8 Prinzipien des spitzenlosen Schleifens

In der Welt der Zerspanung sind Drehwerkzeuge wie Drehmaschinen und Fräser die auffälligen Stars. Tatsächlich sind sie Bearbeitung für die meisten Menschen. Jedoch die Fähigkeit zum spitzenlosen Präzisionsschleifen neben der maschinellen Bearbeitung ein klarer Vorteil.

Wie funktioniert spitzenloses Schleifen?

Spitzenloses Schleifen ist einer von mehreren Bearbeitungsprozessen, die abrasives Schneiden verwenden, um Material von einem Teil (Werkstück) zu entfernen. Der Prozess beinhaltet, dass das Teil auf einer Werkstück-Auflageklinge getragen wird, die zwischen zwei rotierenden Zylindern sitzt:

• Ein Regulierrad , das die Rotationsgeschwindigkeit und den Vorschub des Teils steuert (für Schleifen im Vorschub ) oder Linearfahrt (für Durchgangsschleifen )
• Eine größere Schleifscheibe

Das Schöne am spitzenlosen Schleifen ist, dass das Werkstück durch den Druck der rotierenden Räder festgehalten wird. Es ist keine Befestigung erforderlich, sodass die Einrichtung einfach ist und die Bearbeitungszeiten kurz sind. Und da das Werkstück starr gelagert ist, gibt es beim Schleifen keine Durchbiegung.

Aber trotz dieser und anderer Vorteile hat das spitzenlose Schleifen weniger Praktiker als die maschinelle Bearbeitung. Und obwohl es den spitzenlosen Schleifer schon seit fast einem Jahrhundert gibt, kämpfen viele Menschen mit den Grundlagen des Prozesses und seiner Funktionsweise.

Was ist sonst noch hilfreich über diesen etwas mysteriösen Vorgang zu wissen? Werfen wir einen Blick auf 8 Grundprinzipien des spitzenlosen Schleifens — Dinge, die hilfreich (und wir hoffen, interessant) über diesen ausgereiften und doch noch etwas ungewohnten Prozess zu wissen sind.

1. Das spitzenlose Schleifen setzt dort an, wo die Bearbeitung aufhört.

Ein Nachteil des spitzenlosen Schleifens ist, dass im Gegensatz zur maschinellen Bearbeitung nicht so viele mehrere Achsen an den Werkstücken arbeiten können. Es gibt jedoch viele Teile, bei denen der spitzenlose Prozess die Einschränkungen der Bearbeitung in Bezug auf Abmessungen, Materialien und Oberflächenbeschaffenheit aufhebt.

Deshalb sagen wir gerne, dass dort, wo die Bearbeitung endet, der spitzenlose Schleifprozess beginnt. Wenn Sie beispielsweise ein Teil haben, das von einer Drehmaschine unrund ist und der Durchmesser des Teils zu klein ist oder sein Mittelpunkt nicht montiert werden kann, können Sie Rundheit durch spitzenlose Schleiftechniken erreichen .

Außerdem entsteht beim spitzenlosen Verfahren kein axialer Schub auf die Werkstücke. Das heißt, es kann verwendet werden, um lange Stücke aus sprödem Material und Teile zu schleifen, die ansonsten verformt werden könnten.

2. Der spitzenlose Schleifprozess ist verblüffend einfach und dennoch präzise.

Da sie einen Großteil ihrer Funktionalität einigen Grundprinzipien der Physik verdanken, haben spitzenlose Schleifmaschinen nicht viele bewegliche Teile. Das macht das spitzenlose Schleifen zu einem relativ einfachen Prozess, der sich ideal zum Schlichten des Außendurchmessers kleiner zylindrischer Metallteile eignet, die eine enge Toleranz erfordern .

Das spitzenlose Schleifen ist praktisch kontinuierlich, da die Beschickungszeit im Vergleich zum Schleifen zwischen Spitzen gering ist. So können große Längen kontinuierlich geschliffen werden. Durch verschiedene Feeder-Aufsätze können auch große Mengen an Kleinteilen automatisch geschliffen werden.

Darüber hinaus können spitzenlose Schleifmaschinen bei hohen Geschwindigkeiten konstant arbeiten. Das macht das Verfahren zu einer großartigen Wahl für Massenanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, dem Militär, der Medizin und anderen Industrien.

3. Schleifverfahren unterscheiden sich darin, wie Teile durch die Maschine geführt werden.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden am häufigsten verwendeten Methoden des spitzenlosen Schleifens besteht darin, wie die Werkstücke durch die Maschine geführt werden .

Durchlaufvermahlung wird typischerweise für Teile mit gleichbleibender Rundheit über die Länge des Teils verwendet. Bei diesem Verfahren bewegt sich das Werkstück zwischen den beiden Rädern entlang der Ruheklinge.

