Статьи

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ШЛИФОВАНИИ

Материал разбит на три основные части: калибровка, предварительное шлифование и шлифование.

Четвертым аспектом могло бы стать шлифование с лаковым покрытием, а также сатинирование, но так как это является очень сложной темой, мы не станем изучать ее тщательно, а лучше посвятим ей отдельную статью.

Вышеперечисленные три вопроса глубоко связаны между собой, так как большинство проблем, с которыми необходимо сталкиваться клиенту требуют применение комбинированных решений, таких как выполнение калибровки и шлифовки или шлифовки с отделкой, или даже всех этих операций на одном калибровально-шлифовальном станке (последний пример типичен для столярных мастерских небольшого/среднего размера).

Таким образом, необходимо глубокое знание всех параметров обрабатываемой панели, таких как тип древесины и ее форма.

Еще более важным является знание всех различных используемых способов для правильного выполнения строгальных работ и обеспечения удовлетворительной обработки как на вид, так и на ощупь.

КАЛИБРОВКА

Данный термин обозначает фазу «строгания» необработанной неровной панели, обычно изготовленной из твердой древесины, оконных и дверных рам, кухонных шкафов, панелей под штукатурку или конгломератов, таких как ДВП средней плотности, но также и материалов (или поверхностей под штукатурку) покрытых ДСП, ДВП средней плотности, мазонита, фанеры и так далее. Кроме строгания, данная процедура предназначена для того, чтобы привести эти необработанные поверхности к допустимой толщине ±0.1 мм.

Для того, чтобы определить характеристики станка, подходящие для выполнения данной операции, что на первый взгляд кажется простым, необходимо знать всю информацию о материале и параметрах операции (см. схему параметров).
Покупатели часто задают вопрос о максимальной глубине строгания одиночного прохода. Важно, чтобы покупатель осознал, что это шлифовальный, а не строгальный станок. Необходимо предотвратить неправильную эксплуатацию станка, что может нарушить точность и балансировку деталей, тем самым ухудшив конечное качество отделки.

КАК КАЛИБРОВАТЬ

Все панели обычно калибруются при помощи стальных контактных роликов покрытых резиной 85/90° шор или изготовленных из стали.
Стальной ролик более жесткий в действии, чем покрытый резиной, однако его уровень конечной обработки с таким же шлифовальным зерном намного ниже и он оставляет следы на панели, которые можно с трудом удалить следующим листом.

Более того, между стальным роликом и шлифовальной бумагой присутствует трение и во время длинного прохода он скользит по бумаге и образует на ней мягкую пленку. Из-за этого, ролик начинает скользить и перегреваться, и на очень твердой древесине это приводит к обжиганию поверхности.
С технической точки зрения, рекомендуется использование ролика, покрытого резиной.
Выбор диаметра можно сделать, используя следующее правило: чем меньше диаметр, тем больше снимаемый слой (См. рис. №1).

Также справедливо то, что с одинаковой твердостью, чем меньше диаметр, тем хуже отделка.
Более того, уменьшение диаметра в результате уменьшает контактную поверхность, что изменяет угол и увеличивает шероховатость.

Теперь мы понимаем, почему важно сочетать рабочие инструменты правильно в зависимости от характера выполняемой обработки для того, чтобы определить требуемый уровень снимаемого материала.

СПИСОК И СХЕМА ПАРАМЕТРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ТРЕБУЕМЫЙ УРОВЕНЬ СНИМАЕМОГО МАТЕРИАЛА

схема 1

рисунок 1

Необходимы следующие данные:

• тип обрабатываемого материала (твердая древесина, мягкая древесина, смолистая древесина, ДВП средней плотности, слоистые материалы с клеем и так далее…);
• ширина панели;
• скорость подачи;
• мощность двигателя;
• скорость раскроя;
• уровень отделки;
• диаметр ролика.

При снятии очень большого слоя (от 1 до 5 мм), что невозможно на любых традиционных шлифовальных станках с роликом, возможно добавление строгальной установки.
Эта установка позволяет снимать больший слой без необходимости в использовании двигателей высокой мощности, тем самым экономя время, энергию и шлифовальные ленты.
В независимости от распространенного мнения, ролик диаметром 230 мм с двигателем 15 л/с снимает больший слой, чем ролик диаметром 330 мм с двигателем 20 л/с. Больший диаметр последнего образует более широкую контактную поверхность и менее подходящий режущий угол, что увеличивает закрытие шлифовального зерна.

