Oberflächenbearbeitung Superfinishen erschließt neue Optimierungspotenziale

In Großlagern kommen üblicherweise Tonnen-, Axialpendel-, Zylinder- oder Kegelrollen zum Einsatz. Erst seit kurzer Zeit ist es allerdings möglich, auf Prüfständen ihre häufig nur theoretisch ermittelten Geometrie- und Oberflächeneigenschaften zu testen. Daraus resultierende Optimierungspotenziale führen in der Superfinish-Maschine regelmäßig zu einem Anpassungsbedarf beim Prozess.

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Knuth Werkzeugmaschinen GmbH

G+K Umformtechnik GmbH

Supfina Grieshaber GmbH & Co. KG

Auch neue Eingangsparameter, die aus geänderten Fertigungsabläufen resultieren, können Einfluss auf die Verfahrenstechnik haben. Supfina hat das zum Anlass genommen, neue Bearbeitungsverfahren bei gleichzeitiger Verbesserung der Prozessskalierbarkeit in die Supfina Rollerflex zu integrieren: Zur Superfinish-Stein-Bearbeitung kann jetzt wahlweise oder auch in Kombination mit Band gefinisht werden. Außerdem wurde die Bearbeitung von Wälzkörper-Stirnflächen, auch beidseitig, ergänzt. Das stellt eine wichtige Grundlage für die einfache und zeitsparende Prozessskalierbarkeit dar, das heißt die Übertragung von Bearbeitungsdaten eines Werkstücks auf ein geometrisch anderes. Auf Basis gegebener Eingangs- und gewünschter Ausgangseigenschaften wird so die Auswahl des Superfinish-Verfahrens erleichtert und gleichzeitig die Ermittlung der Bearbeitungsparameter beschleunigt.

Superfinish-Maschine bietet automatische Zentrier- und Kalibrierfunktionen

Damit ist es schon heute möglich, den optimalen Superfinish-Prozess für einen neuen Werkstücktyp gezielt auszuwählen und in wenigen Minuten qualifizierte Teile zu fertigen. Der Rüstvorgang ist durch die Kombination von geometriebasierten Prozessparametern, NC-Stellantrieben und flexiblen Werkzeugsystemen einfach. Zukünftige Erweiterungen in Richtung vollautomatischer Rüstvorgänge auf Basis der Oberflächen- und Geometrieparameter der Vorbearbeitung, integrierter Messtechnik und zusätzlicher Bearbeitungsgänge sind bereits im Grundkonzept der Supfina angelegt.

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Die langfristige Reproduzierbarkeit der erzielten Superfinish-Ergebnisse hängt entscheidend von der gleichbleibenden Präzision der Maschine ab. Prozessrelevant sind dabei neben der Stabilität der Bearbeitungsposition die Genauigkeit der Werkstückzentrierung und die exakte Dosierbarkeit der Prozesskraft. Während bei einer neuen Maschine eine Werkskalibrierung zum gewünschten Ergebnis führt, stellt sich beim langjährigen Einsatz in der Fertigung irgendwann die Frage, ob die realen Parameter noch den Soll-Eingabewerten entsprechen. Selbst bei einer regelmäßigen, manuellen Kalibrierung bleibt ein Restrisiko.

Die Lösung sind automatische Zentrier- und Kalibrierfunktionen der neuen Supfina-Raceflex-Generation. Durch den Einsatz von Sensoren in Kombination mit NC-Stellantrieben wird das Werkstück im µm-Bereich vollautomatisch und wiederholgenau zentriert; es werden Genauigkeiten von <1...5 µm radial und <1…2 µm axial erreicht. Einrichtfehler gehören damit der Vergangenheit an. Zusätzlich werden die Bearbeitungskräfte gemessen und mit den eingestellten Sollwerten abgeglichen. Durch die Messung des Istwerts der Bearbeitungskraft werden Qualitätsschwankungen vermieden, die ansonsten zum Beispiel aufgrund des Verschleißes von mechanischen Komponenten auftreten können. Die gleichbleibende Qualität des fertig bearbeiteten Werkstücks wird somit sichergestellt. Gleichzeitig wurde ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum vollautomatischen Rüsten realisiert.

Trend bei Maschinen zum Superfinishen geht zu kleineren, flexibleren Einheiten

Klassische Superfinish-Maschinen sind häufig für die Einbindung in eine Linien- oder Zellenfertigung konzipiert. Oft kommen integrierte Zuführsysteme zum Einsatz, die sich durch schnelle Ladezeiten und eine einfache Anbindung an externe Verkettungen auszeichnen. Auch wenn zukünftig weiter Bedarf an solchen Systemen besteht, geht der Trend doch zu vereinfachten Funktionseinheiten, die sich leichter an eine geänderte Fertigungsumgebung anpassen lassen.

Die aktuelle Supfina Race wurde daher auf die wesentlichen Grundfunktionen der Superfinish-Bearbeitung reduziert. Die Automatisierung ist dagegen als eigenes Modul konzipiert, das mit einem Gelenkarmroboter, Flächenportal oder anderen Manipulatoren ausgestattet wird. Durch genormte mechanische, elektrische und elektronische Schnittstellen kann das Automatisierungsmodul mit einem oder mehreren Bearbeitungseinheiten kombiniert werden. Neben der Laufbahnbearbeitung können so Borde und Außendurchmesser, aber auch Planflächen gefinisht werden. Weitere Module übernehmen zusätzliche Aufgaben wie SPC-Teilhandling, Messen und Reinigen. Das Gesamtsystem kann so bedarfsgerecht mitwachsen, von der Produktentwicklung bis zur industriellen, vollautomatischen und hochflexiblen Fertigung.

* Karl-Heinz Richber ist Leiter Vertrieb bei der Supfina Grieshaber GmbH & Co. KG in 77709 Wolfach

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