Angetrieben durch einen leichten Winkel, der auf die Regelscheibe relativ zur Schleifscheibe aufgebracht wird, „quetscht“ das Durchlaufverfahren das Werkstück quasi über die Schleifscheibe und auf der anderen Seite heraus.

Einlaufschleifen — auch Einstechschleifen genannt — wird zum Schleifen von zylindrischen Teilen mit Kerben oder komplexen Formen wie Getriebewellen verwendet. Hier muss die Werkstück-Auflageklinge so bearbeitet werden, dass sie der Form des Teils entspricht, und die Schleif- und Regelscheiben müssen so abgerichtet werden, dass sie dem gewünschten Profilschliff des Teils entsprechen.

Bei der Zustellmethode dreht die Regelscheibe das Teil mit einer Geschwindigkeit, während sie es in Richtung der Schleifscheibe drückt, die sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht. Je größer der Geschwindigkeitsunterschied, desto höher die Entfernungsrate.

4. Die Wahl der Schleifscheibe ist entscheidend.

Ein weiterer entscheidender Faktor beim spitzenlosen Schleifen ist die Wahl der Schleifscheibe. Es muss sowohl für das Metall, aus dem die Teile hergestellt sind, als auch für die gewünschte Oberflächengüte geeignet sein.

spitzenlose Schleifscheiben sind nicht nur in verschiedenen Durchmessern und Breiten/Dicken erhältlich gibt es in verschiedenen Körnungsarten und Körnungsgrößen, wobei häufig superabrasive Materialien wie polykristalliner Diamant und kubisches Bornitrid verwendet werden.

Superabrasive und Siliziumkarbid-Scheibenmaterialien sind aus mehreren Gründen von Vorteil, wenn Sie extrem harte Metalle spitzenlos schleifen:

• Die Räder sind langlebig und behalten länger ihre Schärfe.
• Sie haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit und behalten ihre Form bei hohen Kontakttemperaturen und hohen Rotationsgeschwindigkeiten bei.
• Weniger Zeitaufwand für den Abrichtzyklus.
• Die Lebensdauer der Scheibe ist viel länger als die von Scheiben aus Materialien wie Aluminiumoxid-Schleifmitteln.

5. Winkel beeinflussen den Erfolg beim spitzenlosen Schleifen.

Die Winkel, in denen die spitzenlosen Schleifscheiben das Teil berühren, sind entscheidend, um die richtige Rundheit und Toleranz zu erreichen.

In der Regel sind die Mitten der Regel- und Schleifscheiben auf der Maschine auf gleicher Höhe eingestellt und die Mitte des Werkstücks liegt höher. Wenn das Werkstück jedoch zu hoch eingestellt ist, kann es Rattern aufweisen. Wenn das Werkstück zu niedrig eingestellt ist, kann es unrund sein.

Ziel ist es, das Teil (1) in Kontakt mit der Regelscheibe zu halten und (2) mit einer langsameren Geschwindigkeit zu drehen, während die schnellere, größere Schleifscheibe die Kraft aufbringt, die die präzise Rundheit des Teils erzeugt. Die Verwendung der richtigen Schleifscheibenwinkel trägt dazu bei, dass die gesamte Oberfläche der Schleifscheibe verwendet wird.

Ein zu spitzer Winkel der Regelscheibe kann dazu führen, dass das Werkstück zu weit in die Schleifzone gelangt. Dies kann zu ungleichmäßiger Abnutzung, Verjüngung und reduzierter Radlebensdauer führen. Wenn die Regelscheibe zu nah an der Parallelität zur Schleifscheibe steht, kann dies dazu führen, dass die Teile zwischen den Scheiben hängen bleiben – oder im schlimmsten Fall einen Werkstück-/Scheiben-Crash verursachen.

Der Winkel der Werkstückauflage ist ebenfalls kritisch. Wenn Sie beispielsweise mit einer 4 Zoll (101,6 mm) breiten Superschleifscheibe schleifen, funktioniert die Restklinge im Allgemeinen gut bei 30º.

Aber bei einer Scheibenbreite von 6 Zoll (152,4 mm) oder 8 Zoll (203,2 mm) kann derselbe Winkel zu viel Druck auf die Schleifscheibe erzeugen und Rattern verursachen. In diesem Fall wird durch Ändern des Winkels auf 20º oder 25º der Druck verringert und das Rattern auf dem Teil beseitigt.

6. Beim spitzenlosen Schleifen ist Kühlhaltung Pflicht.

Kühlmittel wird beim spitzenlosen Schleifen verwendet, um nicht nur die Schleifscheibe kühl zu halten, sondern auch Wärme aus der Zone abzuführen, in der das Werkstück die Schleifscheibe berührt.

