Приспособление для круглого шлифования	Цанговый патрон с комплектом цанг
Приспособление для внутреннего шлифования	Приспособления для подачи СОЖ
Приспособление для индексации рабочей головки (24/20 положения (-ий) (без рабочей головки и патрона)	С.С.D. камера с программным обеспечением и экраном IPC
Удлиненный шпиндель шлифовального круга	Вытяжка пыли
Цанговый патрон 5С для рабочей головки	Рабочая лампа
Оптические линейки на оси X, Y с УЦИ	Направляющие качения на ось Х
3-х кулачковый патрон 4” с фланцем	Гидравлическое перемещение оси Х
Частотный преобразователь (привод) для шлифовального шпинделя мощностью 1 или 1,5 кВт	Увеличение мощности двигателя шлифовального шпинделя до 1,5 кВт
Задняя бабка (левая)	Оправка для насадных фрез
Переходная втулка КМ5 х КМ2 / КМ3 / КМ4	Универсальный держатель опор для зубьев
Т-образный ключ	Держатель опор для зубьев
Ремень для шпинделя 5М530 / 7М530	Опора для зубьев фрезы
4” удлинённая оправка для шлифовального круга (Ø12,7 мм)	Шлифовальный круг (WA 76x12.7x12.7) / (WA 100x1.5x12.7)
Опора для зубьев фрезы с микрометром	Инвертор

На любом производстве можно столкнуться с проблемой износа рабочей поверхности шлифовальных кругов или с их засаливанием, что требует дальнейшей правки круга. И с этим тоже справятся М-40 и М-60 – их используют для правки шлифовальных кругов (абразивных или алмазных).

Также компания TOP-Work предлагает рассмотреть заточные станки линейки СМ-2 и СМ-А (рис. 6).

Рис. 6. Универсальный шлифовальный станок на станине Top-Work СМ-2 (слева) и СМ-А (справа)

На станках подобного типа осуществляется заточка широко распространенного режущего инструмента: свёрл, метчиков, зенкеров, фрез (концевых, дисковых, цилиндрических, червяных), развёрток; спирали наружного диаметра, торцов, сферы.

Более того, конструкция станков так же позволяет выполнять работы по заточке токарных резцов и по шлифовке наружных и внутренних плоских поверхностей. Рабочая головка оборудования может поворачиваться относительно шлифовального шпинделя на 210°.

Помимо этого, станок CM-А оснащен высокоточной CCD-камерой, что обеспечивает удобство эксплуатации, точное позиционирование и повышение эффективности контроля качества инструмента. Также СМ-А оборудован оптическими линейками на осях X, Y и А.

У моделей СМ-2 и СМ-А осуществляется перемещение рабочей и шлифовальной головок по 7 и 8 осям соответственно (рис. 7). По габаритам они более компактны, и точность их выше, но на них можно обрабатывать малогабаритный инструмент, т.к. рабочая зона меньше в отличие от М-40 и М-60.

Рис. 7. Схема перемещений рабочей и шлифовальной головок СМ-А и СМ-2

Предвкушаем: «Пф, я это сделаю своими руками намного быстрее, чем на этом станке!». А если проверить на точность?

Качественный инструмент изготавливается из твердосплавных материалов, поэтому универсальные станки – оптимальное технологическое и ценовое решение для обработки такового.

3. Специальные станки

Специализированные или специальные заточные станки (как правило автоматы или полуав­томаты) предназначены для заточки единственного вида режущего инструмента - свёрл, червячных, концевых, торцевых и дисковых фрез, резцов и т.д. Эту группу станков отличает высокая производительность – они способны обеспечивать высокую точность обработки, не требуют долгой переналадки и большого количества оснастки. Примером таких станков может послужить Top-Work HS-16, который «заточен» на червячные фрезы (рис. 8).

Рис. 8. Заточной станок для червячных фрез HS-16

Целесообразно применять такие станки, когда они загружены бОльшую часть рабочего времени, либо когда требуемую точность инструмента не получается достичь на универсальном оборудовании. Если хотите гарантировать высокое качество используемого режущего инструмента, следует подойти к решению его изготовления и текущего ремонта всерьёз.

4. Заточные станки с ЧПУ и сопутствующее оборудование

Пока не самым распространенным и тем не менее перспективным видом заточного оборудования для крупнопромышленных предприятий являются универсальные заточные станки с ЧПУ. В основном их используют, чтобы изготовить конечный профиль нового режущего инструмента (рис 9), а также для переточки ремонтируемого инструмента. Такое оборудование даёт возможность улучшить технологию затачивания и повысить точность и стойкость инструмента. Это связано с подачей СОЖ, регулированием режимов обработки, повышением класса шероховатости заточенных поверхностей и отсутствием дефектов заточки универсального режущего инструмента. Хороший выбор для заточки и измерения за один цикл зажима.

