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maschine+werkzeug 07/2010

Das Fummeln hat ein Ende

Technik

Schleifen - Mit der Jupiter 125 verlagert Junker das zum Einstellen einer Centerless-Maschine nötige Fingerspitzengefühl vom Bediener in die Maschine. Mit patentierter Höhenverstellung der Auflageschienen und Computerunterstützung gehts dabei ums halbe µ.

Spitzenloses Rundschleifen hat gegenüber anderen Schleiftechniken einen enormen Vorteil: Der Verzicht auf die Zentrierspitze macht das Verfahren unschlagbar schnell und sorgt vor allem in der Serienproduktion für gigantische Ausbringleistungen. Für kleine und dünnwandige Teile ist es dem Schleifen mit Spitzen ohnehin überlegen. Erkauft wurde das Tempo bislang mit einem hohen Grad an Inflexibilität. Mitunter nimmt das Umrüsten derartiger Maschinen eine ganze Schicht in Anspruch.

Eine Neuentwicklung von Junker verspricht hier Abhilfe und will das Centerless-Schleifen noch salonfähiger vor allem auch für kleine und mittlere Losgrößen machen. Mit der neuen Jupiter 125, die auf der AMB präsentiert wird, hat der Hersteller aus Nordrach eine Hochpräzisionsmaschine generiert, die im Centerless-Verfahren sowohl das Geradeinstechschleifen als auch Schrägeinstechschleifen erlaubt.

Der Schleifspindelstock ist dabei starr ausgelegt, hat also nur eine Zustellachse. Der Regelspindelstock lässt sich horizontal schwenken. Fest mit ihm verbunden ist die Auflageschiene. Schrägeinstich wird für alle Teile benötigt, an denen Schultern bearbeitet werden, also auch für abgesetzte Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern mit Schultern. Um die Schleifmaschine tatsächlich auch für den Hochpräzisionsbereich interessant zu machen, war es für Junker ein Muss, beide Schleifoperationen in einer Maschine zu vereinen. Bei der Bearbeitung drückt die Regelscheibe das Werkstück schräg gegen das Schleifscheibenprofil. Damit ist auch die Bearbeitung sehr komplexer Werkstücke mit mehreren Absätzen möglich.

Das Centerless-Schleifen ist der schnellste Rundschleifprozess, den es gibt. Der Aufwand für das Einrichten oder Umrüsten ist bei einer herkömmlichen Centerless-Maschine im Vergleich zu einer konventionellen Zwischenspitzenmaschine oder einer Schälschleifmaschine aber unvergleichbar hoch und nimmt in den meisten Fällen mehrere Stunden in Anspruch. »Das kann im Jahr 2010 nicht mehr Stand der Technik sein«, bekräftigt Junker-Verkaufsleiter Günter Isenmann. »Wir haben daher sehr viele neue Features in die Maschine implementiert, um das Einrichten, Umrüsten und die Zeit bis zum ersten Gutteil deutlich zu reduzieren.«

Die Einstellungen des patentierten höhenverstellbaren Lineals bestimmt für die Jupiter 125 automatisch ein Software-Tool. Bisher hing es sehr vom jeweiligen Mitarbeiter ab, wie viel Zeit bis zum ersten Gutteil benötigt wird. »Ein Bediener muss sehr viel Fingerspitzengefühl haben, um einen Centerless-Prozess perfekt einzustellen und zu einem guten Ergebnis zu kommen. Dem will Junker mit diesen Möglichkeiten der automatischen Berechnung der Position der Schiene entgegenwirken und legt damit dieses Fingerspitzengefühl in die Maschine.«

Hubert Müller, Abteilungsleiter des Technologie-Centers, erklärt, weshalb der Centerless-Prozess grundsätzlich so kompliziert ist: »Der Regelscheibendurchmesser nimmt ab. Dadurch ändern sich die Winkel, also die Berührwinkel der Regelscheibe und der Winkel zum Auflagelineal. Man hat dann andere Berührpunkte. Das bedeutet, während die Scheibe sich abnutzt, entstehen unterschiedliche Winkel und damit wird die Rundheit schlechter.« Es gebe zwar bereits Software-Tools, die das berechnen und den Prozess einigermaßen in die Mitte zwischen minimaler und maximaler Abnutzung legen. In einem hochgenauen Prozess, bei dem es um Rundheiten von wenigen Zehntel µ geht, sei der Kompromiss aber oft zu schlecht – da schaffe man bestenfalls ein bis zwei µ Genauigkeit.

