Schleifen mit Profilschleifmaschinen - ein Verfahren mit hohem Potential

Das Schleifen mit Profilschleifmaschinen ist heutzutage nicht mehr nur ein Verfahren zum Erlangen erstklassiger Maß- und Oberflächenqualitäten. Im Laufe der letzten Jahre hat sich der Schleifprozess zu einem Hochleistungszerspanungsverfahren herauskristallisiert und ist in der Industrie nicht mehr wegzudenken. So tritt für Profilschleifmaschinen, neben der selbstverständlichen Voraussetzung der Genauigkeit, eine hohe Zerspanleistung in den Vordergrund. Profilschleifmaschinen eignen sich auch hervorragend zum Erzeugen von beliebigen Profilformen.

Pendelschleifen als verbreitetes Verfahren

Auch mit Profilschleifmaschinen sind die üblichen Verfahrensvarianten wie Pendelschleifen und Tiefschleifen realisierbar. Die meist verbreitete Technologie stellt dabei das Pendelschleifverfahren dar. Hierbei wird das Werkstück mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten aber geringen Zustellbeträgen bearbeitet. Die Zustellung beträgt je nach Werkstückmaterial oft nur wenige Mikrometer.

Das Tiefschleifen, welches zunehmend in der Einzelteil- und Serienfertigung an Bedeutung gewinnt, ist ebenfalls mit fast allen Profilschleifmaschinen durchführbar. Mit einer hohen Zustellung von mehreren Millimetern aber mit geringer Vorschubgeschwindigkeit kann es unter Umständen das schnellere Verfahren sein. Auf Grund des geringen Vorschubes kann man hier außerdem noch eine längere Standzeit des Werkzeugs und enorme Einsparung von Schleifzeiten erreichen.

Schleif- und Polierscheiben - die Werkzeuge der Profilschleifmaschinen

Das Bearbeitungsergebnis von Profilschleifmaschinen hängt im Wesentlichen sehr stark vom Zustand und der Güte des Schleifmittels ab. Unter Schleifmitteln versteht man die eigentlichen Schleifwerkzeuge, welche vor allem bei Profilschleifmaschinen komplexere Formen annehmen können als bei normalen Flachschleifmaschinen. Diese eben genannten komplexeren Formen richten sich nach dem zu erstellenden Profil, denn im Normalfall ist das Werkzeug der Negativabdruck. Im üblichen Sprachgebrauch, werden diese üblicherweise aus Schleifmittelkörnern und Bindemittel in Form gebrachten Werkzeuge, Schleifscheiben genannt. Wie bei allen anderen Schleifmaschinen müssen die Werkzeuge der Profilschleifmaschinen regelmäßig abgerichtet bzw. geschärft werden. Werkzeuge von Profilschleifmaschinen verlangen jedoch außerdem ein erneutes Profilieren der Werkzeugform im Gegensatz zu gewöhnlichen Flachschleifmaschinen, bei denen ein bloßes Planen der Umlauffläche ausreicht. Für diesen Vorgang befindet sich in Profilschleifmaschinen eine Vorrichtung zum sogenannten Abrichten, welche meist aus Industriediamant besteht. Dies bedeutet, dass neben der Bearbeitung des Werkstückes auch das Bearbeiten des Werkzeuges erforderlich ist, was ebenfalls von den Profilschleifmaschinen übernommen wird. Ausnahmen bilden hierbei jedoch CBN-Schleifscheiben, die nicht abrichtbar sind.

Drehstrommotoren als Standardantrieb

Wie bei fast allen Schleifmaschinen erfolgt der Antrieb der Achsen in Profilschleifmaschinen über Servomotoren. Ausnahmen bilden da Profilschleifmaschinen, welche konventionell bedient werden. Bei diesen manuellen Maschinen erfolgt zum Beispiel das Verfahren des Tisches im Allgemeinen über einen Hydraulikzylinder. Die Werkzeugachse wird jedoch wie bei allen modernen Profilschleifmaschinen üblich von einem geregelten Drehstrommotor in Rotation versetzt. Lediglich ältere Profilschleifmaschinen, welche noch mit Gleichstrommotoren bestückt sind, weichen von der Norm ab. Einer möglichst konstanten Drehzahl wird seitens der Hersteller von Profilschleifmaschinen hohe Beachtung geschenkt, da dies ein ausschlaggebendes Kriterium für ein exaktes Ergebnis darstellt.

