Leitfaden. Spitzenloses Außenrundschleifen. A member of the United Grinding Group

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1 Leitfaden Spitzenloses Außenrundschleifen A member of the United Grinding Group

2 2. Auflage Juni 2016 Haftungsausschluss: Technische und sonstige Änderungen vorbehalten. Alle Informationen und Empfehlungen wurden bis zum Zeitpunkt des Druckes nach bestem Wissen und Gewissen zusammengetragen und als korrekt empfunden. Dennoch wird jegliche Haftung wegen Fehlerhaftigkeit der Angaben ausgeschlossen. Autoren: Dipl. Technik-Redakteur (FH) Kristian Conrad Sven Stoll Dipl.-Ing. Karsten Otto Copyright: Schaudt Mikrosa GmbH Saarländer Straße Leipzig Deutschland

3 Inhalt Vorwort 7 Grundlagen Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? Funktionsweise Einstechschleifen und Durchgangsschleifen Vor- und Nachteile Vorteile gegenüber dem Schleifen zwischen Spitzen Nachteile gegenüber dem Schleifen zwischen Spitzen 15 Maschinenkonzepte Klassifikation nach Neigung des Maschinenbettes Klassifikation nach Schleifspalt Beweglicher Schleifspalt Ortsfester Schleifspalt Spindeln Spindellagerungsprinzip Scheibenaufnahme Spindellager 25 Der Schleifspalt Mittelpunktsverlagerung Formbildungsprozess Rundheit Ermittlung des Rundheitsfehlers Höhenlage H und Auflagewinkel β Polygone Stabilitätsindex SI Stabilitätskarten Schleifspaltgeometrie 40 3

4 Inhalt Tangentenwinkel γ Höhenlage H Winkel an den Kontaktpunkten Relativer Auflagewinkel β rel Schleifspaltgeometrie Einstechschleifen Schleifspaltgeometrie Durchgangsschleifen Kräfte im Schleifspalt Kräfte an der Schleifscheibe Kräfte an der Werkstückauflage Kräfte an der Regelscheibe Betrachtung der Kräfte 50 Einstechschleifen Funktionsweise allgemein Prozessführung Schleifen aus dem Vollen Schleifen mit Zusatzfunktionen Oszillation Einfluss der Werkstückgeometrie Schleifspaltaufbau Freistiche und Zwischenringe Anschlag Anschliff Schleifen von Stirnflächen Schrägstellung der Schleifscheibe Schrägstellung der Werkstückauflage Axialeinstechen im Gradeinstich mit Z-Achse Abtransport der Werkstücke 68 Durchgangsschleifen Funktionsweise allgemein Form der Regelscheibe Konische Regelscheibenform 74 4

5 Inhalt Symmetrische Regelscheibenform Numerisch gesteuerte Regelscheibenform Staupunktverschiebung Prozessführung und Verschleißentwicklung Mehrere Durchgänge Einstufiger Prozess (Schwenkung der Regelscheibe) Mehrstufiger Prozess (Profilierung der Schleifscheibe) Konizität des Schleifspaltes Führung der Werkstücke Führungsbacken und -leisten Prismen-Werkstückauflage Oberführung 91 Einflussgrößen Systemgrößen Einstechschleifen Durchgangsschleifen Stellgrößen Schleifscheibendrehzahl n S und Schleifscheibenumfangsgeschwindigkeit v S Regelscheibendrehzahl n R und Regelscheibenumfangsgeschwindigkeit v R Werkstückdrehzahl n W und Werkstückumfangsgeschwindigkeit v W Zustellung a e und Zustellgeschwindigkeit v fr beim Einstechschleifen Vorschub s und Vorschubgeschwindigkeit v fa beim Durchgangsschleifen Überschliffzahl U und Schleifzeit t s Ausfunkumdrehungen U a und Ausfeuerzeit t a Kenngrößen Geschwindigkeitsverhältnis q S Bezogenes Zeitspanungsvolumen Q W Äquivalente Spanungsdicke h eq 111 5

