Neue Fortschritte in der Schleiftechnologie ermöglichen es Bedienern von Bearbeitungszentren, Oberflächenbearbeitung und andere Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig durchzuführen. Dadurch werden Zykluszeiten verkürzt, die Qualität verbessert und Zeit und Kosten für die Offline-Bearbeitung eingespart. Schleifwerkzeuge lassen sich problemlos in den Drehtisch oder das Werkzeughaltersystem einer CNC-Maschine integrieren.
Obwohl Lohnfertigungsbetriebe diese Werkzeuge zunehmend einsetzen, bestehen Bedenken hinsichtlich des Einsatzes von Schleifmitteln in teuren CNC-Bearbeitungszentren. Diese Bedenken rühren oft von der weit verbreiteten Annahme her, dass „Schleifmittel“ (wie z. B. Schleifpapier) große Mengen an Schleifstaub und -partikeln freisetzen, die Kühlleitungen verstopfen oder freiliegende Gleitbahnen oder Lager beschädigen können. Diese Bedenken sind jedoch weitgehend unbegründet.
„Diese Maschinen sind sehr teuer und arbeiten äußerst präzise“, sagte Janos Haraczi, Präsident der Delta Machine Company, LLC. Das Unternehmen ist eine Maschinenbaufirma, die sich auf die Herstellung komplexer, eng tolerierter Teile aus Titan, Nickellegierungen, Edelstahl, Aluminium, Kunststoff und anderen Speziallegierungen spezialisiert hat. „Ich werde nichts unternehmen, was die Genauigkeit oder Langlebigkeit der Maschinen beeinträchtigen könnte.“
Oftmals wird fälschlicherweise angenommen, dass „Schleifmittel“ und „Schleifmaterial“ dasselbe sind. Es muss jedoch zwischen Schleifmitteln und Schleifwerkzeugen, die für den aggressiven Materialabtrag eingesetzt werden, unterschieden werden. Schleifwerkzeuge erzeugen während des Gebrauchs praktisch keine Schleifpartikel; die Menge der entstehenden Schleifpartikel entspricht der Menge an Metallspänen, Schleifstaub und Werkzeugverschleiß, die beim Bearbeitungsprozess anfallen.
Selbst bei der Entstehung geringster Mengen feiner Partikel sind die Filtrationsanforderungen für Schleifwerkzeuge ähnlich denen für die spanende Bearbeitung. Jeff Brooks von Filtra Systems erklärt, dass sich jegliche Partikel mit einem kostengünstigen Beutel- oder Patronenfiltersystem problemlos entfernen lassen. Filtra Systems ist ein Unternehmen, das sich auf industrielle Filtrationssysteme spezialisiert hat, darunter auch Kühlmittelfiltration für CNC-Maschinen.
Tim Urano, Qualitätsmanager bei Wolfram Manufacturing, sagte, dass etwaige zusätzliche Filtrationskosten im Zusammenhang mit der Verwendung von abrasiven Werkzeugen so gering seien, dass sie „eigentlich nicht der Rede wert sind, da das Filtrationssystem selbst die Partikel aus dem Kühlmittel entfernen soll, die während des Bearbeitungsprozesses entstehen.“
Seit acht Jahren setzt Wolfram Manufacturing Flex-Hone in all seinen CNC-Maschinen zum Entgraten von Querbohrungen und zur Oberflächenbearbeitung ein. Flex-Hone von Brush Research Manufacturing (BRM) aus Los Angeles besteht aus winzigen Schleifkügelchen, die fest mit flexiblen Filamenten verbunden sind. Dadurch ist es ein flexibles und kostengünstiges Werkzeug für die komplexe Oberflächenvorbereitung, das Entgraten und das Glätten von Kanten.
Das Entfernen von Graten und scharfen Kanten an quergebohrten Löchern und anderen schwer zugänglichen Stellen wie Hinterschnitten, Schlitzen, Aussparungen oder Innenbohrungen ist unerlässlich. Unvollständige Gratentfernung kann zu Verstopfungen oder Turbulenzen in kritischen Flüssigkeits-, Schmierstoff- und Gaskanälen führen.
„Für einen Teil verwenden wir möglicherweise zwei oder drei verschiedene Größen von Flex-Hones, abhängig von der Anzahl der Portübergänge und den Lochgrößen“, erklärt Urano.
