G-639B1Q5MJY FAQ - Expertenkreis Schleiftechnik

FAQ

Schleifmaschinen

Schleifmaschinen werden nach unterschiedlichen Gesichtspunkten wie ihre Anwendungsbereiche oder Bauformen kategorisiert. Quelle: www.fachwissen-technik.de

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1Flachschleifmaschine
Bei Flachschleifmaschinen unterscheidet man zwischen Umfangs- und Stirnschleifmaschinen. Der Unterschied liegt darin, wo die Schleifscheibe ansetzt. Bei Stirnschleifmaschinen wird der Schleifvorgang von der Stirnseite der Schleifscheibe aus durchgeführt. Die Schleifspindel steht also senkrecht zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche. Umfangschleifmaschinen hingegen bearbeiten das Werkstück mit dem gesamten Umfang der Schleifscheibe.
2Rundschleifmaschine
Um rotationssymmetrische Teile zu bearbeiten, benötigt man die Rundschleifmaschine. Je nachdem, wo die Werkstückaufnahme erfolgt, unterscheidet man zwischen Außen- und Innenrundschleifmaschinen. Eine Sonderform ist die spitzenlose Außenrundschleifmaschine. Bei diesem Durchlaufschleifen wird das Werkstück zwischen Auflage, Schleifscheibe und Regelscheibe geführt. Der Schleifvorgang erfolgt in einem Durchlauf. Damit lassen sich auch unförmige Werkstücke schnell rundschleifen.
3Werkzeugschleifmaschine
Diese Schleifmaschinen bearbeiten Werkzeuge wie Meißel, Bohrer, Fräser, Messer und Sägen. Mit ihnen werden Schneidgeometrien erzeugt bzw. geschärft.
4Trennschleifmaschine
Trennschleifmaschinen kommen zum Einsatz, wenn Werkstücke getrennt werden. Beim Schleifvorgang unterscheidet man zwischen Kalt- und Heißtrennschleifen. Es handelt sich dabei um ein Ablängverfahren.
5Bandschleifmaschine
Zu den Bandschleifmaschinen zählen Plan-, Rund-, Profil- und Formschleifmaschinen. Hierbei wird zwischen dem Schleifen mit konstantem Anpressdruck und konstanter Zustellung unterschieden.

Arbeitsplatz-Ergonomie

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1Was bedeutet Arbeitsplatzergonomie?
Ergonomie bedeutet Arbeitserleichterung, sodass ergonomisch bedeutet, einem Menschen die Arbeit zu erleichtern. Werkzeuge sollten idealerweise so gestaltet sein, dass sie individuell bestmöglich nutzbar sind. Beispielsweise können ergonomisch angepasste Werkzeuge mit einem Präzisionsgriff (Dreifingergriff) oder Kraftgriff (ganze Hand) ausgestattet sein, um das Werkzeug bestmöglich zu nutzen. Arbeitsplatzergonomie fällt in den Bereich Arbeitsschutz.
2Warum ist Arbeitsplatzergonomie so wichtig?
Werden Produktionsprozesse ergonomisch gestaltet, senkt man damit das Belastungslevel der Mitarbeiter, die an diesem Produktionsprozess arbeiten. Gerade Mitarbeiter, die über Wochen, Monate oder Jahre hinaus immer die selben Bewegungsabläufen ausführen müssen, zeigen einen hohen Belastungslevel. Schwerwiegende Belastungschäden können die Folge sein. Die gilt es mit einer Arbeitsplatzergonomie zu vermeiden. Die Körperhaltung verbessert sich, die Kraftübertragung wird optimiert, Fehlhaltungen mit Folgeschäden an Mensch und Schäden am Werkstück werden vermieden.
3Arbeitsplatzergonomie für Schleifwerkzeuge
Schleifwerkzeuge, die per Hand bedient werden (handgeführte Maschinen), können mit ergonomisch angepasst werden (Kraftgriff, Präzisionsgriff). Mechanische Sonderlösungen wie ergonomische Gelenkarmsysteme helfen, einseitige Belastungen auf Hals, Schulter, Arme und Hände zu vermeiden. Damit ist nicht das Gewicht der Maschine ausschlaggebend für den Grad der Belastung, sondern Faktoren wie Reaktionsspielraum und Schubkräfte beeinflussen diesen. Schleifwerkzeug, die an ergonomischen Gelenkarmsystemen montiert sind, erleichtern dem Mitarbeiter den Arbeitsablauf und erhöhen auch die Präzision und die Qualität des Werkstücks.