6 Inhalt Schleifverhältnis G Prozessauslegung Strategie zur Richtwertvorgabe 114 Formelzeichen und Einheiten 117 Glossar 121 Stichwortverzeichnis 127 Literaturverzeichnis 133 6

7 Vorwort Wir, die Schaudt Mikrosa GmbH, haben uns entschlossen, die relevantesten Daten für den spitzenlosen Schleifprozess festzuhalten. Aufgrund der Fülle an Informationen und dem begrenzten Platzangebot erheben wir jedoch keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Dieser Leitfaden soll einen schnellen Einstieg in ein komplexes Thema geben. Er fasst als kompaktes Nachschlagewerk die wichtigsten Zusammenhänge beim Spitzenlosschleifen kurz zusammen. Mit seinen Erläuterungen, Formeln, Tabellen und Diagrammen soll er aber auch erfahrenen Schleifern eine Stütze sein. Der Leitfaden muss nicht linear gelesen werden und enthält daher oft Verweise auf weiterführende Informationen in anderen Kapiteln. Einen schnellen Zugang zu den wichtigsten Informationen bieten das Glossar, der Abschnitt Formelzeichen und Einheiten sowie das Stichwortverzeichnis im Anhang. Das spitzenlose Außenrundschleifen hat sich in der Vergangenheit vor allem wegen seiner hohen Produktivität als erfolgreiches Schleifverfahren etabliert. Auch in Zukunft kann man insbesondere durch den Einsatz von CBN eine weitere Steigerung der Produktivität erwarten. Mit neuen Maschinenkonzepten und Fortschritten in der Schleiftechnologie sind immer kleinere Form- und Lagetoleranzen möglich. Das Spitzenlosschleifen wird auch schon vermehrt im Kleinserienbereich angewendet, erfordert allerdings vom Maschinenbediener und Einrichter eine umfassende Prozesskenntnis. Ihre Schaudt Mikrosa GmbH im Folgenden auch nur Spitzenlosschleifen genannt Cubic Boron Nitrite: Hochhartes Schleifmittel für Hochgeschwindigkeitsanwendungen zur Taktzeitreduzierung 7

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9 Grundlagen Das folgende Kapitel vermittelt in kurzer Form die wichtigsten Grundlagen des spitzenlosen Außenrundschleifens. Es soll helfen, sich einen schnellen Überblick über die zahlreichen Zusammenhänge zu verschaffen. Genaue Details der einzelnen Größen finden sich in den weiterführenden Kapiteln. Spitzenloses Außenrundschleifen Einführung Zusammenhänge Grundlagen Werkstückauflage Regelscheibe Schleifscheibe 1 9

10 1 Grundlagen Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? 1.1 Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? Abb. 1-1 Auswahl einiger Produkte des spitzenlosen Außenrundschleifens Das Spitzenlosschleifen ist ein Verfahren zum Schleifen zylindrischer Körper und dient der Massenfertigung von z. B. Zylinderrollen, Kegelrollen, Düsennadeln, Pumpenkolben, Hydraulikschiebern, Zapfenkreuzen, Bohrern u. v. a Funktionsweise Das Werkstück wird nicht zwischen zwei Spitzen eingespannt, weshalb man auch von spitzenlosem bzw. Centerless-Schleifen spricht. Stattdessen liegt das Werkstück im so genannten Schleifspalt zwischen der Schleifscheibe und der Regelscheibe auf einer Werkstückauflage. Durch die rotierende Schleifscheibe und Regelscheibe wird das Werkstück in Drehung versetzt und Material abgetragen (Abb. 1-2). 10

