Prinzipien des Präzisions-Oberflächenschleifens

Wie erreicht der Oberflächenschleifprozess Parallelität und Rechtwinkligkeit?

Im Grunde genommen wird das Präzisions-Oberflächenschleifen verwendet, um zwei Dinge zu erreichen:um kubische Formen aus Metall rechtwinklig und parallel zu machen. Oberflächenschleifdienste werden für viele Anwendungen verwendet, aber typischerweise Vorrichtungen, Formen und Matrizen, und scheinen auf den ersten Blick einfach zu sein.

Aber schauen Sie genauer hin und Sie werden feststellen, dass es mehr gibt, um das Oberflächenschleifen zu meistern, als man denkt.

Anwendungen für Präzisionsflachschleifen

Bei sechsseitigen kubischen rechteckigen oder quadratischen Metallstücken können Sie durch Präzisionsflachschleifen jede Seite quadratisch und parallel zu sich selbst oder zu einer Referenzfläche machen. Diese quadratischen oder rechteckigen Blöcke werden normalerweise durch Magnete auf dem Schleiftisch gehalten, sodass Sie eine flache Oberfläche an einer anderen flachen Oberfläche haben.

Auf dieser kritischen Grundlage kann das Flachschleifen für Anwendungen wie die Werkzeugherstellung von unschätzbarem Wert sein. Die für Extrusions- und Spritzgusswerkzeuge erforderliche Positionsgenauigkeit bedeutet, dass die Werkzeuge rechtwinklig zur Außenseite des Zentrums sein müssen, und genau hier liefert das präzise Oberflächenschleifen.

Sie können einen Metallblock einfach nicht so rechtwinklig und präzise fräsen, wie Sie ihn oberflächenschleifen können – ganz zu schweigen davon, dass die gefräste Oberfläche niemals der geschliffenen Oberfläche entspricht, um einen glatten, niedrigen Ra-Wert zu erzielen.

Flachschleifdienste können auch an Stäben verwendet werden, jedoch nicht, um den Außendurchmesser eines Stabs abzurunden; Für diese Aufgabe wird das Außenrundschleifen (auch Rundschleifen genannt) eingesetzt. Durch Oberflächenschleifen können die beiden Enden einer Stange jedoch perfekt senkrecht zum Außendurchmesser stehen.

Hier werden Prismen verwendet, um Stangen zum Schleifen zu positionieren. Ein runder Stab wird in den V-förmigen Hohlraum eingeführt und eine Klemme hält den Stab vertikal an Ort und Stelle. Von dort aus kann durch präzises Oberflächenschleifen die Oberseite der Stange auf eine Abmessung geschliffen werden, die perfekt rechtwinklig zum Außendurchmesser ist.

Verschiedene Größen von Flachschleifmaschinen

Das Flachschleifkonzept ist unabhängig von der Größe des zu schleifenden Teils dasselbe. Wie bei vielen Werkzeugmaschinen kann die Größe einer Flachschleifmaschine jedoch von klein bis sehr, sehr groß reichen.

Bei der Metal Cutting Corporation liegt unser Know-how am kleinen Ende des Spektrums, mit Präzisions-Flächenschleifmaschinen, die für engste Toleranzen und auf den kleinsten Betten optimiert sind, geeignet für die sehr kleinen Teile, die wir produzieren.

Mit zunehmender Größe von Flachschleifmaschinen gibt es Kompromisse bei Toleranzen. Wo Sie jedoch einen sehr großen Teil haben, wird er am besten durch die Fähigkeiten von Flachschleifmaschinen am großen Ende des Spektrums bedient.

Am größten Ende befindet sich die Blanchard-Schleifmaschine, eine ältere Technologie, die als Oberflächenschleifen gilt, obwohl ihre rotierende Scheibe zu einem ganz anderen Oberflächenmuster führt.