»Eine herkömmliche Centerless-Maschine ist deshalb so schwer einzurichten, weil man nie so ganz genau weiß, wie hoch das Teil in der Maschine liegt. Das geht nicht ohne ein gewisses Maß an Ausprobieren und Fummeln«, berichtet das Technologie-Team aus der Praxis. »Durch die geregelte patentierte Höhenverstellung des Lineals können wir über den ganzen Abnutzungsbereich der Regelscheibe und der Schleifscheibe die Winkel konstant lassen. Wenn man einmal eine gute Winkeleinstellung hat, bleibt diese erhalten.«

Während des Schleifprozesses kann das Lineal verfahren werden. Für das Schruppen wird beispielsweise eine andere Höhe gefahren als für das Schlichten. Wenn nicht immer der gleiche Bereich durchfahren wird, entsteht aus einem Vieleck relativ schnell ein rundes Teil. »Man spricht beim Centerless-Schleifen auch vom magischen Dreieck zwischen Werkstückzentrum und den Berührpunkten der Schleif- und Regelscheibe«, erklärt Günter Isenmann. Die Abstände in diesem imaginären Dreieck bestimmen die zu erreichende Rundheit und machen am Ende die Qualität aus.

Die Zeit für die Suche nach Qualität ist durch die automatische Positionsberechnung deutlich verkürzt worden und bleibt nicht mehr wenigen erfahrenen Fachkräften vorbehalten. Software-Entwickler Reinhard Pfaff erläutert, wie das Know-how in die Maschine kam: »Es gibt logische Parameter für Schleifprozesse, die an Hochschulen entwickelt wurden und gewisse Parameter vorgegeben. Dementsprechend findet die Berechnung in der Maschine statt und die Achsen werden entsprechend der eingegebenen Werte ausgerichtet. Für verschiedene Prozesse gibt es unterschiedliche Bedingungen, aber die werden auf jeden Fall sicher eingestellt. Die Prozesssicherheit ist größer und bleibt in der gesamten Serie konstant.«

Nach jedem Abrichtprozess wird die neue Höhe gleich automatisch berechnet und die Schleifscheibe sofort nachgesteuert. Diese vollautomatische Nachführung macht die Maschine noch autonomer. Hauptgrund für die Entwicklung der Jupiter 125 waren für Junker aber veränderte Anforderungen der Industrie, wo die Losgrößen vielfach kleiner wurden, die Variantenvielfalt aber gestiegen ist. Einsatzmöglichkeiten kann sich der Hersteller zum Beispiel in der Einspritztechnik oder für sehr präzise Getriebeteile mit Schultern und Radiusübergängen in hoher Präzision vorstellen.

Für größere Werkstücke werden die schon vorhandenen Schwestermodelle Jupiter 250 und Jupiter 500 angeboten.

www.junker-group.de

Fakten

Die Junker Jupiter 125 wartet mit einer Reihe von Highlights auf:

Schrägeinstechoperation 15 in der Grundausstattung

Steifigkeit durch Schrägbettkonzept mit 8°

Schrägeinstichoperationen ohne Umbau

Automatische Verstellung der Auflageschienen während des Schleifprozesses

CBN-Ausrüstung (Standard) bis 120 m/sec

Software-Tool übernimmt Berechnung sämtlicher Einstellparameter

Bewährtes Drei-Punkt-Aufnahmesystem für schnellen und präzisen Scheibenwechsel.

  • Junkers neue Jupiter 125.

    Junkers neue Jupiter 125.

  • Welle Geradeinstich ...

    Welle Geradeinstich ...

  • ... beim Schleifen.

    ... beim Schleifen.

  • Welle Schrägeinstich ...

    Welle Schrägeinstich ...

  • .. beim Schleifen.

    .. beim Schleifen.

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Unternehmensinformation

Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH

Junkerstraße 2
DE 77787 Nordrach
Tel.: 07838-84-0
Fax: -302

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