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Große Werkstücke µm-genau schleifen

21.11.2008
Wenn es um das Schleifen von Werkstücken über 800 mm Breite geht, sind Doppelsäulen-Schleifmaschinen erste Wahl, so der japanische Werkzeugmaschinenhersteller Okamoto. Auch in diesen großen Dimensionen sind mittlerweile Oberflächenebenheiten im µm-Bereich gefordert.

Ob mit feststehender oder beweglicher Traverse – durch äußerst stabile Maschinenkonzepte mit extra großen Kontaktflächen, Gleitführungen und dem Hydrostatik-System zur hochgenauen Stabilisierung des Maschinentisches sind Ebenheiten im unteren µm-Bereich problemlos zu erreichen – selbst bei Schleifbreiten von mehreren Metern, verspricht Okamoto.

Beim Schleifen von großen Werkstücken Dimensionen werden besondere Anforderungen an Schleifmittel und vor allem an die Schleifmaschine gestellt. Um ab Schleifbreiten von rund 1 m die notwendige Stabilität zu erreichen, werden deshalb Doppelsäulen-Schleifmaschinen eingesetzt.

Anwendungen finden sich etwa im Maschinenbau, in der Halbleiter-Industrie aber auch in der Automobilbranche, der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt – überall dort, wo höchste Ansprüche an die Genauigkeit gestellt werden.

Die Doppelsäulen-Schleifmaschinen-Baureihe von Okamoto im Präzisions- beziehungsweise Ultrapräzisionsbereich haben entweder eine feststehende Traverse und einen Schleifkopf (ACC- und UPG-Serie) oder eine bewegliche Traverse (Y-Achse) und zwei Schleifköpfe (DCG- und UDG-Baureihe). Dort besteht die Option, die Anlage als kombinierte Maschine zu betreiben. So kann ein Fräs- oder Bohrkopf installiert werden oder ein zweiter oder dritter Schleifkopf.

Doppelsäulen-Schleifmaschine mit Tischlängen bis zu 10000 mm

Thomas Loscher, Application Engineer des Schleifmaschinenherstellers Okamoto: „Im Gegensatz zu Maschinen von Mitbewerbern sind unsere Doppelsäulen-Schleifmaschinen sowohl zum Schleifen von Führungsbahnen als auch zum hochgenauen Flachschleifen bestens geeignet.“ Die Baugrößen reichen von 1000 bis zu 3500 mm in der Breite bei maximal 4000 mm Durchgang zwischen den Säulen und bis zu einer Tischlänge bis zu 10 000 mm. Der Tischantrieb erfolgt über Hydraulikzylinder, wobei die Position erfasst werden kann, um dreidimensionales Schleifen zu ermöglichen.

Doppelsäulen-Schleifmaschinen begnügen sich mit langen Wartungsintervallen

Alle Hochpräzisionsführungen haben lange Wartungsintervalle, betont Okamoto. Sie verteilen die auftretenden Kräfte gleichmäßig. Das erhöht zusätzlich die Stabilität des gesamten Schleifprozesses.

Wie das Unternehmen erläutert, wird die äußerst laufruhige Tisch-Bewegung in der X-Achse durch hochgenaue, handgeschabte Doppel-V-Gleitführungen erreicht. In der Querbewegung (Z-Achse) sorgen Linear-Rollenführungen für höchste Präzision, maximale Kraftaufnahme und beste Leichtlaufeigenschaften. In der vertikalen Bewegung (Y-Achse) gewährleisten extra breite, spezialbeschichtete Führungen leichtgängige Bewegungsabläufe auch bei höchster Belastung.

CNC-Schleifkopf für V-förmige Profile

Zusätzlich zu der standardmäßigen Schleifspindel mit Präzisionskugellagern ist eine schwere Ausführung mit automatischer Schmierung erhältlich. Zum Schleifen V-förmiger Profile – zum Beispiel Führungsbahnen – bietet Okamoto einen schwenkbaren CNC-Schleifkopf mit automatischem Scheibenschutz an.

Höchste Präzision gewährleistet letztendlich das hydraulische Hydrostatiksystem. Es variiert vollautomatisch nach Bedarf in Millisekunden die Dicke des Ölfilms des Maschinentisches und stabilisiert ihn über die gesamte zu schleifende Fläche, wird erläutert. Die Schwankungen in der Dicke des Ölfilms und damit der Aufspannfläche werden so um ein Vielfaches gegenüber dem bisherigen Standard verringert, so dass eine deutlich gesteigerte Genauigkeit des Werkstücks erreicht wird. Auch sind der Ölbedarf und Energieverbrauch des Systems deutlich niedriger als bei herkömmlichen Anlagen, betont Okamoto.

Doppelsäulen-Schleifmaschinen arbeiten mit maximaler Abweichung von 1,7 µm

Die Doppelsäulen-Schleifmaschinen der UPG-Baureihe (Ultra Planarization Grinder) sind unter anderem standardmäßig mit AC-Servomotor, Hochleistungs-Kugelumlaufspindel sowie einem speziellen unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem (USV) ausgerüstet, das die Führungen im Falle eines Spannungsabfalls vor Beschädigungen schützt.

Die maximale Abweichung beträgt beispielsweise beim Schleifen von Keramik-Platten mit Abmessungen von 770 mm × 510 mm 1,7 µm. Beim Schleifen von FC 30 (PTFE/Graphit/Carbonfaser) lag die maximale Abweichung über die gesamte Fläche von 1460 mm × 920 mm gerade mal bei 2,7 µm.

Bernhard Kuttkat | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/154982/

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