Schleiffehler und Bleche

Durch das Schleifen werden Unebenheiten, Beschädigungen oder Oxidschichten auf Blechen entfernt. Bei der Veredelung von Blechen aus Edelstahl, Stahl, Aluminium oder Kupfer entsteht das klassische Industrie-Finish, der Hochglanz oder Spiegelglanz, oder Edelstahlbleche werden poliert. Dies erfolgt per Hand oder durch spezielle Schleifmaschinen oder Blechentgratmaschinen; letzteres vorwiegend in der industriellen Serienproduktion. Dabei kann es zu Fehlern kommen.

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1Wie entstehen Rattermarken?
Rattermarken entstehen bei einer Unwucht von Schleifscheiben. Meist weist der Schliff mit Rattermarken parallele Rattermarken am Werkstück auf. Neben der Unwucht als Verursacher von Rattermarken können diese auch durch Schwingungsbewegungen am Werkstück oder an der Schleifmaschine selbst entstehen. Sie entstehen auch durch Eigenschwingung eines wenig steifen Werkstücks, wobei der Schleifvorgang selbst die Eigenschwindung anregt. Auch ein Geschwindigkeitsverhältnis von weniger als 60 zwischen Scheibe und Werkstück hat Rattermarken zur Folge.
2Wie vermeidet man Rattermarken?
Überprüfen Sie die Werkstückaufnahme sowie die Scheibe auf Unwucht. Auch sollten die Kühlschmierstoffe nicht über die stehende Scheibe laufen. Die Verwendung eines Setzstocks ist zu empfehlen. Wenig steife Werkstücke werden mit Stützlünetten zusätzlich versteift. Kurze Bearbeitungszeiten helfen zudem den Verzug des Werkstücks zu vermeiden. Schleifbereiche können eingegrenzt werden, indem die Schleifscheibe zu groß gewählt wird. Zudem kann man sich von der mittleren zur feineren Körnung durcharbeiten. Oberflächendefekte werden meist mittels Kreuzschliff entfernt.
3Woher stammen Brandflecken beim Schleifen?
Spiralförmige oder örtliche braun-gelbe Verfärbungen an der Oberfläche von Blechen zeigen eine Überhitzung während des Schleifprozesses an. Die Ursachen dafür sind vielfältig. Meist liegen sie in einer unzureichenden Zufuhr von Kühlschmierstoffen, oder weil die Schleifscheibe zu fein oder zu hart abgerichtet ist. Liegt das Geschwindigkeitsverhältnis qs über 120, kann es ebenfalls zu Brandflecken infolge des Schleifprozesses kommen.
4Vermeiden von Brandflecken
Sie vermeiden Brandflecken, indem das Geschwindigkeitsverhältnis unter 120 gedrückt wird. Auch eine Erhöhung des Abrichtvorschubs, die Verwendung von Kühlschmiermitteln mit hohem Mineralölanteil und die Verwendung von weicheren Schleifscheiben hilft, Brandflecken zu vermeiden. Achten Sie dabei auf eine offenere Struktur bei der Wahl der Schleifscheibe. Mit kurzen Bearbeitungszeiten vermeidet man Verfärbungen infolge der Hitzeentwicklung am Werkstück.
5Wie vermeidet man Rattermarken beim Senken?
Beim Senken entstehen Rattermarken, wenn unscharfe Senkwerkzeuge verwendet werden, und/oder die Geschwindigkeit des Senkers war viel zu hoch gewählt. Rattermarken vermeidet man also durch die Verwendung scharfer Senkwerkzeuge und einer niedrigen Geschwindigkeit beim Senken. Je niedriger, umso besser (50 bis 100 Umdrehungen pro Minute). Das schont auch den Senker, denn er wird nicht heiß.