11 Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? 1 Grundlagen [1] Schleifscheibe [2] Werkstück Abb. 1-2 Funktionsweise des spitzenlosen Außenrundschleifens [3] Regelscheibe [4] Werkstückauflage Der Schleifdruck der Schleifscheibe [1] presst das Werkstück [2] gegen die Regelscheibe [3] und die Werkstückauflage [4]. Die rotierende Regelscheibe liefert den zum Schleifen notwendigen Gegendruck. Regelscheibe und Schleifscheibe haben die gleiche Rotationsrichtung aber unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten. Die Regelscheibe rotiert mit einer geringeren Geschwindigkeit und bremst damit das Werkstück. Außerdem stützt die Regelscheibe das Werkstück ab und bestimmt beim Durchgangsschleifen durch ihre Neigung in ihrer Drehachse und Drehzahl die Durchlaufgeschwindigkeit des Werkstückes. Das rotierende Werkstück liegt beim Schleifen auf der Werkstückauflage. Diese hat auf Grund ihrer Dicke, des Auflagewinkels β und des verwendeten Materials der Kontaktfläche Einfluss auf die Qualität des Schleifprozesses.... wird auch Auflageschiene genannt 11

12 1 Grundlagen Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? Einstechschleifen und Durchgangsschleifen Grundsätzlich wird beim spitzenlosen Außenrundschleifen zwischen zwei Verfahren unterschieden: Dem Einstechschleifen und dem Durchgangsschleifen. Tab. 1-1 Einstechschleifen und Durchgangsschleifen Einstechschleifen Durchgangsschleifen Einsatzgebiet: Werkstücke mit abgesetzten oder profilierten Mantelflächen Das Werkstück wird von oben oder seitlich in den Schleifspalt eingeführt und durch einen axialen Anschlag positioniert. Dies erreicht man durch eine minimale Neigung der Regelscheibe (0,1 0,2 ). Einsatzgebiet: Zylindrische, nicht profilierte Werkstücke wie Ringe, Stangen, Bolzen und Rohre Die Werkstücke laufen ununterbrochen mit axialem Vorschub durch den Schleifspalt. Möglich wird dies durch die Neigung der Regelscheibe um ihre Drehachse. Damit trotz dieser Neigung alle Werkstücke Kontakt über die gesamte Scheibenbreite haben, hat die Regelscheibe eine hyperbolische Form (Abb. oben). 12

13 Was ist spitzenloses Außenrundschleifen? 1 Grundlagen Einstechschleifen Die Schleifscheibe bestimmt die Form des Werkstückes und ist daher entsprechend profiliert. Auch die Regelscheibe ist entsprechend der Werkstückkontur profiliert, um dieses abzustützen. Mehrere Sitze eines Werkstückes können gleichzeitig und schlagfrei zueinander geschliffen werden. Bei ausreichender Schleifspaltbreite können sogar mehrere Werkstücke im Schleifspalt liegen. Sonderfall: Schrägeinstechschleifen (sogar Stirnflächen können bearbeitet werden) Durchgangsschleifen Die Drehzahl und der Neigungswinkel der Regelscheibe bestimmen gemeinsam die Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke. Die Werkstücke liegen mit ihren Stirnflächen aneinander, bis sie den letzten Abschnitt des Schleifspaltes durchlaufen. An dieser Stelle ist die Umfangsgeschwindigkeit der Regelscheibe am höchsten, da hier ihr Umfang am größten ist (Abb. oben). Das Bearbeitungsverfahren ist äußerst wirtschaftlich, da die Beschickung der Maschine während des Schleifens erfolgt. Zustellbewegungen sind nur insofern notwendig, wie sie die Abnutzung der Schleifscheibe erfordern. Sonderfall: Durchgangsschleifen von Kegelrollen und bombierten Zylinderrollen Tab. 1-1 Fortsetzung Einstechschleifen und Durchgangsschleifen Kapitel 4 Einstechschleifen Kapitel 5 Durchgangsschleifen Kapitel 4.4 Schleifen von Stirnflächen Bestückung der Maschine mit neuen Rohlingen 13

