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Prozesskette verkürzen beim Feinschleifen

| Redakteur: MM

Werkstücke mit großen Aufmaßen in einem Arbeitsgang kosteneffizienter Vor- und Fertigschleifen. Beim Feinschleifen werden die zu bearbeitenden Werkstücke mittels einer Planeten-Abwälzvorrichtung...

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( Archiv: Vogel Business Media )

Werkstücke mit großen Aufmaßen in einem Arbeitsgang kosteneffizienter Vor- und FertigschleifenBeim Feinschleifen werden die zu bearbeitenden Werkstücke mittels einer Planeten-Abwälzvorrichtung zwischen zwei Schleifscheiben spannungsfrei geführt. Dabei lassen sich die Antriebsdrehzahlen und Drehrichtungen der Schleifscheiben und des Innenstiftkranzes unabhängig voneinander regeln, und stellen somit einen wesentlichen Faktor zur Beeinflussung des Schleifergebnisses dar. Eine genaue Prozesstemperaturregelung während des Schleifens ist ein weiteres qualitätsbeeinflussendes Merkmal von Feinschleifmaschinen und zugleich eine notwendige Grundlage für hochgenaues Bearbeiten [1]. Einen maßgeblichen Anteil übernimmt dabei eine Labyrinth-Scheibenkühlung, die durch zwei gegenläufige Labyrinthe eine gleichmäßige Mischtemperatur zwischen dem einfließenden und dem ausfließenden Kühlwasser auf der ganzen Scheibe gewährleistet. Moderne Feinschleiftechnik verbindet heutzutage Präzision von etwa ±1 µm mit der Abtragsleistung von Bandschleif- oder Durchlaufschleifsystemen durch die Integration von Vor- und Fertigschleifen in einem Arbeitsgang. Dadurch wird mit geringem Investitionsaufwand eine sehr hohe Qualität und Effizienz erzielt. Diese moderne Feinschleiftechnik wurde kürzlich von der Peter-Wolters-Forschungsabteilung entwickelt. Feinschleifen ist Alternative zum DurchlaufschleifenBislang diente der Feinschleifprozess der Endbearbeitung beziehungsweise bei abschließendem Läppen der Vorbearbeitung. Für Werkstücke mit hohen Aufmaßen wurde zunächst mit groben Schleifscheiben oder mit handelsüblichen Flach- oder Durchlaufschleifern vorgeschliffen, um hohe Abtragsraten und die geeignete Oberflächenqualität für den Nachfolgeprozess zu erzielen. Das anschliessende Fertigschleifen diente dem Erreichen hoher Oberflächengüten und genauer Maße mit Toleranzen von beispielsweise ±1 mm. Nach neuesten Entwicklungen im Bereich der Schleifscheiben und der Maschine sowie einer Modifizierung des Schleifprozesses ist es nun möglich, mit Feinschleifmaschinen das Vor- und Fertigschleifen in einem Arbeitsgang zu verwirklichen.Die folgenden Verfahrensparameter und Fertigungsergebnisse für einen Abtrag von 400 mm an einem Werkstück aus gehärtetem Stahl 100 Cr 6 verdeutlichen die Prozessleistungen: - Abtragsrate: 130 mm/min,- Rautiefe Ra: 0,1 mm,- Ebenheit: 1 mm und- Parallelität: 1 mm.Zur weiteren Optimierung der Oberflächenqualität der bearbeiteten Werkstücke sowie deren vollständiges Entgraten kann eine Präzisionsentgratanlage mit der Feinschleifmaschine verkettet werden. Die Entgratmaschinen arbeiten nach dem so genannten Burr-Ex-Bürstprinzip (Bearbeitungsköpfe in Planetenbauweise) mit Rundtisch oder linear. Die Antriebe des Planetensystems und der Planetenköpfe lassen sich getrennt und stufenlos elektronisch regeln. Dadurch können sehr hohe Entgratleistungen erreicht werden und es entsteht kein Sekundärgrat. Diese zwei Ausführungen für das automatische Schleif- oder