Когда на деревообрабатывающем станке не требуются мощные двигатели, и возможно альтернативное использование, рекомендуется начать работу с диаметром не менее 160 мм; для двигателей высокой мощности и жесткой отделки мы рекомендуем минимальный диаметр 220 мм до максимального в 250 мм.

По этой причине рекомендуется, чтобы диаметр контактного ролика, в том числе и на станках продаваемых небольшим столярным мастерским для ежедневного использования в течении 3 — 5 часов, составлял не менее 170 мм. Это обеспечивает механическую надежность и позволяет осуществлять требуемое снятие слоя без необходимости использовать большие двигатели.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

На диаграмме показано, как вычислить мощность двигателя для установки на контактные ролики.

Данная диаграмма помогает выбрать правильную мощность двигателя для установки на контактный ролик диаметром 230 мм в зависимости от требуемого снимаемого слоя, также учитывая скорость подачи и использование шлифовальной ленты с зерном 40/50.

Пример: для снятия 1 мм по ширине 1320 мм, со скоростью подачи 6 м/мин и зерном 40 необходимо умножить 0.33 л/с на 132 (то есть 1320 мм): в результате получается 43.56 л/с, что соответствует требуемой мощности. Скорость шлифовальной ленты составляет 22 м/сек.

Вышеуказанное значение является верным для следующих пород древесины: дуб, бук, ясень и клен. Для различных материалов, умножьте значения, указанные в следующей таблице:

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ШЛИФОВАНИЕ. ШЛИФОВАНИЕ

Данная операция заключается в первоначальной подготовке и отделки калиброванной заготовки (как цельной древесины, так и фанеры (калиброванной либо нет). Эти две фазы имеют два основных назначения:

• Удалить типичные дефекты поверхности фанерных панелей, такие как: остатки бумаги, клея, царапины, отметины и так далее.
• Привести поверхность к требуемой гладкости. Данная операция необходима для дальнейшего нанесения красок и лаков.

ПОЛЕЗНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ВЫБОРА ПРАВИЛЬНОЙ ШЛИФОВАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ (ГОЛОВКИ)

При тех же условиях, отделка с применением плиты превосходит отделку с роликами (древесина полируется лучше). Это происходит благодаря тому, что в соприкосновении находится более широкая поверхность ленты/заготовки и количество задействованных шлифовальных зерен больше (Рисунок №2); более того, шлифовальные зерна находятся ближе (закрыты).
Теперь изучим рабочие качества шлифовальной ленты при двух различных условиях, описанных выше: (См. рисунки №3 и 4).
Tr меньше Tt (режущая глубина шлифовальной ленты), при роликовом шлифовании, зерно входит в дерево глубже, чем с использованием плиты.
Более того, Qr меньше Qt (количество опилок между шлифовальными зернами).

Во время роликового шлифования, количество опилок между шлифовальными зернами меньше благодаря тому, что:

• Рабочее время каждого зерна панели меньше;
• Так как лента изгибается, зерна располагаются свободно и опилки удаляются лучше.
• Пылеуловитель обычно расположен ближе к рабочей точке при роликовом шлифовании, следовательно, пыль выводится лучше.

Кроме того, благодаря резиновой опоре ролика, его одновременному вращению с лентой, меньшей контактной поверхности и более короткому рабочему времени зерен на панели, перегревание происходит реже.


рисунок 2

Первый фактор, который помогает сделать выбор, это различная отделка, которая достигается двумя системами.

Cr, Ct - форма и размер (объем) абразивного зерна
Qr, Ct - посыпание = количество абразивного зерна на метр
Vr, Vt - скорость резки абразивной ленты
Ar, At - скорость перемещения обрабатываемого изделия
Sr, St - контактная поверхность обрабатываемого изделия; Sr меньше St
T.C.M. - тип и форма материала

Для того, чтобы сделать выбор между двумя системами, сперва следует оценить различное качество отделок.

Давайте сравним:

Cr, Ct - cтруктура и размер (объем) шлифовальных зерен
Qr, Ct - разброс = количество шлифовальных зерен на М
Vr, Vt - скорость движения шлифовальной ленты
Ar, At - скорость подачи заготовки
Sr, St - контактная поверхность на заготовке; Sr меньше St
T.C.M. - тип и структура материала

рисунок 3

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ШЛИФОВАНИЕ

Обычно оно производится с применение роликов (покрытых резиной 30⁰ - 45⁰ шор) или плиты (жесткой-полужесткой-пневматической, в виде плиты или секционной).
Для шлифования необработанных материалов, кроме всего вышесказанного, выбор между роликом или плиты (не зависимо какого типа) также зависит и от техническо-производительных характеристик и формы заготовки.
Например, твердость материала, его изогнутость, установлен ли он на калиброванную или ячеистую опору, форма деталей (квадратные, профильные, заключенные в раму).