14 1 Grundlagen Vor- und Nachteile 1.2 Vor- und Nachteile Jedes Schleifverfahren hat seine Vor- und Nachteile. Welche konkreten Vorteile das spitzenlose Außenrundschleifen gegenüber dem herkömmlichen Schleifen zwischen Spitzen hat, erläutert die folgende Gegenüberstellung. Zeit, die nicht zum Schleifen selbst genutzt werden kann, aber notwendig ist eine Schleifphase ebenso wie das Fertigschleifen; mehr dazu im Glossar Vorteile gegenüber dem Schleifen zwischen Spitzen Hohe Produktivität: Es ist kein Einspannen des Werkstückes erforderlich. Dadurch entstehen beim Einlegen und Herausnehmen der Werkstücke sehr geringe Nebenzeiten, die im Vergleich zum Einspannen zwischen Spitzen meist viel geringer sind. Beim spitzenlosen Durchgangsschleifen folgt ein Werkstück unmittelbar dem anderen. Die Nebenzeit für das Zuführen ist daher sehr gering. Stabile Abstützung des Werkstückes: Das Werkstück wird auf einem wesentlichen Teil seiner Länge bzw. seiner gesamten Länge durch Regelscheibe und Werkstückauflage gestützt. Dies ist vor allem bei längeren Werkstücken mit sehr kleinem Durchmesser außerordentlich vorteilhaft. Es können ohne Rücksicht auf Biege- und Torsionsbeanspruchungen kräftige Schruppschliffe vorgenommen werden. Schädliche Deformierungen durch die Schleifkräfte treten nicht auf. Die Zerspanleistung kann so erhöht werden. Beim Fertigschleifen kann durch die stabile Abstützung des Werkstückes sehr präzise geschliffen werden, d.h. auch Werkstücke mit geringen Toleranzen werden prozesssicher bearbeitet. Doppelte Genauigkeit: Der eingestellte Zustellbetrag entspricht beim Spitzenlosschleifen der Durchmesserabnahme des Werkstückes. Beim Schleifen zwischen Spitzen dagegen wirkt der Zustellbetrag radial. Das bedeutet, dass bei gleichem Zustellbetrag der Durchmesser um circa den doppelten Betrag reduziert wird. Die Verfahrensgrundgenauigkeit beim Spitzenlosschleifen ist da- 14

15 Vor- und Nachteile 1 Grundlagen mit wesentlich höher. Zustellfehler, die z. B. durch Schleifscheibenverschleiß oder thermische Verlagerungen in der Maschine entstehen, sind nur halb so groß. Verminderung der Vorarbeit: Die für das Schleifen zwischen Spitzen erforderliche Vorarbeit am Werkstück durch Herstellung der Zentrierungen fällt nicht an. Geringeres Aufmaß: Beim spitzenlosen Schleifen sucht sich das Werkstück zu Beginn der Bearbeitung seine Drehachse entsprechend der vorhandenen Mantelfläche. Da hierbei zuerst die höchsten Stellen am Werkstück berührt werden, wird beim Spitzenlosschleifen der größte Durchmesser fertig geschliffen, der im jeweiligen Zustand möglich ist. Das bedeutet, dass das Aufmaß beim Spitzenlosschleifen kleiner sein kann als beim Schleifen zwischen Spitzen, da es dort von der Lage der Zentrierung zur Mantelfläche abhängt, wie viel Aufmaß erforderlich ist. gesamte Bearbeitungszugabe eines Werkstückes Nachteile gegenüber dem Schleifen zwischen Spitzen Regenerativeffekt: Beim Formbildungsprozess kann es durch diesen Effekt zu instabilem Verhalten kommen. Die Zusammenhänge sind jedoch seit einigen Jahren gut bekannt und durch die Wahl einer geeigneten Schleifspaltgeometrie beherrschbar. Probleme mit Koaxialität / Konzentrizität: Die Konzentrizität der Außenfläche zu Zentrierbohrungen, die am Werkstück eventuell vorhandenen sind, ist nicht gegeben. Dies kann zu Problemen führen, wenn in nachfolgenden Arbeitsschritten wieder vom Zentrum heraus gearbeitet wird. Mit der KRONOS dual kann dieser Effekt beeinflusst werden. Kapitel 3.3 Schleifspaltgeometrie mehr zur Koaxialität und zur Konzentrizität im Glossar 15