Qualitätsfaktoren

Die Qualität der Werkstücke hängt nicht nur von einem perfekten Fertigungsprozess ab. Auch die Produktionsumgebung und die Qualitätskontrollsysteme sind ausschlaggebend für das Endprodukt.

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1Geometriefehler durch mangelnde Wartung
Kommt es zu Geometriefehler, können Vibrationen am Schleifkörper und/oder Werkstück die Ursache sein. Warten Sie Ihre Werkzeugmaschine regelmäßig. Die Servicetechniker führen diese Wartung anhand von Maschinen spezifischen Checklisten durch. Dabei werden kritische Aspekte an der Schleifmaschine selbst, wie auch exponierte Teile, elektrische Komponenten und Steuerungssysteme überprüft. Eine Feinabstimmung der Maschine reduziert Schwingungsquellen. Diese können von mechanischen Komponenten, dem Kugelgewindetriebe, Lager und Befestigungselementen beeinträchtigt werden, sodass Geometriefehler auftreten.
2Faktor Schleifscheibe
Schleifscheiben sind ein Präzisionswerkzeug. Sind diese nicht abgerichtet oder schlecht konditioniert, können Werkstücke leicht beschädigt werden. Auch die Zeit, die es zur Fertigung des Werkstückes braucht, kann sich dadurch deutlich erhöhen. Schäden an der Spindel können ebenfalls Schadensfolgen von schlecht abgerichteten oder konditionierten Schleifscheiben sein. Regelmäßiges Abrichten und Konditionieren der Schleifscheibe hilft, diesen Schäden vorzubeugen.
3Faktor Temperatur
Hersteller von Kühlschmierstoffen weisen immer darauf hin, einen empfohlenen Temperaturbereich einzuhalten. Wird dieser überschritten, kann es zu Fehlern im Fertigungsprozess kommen und damit zu einer deutlichen Verminderung der Qualität des Werkstücks. Kühlen Sie den Kühlschmierstoff auf die vom Hersteller empfohlene Temperatur. Kontrollieren Sie auch die Bearbeitungsumgebung, die ebenfalls eine konstante Temperatur aufweisen soll. Im Idealfall beträgt Abweichung zwischen Temperatur des Kühlschmierstoffes und der Bearbeitungsumgebung plus/minus 1 Grad Celsius.
4Faktor Kühlschmierstoff
Nur einen Kühlschmierstoff zu verwenden, gewährleistet noch nicht ein hochqualitatives Werkstück. Auch Kühlschmierstoffen benötigen Wartung, damit die Oberflächengüte bei den Werkstücken konstant erreicht werden kann und die Schleifmaschine geschützt wird. Aus diesem Grund zahlt es sich aus, in eine Kühlschmierstoff-Filterung zu investieren. Ein Kühlmittelkühler kann ebenfalls in Betracht gezogen werden.
5Faktor Dokumentation
Maßnahmen zur Optimierung und Wartung von Schleifmaschinen zu setzen, reicht alleine nicht für eine gleichbleibende hohe Qualität in der Produktion aus. Dokumentieren Sie also jeden Wartungsschritt, jede Maßnahme zur Abstimmung der Schleifmaschine zur Erreichung der idealen Oberflächengüte. Haben Sie die Dokumentationsroutine einmal aufgesetzt, können Sie unerwartete Problemsituationen minimieren und Sie halten bewährte Verfahren bei.
6Welche Oberflächenmessgeräte gibt es?
Die Oberflächenbeschaffenheit wirkt sich nicht nur auf die optische Erscheinung aus, sondern hat auch Auswirkungen auf die technische Qualität des Werkstücks. Kenngrößen für die Qualitätsmessung von Oberflächen sind: Profil, Rauheit, Welligkeit. In vielen Branchen, besonders in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Medizintechnik, werden die Toleranzen der Oberflächenparameter immer enger. So gibt es eigene Messgeräte für Konturen und Rauheit oder auch kombinierte Kontur-Rauheitsmessgeräte. Dazu zählen auch taktile oder berührungslose 2D- und 3D-Messgeräte. Berührungslose (optische) Messgeräte beschleunigen den Messvorgang. Auch kommen zunehmend 3D-Messgeräte zur Anwendung, da mit diesen die Oberflächen detaillierter charakterisiert werden können.
7Worauf kommt es der optischen Messung von hochreflektierenden Flächen an?
Trifft das Licht eines Sensors nicht exakt senkrecht auf polierte und sehr glatte Oberflächen, wird es am Objektiv des Sensors vorbei reflektiert. Oberflächeninformationen gehen so verloren. Bei hochreflektierenden Werkzeugen handelt es sich häufig um rotationssymmetrische Drehteile. Mittels eines 3D-Messverfahrens kann die gesamte Werkstückoberfläche mit verschiedenen Drehachsscans erfasst werden. Die Dreh-Schwenk-Achse wird dabei mit chromatischen Fokus-Sensoren kombiniert, sodass die direkte Reflexion und der mangelnde Kontrast hochreflektierender Oberflächen ausgeglichen wird. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Genauigkeit im Messergebnis und eine "3D-Punktewolke" der gesamten Werkzeugoberfläche.

