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Große Spindelkomponenten in einer Aufspannung komplett schleifen

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Der Innenschleifkopf verfügt über bis zu vier Innenschleifeinheiten und ist auf dem gleichen Bett wie der Werkstückspindelkopf gelagert. Der schwenkbare (-100 bis 40°) Außenschleifkopf kann mit zwei Schleifscheiben bestückt werden, die auf der gleichen Spindelwelle gegenüberliegend sitzen. Mit dieser Konfiguration ist die VM 360 auf das Werkstückspektrum von Weiss optimal zugeschnitten.

Anforderungen zwingen zum Schleifen in einer Aufspannung

Das Unternehmen hat im Spindelbau oft Werkstücke mit kombinierter Innen- und Außenbearbeitung. Die Präzisionsanforderungen liegen dabei im Bereich von 3 bis 4 µm sowie bei einem maximalen Koaxialitätsversatz von 5 µm, und dies bei Werkstücken bis 800 mm Durchmesser.

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Wenn ein solches Teil in zwei Aufspannungen bearbeitet wird, kommt es allein durch das Umspannen zu einem Versatz von 1 bis 3 µm – und das auch nur, wenn man sich viel Mühe beim Ausrichten gibt, was entsprechend Zeit kostet. Durch die hohe Genauigkeitsanforderung ist Weiss heute gezwungen, die Teile in einer Aufspannung zu schleifen, um auch die hohen Formgenauigkeiten zu erreichen.

Schleifmaschine bietet Wiederholgenauigkeit im Zehntelmikrometer-Bereich

Um solche Genauigkeiten zu garantieren, muss das Maschinenkonzept entsprechend durchdacht sein. Bei den Wiederholgenauigkeiten der Maschine spricht Frank Runkel, Produktmanager für Voumard, von Zehntelmikrometern. Die Auflageflächen für die Führungsbahnen im Maschinenbett würden nicht möglichst eben geschliffen. Das würde aufgrund der unvermeidlichen Durchbiegung der fertig montierten Maschine zu Ungenauigkeiten von einigen Mikrometern führen, die man sich nicht leisten könne und wolle.

Stattdessen werden die Flächen mit hoher Genauigkeit kurvenförmig bearbeitet, um die spätere Durchbiegung zu kompensieren. Auf diese Weise lasse sich in der fertigen Maschine unter Lastbedingungen eine ideale Gradheit der Führungen und zwischen den Spitzen von Werkstückspindel und Innenschleifspindel ein maximaler Versatz von lediglich 1 µm erzielen, was sich bei der Bearbeitung des Werkstücks in einer unerreichten Genauigkeit zeige. Die Endbearbeitung des Maschinenbettes werde noch immer manuell durchgeführt.

Schleifen auf einer Maschine senkt Durchlaufzeit

Bei Anwender Weiss beträgt die Losgröße im Durchschnitt sieben Teile pro Auftrag. Werksleiter Jürgen Geyer verweist darauf, dass man mit den Werkstücken bisher immer von der ersten Maschine (Außenschleifen) auf die zweite Maschine (Innenschleifen) gehen musste. Durch die Komplettbearbeitung spare man den Umrüstaufwand. Der Rüstaufwand pro Werkstück sei auf der neuen Voumard zwar etwas größer, aber er falle nur noch einmal an.

Auch der Aufwand für das Be- und Entladen halbiere sich. Das bringe letztlich eine verbesserte Durchlaufzeit und damit effektiv Einsparungen. Geyer betont, dass die Produktivität um 30% gestiegen sei und das eine vorsichtige Schätzung sei. Für das Einrichten der Maschine sind die gute Zugänglichkeit und die Einsicht für den Maschinenbediener von Vorteil. Das ist gerade bei diesen Werkstücken und der komplexen Bearbeitung sehr wichtig.

Die Komplettbearbeitung spart den Umrüstaufwand

Die Maschinenspindeln fertigt Voumard selbst. Das ist eine der Kernkompetenzen des Schleifmaschinenherstellers. Aber auch die Verwendung von Spindeln anderer Hersteller ist kein Problem, weil das Maschinenkonzept flexibel ausgelegt ist. Dass die Wahl auf diesen Maschinenlieferanten fiel, begründet Juergen Geyer mit den sehr guten Erfahrungen, was sich daran zeige, dass bereits 12 der 20 Maschinen Voumard-Anlagen seien.

Die Stabilität und Zuverlässigkeit der Maschinen sei überzeugend. Bei dieser speziellen Maschine mit der kombinierten Außen- und Innenschleifapplikation sei man an den Schleifspezialisten herangetreten und so sei letztlich die VM 360 entstanden.

* Matthias Böhm ist Chefredakteur beim Schweizer Maschinenmarkt

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