16 1 Grundlagen Vor- und Nachteile Schleifscheibe und Werkstück laufen an ihrem Berührungspunkt in gegensätzliche Richtungen Geringere Flexibilität: Das Umrüsten auf einen anderen Werkstücktyp ist bedingt durch die Handhabung von zum Teil recht großen Schleif- und Regelscheiben recht aufwendig. Zumindest beim Einstechschleifen ist eine dem Werkstück angepasste Werkstückauflage notwendig. Kein Schleifen im Gegenlauf: Ein Schleifen im Gegenlauf ist nicht möglich. Die Reibkraft an der Regelscheibe reicht nicht aus, um sowohl die Reibung an der Werkstückauflage als auch die Schnittkraft an der Schleifscheibe zu überwinden. 16

17 Maschinenkonzepte Um den verschiedenen Ansprüchen beim spitzenlosen Außenrundschleifen gerecht zu werden, sind verschiedene Maschinenkonzepte gebräuchlich. Nachstehend werden die wichtigsten erwähnt und ihre Vor- und Nachteile kurz erläutert. Maschinentypen Maschinenbett Kreuzschlitten Spindeln Lager 2 17

18 2 Maschinenkonzepte Klassifikation nach Neigung des Maschinenbettes 2.1 Klassifikation nach Neigung des Maschinenbettes Werden Maschinen nach der Neigung ihres Maschinenbettes eingeteilt, können drei Bauformen unterschieden werden: Tab. 2-1 Klassifikation nach Neigung Horizontal Schräg Vertikal Gebräuchlichste Bauform Gute Zugänglichkeit beim Einrichten Einsatz bei MIKROSA Geeignet für schwere Werkstücke, da ein Teil der Gewichtskraft auf die Regelscheibe verlagert wird Vermeidung von Anschliffen, da Werkstück beim Andrehen unterstützt wird Sonderbauform Vorteile beim Be- und Entladen Nur Schleifen unter Mitte möglich Hoher Anpressdruck zwischen Werkstück und Regelscheibe 2.2 Klassifikation nach Schleifspalt Ein weiteres Merkmal zur Klassifikation ist der Schleifspalt. Man unterscheidet dabei Maschinen mit beweglichem und ortsfestem Schleifspalt. Zu letzterem zählen auch Sonderfälle wie das Dualschleifen und das Kreuzschlittenprinzip. 18

19 Klassifikation nach Schleifspalt 2 Maschinenkonzepte Beweglicher Schleifspalt Bei diesem Prinzip ist der Schleifspindelstock ortsfest mit dem Maschinenbett verbunden. Alle drei beweglichen Schlitten (X1, X4, B1) befinden sich auf der Seite der Regelscheibe. Das System wird daher auch 3-Schlitten-System genannt. + - Abb. 2-1 Z2 + Z2 X2 X2 - Beweglicher Schleifspalt X Z3 - Z3 - X4 - + X1 - + B1 B1 Kompakte Bauweise Sehr hohe Steifigkeit der Schleifscheibenseite Kostengünstige Herstellung, da kein aufwendiger Zustellschlitten für die Schleifscheibenseite erforderlich ist Verminderte Steifigkeit der Regelscheibenseite durch mehrere Schlittenführungen Handling muss aufwendig nachgeführt werden, da sich die Werkstückauflage bei Verschleiß der Schleifscheibe bewegt 19