Messverfahren

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1Welche Oberflächenmessgeräte gibt es?
Die Oberflächenbeschaffenheit wirkt sich nicht nur auf die optische Erscheinung aus, sondern hat auch Auswirkungen auf die technische Qualität des Werkstücks. Kenngrößen für die Qualitätsmessung von Oberflächen sind: Profil, Rauheit, Welligkeit. In vielen Branchen, besonders in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und der Medizintechnik, werden die Toleranzen der Oberflächenparameter immer enger. So gibt es eigene Messgeräte für Konturen und Rauheit oder auch kombinierte Kontur-Rauheitsmessgeräte. Dazu zählen auch taktile oder berührungslose 2D- und 3D-Messgeräte. Berührungslose (optische) Messgeräte beschleunigen den Messvorgang. Auch kommen zunehmend 3D-Messgeräte zur Anwendung, da mit diesen die Oberflächen detaillierter charakterisiert werden können.
2Worauf kommt es bei der optischen Messung von hochreflektierenden Flächen an?
Trifft das Licht eines Sensors nicht exakt senkrecht auf polierte und sehr glatte Oberflächen, wird es am Objektiv des Sensors vorbei reflektiert. Oberflächeninformationen gehen so verloren. Bei hochreflektierenden Werkzeugen handelt es sich häufig um rotationssymmetrische Drehteile. Mittels eines 3D-Messverfahrens kann die gesamte Werkstückoberfläche mit verschiedenen Drehachsscans erfasst werden. Die Dreh-Schwenk-Achse wird dabei mit chromatischen Fokus-Sensoren kombiniert, sodass die direkte Reflexion und der mangelnde Kontrast hochreflektierender Oberflächen ausgeglichen wird. Das Ergebnis ist eine sehr hohe Genauigkeit im Messergebnis und eine "3D-Punktewolke" der gesamten Werkzeugoberfläche.
3Wie arbeiten Oberflächenmessgeräte nach dem Tastschnittverfahren?
Das Tastschnittverfahren ist ein taktiles Messverfahren, bei dem spezielle Messgeräte, so genannte Perthometer, zur Anwendung kommen. Diese tasten die Rauheit und Uebenheiten einer zu messenden Oberfläche ab. Die mechanischen Bewegungen der Spitze, die die Oberfläche abtastet, werden in elektrische Signale umgewandelt und auf einer Skala angezeigt. Es wird dabei zwischen Bezugsflächen- und Kufentastsystemen unterschieden.