Das spitzenlose Schleifen erfordert die Verwendung von Kühlmittel mit korrektem Druck, um die Luftbarriere zu überwinden, die während des Schleifvorgangs zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück entsteht. Dadurch kann das Kühlmittel in den Raum zwischen den beiden fließen.

Der Kühlmittelschritt beim spitzenlosen Schleifen ist entscheidend, um zu verhindern, dass Wärme zum Werkstück oder zur Schleifscheibe zurückkehrt. Andernfalls kann es schwierig sein, Toleranzen für Rundheit und Geradheit einzuhalten, und thermische Schäden können sogar zu Blasenbildung und Rissen an der Schleifscheibe führen.

7. Sie können einem „alten“ Prozess neue Tricks beibringen.

Obwohl es das spitzenlose Schleifen schon lange gibt, sind die heutigen Maschinen mit neueren Funktionen ausgestattet, die die Leistung verbessern.

Um die Prozesseffizienz und Produktivität zu steigern, machen CNC-programmierbare Steuerungen das Einrichten und Wechseln der Ausrüstung von einem Auftrag zum nächsten noch einfacher. Andere neuere Technologien ermöglichen Folgendes:

• Produzieren Sie zuvor unmögliche Grundformen, Abmessungen und Toleranzen
• Einrichtzeiten reduzieren
• Beschleunigen Sie das Be- und Entladen, um die Zykluszeiten zu verkürzen

Zum Beispiel Spitzenlos-Schleifmaschinen der neuesten Generation Entfernen Sie das Regelrad und ersetzen Sie es durch stationäre Drahtstützen, die eine Option für den Durchführungsmodus haben. Diese Option ermöglicht kompliziert geschliffene Formen und exotische Maßmerkmale, indem sie sich ähnlich wie die Führungsbuchsen auf automatischen Drehmaschinen im Schweizer Stil verhält.

Darüber hinaus ermöglichen Fortschritte bei Softwaresteuerungen, Direktantriebsmotoren und Roboterbe- und -entladung von Werkstücken das einfache Konzept des spitzenlosen Schleifens, um komplexe Teile herzustellen, die zuvor undenkbar waren.

8. Erfahrung ist Teil der Fähigkeiten zum spitzenlosen Schleifen.

Der Centerless-Prozess wird normalerweise nicht gelehrt. Vielmehr handelt es sich um eine Fähigkeit, die oft durch jahrelange Arbeit in dem Teil der Industrie erworben wurde, der spitzenlose Schleifdienste anbietet an Kunden.

Um die besten Ergebnisse zu erzielen, benötigen Sie also einen Partner, der:

• Hält spitzenloses Schleifen für wichtig genug, um trotz seiner Nischennachfrage eine Expertise aufzubauen
• Ist weiter mit der Branche gewachsen, anstatt sich auf die Originalmaschinen von vor Jahrzehnten zu verlassen

Zum Beispiel hat Metal Cutting von Anfang an unsere Schneidfähigkeiten mit spitzenlosem Schleifen für die Herstellung von Glas-auf-Metall-Dichtungsteilen erweitert. Mehr als 50 Jahre später führen wir immer noch praktisch jeden Tag spitzenloses Schleifen durch und halten uns weiterhin mit den Branchentrends und der Kundennachfrage durch den Einsatz von Geräten der neuesten Generation auf dem Laufenden.

Warum sollten Sie das spitzenlose Schleifen in Betracht ziehen?

In den richtigen Händen ist spitzenloses Schleifen in der Lage, eine „bearbeitete Oberfläche“ zu erzeugen, die ein Prozess wie Drehen einfach nicht erreichen kann – sowohl in Bezug auf den Ra-Wert als auch auf bestimmten Metallen, die mit einem Schneidwerkzeug fast unmöglich zu drehen sind>

Selbst dort, wo Drehen möglich ist, würde es niemals den präzisen Materialabtrag und die daraus resultierende Oberflächengüte erzeugen, die eine Schleifscheibe erreichen kann.

Fast 100 Jahre nach seiner Einführung ist das spitzenlose Schleifen immer noch nicht so verbreitet wie andere Metallbearbeitungsverfahren. Die einzigartigen Qualitäten einer geschliffenen (im Vergleich zu einer gedrehten) Oberfläche in Kombination mit den Innovationen und Variationen, die beim spitzenlosen Schleifen verfügbar sind, ermöglichen es jedoch, Metallteile herzustellen, die für ihre Anwendungen unersetzlich sind.

Wie wählt man ein Präzisionsschleifverfahren aus? Erfahren Sie hier mehr.