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Schleifen - Schleifmaschinen

Umfangsplan- und Profilschleifmaschinen

Auszug aus

Taschenbuch der Werkzeugmaschinen

Herausgeber: Klaus-Jörg Conrad
04/2015, 744 Seiten, € 34,99
ISBN: 978-3-446-43855-2
S. 655-661

Umfangsplan- und Profilschleifmaschinen werden zum Erzeugen von Flächen oder Profilen durch Schleifen eingesetzt. Neben den für eine Schleifmaschine selbstverständlichen Anforderungen nach hoher Genauigkeit müssen die Maschinen auch hohe Zerspanleistungen erbringen.

Umfangsplan- und Profilschleifmaschinen sind allgemein als Flachschleifmaschinen bekannt, da sie zum Erzeugen von Flächen oder Profilen durch Schleifen eingesetzt werden.

Einteilung nach DIN 8589, Teil 11

Plan- und Profilschleifverfahren sind in DIN 8589, Teil 11, definiert [1].
Bild 1 enthält einen Auszug aus der Gliederung dieser Norm.
Das im allgemeinen Sprachgebrauch „Flachschleifen“ genannte Verfahren findet man dort unter der Ordnungsnummer (ON) 3.3.1.1.1.1.1 als „Längs-Umfangs-Planschleifen“, das sogenannte „Stirnschleifen“ unter der ON 3.3.1.1.1.2.1 als „Längs-Seiten-Planschleifen“. Während mit diesen Verfahren ebene Flächen erzeugt werden, dient das sogenannte „Längs-Außen-Profilschleifen“ (ON 3.3.1.5.1.0.1) zum Erzeugen von beliebigen Profilformen. Gemeinsam ist diesen drei Verfahren, dass sie dieselbe Maschinenkinematik benötigen, sodass alle Verfahren auf vom Prinzip her gleichen Schleifmaschinen realisiert werden können. Diese Maschinen sind Gegenstand der folgenden Ausführungen.

Bild 1: Definition Plan- und Profilschleifen nach DIN 8589 Teil 11

Der prinzipielle Aufbau einer Längs-Umfangs-Planschleifmaschine, kurz auch Flachschleifmaschine genannt, ist im Bild 2 an einer einfachen Maschine ohne Arbeitsraumvollkapselung zu erkennen. Die drei Maschinenachsen sind X für den Tisch, Y für den Schleifkopf und Z für die die Fläche ausbildende Querbewegung.

Bild 2: Planschleifmaschine (Blohm Jung GmbH, Hamburg)

Generelle Maschinenanforderungen

Das Schleifen wird heute nicht mehr nur als Verfahren für die Endbearbeitung zur Erzeugung hoher Maß- und Oberflächenqualitäten eingesetzt, sondern auch als Hochleistungs-Zerspanungsverfahren. Folglich treten zu den für eine Schleifmaschine selbstverständlichen Anforderungen nach hoher Genauigkeit auch zunehmend entsprechende Anforderungen an die Zerspanleistungen.

Da das Schleifergebnis auch wesentlich durch den Zustand der Schleifscheibe beeinflusst wird, muss auch dem Abrichten und, soweit erforderlich, dem Konditionieren und Schärfen der Schleifscheibe große Bedeutung beigemessen werden. Dieses wird üblicherweise in der Schleifmaschine mit durchgeführt, sodass zu der eigentlichen Bearbeitung des Werkstückes noch die Bearbeitung des Werkzeuges hinzukommt. Die Mindestanforderungen hinsichtlich Genauigkeit einer Planschleifmaschine (Bild 2) sind in der DIN-Norm 8632 definiert. Weitere Vorschriften für den Bau und den Betrieb der Maschinen sind der EG-Maschinenrichtlinie [2] und den dazu gehörenden B- und C-Normen zu entnehmen.

Führungen

Die Führungen haben eine zentrale Bedeutung für die Planschleifmaschine. Einerseits sind sie für genaue Zustellbewegungen im μm-Bereich zuständig, andererseits für eine hohe Laufruhe zur Erzeugung guter Oberflächenqualität. Weiterhin werden sie beim Abrichten im Bahnbetrieb für die hochgenaue Profilerzeugung eingesetzt.

Der Geschwindigkeitsbereich der Achsen liegt zwischen nahezu Null für Zustellbewegungen und 30 000 ... 40 000 ... (60 000) mm/min für Pendelschleifbewegungen.

Aufgrund dieses breiten Spektrums gibt es kein Führungsprinzip, das in allen Bereichen die Anforderungen in idealer Weise erfüllt. Durch gezielte Optimierungen bei den einzelnen verwendeten Lösungen werden tragbare Kompromisse realisiert, die in die am Markt verfügbaren Maschinenkonzepte eingeflossen sind.
Man trifft fast alle verfügbaren Führungen auch in Planschleifmaschinen an:

  • Hydrodynamische Gleitführung
  • Hydrostatische Gleitführung
  • Wälzführung mit Wälzkörperkäfig
  • Wälzführung mit Wälzkörperumlauf (Laufwagen)

Inhaltsverzeichnis
Auszug aus

Taschenbuch der Werkzeugmaschinen

Herausgeber: Klaus-Jörg Conrad
04/2015, 744 Seiten, € 34,99
ISBN: 978-3-446-43855-2
S. 655-661
Literaturhinweis

[1] Norm DIN 8589-11 (2003-09): Fertigungsverfahren Spanen. Schleifen mit rotierendem Werkzeug. Einordnung, Unterteilung, Begriffe. Berlin: Beuth Verlag

[2] Neudorfer, A.: Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte. 5. Auflage. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 2013.

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