CNC-Rundschleifmaschinen erklärt: Funktion, Anwendungen und Vorteile

Wofür wird eine CNC-Rundschleifmaschine verwendet?

Eine CNC-Rundschleifmaschine, auch CNC-Zylinderschleifmaschine genannt, ist eine Präzisionsschleifmaschine, die weit verbreitet zum Materialabtrag zur Formung des Außenprofils von Metallteilen eingesetzt wird. Der Schleifprozess, auch Schleifschneiden genannt, nutzt verschiedene Schleifscheiben, um die Oberflächen rotierender Metallstücke abzutragen. Werkstücke werden allgemein auf der Mittelachse in der CNC-Rundschleifmaschine platziert und geschnitten, um eine Vielzahl von Formen zu erzeugen.

CNC-Rundschleifmaschinen lassen sich grundsätzlich in zwei Unterkategorien unterteilen: Rundschleifen mit Mitten (Zentren) und Mittenloses Schleifen. Details zu den verschiedenen Typen folgen später. In modernen Rundschleifmaschinen können mehrere Schleifscheiben automatisch gewechselt werden, um Material präzise abzutragen und Merkmale zu erzeugen.

In typischen Rundschleifmaschinen gibt es vier wesentliche Arbeitsbewegungen: die gleichmäßige Rotation des gespannten Werkstücks, die gleichmäßige Rotation der Schleifscheibe, die Hin- und Herbewegung der Schleifscheibe zum Werkstück und die Querbewegung zwischen Werkstück und Scheibe. Obwohl einige Maschinen nur drei der vier Operationen ausführen können, beherrschen die meisten modernen CNC-Rundschleifmaschinen alle vier Bewegungen in der Produktion.

Anwendungen einer CNC-Rundschleifmaschine

Die CNC-Rundschleifmaschine produziert nicht nur Zylinderformen, sondern auch Nocken, Ellipsen oder Kurbelwellen. Häufig gefertigte Produkte sind Rohre, Wälzlager, Stangen, Buchsen und hochpräzise komplexe Komponenten. In Anwendungen, die hohe Präzision in der Metallbearbeitung erfordern, ist die CNC-Rundschleifmaschine eine effektive und zuverlässige Lösung für Automobil-, Luftfahrtteilefertigung und sogar militärische Anwendungen.

Wie funktioniert eine CNC-Rundschleifmaschine?

Bei der Bewegungssteuerung aller Rundschleifmaschinen gibt es drei Steuerungsarten: CNC (Computer Numerical Control), NC (Numerical Control) und konventionell manuell. NC-Typ und manueller Typ sind in der Metallindustrie heute selten, da die CNC-Rundschleifmaschine hochpräzise und zuverlässige Schleifvorgänge mit voll programmierbaren Befehlen bietet. Für kundenspezifische Anforderungen können Mechaniker Einstellungen zu Dimensionen und genauen Messungen der geschliffenen Produkte anpassen. Ohne menschliche Aufsicht gewährleistet das CNC-System präzise Steuerung.

Der Aufbau besteht aus dem Werkstückhaltesystem zum Führen und Sichern der Metallteile, einer oder mehreren angetriebenen Schleifscheiben mit korrekter Drehzahl. Während der Schleifkopf um die stationär gespannten Teile fährt, oder in manchen Fällen die Teile auf der Achse zum festen Schleifkopf geführt werden. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird erheblich von Durchmesser, Material und Qualität der Schleifscheiben beeinflusst.

Bei den meisten Schleifvorgängen entsteht erhebliche Hitze. Es ist essenziell, sowohl Werkstücke als auch Werkzeuge und die gesamte Maschine zu kühlen, um Überhitzungsrisiken und Toleranzverluste zu reduzieren. Typische Rundschleifmaschinen verfügen über Kühlsysteme, aber bei ultrahochpräzisen Anwendungen mit minimalem Materialabtrag kann das Kühlelement zur Kosteneinsparung entfallen.

Verschiedene Typen von Rundschleifmaschinen

Heutige CNC-Rundschleifmaschinen lassen sich im Wesentlichen in Außendurchmesser-, Innendurchmesser- und Mittenlos-Schleifmaschinen unterteilen.

Außendurchmesser- und Innendurchmesser-Schleifmaschinen sind zwei Typen des Mitten-Schleifens. Eine Außendurchmesser-Rundschleifmaschine schleift die äußere Oberfläche zwischen den Mitten, während sich das Metallteil dreht. Die erwähnten Mitten sind Endelemente mit Spitze, die die Rotation des Produkts ermöglichen. Die Schleifscheibe dreht sich in gleicher Richtung, was glattes Schleifen und weniger Stillstand bewirkt. Beim Innendurchmesser-Typ ist die Schleifscheibe viel kleiner als die zu schleifenden Bohrungen. Die Metallteile sind stationär unter Rotation, und die Kontaktflächen drehen sich in entgegengesetzte Richtungen.

Andererseits platzieren mittenlose Rundschleifmaschinen das Werkstück auf der Auflage zwischen den Schleifscheiben. Die beiden Scheiben um das Werkstück drehen sich in gleicher Richtung, aber mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Sie werden als Schleifscheibe und Regelscheibe bezeichnet. Die Schleifscheibe ist auf der Achse fixiert und übt Druck auf das Werkstück aus, während die Regelscheibe verstellbar ist. Sie übt Seitenkraft auf das Werkstück aus, hat raue Schleifpartikel, die das Werkstück festhalten. Diese mittenlosen Rundschleifmaschinen eignen sich besser für Anwendungen mit automatischer Beladung und bieten effiziente Schleifproduktion.