Schleifmaschinen umbauen, umrüsten, warten und Retrofit

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1Was sind Retrofit-Maschinen?
Werkzeugmaschinen müssen bei maximaler Auslastung eine hohe Präzision und höchsten Qualitätsanforderungen gerecht werden. Damit diese Qualität gewährleistet wird, müssen ältere Maschinen auf den neuesten Stand gebracht werden. Die Umbaumaßnahmen und technische Aufrüstung von Schleifmaschinen wird als "Retrofit-Service" bezeichnet. Im Vergleich zum Neukauf einer Schleimaschine lassen sich mit einem Retrofit bis zu 60 Prozent an Kosten sparen. Dabei werden beispielsweise Schleifstücke und Abrichtspindeln neu gelagert, die Elektrik, Hydraulik und das Messsystem werden komplett erneuert. Die Steuerung der Maschine wird einem Upgrade unterzogen.
2Warum Retrofit? Welchen Nutzen bringt ein Retrofit-Service?
Der geringe Investitionsaufwand für ein Retrofit bringt ein Einsparungspotenzial von bis zu 60 Prozent der Kosten im Vergleich zu einer Neuanschaffung. Damit lässt sich der Maschinenpark kostengünstig modernisieren. Eine Funktionserweiterung durch den Einbau moderner Komponenten, mehr Flexibilität durch neue Software, erweiterte Anwendungsbereiche und gesteigerte Bearbeitungsqualität sind zusätzliche positive Effekte, die sich mit einem Retrofit-Service erreichen lassen.
3Was ist mit Retrofit gemeint?
Unter "Retrofit" wird das Nachrüsten, Überholen, Modernisieren der Elektrik, Mechanik oder Steuerung einer bestehenden Anlage oder Werkzeugmaschine verstanden. Dies kann auf Basis von Maschinenteilen und auch digital erfolgen. Auch ein digitaler Retrofit rüstet Maschinen digital auf und macht sie damit fit, in der Industrie 4.0 oder dem Internet of Things (IoT) weiterhin einsetzbar zu machen. Zusätzlich können mit einem digitalen Retrofit die Automatisierung in der Produktion bzw. die vorausschauende Wartung von Maschinen (Predictive Maintenance) unterstützt werden. Damit das Retrofit auch passt, werden dafür Lizenzen für spezielle Maschinen erworben. Beispielsweise hält die Firma HDC Huttelmaier die weltweite Lizenz zum Retrofit von WENDT-Schleifmaschinen.
4Was bedeutet Retooling?
Unter Retooling wird das Umrüsten von Produktionsprozessen auf bestehenden Werkzeugmaschinen verstanden. Damit wird die Effektivität der gesamten Anlage optimiert (OEE). Es werden Testläufe, Materialflüsse, Rüstvorgänge, Kalibrierzeiten, Steuerungsprozesse umgerüstet. Dabei werden Werkzeugmaschinen auch auf neue Bauteile oder neue Bearbeitungsprozesse umgerüstet.
5Worauf liegt der Schwerpunkt beim Retrofit?
Der Schwerpunkt des Retrofits liegt auf der Steuerung und der Elektrik. Ein solcher kann auch durch das Retrofit der Mechanik und der Maschinengeometrie ausgelöst werden. Oftmals ist sogar die Maschinengeometrie der eigentliche Auslöser für eine Maschinenüberholung (Retrofit). Im Zuge dessen wird dann auch die Elektrik erneuert, was nicht immer der Fall sein muss.