Grundlagen des Außenschleifens: Wesentliche Techniken und Einblicke

Warum ist das Schleifen zwischen den Spitzen so wichtig?

Trotz des Namens geht es beim Außenschleifen (OD-Schleifen) nicht nur um die Formgebung des Außendurchmessers (OD) eines Teils. Als eine Art des Rundschleifens erfordert es, dass das zu bearbeitende Objekt eine zentrale Drehachse besitzt.

Tatsächlich findet das OD-Schleifen auf der äußeren Oberfläche eines Werkstücks zwischen den Spitzen statt – und das ist ein entscheidender Unterschied.

Der wahre Mittelpunkt ist entscheidend

Die Spitzen sind nicht einfach nur hypothetische Punkte an einem Teil. Sie sind Endpunkte, die das Objekt im geometrischen wahren Mittelpunkt halten, es in Drehrichtung bewegen und die Schleifbewegung ermöglichen.

Das Werkstück rotiert um diese feste, wahre Mittelachse. Gleichzeitig wird das Schleifrad in dieselbe Richtung wie das Objekt rotiert.

Wenn die beiden Oberflächen in Kontakt kommen, bewegen sie sich in entgegengesetzte Richtungen. Dies ermöglicht einen ruhigeren Betrieb und verringert die Gefahr, dass sich Rad und Werkstück verkanten.

Beim OD-Schleifen sind die bearbeiteten Flächen konzentrisch zu dieser Drehachse. Die Methode wird häufig zum Schleifen zylindrischer Flächen oder Werkstückschultern eingesetzt und ermöglicht hohe Präzision:

• Toleranzen von ±0,0005" (13 µm) bis ±0,00005 Zoll (1,3 µm) für den Durchmesser
• Toleranzen von ±0,0001" (2,5 µm) bis ±0,00001 Zoll (0,25 µm) für die Rundheit
• Typische Oberflächenqualitäten von 8 µin (0,20 µm) bis 32 µin (0,81 µm)

Die größte Variable ist der Gesamtdurchmesser: Kleinere Durchmesser erreichen engere Toleranzen, größere Durchmesser ergeben weniger enge Toleranzen.

Vorteile des OD-Schleifens

Sofern Sie keine unterschiedlichen Durchmesser entlang der Länge benötigen oder ungewöhnlich hohe Materialabtragsraten erfordern, die ein Tiefschleifen nötig machen, ist OD-Schleifen ein vergleichsweise einfacher Prozess. Es ähnelt dem Durchlaufschleifen ohne Mitte, da beide dazu dienen, die Außenseite eines Objekts zu verbessern.

Doch es gibt einen riesigen Vorteil beim OD-Schleifen und seiner Anforderung, den wahren Mittelpunkt eines kreisförmigen Teils zu finden: Sie können etwas, das nicht rund ist, perfekt machen. Ein Vorbehalt besteht natürlich: Da beim Schleifen Material abgetragen wird, wird das Teil kleiner.

Im Gegensatz zum Zentrumslosen Schleifen können Sie mit OD-Schleifen inakzeptable Geometrie entfernen und ein Teil auf perfekte Rundheit zurückführen. Das bedeutet, der Prozess kann verwendet werden, um Rundheit wiederherzustellen oder zu erzeugen, um Probleme wie Ovalität, mangelnde Konzentrizität und andere Kreisfehler zu beheben.

Beispielsweise nutzen unsere Partner bei Nippon Tungsten erstklassige zylindrische Schleiftechniken für den Nachschliff von Stanzwerkzeugen. Das Unternehmen kann routinemäßig ein 4" (101,6 mm) großes Hartmetallteil im OD-Schleifen bearbeiten, um eine bemerkenswerte 0,1 bis 0,2 Ra Spiegelfinish, Dicken von 10–40 µm und eine Toleranz von ±25 µm zu erreichen.

Vergleich mit anderen Schleifmethoden

Beim OD-Schleifen gibt es Grenzen, wie klein ein Teil sein darf, um noch mit dieser Methode geschliffen zu werden. Denn bei Teilen von 0,250" (6,35 mm) oder kleiner ist es extrem schwierig, den wahren Mittelpunkt zu finden.

Tatsächlich war es die Schwierigkeit, den Mittelpunkt bei sehr kleinen Teilen zu finden, die zur Entwicklung des zentrumslosen Schleifens führte. Dort liegt das Werkstück lose, anstatt durch eine Spindel oder Vorrichtung gehalten zu werden. Der Winkel zwischen einem Regulierrad und dem Schleifrad führt das Teil durch die beiden Räder, während geschliffen wird.

Beim OD-Schleifen gibt es nur ein Rad, das gegen das Werkstück arbeiten muss, um zu schleifen. Die kontinuierliche Rotation sowohl des Werkstücks als auch des Schleifrads macht die Schleifwirkung möglich.

In dieser Hinsicht ähnelt OD-Schleifen dem Flachschleifen, bei dem es ebenfalls nur ein Rad gibt. Ein großer Unterschied ist jedoch, dass beim Flachschleifen das Werkstück stationär ist. Tatsächlich könnte OD-Schleifen wie ein Drehvorgang aussehen – der Unterschied liegt in der Verwendung eines Schleifrads statt eines Schneidwerkzeugs.

Einige gängige Anwendungen

Bei Metal Cutting, wo wir sehr kleine und präzise Metallkomponenten fertigen, sind die Teile unserer Kunden typischerweise viel zu klein, um den wahren Mittelpunkt zu finden. Daher sind diese Komponenten in der Regel keine guten Kandidaten für OD-Schleifen.

Wir lassen jedoch regelmäßig unsere Maschinenspindeln zum Nachschleifen extern bearbeiten und vertrauen sie Experten an, die OD-Schleifen einsetzen, um sicherzustellen, dass sie mit Spitzenleistung funktionieren.

Zudem kann dieser Schleifprozess in der Großserienfertigung von Präzisionsteilen wie Turboladerrotoren und Einspritznadeln für Dieselmotoren eingesetzt werden. Die Methode ist in der Herstellung von Komponenten für eine Vielzahl von Branchen üblich, darunter Automobil, Luft- und Raumfahrt, Werkzeugmaschinen, Feinwerktechnik, orthopädische Medizinprodukte und Energie.

In allen Fällen hängt der Einsatz von OD-Schleifen davon ab, ob der Teil-Durchmesser es dem Maschinenbediener (oder Roboter) ermöglicht, den wahren Mittelpunkt des Werkstücks zu finden.

Brauchen Sie OD-Schleifen?

Natürlich gibt es, wie bei anderen Schleifmethoden auch, eine Reihe von Faktoren, die die Ergebnisse beim OD-Schleifen beeinflussen. Die erzeugte Oberfläche hängt beispielsweise ab von:

• Härte des Werkstückmaterials
• Art des Rads und Kornfeinheit
• Zustand des Rads (z. B. richtig abgerichtet, minimales Zusetzen)
• Vorschubgeschwindigkeit
• Maschinensteifigkeit
• Schmierstoffqualität

Der richtige Fertigungspartner kann mit Ihnen zusammenarbeiten, um Ihre Teilanforderungen zu verstehen und zu bestimmen, ob OD-Schleifen eine gute Wahl für Ihre Anwendung ist.

Um mehr über die Spezifikation von Schleif- und anderen Prozessen für Ihre Metallteile zu erfahren, sehen Sie sich unsere FAQs an: „How to Fine-Tune Your Quote Request to Your Maximum Advantage: Frequently Asked Questions in Small Parts Sourcing.“