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Flach- und Profilschleifen im High-End-Bereich

12.11.2009
Nur durch höchste Genauigkeitsanforderungen an alle Systemkomponenten kann eine Präzisionsschleifmaschine entstehen. Die kompromisslose Auswahl an hochwertigen Komponenten ermöglicht es, Maschinen herzustellen, deren Achs- und Wiederholgenauigkeiten bei 0,1 µm liegen.

Stetig steigende Anforderungen der Kunden veranlassen den Maschinenbau, Lösungen zu präsentieren, mit denen auch neue Aufgaben bewältigt werden können, die vor einiger Zeit noch nicht realisierbar erschienen. Dazu zählt außer den geforderten Genauigkeiten an die Maschinen auch die Möglichkeit, diese Präzision auf schwer zerspanbare Materialien umzusetzen.

Schleifmittel für fast alle Materialien

Verschiedenste Schleifmittel ermöglichen es uns, nahezu alle Materialien zu schleifen. Dabei spielt es im Wesentlichen keine Rolle, mit welchem Schleifmittel die Zerspanung vorgenommen wird. Dies kann über die verschiedenen Korunde, CBN oder auch Diamant erfolgen.

Die Schleifmaschine stellt die Basis dar, um die geforderten Geometrien herzustellen. Dies gilt für alle Schleifverfahren und Formen gleichermaßen. Dabei spielt es nur eine untergeordnete Rolle, ob eine ebene Fläche, eine Nut oder eine Kontur erzeugt werden soll.

Schleifmaschinen brauchen steifes Maschinensystem und leichtgängige Achsbewegungen

Entscheidend ist bei allen Konturzügen die genaue Positionierung der Achsen im Konturzug, um Überlagerungen oder Verzerrungen zu vermeiden. Dazu bedarf es eines steifen Maschinensystems und leichtgängiger Achsbewegungen. Insbesondere im Interpolationsprozess beim Schleifen und Abrichten sind diese Eigenschaften unerlässlich, wenn hochpräzise Konturzüge erzeugt werden sollen.

Eine Neuentwicklung aufgrund dieser Anforderungen von Kunden ist die neue Profilschleifmaschine FSX. Die FSX-Schleifmaschinen-Baureihe wurde konstruiert, um höchste Genauigkeitsanforderungen und Wiederholgenauigkeiten zu erreichen.

Dabei wurden anspruchsvollste Materialien, gepaart mit neuesten technischen Entwicklungen, eingesetzt. Alle geometrierelevanten Bauteile der Schleifmaschine unterliegen höchsten Fertigungsstandards und verfügen über entsprechende Qualitätsnachweise.

Maschinenbett aus Granit hat hohe Temperaturstabilität

Mit dem Werkstoff Granit steht ein natürliches Material zur Verfügung, das mit den heutigen technischen Gestaltungsmöglichkeiten einen innovativen Einsatz erlaubt. Das vor Jahrmillionen erstarrte Gestein ist der ideale Werkstoff, wenn es um hohe Präzision geht. Durch die lange Alterung nahezu spannungsfrei, besitzt der Granit sowohl optimale Dämpfungseigenschaften als auch eine hohe Temperaturstabilität.

Konstrukteure und Maschinenbauer nutzen diese Eigenschaften, um hochpräzise Werkzeugmaschinen zu entwickeln. Dabei spielt die Baugröße der Maschine keine wesentliche Rolle, da sich diese Vorzüge bis hin zu Großmaschinen (FD-Baureihe) umsetzen lassen.

Hydrostatische Führungen lassen Schleifmaschine hochpräzise arbeiten

Die Maschinenkomponenten aus Granit liefern die Basis für die Grundgeometrie. Um diese in der Maschinendynamik und in der Positionierung optimal umzusetzen, werden im hochpräzisen Bereich größtenteils hydrostatische Führungen und Antriebe verwendet. Bei der hydrostatischen Führung kann die vom Granitbauteil gelieferte Genauigkeit nahezu 1:1 umgesetzt werden, ohne einen Zwischenschritt über andere Führungselemente zu gehen.

Die hydrostatische Führung ist nahezu verschleißfrei und vereint einen Stick-slip-freien Lauf mit hoher Steifigkeit. Dies ist für die Positionierung und Wiederholgenauigkeit im Zehntelmikrometer-Bereich unabdingbar. Voraussetzung für das Erreichen dieser Eigenschaften sind hohe Präzision und Sorgfalt in Fertigung und Montage.

