Zentrischleifmaschinen: Präzisionswerkzeuge für zylindrisches Finish

Was sind Zentrischleifmaschinen?

Zentrischleifmaschinen sind eine Art von Schleifmaschine, die speziell für Fertigungsvorgänge verwendet wird. Sie werden eingesetzt, um den Fertigungsprozess für zylindrische Teile wie Schäfte, Stangen, Kolben und Wellen insbesondere durchzuführen. Was die Zentrischleifmaschinen von typischen Schleifmaschinen unterscheidet, ist, dass die Werkstücke während des Schleifprozesses nicht durch irgendwelche Vorrichtungen an Ort und Stelle gehalten werden. Stattdessen werden die Werkstücke zwischen zwei Rädern gefördert, die radial gegeneinander positioniert sind. Diese Methode ermöglicht die Großserienproduktion, da die Werkstücke ständig zwischen den Rädern gefördert werden. Ein solcher Prozess wird als Zentrischleifen bezeichnet.

Funktionsprinzip des Zentrischleifens

Auf der Werkstückauflage (oder Werkstückstütze) platziert, werden die Werkstücke während eines Zentrischleifprozesses zwischen zwei Schleifscheiben gefördert, die sich in die gleiche Richtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Eines der Räder ist als Schleifscheibe bekannt. Sie sitzt auf einer festen Achse und dreht sich so, dass die auf das Werkstück ausgeübte Kraft nach unten auf die Werkstückauflage gerichtet ist. Dieses Rad führt typischerweise den Schleifvorgang mit einer höheren Tangentialgeschwindigkeit als das Werkstück am Berührungspunkt durch. Das zweite Rad, bekannt als Einstellrad oder Regulierrad, ist beweglich. Es übt seitlichen Druck auf das Werkstück aus und hat eine sehr raue oder gummigebundene abrasive Oberfläche, die das Werkstück einklemmt.

Schleifscheibe & Regulierrad

Während des Schleifens drückt die Kraft der Schleifscheibe das Werkstück gegen das Regulierrad und gegen die Auflage. Das Regulierrad bestimmt die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks. Die Schleifscheibe und das Regulierrad drehen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und führen den Schleifprozess aus. Die Drehgeschwindigkeiten bestimmen die Abtragsrate. Während des Betriebs dreht sich das Werkstück mit dem Regulierrad mit der gleichen linearen Geschwindigkeit am Berührungspunkt und (bevorzugt) ohne Schlupf. Die Schleifscheibe dreht sich schneller, gleitet an der Werkstückoberfläche am Berührungspunkt vorbei und entfernt Späne, während sie vorbeigeht.

Arten des Zentrischleifens

Es gibt drei Arten des Zentrischleifens, die sich hauptsächlich in der Methode unterscheiden, mit der das Werkstück durch die Maschine geführt wird. Es sind Durchlaufschleifen, Einlaufschleifen und Endvorschubschleifen.

Durchlaufschleifen

Durchlaufschleifen ist die typischste Art des Zentrischleifens. Der Begriff "Durchlauf" bezieht sich darauf, wie ein Werkstück in die beiden Räder eintritt und sie verlässt. Während eines Durchlaufschleifprozesses bewegt sich das Werkstück durch die Räder von einem Ende und passiert die Räder vom anderen Ende. Durchlaufschleifen ist nur für die Bearbeitung von Werkstücken mit einem einfachen Oberflächendesign anwendbar.

Einlaufschleifen

Einlauf-Zentrischleifmaschinen sind in der Lage, Werkstücke mit einem komplexeren Oberflächendesign zu bearbeiten. Da die Werkstücke, die der Einlaufschleifer bearbeitet, mit einer Vielzahl von Oberflächendesigns kommen können, können sie nicht von einem Ende zum anderen durch die Schleifscheiben passieren. Sie müssen radial zwischen die Räder gefördert werden. Um Werkstücke mit komplexen Konturen oder Profilen zu bearbeiten, kann die Schleifscheibe abgericht werden.

Endvorschubschleifen

Genau wie beim Einlaufschleifen ist das Endvorschubschleifen eine weitere Technik, die die Bearbeitung komplexer Werkstücke ermöglicht. Das said, ist Endvorschubschleifen notwendig, wenn Werkstücke mit bestimmten Profilen nicht mit Einlaufschleifen bearbeitet werden können. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Zentrischleifmethoden besteht darin, dass Endvorschubschleifen verwendet wird, wenn nur Teile eines Werkstücks bearbeitet werden müssen. Mit der Endvorschubschleiffähigkeit ist eine Zentrischleifmaschine in der Lage, Teile mit noch komplexeren Oberflächen zu bearbeiten.

Aufbau von Zentrischleifmaschinen

Zentrischleifen verwendet speziell entwickelte Zentrischleifmaschinen. Eine solche Maschine umfasst immer eine Schleifscheibe, ein Regulierrad (Einstellrad) und eine Werkstückauflage. Moderne Maschinen können eine computergesteuerte numerische Steuerung erfordern, um Automatisierung zu ermöglichen und die Präzision zu verbessern. Die Schleifscheiben sind austauschbar, um verschiedene Körnungen und Formen zuzulassen. Maschinen, die für Durchlaufschleifoperationen ausgelegt sind, erlauben die Einstellung des Winkels des Regulierrads, um unterschiedlich große Teile aufzunehmen.

Vor- & Nachteile des Zentrischleifens

Zentrischleifen ist kritisch in der Produktion vieler Hochvolumen-Autoteile. Dazu gehören Ventilschieber, Steuerstangen, Nockenwellen, Kurbelwellen, Kolben, Buchsen und Rollen. Darüber hinaus wird Zentrischleifen zur Herstellung von Teilen für die hydraulische und Flüssigkeitssteuerindustrie, die medizinische und luft- und raumfahrtindustrie verwendet – in der Tat jede Industrie, in der Rundheit und extreme Genauigkeit zylindrischer Oberflächen erforderlich sind.

Zentrischleifen hat mehrere Vorteile. Da es nicht erforderlich ist, das Teil zwischen Spitzen zu platzieren oder es an ein Spannfutter zu klemmen, können Teile schnell in den Schleifer geladen werden, was den Durchsatz erhöht. Das Werkstück wird sicher zwischen den Rädern und der Stützschiene gehalten, was das Schleifen langer, dünner Stücke ermöglicht. Und weil die Radeinstellung diametral statt radial erfolgt – wie bei Rundschleifmaschinen – werden alle Einlauf-Fehler halbiert, was die Präzision erhöht.

Weitere Merkmale von Zentrischleifmaschinen

Zentrischleifmaschinen werden oft nach der Neigung des Maschinenbetts klassifiziert. Die beliebtesten sind Maschinen mit horizontalen Betten, die einfachen Zugang für das Abrichten der Räder bieten. Winkelgeneigte und sogar vertikal geneigte Betten werden für das Schleifen schwerer Werkstücke verwendet, aufgrund des Potenzials für größere Schleifkraft und weniger Abrieb des Werkstücks durch die Werkstückauflage.

Obwohl das Konzept des Zentrischleifens für die meisten Menschen weniger geradlinig ist und es scheint, dass das Schleifen ohne Mitte die Gesamtkontrollierbarkeit des Prozesses verringert, ist Zentrischleifen tatsächlich in der Lage, hochwertige Oberflächenbeschaffenheit, Rundheit und Präzision zu erreichen, wenn es richtig eingerichtet wird. Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Zentrischleifen ist, die Schleifscheibe und das Regulierrad auf derselben Mittellinie einzustellen.