Рис. 9. Виды конечного профиля нового режущего инструмента

В каталоге «Инкор» есть несколько вариантов, предлагаем рассмотреть 2 из них – это Top-Work TA-5 и TG-5 (рис. 10). Они оснащены системой автоматической смены шлифовальных кругов, интуитивно понятной пользователю системой управления, сенсорным экраном и быстрым переключением между 3D СAD и ЧПУ системами.

Рис. 10. 5-ти осевые заточные станки с ЧПУ TOP-WORK TA-5 (слева) и TG-5 (справа)

В стандартную комплектацию входят:

• кабинетная защита рабочей зоны;

• освещение рабочей зоны;

• автоматическая система смазки;

• выравнивающие болты и опоры;

• инструментальный ящик и инструмент;

• система измерения детали Renishaw;

• цанговый патрон и цанга;

• фланец шлифовального круга;

• магазин смены шлифовальных кругов на 4 позиции (для модели ТА);

• оси А, С с прямым приводом (для модели ТА);

• оптические линейки осей X, Y, Z (для модели ТА). 

Дополнительно можно приобрести оснастку, которая облегчит работу:

• роботизированная система (для модели TG-5);

• дополнительный фланец шлифовального круга;

• поддон для заготовок;

• система фильтрации СОЖ;

• магнитный сепаратор;

• трансформатор;

• стабилизатор;

• контрольная оправка.

Чтобы сократить время на изготовление комплектующих, TOP-Work предлагает 4-осевой прецизионный круглошлифовальный станок с ЧПУ ТР-4 (рис. 11) для шлифования цилиндрических заготовок под режущий инструмент. На этом оборудовании можно производить обработку обратного конуса. (рис. 12).

Рис. 11. Круглошлифовальный станок с ЧПУ ТР-4	Рис. 12. Виды цилиндрических заготовок под режущий инструмент

ТР-4 одновременно может обрабатывать черновым и чистовым шлифовальным кругами. Станок оснащён системой автоматической загрузки и выгрузки деталей, состоящей из подвижного робота и паллеты для деталей. Точность размеров обрабатываемых поверхностей составляет до 0,004 мм благодаря конструкции станка и функции компенсации температуры шлифовального круга.

Так как не только ТР-4 работает шлифовальными кругами, но и большинство шлифовального оборудования, поэтому требуется их правка. С этой функцией отлично справится линейка станков с ЧПУ TOP-Work TD-2/ -3/ -5 (рис. 13, 14).

Рис. 13. Cтанки для правки алмазных кругов TD-2 (слева) и TD-3 (справа)

Цифра в названии модели указывает количество осей, которыми оборудован станок. На модели TD-5 установлена кабинетная защита рабочей зоны, на модель TD-3 эту опцию можно приобрести дополнительно. Вся линейка оснащена освещением рабочей зоны, выравнивающими болтами и опорами, фланцем правящего круга, пылеулавливателем, правящим кругом, правящим карандашом с алмазным наконечником и многим другим.

Рис. 14. Cтанок для правки алмазных кругов TD-5

Выбираем заточной станок: внимание на деталях

Основных критериев при выборе заточных станков огромное множество и у каждого они будут индивидуальные. И отталкиваясь от масштаба вашего производства уже можно сделать предварительный выбор заточного оборудования.

Допустим, мелкосерийное производство не производит свой инструмент, а ремонтировать его отдают на аутсорсинг или вовсе утилизируют. Занимает это много времени и денежных средств. Чтобы сократить и то, и другое, подойдут универсальные заточные станки на станине, например, TOP-Work серии М или СМ, о которых мы писали ранее. Они занимают мало места, позволяют выполнять плоскую шлифовку наружных и внутренних поверхностей, обладают повышенной точностью и имеют множество стандартных и опциональных комплектующих.

Специализированному ремонтному предприятию или цеху точно подойдут станки не только универсальные, но и специальные.  В данной статье мы рассмотрели станок для заточки червячных фрез TOP-Work HS-16. Так как на этих станках можно обрабатывать только один вид инструмента, это значительно сокращает время на переналадку станка, а значит повышается производительность оборудования, обеспечивается высокая точность обработки и не требуется большое количество оснастки. Так же такие станки целесообразно применять, когда требуемую точность инструмента не получается достичь на универсальном оборудовании.

Крупные производства чаще всего владеют своими цехами для изготовления и ремонта режущего инструмента. Для того, чтобы изготовить режущий инструмент подойдут станки для выполнения заготовок под режущий инструмент и для изготовления конечного профиля нового, например, станки с ЧПУ моделей ТР-4 и TA-/TG-5 соответственно. Они позволяют повысить точность и стойкость инструмента, максимальное сопротивление износу из-за высокой твёрдости направляющих качения. Также станки TA-5 и TG-5 можете использовать в качестве переточки ремонтируемого инструмента. Кроме того, на крупное предприятие необходим станок для правки шлифовальных кругов, т.к. шлифовального оборудования десятки или даже сотни. Чтобы не тратить время на правку вручную, пусть этим занимается специально-изготовленный для этого станок.

Если всё-таки не уверены какое оборудование подойдет именно под ваше производство или для обработки конкретного инструмента – специалисты «Инкор» помогут вам с его выбором.