Flex-Hones wurde in den Werkzeugdrehtisch integriert und wird täglich, oft mehrmals pro Stunde, an einigen der am häufigsten gefertigten Teile der Werkstatt eingesetzt.
„Die Menge an Schleifmittel, die sich von Flex-Hone löst, ist im Vergleich zu anderen Partikeln, die im Kühlmittel landen, vernachlässigbar“, erklärt Urano.
Selbst Schneidwerkzeuge wie Hartmetallbohrer und Schaftfräser erzeugen Späne, die aus dem Kühlmittel herausgefiltert werden müssen, sagt Eric Sun, Gründer von Orange Vise in Orange County, Kalifornien.
„Manche Maschinenbaubetriebe behaupten vielleicht: ‚Ich verwende in meinem Verfahren keine Schleifmittel, daher sind meine Maschinen völlig partikelfrei.‘ Aber das stimmt nicht. Selbst Schneidwerkzeuge verschleißen, und Hartmetall kann abplatzen und ins Kühlmittel gelangen“, sagte Herr Sun.
Orange Vise ist zwar ein Auftragsfertiger, stellt aber hauptsächlich Schraubstöcke und Schnellwechselteile für CNC-Maschinen her, darunter solche aus Aluminium, Stahl und Gusseisen. Das Unternehmen betreibt vier horizontale Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren vom Typ Mori Seiki NHX4000 sowie zwei vertikale Bearbeitungszentren.
Laut Herrn Sun bestehen viele Schraubstöcke aus Gusseisen mit einer selektiv gehärteten Oberfläche. Um das gleiche Ergebnis wie mit einer gehärteten Oberfläche zu erzielen, verwendete Orange Vise eine NamPower-Schleifscheibenbürste von Brush Research.
NamPower Schleifscheibenbürsten bestehen aus flexiblen Nylon-Schleiffasern, die auf einem faserverstärkten thermoplastischen Trägermaterial befestigt sind, und vereinen Keramik- und Siliciumcarbid-Schleifmittel. Die Schleiffasern wirken wie flexible Feilen, die sich den Konturen des Werkstücks anpassen und Kanten und Oberflächen reinigen und feilen. Dies gewährleistet maximale Gratentfernung und eine glatte Oberflächengüte. Weitere gängige Anwendungsgebiete sind Kantenglättung, Teilereinigung und Rostentfernung.
Für die Oberflächenbearbeitung ist jedes CNC-Werkzeugmaschinen-Werkzeugsystem mit abrasiven Nylonbürsten ausgestattet. Professor Sun erklärte, dass die NamPower-Bürste zwar ebenfalls Schleifkorn verwendet, aber „eine andere Art von Schleifmittel“ darstellt, da sie im Wesentlichen „selbstschärfend“ ist. Ihre lineare Struktur sorgt dafür, dass scharfe neue Schleifpartikel ständig mit der Werkstückoberfläche in Kontakt bleiben und sich allmählich abnutzen, wodurch neue Schleifpartikel freigelegt werden.
„Wir verwenden die abrasiven Nylonbürsten von NamPower nun schon seit sechs Jahren täglich. In dieser Zeit hatten wir nie Probleme damit, dass Partikel oder Sand auf empfindliche Oberflächen gelangten“, fügte Herr Sun hinzu. „Unserer Erfahrung nach verursachen selbst geringe Mengen Sand keine Probleme.“
Stoffe, die zum Schleifen, Honen, Läppen, Feinstbearbeiten und Polieren verwendet werden. Beispiele hierfür sind Granat, Carborundum, Korund, Siliciumcarbid, kubisches Bornitrid und Diamant in verschiedenen Korngrößen.
Ein Stoff, der metallische Eigenschaften aufweist und aus zwei oder mehr chemischen Elementen besteht, von denen mindestens eines ein Metall ist.
Ein fadenförmiger Materialrest, der sich beim Bearbeiten an der Kante eines Werkstücks bildet. Er ist meist scharfkantig. Er kann mit Handfeilen, Schleifscheiben oder -bändern, Drahtbürsten, Schleifbürsten, Wasserstrahlschneiden oder anderen Verfahren entfernt werden.
