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Gewindeschleifen Laufeigenschaften von Kugelgewindetrieben verbessern

| Autor / Redakteur: Nima Jandaghi / Stefanie Michel

Spindeln mit geschliffenem Kugelgewinde können mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Dennoch kann die Oberfläche der Laufbahnen Unregelmäßigkeiten aufweisen. Ein neues Verfahren behebt diese Probleme.

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Um den steigenden Anforderungen ihrer Kunden an die Qualität ihrer Kugelgewindetriebe gerecht zu werden, hat die August Steinmeyer GmbH ihre Schleifprozesse optimiert.
Um den steigenden Anforderungen ihrer Kunden an die Qualität ihrer Kugelgewindetriebe gerecht zu werden, hat die August Steinmeyer GmbH ihre Schleifprozesse optimiert.
(Bild: August Steinmeyer)
  • Um die Qualität der Kugelgewindetriebe noch weiter zu steigern und damit den immer höheren Anforderungen seiner Kunden gerecht zu werden, hat Steinmeyer seine Schleifprozesse optimiert.
  • Die Herausforderung war, die Leistungsfähigkeit der Maschinen und Werkzeuge voll auszunutzen. Eine neue Ölanlage sorgt für eine bessere Kühlung und Reinigung der Schleifscheibe.
  • Die Oberflächentopografie der Spindelgewinde konnte durch die Maßnahmen um etwa 50 % verbessert werden. Das senkt den Verschleiß und erhöht die Lebensdauer.

Ob Werkzeug- oder Sondermaschinen, Medizin- oder Messtechnik, Robotik oder Handling, Luft- oder Raumfahrt – Kugelgewindetriebe kommen in verschiedensten Ausführungen in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz. Beim Einsatz der Komponenten steht immer die Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Präzision im Mittelpunkt. Dafür ist eine hohe Qualität der verbauten Komponenten erforderlich.

Die Qualität von Kugelgewindetrieben wird unter anderem über Laufruhe, Geräuschentwicklung, Vibrationen, Einlaufverhalten und Energieeffizienz beurteilt. Um den steigenden Anforderungen seiner Kunden an die Qualität seiner Kugelgewindetriebe gerecht zu werden, hat das Unternehmen August Steinmeyer seine Schleifprozesse optimiert. Dafür wurden nicht nur die Kühlung, Spülung und Reinigung verbessert, sondern auch die Werkzeugauswahl sowie die Prozessparameter erweitert, die beim Schleifen des Spindelgewindes eine Rolle spielen.

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Spindeln mit geschliffenem Kugelgewinde machen derzeit einen Umsatzanteil von etwa 80 % des Unternehmens aus und können mit einer sehr hohen Genauigkeit gefertigt werden. Deshalb eignen sie sich für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern. Spindeln mit gerolltem beziehungsweise gewirbeltem Kugelgewinde sind hingegen stark abhängig vom Materialverhalten und deshalb nicht immer auf einem solch hohen Genauigkeitsniveau herstellbar wie die geschliffenen Varianten. Doch selbst bei der geschliffenen Variante können durchaus mikroskopische Unregelmäßigkeiten auf der Laufbahnoberfläche des Spindelgewindes entstehen, wie eigene Untersuchungen belegen. Solche Unregelmäßigkeiten führen zu Vibrationen, unruhigem Lauf sowie Geräuschbildung und gehen mit einem erhöhten Verschleiß und damit einer kürzeren Lebensdauer der Kugelgewindetriebe einher.

Optimale Anpassung der Prozessparameter und Werkzeugauswahl

Um Abhilfe zu schaffen, haben sich die Steinmeyer-Spezialisten aus der Forschung und Entwicklung intensiv damit beschäftigt und begonnen, den Schleifprozess zu optimieren.

Das Schleifen ist oft der letzte Teilprozess bei der Herstellung hochwertiger sowie präziser Komponenten für den Maschinen- und Anlagenbau und steht damit am Ende der Wertschöpfungskette. Dabei werden Funktionsflächen wie Lauf-, Sicht- und Dichtflächen mit hoher Oberflächengüte und sehr engen geometrischen Toleranzen erzeugt. Ein leistungsfähiger und gleichzeitig sicherer Fertigungsablauf ist deshalb Voraussetzung für eine wirtschaftliche Produktion. Hochpräzises Gewindeschleifen gehört zu den Fertigungsprozessen, die ein außerordentliches Maß an Erfahrungen erfordern.

Die Experten von August Steinmeyer wissen, worauf bei der Herstellung der komplexen Bauteile geachtet werden muss. In vielen Fällen wird deshalb beim Schleifen die Leistungsfähigkeit der Maschinen und Werkzeuge nicht voll ausgeschöpft, um die Prozesssicherheit nicht zu gefährden. Die Spezialisten wissen: Es kommt darauf an, die Prozessparameter optimal an die Fertigungszeiten und die erforderliche Qualität der Spindeln anzupassen. Allein durch das Ausnutzen der vollen Leistungsfähigkeit der Maschine wird die Qualität nicht unbedingt verbessert. Neben den drei Kardinalgrößen Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit sowie Zustellung hat vor allem die Auswahl der geeigneten Schleifwerkzeuge und deren Konditionierung, also das Profilieren, Abrichten, Strukturieren, Schärfen und Reinigen wesentlichen Einfluss auf das Prozessergebnis.

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