Auf den Mikrometer genau: Messsysteme an Profilschleifmaschinen

Um ein einwandfreies Produkt mit Profilschleifmaschinen zu erlangen, reichen die mechanischen Grundlagen, wie ein massiver Grundaufbau und spielfreie Achsen, für genaues Arbeiten allein nicht aus. Höchstpräzise meist elektronisch ausgelegte Messsysteme garantieren ein zufriedenstellendes Resultat. An Achsen, die eine hohe Wiederholgenauigkeit besitzen müssen werden meist indirekt messende Drehgeber eingesetzt. Die Auflösung liegt im Bereich von 0,001 mm, was man heute bei exklusiven Profilschleifmaschinen als Standard ansehen kann. Für exklusivere Profilschleifmaschinen hingegen werden Linearmaßstäbe genutzt, wobei sich die Positioniergenauigkeit nur wesentlich verbessert. Der Bezugspunkt bei Profilschleifmaschinen liegt immer am Abrichtwerkzeug.

Sicherheit geht auch bei Profilschleifmaschinen vor!

Anlagen wie Profilschleifmaschinen müssen wie alle anderen Werkzeugmaschinen gesetzlichen Bestimmungen entsprechen. So sind bei geschlossenen Anlagen wie üblich Schutzschalter installiert, sodass kein Zugriff ins Innere der aktiven Maschinen ermöglicht wird. Bei offenen Profilschleifmaschinen entfällt logischerweise solch ein Mechanismus, wobei bemerkt werden sollte, dass es sich dann auch meist um kleinere Maschinen handelt. Ein Sicherheitsmerkmal, was sämtliche Profilschleifmaschinen aufweisen ist der Fangschutz für eventuell berstende Werkzeuge. Die Schleifscheiben sind immer auf ihre Umlaufgeschwindigkeiten geprüft und gekennzeichnet, womit ein sogenannter "Zerknall" durch reine Zentrifugalkraft nahezu ausgeschlossen werden kann. Doch bei fehlerhafter Bedienung oder bei Codefehlern im CNC-Programm können unvorhergesehene Kräfte entstehen. Wird das Werkstück zu schnell angefahren oder auf Grund von Programmfehlern sogar in den Werkstückträger gefahren, kann es zum Zerspringen der Scheibe kommen und für Umstehende zur Gefahr werden. Aus diesem Grund sind diese Fangeinrichtungen in Profilschleifmaschinen so konzipiert, dass sie diesen Gewalten gewachsen sind.

Spezielle Anforderungen an Profilschleifmaschinen

Je nach dem, welcher Komfort von Profilschleifmaschinen verlangt oder welcher Einsatzzweck verfolgt wird, können die Anlagen unterschiedlich aufgebaut und ausgestattet sein. Im einfachsten Fall werden Profilschleifmaschinen manuell bedient und sind bei der Achsverstellung auf einen ständig anwesenden Bediener angewiesen. Profilschleifmaschinen dieser Art sind heute vor allem bei Neuanschaffungen eher selten geworden. Für die Bearbeitung von Einzelteilen in kleinen Unternehmen sind diese Profilschleifmaschinen noch tragbar.

Bei Serienfertigungen kommt es jedoch auf Geschwindigkeit und einen geringen Kostenfaktor an, um das Produkt rentabel zu machen. Hier werden NC-Profilschleifmaschinen mit automatischer Schleifkopfzustellung und Eilgangmotoren zum schnellen An- und Abfahren benötigt um auch wirklich die größte Zeitersparnis zu erreichen. Profilschleifmaschinen dieser Art können wiederum in einfache NC-Profilschleifmaschinen und in CNC-bahngesteuerte Profilschleifmaschinen unterschieden werden. Letztere sind die Meister ihres Faches und verfügen oft über SIEMENS-Steuerungen mit einer umfangreichen, meist auf Windows basierenden Bedienoberfläche (HMI). Des Weiteren besitzen exklusivere Profilschleifmaschinen automatische Düsenverstellungen um das Kühl-Schmiermittel an die richtigen Stellen zu befördern oder Absauganlagen um den Bediener vor dem Produktionsstaub bzw. Kühlmittelnebel zu schützen. Sie sehen, dass sich die Unterscheidung von Profilschleifmaschinen im Wesentlichen auf die Flexibilität, den Einsatzzweck und den Komfort beziehen.