Komplettbearbeitung Kleine Futterteile in einer Aufspannung genau drehen und schleifen

Redakteur: Bernhard Kuttkat

Der Trend zur Miniaturisierung der Bauteile bei gleichzeitig höheren Anforderungen an die Genauigkeit hat Emag veranlasst, eine vertikale Produktionsschleifmaschine, die auch drehen kann, zu entwickeln. Werkstücke mit Durchmessern von 2 bis 60 mm können in einer Aufspannung innen, außen und unrund geschliffen sowie auch hartgedreht werden.

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Bild 1: Vertikale Produktionsschleifmaschinen VG 110 mit Be- und Entladesystem.
Bild 1: Vertikale Produktionsschleifmaschinen VG 110 mit Be- und Entladesystem.
( Archiv: Vogel Business Media )

Mit der vertikalen Produktionsschleifmaschine VG 110 (Bild 1) kann der Anwender wahlweise „klassisch“ schleifen oder die Vorteile der Kombination Drehen und Schleifen in einer Maschine nutzen: Am Werkstück werden alle durch Drehen prozesssicher herstellbaren Geometrieelemente des Werkstücks weich oder hart fertiggedreht und anschließend in derselben Werkstückspannung nur noch an den Stellen (und meist nach dem Vordrehen) finish-geschliffen, wo die Qualität dies erfordert.

Dadurch werden höhere Werkstückqualitäten erreicht und gleichzeitig die Taktzeiten reduziert; zudem reduziert sich der Verschleiß der Schleifwerkzeuge und damit die Anzahl der Abrichtvorgänge. Das macht die VG-Baureihe für die Fertigung vieler hochpräziser kleiner Werkstücke höchst attraktiv, so der Hersteller.

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Als Beispiele genannt werden Tassenstößel und Ventilkörper für die moderne Einspritztechnologie, Rollen und Buchsen für die Pumpe-Düse-Technik, Kurvenringe für Einspritz- und Servolenkungspumpen, PKW-Klimaanlagen, Radialkolbenpumpen und Radialkolbenmotoren, Innen- und Außenpolygone an Werkzeugschäften oder Antriebswellen, Zylinderbuchsen, Zahnräder (Bild 2).

Messsystem sorgt für Genauigkeiten von 0,5 bis 1 µm

Der Maschinengrundkörper aus hochwertigem Polymerbeton bietet, laut Unternehmen, beste thermische Stabilität und hervorragende Dämpfungseigenschaften. Um höchste Bearbeitungsgenauigkeiten an kleinen Werkstücken erzielen zu können, sind die X- und Z-Achse getrennt. Die vertikale Z-Achse ist mit einem Linearantrieb ausgestattet. Dadurch lassen sich schnelle und kurze Oszillierhübe für die Schleifspindel(n) realisieren. Die X-Achse ist genauigkeitsbestimmend und in der Vertikalanordnung komplett aus dem Arbeitsraum herausgenommen.

Das hochauflösende Messsystem ist lediglich 100 mm von der Bearbeitung entfernt. Damit lassen sich je nach Anwendungsfall Genauigkeiten von 0,5 bis 1 µm erreichen. Die Werkstückspindel ist eine frequenzgeregelte Drehstrom-Motorspindel. Geringe Massen und das hohe Drehmoment sorgen für eine besonders hohe Dynamik.

Nebenzeiten beim Schleifen und Drehen werden minimiert

Kurze Verfahrwege, hohe Geschwindigkeiten, hohe Steifigkeit und ein integriertes Kühlsystem für Spindelmotor, Schleifspindeln, Linearantrieb und Schaltschrank führen zu kurzen Nebenzeiten, zu hoher Produktivität gepaart mit besonders hoher Präzision, verspricht der Hersteller. Zur Kompensation der Schleifdorndurchbiegung kann der Werkzeugträger mit einer schwenkbaren E-Achse ausgestattet werden. Aufgrund des modularen Maschinenkonzepts kann die Werkzeugausrüstung an die geforderte Bearbeitungsaufgabe angepasst werden. Den Angaben zufolge sind folgende Varianten möglich:

  • ein oder zwei Innenschleifspindeln zum Rund- oder Unrundschleifen (Bild 3),
  • eine Innen- oder eine Aussenschleifspindel und ein Drehwerkzeug (Bild 4).

Die Produktionsschleifmaschine VG 110 bietet moderne Schleiftechnik, beispielsweise keramische oder galvanische CBN-Schleifscheiben, adaptives Schleifen, Anschnitterkennung, Touch-Abrichten sowie Abrichtspindel zum Einsatz von Diamantformrollen. Gesteuert wird die Maschine von einer Sinumerik 840 D. Eine komfortable Software von Emag soll die Programmierung und Bedienung vereinfachen.

Sehr kurze Ladezeiten steigern Produktivität

Bei den kurzen Bearbeitungszeiten sind kurze Ladezeiten wichtiger denn je, meint der Hersteller. Sehr kurze Ladezeiten von etwa 1,5 s ergeben sich beim Beladen kleiner Werkstücke durch die Werkstückspindel (Bild 5). Teile, die nicht durch die Spindel zugeführt werden können, werden mit einem Shuttle in den Arbeitsraum gebracht und mit einem Lift-up-Lader in die Spannvorrichtung gehoben (Bild 6). Die Be- und Entladezeit liegt, abhängig vom Spannmittel, im Bereich von 4 s.

Die VG 110 erfüllt nach Auffassung des Herstellers alle Anforderungen, die heutzutage an eine moderne Produktionsschleifmaschine gestellt werden:

  • hohe Produktivität,
  • sehr hohe Bearbeitungsgenauigkeit,
  • kurze Zykluszeiten,
  • niedrige Werkstückkosten sowie
  • Einsatz modernster Schleiftechnik.

Die vertikale Produktionsschleifmaschine lässt sich sowohl als stand-alone als auch in einer automatischen Fertigungskette als autarkes Glied für das Drehen, Innen-, Außen- und Planschleifen einsetzen. Hohe Anwendungsflexibilität, extreme Steifigkeit, kurze Hübe, hohe Eilgänge, das integrierte Kühlsystem und die Werkstückzuführung durch die Spindel bieten eine hohe Produktivität bei hoher Präzision und denkbar geringen Nebenzeiten, betont der Hersteller. Zudem sei der Platzbedarf von 5,3 m² außerordentlich gering.

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