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CNC-Schleifmaschine fertigt komplexe Gewindeprofile

02.02.2009
Das Schleifen komplexer, hochpräziser Gewindeprofile, auch mit über die Werkstücklänge veränderlichen Durchmessern und Steigungen, ermöglicht eine neue Baureihe sechsachsiger CNC-Gewindeschleifmaschinen. Aufgrund des modularen Aufbaus können die Maschinen mit automatischer Werkstückzuführung ausgerüstet werden.

Die Ansprüche an das Schleifen hochpräziser Werkstücke wie Gewinde- und Mikrometerspindeln, Zylinderschnecken, Lenkschnecken und -muttern, Spindeln und Muttern für Schraubtriebe, Gewindelehren, steigungs- oder durchmesserprogressive Medientransportspindeln und Gewindewalzrollen mit Ein- und Auslauf sind gestiegen. Mikromat hat deshalb die CNC-Gewindeschleifmaschinen der G-Baureihe weiterentwickelt. Das Konzept basiert weiterhin auf dem Prinzip des bewegten Werkstückes und des feststehenden Schleifschlittens. Die hohe Eigensteifigkeit des Maschinenbettes ermöglicht eine Dreipunktauflage und damit eine fundamentlose Aufstellung. Hochgenaue Linearführungen auf handgeschabten Kontaktflächen gewährleisten gleichbleibend höchste Genauigkeit über lange Nutzungszeit.

Schleifmaschinen sind modular aufgebaut

Der modulare Aufbau ist dadurch gekennzeichnet, dass über verschiedene Schleiflängen die Baugruppen wie Spindelstöcke, Reitstöcke, Schleifschlitten, Schwenkteile mit Schleifspindelantrieb und Schleifspindel sowie CNC-Abrichter, Steuerungen mit Steuerungs-Software und Leistungsteilen gleich sind. Die Maschinen sind für das Schleifen komplexer Profile auch mit über die Teilelänge veränderlichen Durchmessern und Steigungen ausgelegt. Die sechs NC-Achsen der Maschine lassen es zu, weitaus komplexere Formen herzustellen als bekannt.

An mehrere Hersteller von Schraubenpumpen hat Mikromat bereits Gewinde-Schleifmaschinen ausgeliefert. Im Dezember 2008 ist eine weitere Maschine der neuen G-Baureihe an einen russischen Kunden geliefert worden.

Klassische Anwendungen von Schraubenpumpen sind bekannt aus der Ölhydraulik sowie beim Zuführen von Kraftstoffen zu Motoren und Turbinen, neuere beim Erzeugen von Vakuum. Auch im Werkzeugmaschinenbau werden Schraubenpumpen verwendet, so unter anderem für das Fördern des Kühlschmiermittels beim Tieflochbohren. Auch beim Schleifen gilt es, mit einem scharfen Strahl des Kühlschmiermittels die Schleifscheibe permanent und intensiv zu reinigen, damit keine „Schatten“ auf der geschliffenen Oberfläche sichtbar werden können. Dazu bedarf es vor allem eines nicht pulsierenden Strahles, wie ihn Schraubenpumpen erzeugen.

Die Profile der darin miteinander „kämmenden“ treibenden und getriebenen Spin-deln sind so gestaltet, dass diese sich nicht metallisch berühren und in einem Abstand von nur 0,01 mm aneinander vorbei gleiten. Das allerdings ist eine Herausforderung an Konstruktion und Herstellprozess solcher Spindeln. Besondere Anforderungen werden dabei an die Maschine zur Feinbearbeitung gestellt.

Schleifen von Längen bis 2500 mm möglich

Mit der neuen Baureihe reagiert Mikromat auch auf die Forderung des Marktes nach Langgewindeschleifmaschinen. Die modulare Bauweise der Schleifmaschinen erstreckt sich folglich in der Hauptsache auf die Funktionsbaugruppen zur Realisierung der verschiedenen Schleiflängen. Insofern kommt zu den bekannten universellen Eigenschaften der hochgenauen Gewinde- und Schneckenschleifmaschinen Mikromat 5G und 10G die Erweiterung zur Langgewindeschleifmaschine. Längen bis zu 2500 mm, bei Bedarf auch darüber hinaus, können geschliffen werden.

Die modulare Bauweise der Maschinenreihe gewährleistet die Spezifizierung von Maschinen als Einzweckmaschinen mit Werkstückbeschickung genauso wie als spezielle, den konkreten Kundenwerkstücken zugeordnete Spezialmaschinen, die durch aufgabenbezogene Steuerungsfunktionen unterstützt werden. Die Ausrüstung der Maschinen mit zwei elektronischen Handrädern erlaubt gleichzeitiges Korrigieren (axial/radial) während des Automatikprozesses, aber auch beim Abrichtprozess die Korrektur von umweltbedingten Temperatureinflüssen. Eine Lösung zum automatischen Justieren in vorbearbeitete Werkstücke wird ebenfalls angeboten.

Abrichter ist direkt auf dem Schwenkteil angeordnet

Der Abrichter ist direkt auf dem Schwenkteil angeordnet. Durch die feste Zuordnung zwischen Abrichter und Schleifscheibe werden beide in den jeweiligen Steigungswinkel gedreht. Das führt zu zeitsparendem Abrichten, weil kein Verstellen des Schwenkteiles erfolgt. Der eingestellte Steigungswinkel wird beibehalten, nur Bewegungen der Achsen U/W sind für den Abrichtprozess erforderlich. Abrichten während des Schleifprozesses mit Diamant-Formrollen ist dadurch möglich.

Auch kontinuierliches Verändern des Steigungswinkels zum Schleifen von Profilen mit progressiver Steigung ist machbar, zum Beispiel zur Herstellung von Extruderschnecken. Optional sind Bombageschleifen (ballig) mit stetiger Zuordnung von Profil und Werkstückkontur sowie der Einsatz eines Ein-Achs-NC-Abrichters zum Crushieren zur Erzeugung von Ein- und Auslauf bei Walzrollen möglich. Eine weitere Option ist das Schleifen breiter Profile (135 mm) für Transporttrommeln mit einem zusätzlichen Abrichtweg (W-Achse). Mit Zusatzgeräten und mit kleinen Schleifkörpern realisiert man Innenschleifen und Hinterschleifen.

Niedrigere Drehzahlen sorgen für geringere Erwärmung und bessere Wuchtgüte

Der große Schleifscheibendurchmesser von 500 mm und die Nutzbarkeit der Schleifscheibe bis zu 300 mm Durchmesser ergibt eine effektive Nutzung des Scheibenmaterials und beeinflusst die Standzeit positiv. Durch die großen Schleifscheiben werden geringere Drehzahlen zur Realisierung praktikabler Schleifgeschwindigkeiten benötigt. Der Vorteil dabei ist die geringere Erwärmung und die bessere Wuchtgüte, in die die Drehzahl im Quadrat eingeht.

Außer dem temperaturgeführten Maschinengestell und dem trägheitsmomentoptimierten Werkstückantrieb sind hohe Genauigkeitsanforderungen nach standardisierten Abnahmebedingungen die Grundlage für exzellente Schleifergebnisse, also höchste Qualitätsanforderungen am Werkstück. Das wird deutlich beim Schleifen von Grenzlehrdornen und -ringen mit Toleranzen von unter 2 µm.

Dr. Hans-Günter Piegert ist Verkaufsleiter der Mikromat GmbH in Dresden.

Hans-Günter Piegert | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/169160/

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