Material in Inkrementen entfernen

Obwohl es manuelle Flachschleifwerkzeuge gibt, ist ein entscheidendes Merkmal von Flachschleifdiensten das präzise, ​​sich wiederholende Entfernen kleiner Materialabschnitte durch die Maschine. Dabei gilt:Je weniger Sie abtragen, desto besser die Oberflächengüte und desto besser die Maßhaltigkeit.

Es ist nicht ratsam, viel Materialstärke in einem Durchgang zu entfernen, da dies zu einer schlechten Oberflächengüte führt. Darüber hinaus kann die Anwendung dieser Art von Belastung sowohl auf das Metall als auch auf die Maschine zu einer schlechten Positionsgenauigkeit und einem möglichen Bruch des Werkstücks führen.

Vielmehr ist es viel besser, viele, viele sich wiederholende Durchgänge zu machen, wobei jeder etwas mehr Material entfernt.

Das macht das Beobachten von automatischen Oberflächenschleifern so, als würde man eine perfekt choreografierte, sich schnell wiederholende Bewegung von Seite zu Seite sehen, bei der sich jedes Intervall unmerklich nur ein wenig tiefer in das Metallteil bewegt und bei jedem Durchgang eine bemerkenswert kleine Menge Material entfernt. Die Maschinen erfüllen ihre Aufgabe ohne die Vibrationen und Geräusche, die mit der Metallentfernung durch Drehen einhergehen.

Es gibt eine Ausnahme von diesem inkrementellen Materialabtrag in Form des Tiefschleifens – ein Verfahren des Präzisionsoberflächenschleifens, das ursprünglich entwickelt wurde, um eine große Materialmenge in einem Durchgang zu entfernen.

Es stellte sich jedoch schnell heraus, dass die schnelle Hin- und Herbewegung, die typischerweise beim Flachschleifen verwendet wird, nicht geeignet war; Daher wurden Tiefschleifmaschinen mit einer sehr langsamen Vorschubgeschwindigkeit konstruiert.

Interessanterweise haben wir bei Metal Cutting immer noch einige der alten Schleifautomaten mit Kriechgang, die jetzt nicht mehr hergestellt werden. So sind wir in der Lage, Kriechvorschubtechniken in kleinerem Maßstab einzusetzen, um die Oberflächengüte zu verbessern, selbst wenn die Materialabtragsraten nicht im Vordergrund stehen.

Die X-Y-Zs des Präzisions-Oberflächenschleifens

Die üblichen Standards für Flachschleifdienste sind auch die Bewegungsprinzipien, die den Schleiftisch antreiben, mit einem Unterschied – die horizontale X-Achsenbewegung, die die Wiederholungen von Seite zu Seite liefert, und die Z-Achsenschleifbewegung, die die Hin- und Hergänge liefert. Anspruchsvolle Präzisions-Flachschleifmaschinen verfügen über eine automatische Z-Achse, die es ermöglicht, bei jeder X-Achsen-Wiederholung kleinste Inkremente auf das Werkstück aufzubringen.

Ja, Sie haben richtig gelesen – in der Welt des Flachschleifens ist die vertikale Richtung die Z-Achse, während sie beim Fräsen als Y-Achse bezeichnet wird.

Und dann ist da noch die Y-Achse. Auf Präzisions-Flächenschleifmaschinen sind die Scheiben typischerweise nicht so breit wie Außenrundschleif- oder spitzenlose Schleifscheiben. Der Vorteil der Y-Achsenbewegung besteht darin, dass eine 1 Zoll dicke Scheibe eine mehr als 1 Zoll breite Oberfläche präzise flach schleifen kann.

Tatsächlich können Werkstücke um ein Vielfaches breiter sein als die Schleifscheibe. Bei jeder Wiederholung der X-Achse bewegt sich die Y-Achse ganz leicht, um die angegebene flache Oberfläche zu erzeugen. Für die vielen verschiedenen Größen von Flachschleifmaschinen gelten die gleichen X-Y-Z-Prinzipien.

Variablen, die die Ergebnisse der Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen

Obwohl die Prinzipien des Präzisions-Oberflächenschleifens einfach erscheinen, erfordert die Praxis des Oberflächenschleifens jahrelange Erfahrung, da es viele subtile Variationen gibt.

