Как работает заточный станок: принцип действия и устройство
Заточный станок работает по принципу абразивной обработки: вращающийся шлифовальный круг снимает тонкий слой металла с затупившейся режущей кромки, восстанавливая её геометрию и остроту. Это основной способ продления ресурса режущего инструмента в механообработке, деревообработке и инструментальном производстве.
Типы заточных станков
Универсально-заточные станки обрабатывают широкий спектр инструмента: свёрла, фрезы, развёртки, зенкеры, резцы. Стол такого станка перемещается по трём координатам, а делительная головка поворачивает инструмент на заданный угол с точностью до 5 угловых минут. Специализированные станки для свёрл, ленточных пил или ножей имеют фиксированную оснастку и работают быстрее, но обрабатывают только один тип инструмента. Заточные станки с ЧПУ автоматически выдерживают геометрию заточки: угол переднего и заднего фаски, угол в плане. Точность таких станков составляет 0,002–0,005 мм на длине 100 мм. Простые настольные точила с одним кругом используются в ремонтных мастерских для заточки стамесок, зубил и бытовых ножей.
Устройство станка и ключевые узлы
Станина литая чугунная поглощает вибрации и удерживает геометрию в течение всего срока службы. Шпиндельный узел с электродвигателем мощностью 0,25–7,5 кВт приводит круг в движение. Частота вращения круга составляет 1450–3000 об/мин при диаметре круга 125–350 мм, что даёт скорость резания 12–35 м/с. Шлифовальный круг является главным рабочим элементом: его характеристики подбираются по ГОСТ 2424 исходя из обрабатываемого материала. Для заточки быстрорежущей стали применяют электрокорундовые круги зернистостью 25–40 (черновая) и 16–25 (чистовая), для твёрдого сплава: круги из зелёного карбида кремния или алмазные. Поворотный стол или опорный подручник фиксирует инструмент под нужным углом. Угол заднего фаска сверла обычно 8–15 градусов, передний угол фрезы 5–20 градусов в зависимости от материала детали.
Этапы процесса заточки
Первый этап: выбор круга. Подбирают абразив, зернистость и твёрдость круга под конкретный инструментальный материал. Неверно подобранный круг приводит к прижогам или медленному съёму. Второй этап: правка круга. Алмазным карандашом или роликом выравнивают рабочую поверхность круга: биение не должно превышать 0,02–0,05 мм. Без правки заточка неравномерна. Третий этап: установка инструмента. Сверло или фрезу закрепляют в патроне делительной головки, выставляют угол наклона стола и осевое положение по меткам. Четвёртый этап: черновой проход. Подачу стола устанавливают 1–3 м/мин, глубину съёма 0,05–0,15 мм за проход. Охлаждающая жидкость (СОЖ) снижает температуру в зоне контакта до 200–300 °C вместо 700–900 °C без охлаждения: это предотвращает отпуск стали и потерю твёрдости. Пятый этап: чистовой проход. Глубина уменьшается до 0,01–0,03 мм за проход. Формируется окончательная геометрия режущей кромки. Шероховатость рабочей поверхности после чистового прохода составляет Ra 0,4–0,8 мкм.
Контроль качества и практика
Заточенный инструмент проверяют угломером, профилометром или на оптическом проекторе. Для свёрл диаметром 6–20 мм допустимое отклонение симметрии режущих кромок по ГОСТ 10902 составляет не более 0,1 мм. На предприятиях машиностроительного комплекса срок службы сверла из быстрорежущей стали Р6М5 между переточками при обработке конструкционных сталей составляет 50–200 деталей в зависимости от режимов резания. Своевременная и правильная заточка снижает затраты на инструмент в 3–5 раз по сравнению со списанием затупившегося инструмента.