Kegelstifte dienen zur Abstützung eines oder beider Enden eines Werkstücks während der Bearbeitung. Die Zentrierspitze wird in eine Bohrung am Ende des Werkstücks eingesetzt. Eine mit dem Werkstück rotierende Zentrierspitze wird als „mitlaufende Spitze“ bezeichnet, eine nicht mitrotierende als „feststehende Spitze“.
Eine mikroprozessorgesteuerte Steuerung, die speziell für den Einsatz mit Werkzeugmaschinen zur Herstellung oder Bearbeitung von Teilen entwickelt wurde. Das programmierte CNC-System aktiviert das Servosystem und den Spindelantrieb der Maschine und steuert verschiedene Bearbeitungsvorgänge. Siehe DNC (direkte numerische Steuerung); CNC (computergesteuerte numerische Steuerung).
Ein Kühlschmierstoff reduziert den Temperaturanstieg an der Werkzeug-Werkstück-Kontaktfläche während der Bearbeitung. Er liegt üblicherweise in flüssiger Form vor, beispielsweise als löslicher oder chemischer Zusatzstoff (halbsynthetisch, synthetisch), kann aber auch Druckluft oder andere Gase sein. Da Wasser große Wärmemengen aufnehmen kann, wird es häufig als Trägerstoff für Kühlmittel und verschiedene Kühlschmierstoffe verwendet. Das Mischungsverhältnis von Wasser zu Kühlschmierstoff variiert je nach Bearbeitungsaufgabe. Siehe auch: Schneidflüssigkeit; halbsynthetische Schneidflüssigkeit; öllösliche Schneidflüssigkeit; synthetische Schneidflüssigkeit.
Das manuelle Feilen mit einem Werkzeug mit vielen kleinen Zähnen dient zum Abrunden scharfer Kanten und Vorsprünge sowie zum Entfernen von Graten und Kerben. Obwohl das Feilen üblicherweise von Hand erfolgt, kann es als Zwischenschritt bei der Bearbeitung kleiner Serien oder individueller Teile mit einer motorbetriebenen Feile oder einer Konturbandsäge mit speziellem Feilaufsatz eingesetzt werden.
Zerspanungsvorgänge, bei denen Material von einem Werkstück mittels Schleifscheiben, Schleifsteinen, Schleifbändern, Schleifpasten, Schleifscheiben, Schleifmitteln, Schleifsuspensionen usw. abgetragen wird. Die Zerspanung tritt in vielen Formen auf: Flächenschleifen (Erzeugung ebener und/oder rechtwinkliger Oberflächen); Rundschleifen (von Außenzylindern und -kegeln, Abrundungen, Vertiefungen usw.); spitzenloses Schleifen; Anfasen; Gewinde- und Formschleifen; Werkzeugschärfen; Zufallsschleifen; Läppen und Polieren (Schleifen mit einer sehr feinen Körnung zur Erzeugung einer ultra-glatten Oberfläche); Honen; und Scheibenschleifen.
CNC-Maschinen, die Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Fräsen und Ausdrehen durchführen können. Üblicherweise mit einem automatischen Werkzeugwechsler ausgestattet. Siehe automatischer Werkzeugwechsler.
Die Abmessungen des Werkstücks dürfen minimale und maximale Abweichungen von den festgelegten Normen aufweisen, bleiben aber dennoch zulässig.
Das Werkstück wird in ein Spannfutter eingespannt, das auf einer Planscheibe montiert oder zwischen Spitzen fixiert ist. Während sich das Werkstück dreht, wird ein Werkzeug (meist ein Einpunktdrehwerkzeug) entlang des Umfangs, des Endes oder der Oberfläche des Werkstücks geführt. Zu den Bearbeitungsarten gehören: Längsdrehen (Bearbeiten des Werkstückumfangs); Kegeldrehen (Formen eines Kegels); Stufendrehen (Drehen von Teilen mit unterschiedlichen Durchmessern am selben Werkstück); Anfasen (Anfasen einer Kante oder Schulter); Plandrehen (Beschneiden des Endes); Gewindeschneiden (meist Außengewinde, aber auch Innengewinde möglich); Schruppen (erheblicher Materialabtrag); und Schlichten (abschließende Feinbearbeitung). Die Bearbeitung kann auf Drehmaschinen, Drehzentren, Spannfutterdrehmaschinen, automatischen Drehmaschinen und ähnlichen Maschinen durchgeführt werden.
Veröffentlichungsdatum: 26. Mai 2025