Wie alle erfahrenen und produktiven Maschinisten müssen Flachschleifexperten nicht nur das Verhalten verschiedener Metalle verstehen, sondern auch bestimmte Variablen, die die Oberflächenbeschaffenheit bestimmen, die Präzisionsschleifmaschinen produzieren werden.

Vorschübe und Geschwindigkeiten

Beim Präzisionsflachschleifen vorschieben bezieht sich auf die Rate der drei Achsen. Der Vorschub ist wohl der wichtigste Entscheidungsfaktor für das Erreichen der gewünschten Oberflächengüte.

Geschwindigkeit bezieht sich auf die Scheibendrehzahl, obwohl die Scheibendrehzahl interessanterweise beim Flachschleifen normalerweise konstant ist. Das liegt daran, dass eine Schleifscheibe zwar verschleißt – ein Faktor, von dem Sie normalerweise denken würden, dass eine Anpassung der Scheibengeschwindigkeit erforderlich ist, um einen gleichmäßigen Schliff aufrechtzuerhalten – jedoch im Verhältnis zum Durchmesser der Scheibe unmerklich.

Radauswahl

Beim Flachschleifen sind die Möglichkeiten zur Auswahl der perfekten Scheibe so groß wie die Auswahl und Vielfalt der verfügbaren Scheiben. Allerdings erfordert die Kenntnis der begrenzten Anzahl optimaler Schleifscheiben für jede der vielen unterschiedlichen Metallarten, aus denen das Werkstück besteht, Fachwissen.

Zum Abtragen von Material reichen die Schleifscheiben von Aluminiumoxid und Siliziumkarbid bis hin zu Diamant und CBN, je nach Härte des zu schleifenden und abzutragenden Metalls. Es gibt andere Spezialscheiben aus Materialien wie Kork, aber sie werden eher zum Polieren und Polieren als zum Materialabtrag verwendet.

Kühlmittel

In ähnlicher Weise gibt es durch jahrelanges Experimentieren und kommerzielle Praxis nur wenige wünschenswerte Kühlmittel. Wie bei allen anderen Bearbeitungsprozessen bleibt jedoch die Art und Weise, wie Kühlmittel in den Präzisionsoberflächenschleifprozess eingeführt wird, eine wichtige Methode, um es richtig zu machen.

Spezialisiertes Know-how im Bereich Oberflächenschleifen und mehr

Wie viele Fachdisziplinen heutzutage hat auch die Welt der Flachschleifdienstleistungen viele Unterspezialitäten, die spezialisiertes Fachwissen erfordern. Neben den einfachen Aufgaben, beispielsweise eine Würfelform oder die Enden eines Formteils zu bearbeiten, gibt es viele Permutationen, die durch den geschickten Einsatz verschiedener Aufsätze erreicht werden können.

Es gibt auch viele Techniken und CNC-gesteuerte Fähigkeiten, die für die robuste Standard-Flachschleifmaschine gelten. Diese Maschinen können zum Herstellen von Formen, Ecken oder Fasen oder sogar zum Abtrennen und Vollrunden von Radien eingesetzt werden. Wenn bestimmte Formen gewünscht werden, werden die Verfahren als Einstechschleifen, Formschleifen, Einstechschleifen und/oder Profilschleifen bekannt.

Das bedeutet, dass für die Herstellung kleiner Metallteile mit engen Toleranzen in vielen verschiedenen Formen Oberflächenschleifexperten in vielen anderen Disziplinen über das einfache Schleifen von Würfeln und Zylindern hinaus erfahren sein müssen.

Tipps zum Erstellen von Spezifikationen, die Ihnen die gewünschten Ergebnisse liefern – mit Präzisionsoberflächenschleifen sowie anderen Bearbeitungsmethoden – finden Sie in unseren häufig gestellten Fragen zur Feinabstimmung Ihrer Angebotsanfrage für Ihren maximalen Vorteil.