Rundschleifen erfordert hohe Flexibilität und Steifigkeit

Eine Maschine, die beide Rundschleif-Arten abdecken will, benötigt vor dem Hintergrund des breiten Produktspektrums eine hohe Flexibilität und viel technisches Know-how. Typische Werkstücke für die Anwendung des Rundschleifens sind Wellen für Elektromotoren, Pumpenzahnräder, alle Arten von Plastikspritzformen, Führungsdorne und Werkzeugaufnahmen. Eine wirtschaftliche Komponente kommt hinzu, wenn zusätzlich in einer Aufspannung bearbeitet werden soll.

Ein Beispiel für eine Universal-Rundschleifmaschine ist die S31 von Studer. Die kompakte CNC-Schleifmaschine wurde zum Außen- und Innenschleifen von mittelgroßen Werkstücken in einer Aufspannung konzipiert. Die Anwendungen reichen von der Einzelteil- über die Klein- bis zur Großserienfertigung und das Anwenderspektrum geht vom Lohnfertiger bis zum Automobilzulieferer.

Die erforderliche Flexibilität erhält die Rundschleifmaschine durch einen modularen Aufbau, der die Anpassung an die jeweiligen Anforderungen eines Bearbeitungsprozesses ermöglicht. Basis für eine hohe Genauigkeit über Jahre hinweg ist das Maschinenbett – das gilt für das Schleifen noch stärker als bei allen anderen Arten von Werkzeugmaschinen.

Rundschleifen mit Maschinenbett aus massivem Granitan

Bei der S31 kommt ein Maschinenbett aus massivem Granitan zum Einsatz, einem von Studer selbst entwickelten Mineralguss, der sich bereits bei anderen Maschinen bewährt hat. Nach Angaben des Herstellers verfügt der Werkstoff über ein sehr gutes Dämpfungsverhalten, das eine hohe Oberflächenqualität der geschliffenen Teile nach sich zieht.

Durch die gute Dämpfung des Maschinenbetts erhöht sich zudem die Standzeit der Schleifscheibe, wodurch die Nebenzeiten sinken. Kurzfristige Temperaturschwankungen beim Rundschleifen sollen durch das günstige thermische Verhalten von Granitan weitgehend ausgeglichen werden, wodurch eine hohe Maßhaltigkeit unterstützt wird.

Für die Längs- und Querschlitten kommen V- und Flachbahnführungen zum Einsatz, die direkt im Maschinenbett abgeformt und mit dem abriebfesten Gleitbahnbelag Granitan S200 beschichtet sind. Eine patentierte Oberflächenstruktur soll bei den Führungen das Aufschwimmen der Schlitten sowie den Stick-Slip-Effekt konventioneller Führungen vermeiden.

Quer- und Längsschlitten liegen über den kompletten Verfahrbereich vollständig auf den Führungen auf. Damit lässt sich den Angaben zufolge eine Toleranz in der Geradheit der Mantellinie von 0,0025 mm auf 650 mm Spitzenlänge sicherstellen. Bei 1000 mm Spitzenlänge beträgt die Abweichung maximal 0,003 mm.

Rundschleifen mit hoher Präzision

Der Vorschub der Schlitten erfolgt durch Kugelumlaufspindeln mit 40 mm Durchmesser, die über drehsteife Balgkupplungen mit dem Drehstrom-Servomotor verbunden sind. Dabei erzielen diese Achsen einerseits hohe Verfahrgeschwindigkeiten, was kurze Nebenzeiten ermöglicht, andererseits sehr klein aufgelöste Zustellbewegungen von 0,0001 mm, die eine hohe Präzision garantieren sollen. Je nach Anforderungen lassen sich diese Achsen mit rotativen oder linearen Messsystemen ausrüsten.

Um die Bearbeitung in einer Aufspannung zu ermöglichen, wird ein schwenkbarer Revolverschleifspindelstock verwendet, der für Außen-, Innen- und Planschleifen geeignet ist. Je nach Bedarf kann der Schleifspindelstock manuell mit einer Teilung von 2,5° oder automatisch mit einer Teilung von 1° verstellt werden.

Das Rundschleifen von Formen und Gewinden ist mittels der positions- und geschwindigkeitsgeregelten C-Achse möglich. In der Standardvariante für das Gewindeschleifen wird dabei mit einem Messsystem auf dem Antriebsmotor gearbeitet. Wo höhere Formgenauigkeit benötigt wird, kommt ein direktes Messsystem auf der Werkstückspindel zum Einsatz.

Mit der S31 ist achsparalleles Rundschleifen von Befestigungsgewinden bis hin zu Gewinden mit Lehrenqualität möglich. Polygone, Exzenter, Steuerkurven sowie Nocken lassen sich mit High-Speed-Machining (HSM) herstellen.

Handlingsysteme erleichtern das Rundschleifen

Für die Rundschleifmaschine stehen Handlingsysteme zur Verfügung, die an den Maschineneinsatz und den Bearbeitungsprozess angepasst werden. Ladereinrichtungen wie der Studer Easy Load sollen die nahtlose Anbindung der Automatisierungskomponenten an die Rundschleifmaschine und Steuerung garantieren. Standardisierte Ladeschnittstellen sind dazu vorbereitet.

Das Handling der Rundschleifmaschine soll durch die Software Studer Grind optimiert werden. Mit ihr kann das Werkstück-Programm auf der Maschinensteuerung oder auf einem externen Programmierplatz erstellt werden.

Eine Schleiftechnologie-Unterstützung hilft beim Finden von passenden Rundschleif-Parametern. Darüber hinaus können mit dem System Kostenvergleiche für Varianten beim Rundschleifen eines Werkstücks angestellt sowie der Rundschleifprozess simuliert werden.