В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ, НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ

• Роликовое шлифование более ровное вне зависимости от формы заготовки.
• Резиновый ролик (20-30 шор), благодаря своим характеристикам, действует более эффективно, чем плита на узких углублениях; с другой стороны, он менее полезен на широких углублениях.
• При обработке дерева или фанеры с неровным узором (твердым или жестким) или с сучками (например у сосны или ясеня), резиновый ролик (20-30 шор) удаляет глубже участки с мягким узором, чем с жестким; таким образом важно убедиться в том, чтобы жесткость ролика в этом случае была не менее 45 шор.
• Из-за сильной жесткости ролика (40-65 шор) по сравнению с плитой, первый рекомендуется на стадии предварительного шлифования для удаления остатков бумаги или клея.

ПРЕИМУЩЕСТВА РОЛИКОВОГО ШЛИФОВАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ПЛИТОВЫМ ШЛИФОВАНИЕМ

• Возможность шлифовать рамы, внутренние части многослойных дверей, многослойные и короткие детали, выполнять операции, которые обычно требуют использование подвижного стола и зажимных колодок.
• Большая жесткость (эффективность удаления) с таким же шлифовальным зерном (предварительное шлифование).
• Более эффективное удаление отметок, оставленных во время калибровки.
• Меньшая необходимость в техобслуживании, плита может изогнуться, а ткань порваться.
• Лучше справляется с узкими углублениями.
• С таким же шлифовальным зерном и удаляемым слоем лента засоряется меньше.
• Меньший износ шлифовальной ленты.
• Меньшее округление краев панели (по сравнению с пневматической гибкой плиты без лучевой системы).
• Более равномерное удаление на изогнутых деталях, а также заключенных в рамы при аналогичной контактной поверхности.
• Остается меньше царапин благодаря неоднородному разбросу шлифовального зерна (с такой же маркой шлифовальной ленты).
• При таком же удалении слоя лента и заготовка перегреваются меньше. Также лента оставляет меньше следов на деталях с поперечными соединениями (рамами) или на таких материалах, как орех, сосна или груша.

НЕДОСТАТКИ РОЛИКОВОГО ШЛИФОВАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С ПЛИТОВЫМ ШЛИФОВАНИЕМ

• Уровень отделки с таким же зерном хуже (необходимо использовать зерно 150 или 180 для достижения результатов, аналогичных плите с зерном 120).
• Сложная обработка на открытых и глубоких углублениях (±0.4/0.6 мм).
• Необходима большая аккуратность и внимание при работе на станках с фиксированным столом.
• Ролик не очень подходит при обработке ячеистых панелей с сильной вогнутостью или выпуклостью (например двери), это не относится к многослойным конструкциям.

КАК ВЫБРАТЬ ДИАМЕТР ШЛИФОВАЛЬНОГО РОЛИКА, ЕГО ЖЕСТКОСТЬ И ВАЖНОСТЬ НАКЛОНА ВИНТОВЫХ ПАЗОВ

Диаметр ролика не должен быть меньше 220 мм и не должен превышать 400 мм. Чем больше ролик, тем лучше отделка, в любом случае наилучшие результаты достигаются с использованием диаметров от 230 до 320 мм. В соответствии с вышесказанным, удаление слоя прямо пропорционально жесткости резины и контактной поверхности с панелью.

Ширина пазов и их наклон определяют уровень отделки и удаляемого слоя (см. Рисунок №5 и 6).

Отделка роликами с пазами под углом 15⁰ мягче, пазы с большими углами до 45⁰ действуют более жестко.

ПЛИТОВОЕ ШЛИФОВАНИЕ

Типы плит можно обозначить следующим образом: 5 продольных типов и 1 крестообразный тип.

• Жесткие с ручной регулировкой.
• Полужесткие и пневматические гибкие, обычно оборудованные устройством для временного синхронизированного подъема и опускания в соответствии со скоростью подачи ленты (кодером).
• Пневматические электронные: от 20 до 80 сегментов.
• Электронные с широкой поверхностью (мин. 30, макс. 60), имеют многослойную ленту и применяются для «супер-отделки».