Feinstentgraten von ebenen Präzisions- und Stanzwerkstücken stehen zur Verfügung. Die Anlagen können als automatisiertes System mit einer vorgeschalteten Feinschleifanlage der AC-Micro-Line-Baureihe genutzt werden oder als Stand-Alone-Anlage. Für die modular aufgebauten Finishing-Systeme gibt es zahlreiche Komponenten mit unterschiedlichsten Funktionen, die sich miteinander kombinieren lassen, um ein ideales Zusammenspiel mit den Werkstücken zu erzielen. Bei diesem Vorgang sind Rauheitsverbesserungen bis hin zu polierten Oberflächen möglich [2].Automatisches Handling verkürzt ProzessdauerEine weitere Verkürzung der Prozessdauer lässt sich durch Be- und Entladesysteme erzielen. Hier werden die Werkstücke zunächst manuell (Semiautomation) oder von einem automatischen Beladesystem (Automation) in die Läuferscheiben eingelegt. Nach dem Absenken eines oder zweier Stiftkranzsegmente werden die Läuferscheiben dann mit den darin befindlichen Werkstücken automatisch be- und entladen. Die Automatisierungskomponenten für die Feinschleifmaschinen basieren auf praxisgerechten Entwicklungen mit einem hohen Nutzeffekt für den Anwender. Für die Realisierung kundenspezifischer Anforderungen steht eine Vielzahl von modular aufgebauter, vorgefertigter und erprobter Hard- und Software zur Verfügung. Die praxisgerechten Systemlösungen sorgen dafür, dass sich sämtliche Automatisierungskomponenten problemlos miteinander verknüpfen lassen. Dieses System gewährleistet optimierte Stückkosten bei hohen Durchsatzraten und führt zu einem minimierten Personalbedarf.Feinschleifmaschine mit Entgratanlage koppelnDie Verbindung aller Prozesselemente wie Schleifen, Automatisieren und Entgraten lässt sich heutzutage auch schon für kleine Teile oder kleinere Serien wirtschaftlich umsetzen. Dazu dient als Basismaschine die neu entwickelte Feinschleifmaschine AC 530-F, die aus der bewährten Maschine AC 700-F abgeleitet wurde. Gegenüber dem Vorgängermodell - der AC 500 - hat die neue Maschine eine um 15% vergrößerte Bearbeitungsfläche, eine speicherprogrammierbare Steuerung und eine patentierte Labyrinth-Scheibenkühlung. Damit lässt sich eine effizientere Auslastung der Maschine erreichen und der Durchsatz wird wesentlich erhöht. Weiterhin kann die Maschine mit diversen Automatisierungskomponenten ausgestattet werden, beispielsweise mit einem Ladetisch.Moderne Feinschleifsysteme bieten somit einige Möglichkeiten der Prozesskettenverkürzung beim Bearbeiten ebener Werkstücke. Werkstücke mit hohen Aufmaßen lassen sich wesentlich präziser und kosteneffektiver als beim Durchlaufschleifen bearbeiten. Durch die Kombination von Vor- und Fertigschleifen in einem Arbeitsgang lassen sich die Prozesszeiten heute drastisch verkürzen. Dadurch ergeben sich außerdem zusätzliche Einsparungspotentiale auf der Bedienerseite. Kosteneffiziente Automationslösungen bilden die logische Konsequenz zur Verkettung von Prozessschritten. Das ergibt Rationalisierungseffekte. Präzisions-Entgratsysteme können als Teil der Gesamtanlage integriert werden. Aufwendige Logistiklösungen mit hohem Personalaufwand gehören der Vergangenheit an.Literatur[1]N. N.: Wirtschaftliche Bearbeitung keramischer Bauteile durch Feinschleifen. IDR 4/2000, S. 320-321.[2]v. Mackensen, V., und J. Rohn: Neue Anwendungsfelder durch konsequente Weiterentwicklung des Feinschleif-Systems. Rendsburg: Peter Wolters GmbH 1999.