Klimatisierte Schleifmaschinen-Aggregate eliminieren thermische Einflüsse

Die dazugehörigen Aggregate verfügen über eine Klimatisierung. Dies stellt sicher, dass thermische Einflüsse intern weitestgehend eliminiert werden und sich nicht negativ auf die Maschinengeometrie auswirken. Je nach Anforderung wird zusätzlich eine externe Klimatisierung empfohlen.

Diese Ansprüche an die Führungen müssen auch die Achsantriebe der Schleifmaschine erfüllen. Deshalb werden auch hier hydrostatische Gewindetriebe und Lagerungen eingesetzt, die es durch ihre Spielfreiheit ermöglichen, solche Positionier- und Wiederholgenauigkeiten zu erreichen.

FSX-Schleifmaschinen haben auch Schleifspindel mit hydrostatischer Lagerung

Extreme Forderungen von Kunden auch an die Oberflächengüte haben bei der Schleifmaschine FSX dazu geführt, auch bei der Schleifspindel konsequent auf die hydrostatische Lagerung zu setzen. Durch die hydrostatische Schleifspindeleinheit wird das System abgerundet.

Sie zeichnet sich nicht nur durch optimalen Rundlauf aus. Auch die dadurch erzielbare Laufruhe der Einheit selbst ist maßgeblich verantwortlich für die erreichten Resultate.

Während der Schleifbearbeitung werden die Bearbeitungskräfte über die Drucktaschen der Hydrostatik ausgeglichen und die Spindel wird im Spindelgehäuse zentriert. Die Spindeleinheit unterliegt nahezu keinem Verschleiß, da die Schleifspindel berührungslos im Spindelgehäuse rotiert.

Hydrostatische Führungen sind nahezu verschleißfrei

Ein entscheidender Vorteil der konsequent hydrostatischen Ausführung der Schleifmaschine zeigt sich auch nach vielen Jahren im anspruchsvollen Fertigungsprozess des Kunden, da die Führungen bei ordnungsgemäßer Wartung annähernd keinerlei Verschleiß unterliegen und eine dauerhaft hohe Schleifqualität zu erzielen ist.

Die zur Schleifmaschine angebotenen Steuerungen können den Anforderungen entsprechend ausgewählt werden. Je nach Aufgabenstellung kann die Maschine mit der modernen NC-T-Steuerung (Touchpanel B & R) oder der Siemens-Steuerung 840D angeboten werden.

Bei beiden Steuerungen besteht die Möglichkeit, komplexe Abrichtzyklen einzubinden und auf die Schleifscheibe zu übertragen. Die benutzerfreundliche Oberfläche erfordert keine Programmierkenntnisse nach ISO. Der Maschinenbediener wird mittels grafischer Darstellungen durch das Programm geführt. Dies ermöglicht eine sehr kurze Einarbeitungszeit in die Maschinensteuerung, was wiederum für flexiblen und wirtschaftlichen Einsatz der Schleifmaschine im Fertigungsprozess sorgt.

Steuerungen berücksichtigen automatische Kompensation der Abrichtbeträge

Beide Steuerungen berücksichtigen die automatische Kompensation der Abrichtbeträge in allen Abrichtervarianten. Fortschrittliche Steuerungstechnik und Benutzeroberfläche gepaart mit präziser Ausführung der Mechanik sorgen dafür, dass Anwender diese Eigenschaften wirtschaftlich mit der geforderten Präzision umsetzen können.

Die Abrichttechnologie wird den Anforderungen angepasst. Der Abrichtprozess dient der Formgebung der Schleifscheibe oder auch dem Schärfen, durch Ausbrechen verschlissener Körner.

Dabei spielen zwei wesentliche Faktoren eine entscheidende Rolle. Zum einen muss die Maschine die vorgegebene Kontur über die Mechanik möglichst ohne Abweichung auf die Schleifscheibe übertragen. Zum anderen muss das Abrichtwerkzeug die Körner aus der Schleifscheibe brechen, ohne dabei einem zu großen Verschleiß zu unterliegen.

Daher eignen sich einzelne Abrichtmeißel nur bedingt zur Erzeugung genauer Formgebungen der Schleifscheibe. Wesentlich genauer und effektiver sind dabei angetriebene Abrichtrollen, da deren Verschleiß geringer und die Standzeiten deutlich höher sind. Je nach Kontur kann zwischen stehendem oder schwenkbarem Abrichtwerkzeug ausgewählt werden.

Joachim Steih ist Vertriebsleiter der Stöckel Werkzeugmaschinen GmbH in 35745 Herborn.

Joachim Steih | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/238298/

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