Кроме вышеперечисленных типов, существуют две новые технологии:

Во-первых, это технологическое улучшение традиционной пневматической плиты. Традиционная система обычно не позволяет шлифовать панели с размерами, превышающими 500/600 мм, что приводит клиента к необходимости выбирать электронные плиты.
Панель оборудована крестообразной лучевой системой для того, чтобы решить вышеуказанную проблему.

ПЛИТА состоит из трех основных элементов:

• опора (алюминий или сталь)
• войлок (шерсть) + стальная опора
• графитовое волокно между войлоком и внутренней стороны ленты

Плиты, представленные на рынке, обычно имеют следующие ширины:

Войлоки могут иметь различную плотность в зависимости от их использования. Войлок высокой плотности (жесткий войлок) применяется для цельной древесины (больший удаляемый слой, меньше углублений), маленькая плотность (полужесткий войлок) подходит для фанерных панелей (меньший удаляемый слой, больше углублений).

Примечание: жесткость войлока 30 гр/см для полужесткого и 45 гр/см для жесткого. Существует много типов графитового волокна, в то время как опора всегда имеет одинаковые характеристики.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ ПЛИТ

• Жесткая плита: все поверхности цельной древесины за исключением обрезиненных.
• Полужесткая плита: все точно калиброванные и плоские поверхности, такие как фанера, дверные рамы и так далее.
• Прямая пневматическая плита: может использоваться для выполнения двух вышеперечисленных операций и для шлифования прямоугольных ячеистых панелей с небольшой выпуклостью или вогнутостью. Максимальная ширина 500/600 мм. Если оборудована крестообразной лучевой системой, возможно шлифование фанерных ячеистых панелей или многослойной клееной фанеры без отслаивания краев по максимальной ширине станка.
• Пневматическая составная электронная плита: может выполнять все вышеперечисленные операции, а также шлифовать ячеистые панели (калиброванные или нет, профильные или заключенные в рамы). Некоторые модели могут обрабатывать различия в толщине в пределах ±1 мм.
• Полукрестообразная электронная плита с многослойной лентой: для высококачественной отделки лакированных деталей.

Примечание: Для определения вида панели и ее сегментов, с низкой копировальной способностью ±0.2 мм или высокой копировальной способностью ±1 мм, оборудованной одним или большим количеством зажимов, придерживайтесь следующих правил:
1) Для шлифования калиброванных панелей, широких панелей, например дверей (также заключенных в рамы) и не калиброванных панелей, не нужно выбирать высокосегментную плиту (макс. 40) и высокую копировальную способность. Станок должен быть оборудован подвижным столом и прижимными валиками.
2) Иногда для шлифования необходима высокосегментная плита (60/80) с двойным противодавлением: узкие окрашенные панели (рамы, передние крышки ящиков, зеркальные рамы, кухонные шкафы и так далее…), предварительно отшлифованная клеенная фанера на не калиброванной ячеистой опоре; ячеистые панели, незаостренные по всему периметру.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПЛИТОВОГО ШЛИФОВАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С РОЛИКОВЫМ

• Высокое качество отделки с одинаковым зерном.
• Пневматическая плита с системой обработки кривых поверхностей или электронная плита с мембраной имеют более высокую копировальную способность, особенно с большими и глубокими углублениями (±0.3).
• Цилиндровые электронные плиты имеют различную поглощающую способность до ±1 мм, что означает отсутствие необходимости устанавливать подвижной стол и нажимные валики.

Это наилучший вариант, если он должен производить все понемногу, но имеет маленький бюджет.

НЕДОСТАТКИ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПЛИТОВОГО ШЛИФОВАНИЯ ПО СРАВНЕНИЮ С РОЛИКОВЫМ

• Плита такого типа не подходит для шлифования оконных рам, кухонных шкафов и так далее (то есть всех деталей с перекрестными соединениями) если деталь не была пропущена дважды через ролик.
• Не подходит для шлифования панелей, заключенных в раму и профильных панелей.
• Не совсем подходит для ячеистых конструкций с многослойными панелями, которые обычно имеют узкие углубления.
• Меньшая эффективность шлифования (меньшая жесткость с таким же зерном), сложно удалять соединительные веревки, клей и так далее…
• Больший износ ленты
• Требует больше технического обслуживания (очистка от пыли, замена графита…).

В продолжении статьи мы расскажем о шлифовании лакированных поверхностей, как выбрать аксессуары и собственно сам калибровально-шлифовальный станок

Если Вы обнаружили ошибку в тексте или оформлении, просьба сообщить об этом администратору сайта!