20 2 Maschinenkonzepte Klassifikation nach Schleifspalt Ortsfester Schleifspalt Die Werkstückauflage ist ortsfest bzw. minimal schwenkbar (B1- Achse) im Zentrum der Maschine angebracht. Sowohl Schleif- als auch Regelscheibe verfügen jeweils über eigene Achsschlitten, mit denen sie zur Werkstückauflage bewegt werden können. Abb. 2-2 Ortsfester Schleifspalt + + Z2 Z2 X2 X2 - - X X3 + Z3 - Z3 - X4 - + B1 B1 in Serie geschaltete Maschinen Handling muss nicht mitgeführt werden a vorteilhaft v.a. bei verketteten Maschinen Zuführung beim Durchgangsschleifen kann absolut geradlinig erfolgen a wichtig für die Bearbeitung langer Werkstücke Gute Zugänglichkeit a schnelles und flexibles Umrüsten möglich Geringere Steifigkeit der Schleifscheibenseite, da die Schleifspindel nicht fest mit Maschinenbett verbunden ist Aufwendiger und damit kostenintensiver Hoher Platzbedarf 20

21 Klassifikation nach Schleifspalt 2 Maschinenkonzepte Als Sonderfälle des ortsfesten Schleifspaltes gelten das Kreuzschlittenprinzip und das Dualschleifen: Kreuzschlittenprinzip Bei diesem Maschinenkonzept sind Schleif- und Regelscheibe zusammen mit ihren Antrieben jeweils auf Kreuzschlitten angeordnet. Wie der Name bereits andeutet, sind diese Schlitten sowohl entlang der X-Achse als auch der Z-Achse verfahrbar. Die Abrichter befinden sich ortsfest im Zentrum der Maschine. Abb. 2-3 Z1 Z1 + - Kreuzschlittenprinzip X1 - + Z4 - Z4 + - X4 - + Abrichten auf Werkstückebene ergibt höhere Abrichtpräzision Maschine hat mit ihren 4 Achsen eine Funktionalität wie herkömmliche Baureihen mit 7 Achsen Kreuzschlitten brauchen mehr Platz und führen zu einer breiteren Maschine a eingeschränkte Scheibenbreiten Kein CD-Abrichten möglich Abrichten während des Schleifvorgangs 21

22 2 Maschinenkonzepte Spindeln Dualschleifen Das Dualschleifen vereint das Schleifen zwischen Spitzen und das Spitzenlosschleifen in einer Maschine. Die Werkstücke werden dazu erst zwischen Spitzen geschliffen und anschließend zum Spitzenlosschleifen im Schleifspalt abgelegt. eine gemeinsame Achse besitzend Gute Koaxialität von der Zentrierung zur Mantelfläche durch das Schleifen zwischen Spitzen Kurze Schleifzeit und hohe Genauigkeit durch anschließendes Spitzenlosschleifen Stabile Unterstützung durch die Regelscheibe Aufwendige Konstruktion mit zusätzlicher Achse und Spindel Schlechtere Zugänglichkeit und breitere Maschine Erhöhter Einrichtaufwand 2.3 Spindeln Die Spindeln für die Schleif- und Regelscheibe sind wesentliche Kernkomponenten der Maschine. Da die Konstruktion dieser Spindeln einen erheblichen Einfluss auf den Schleifprozess hat, sind ihr Lagerungs- und Aufnahmeprinzip Bestandteil der nächsten Abschnitte Spindellagerungsprinzip Die Spindeln der Schleif- und Regelscheibe werden entweder einseitig (fliegende Lagerung) oder beidseitig gelagert (Portallagerung): 22

23 Spindeln 2 Maschinenkonzepte Portallagerung Der Grundkörper [9] wird in zwei Lagerbuchsen [10] gelagert, die sich beidseitig neben der Schleifscheibe befinden. Die Spindellager [6] gewährleisten eine optimale Rotation. [1] Scheibe [2] Scheibenaufnahme [3] Spannkonus [4] Druckring [5] Spindelmutter [6] Spindellager [7] Keilriemenscheibe [8] Torsionsstab [9] Grundkörper Abb. 2-4 Portallagerung [10] Lagerbuchsen Der Antrieb erfolgt extern über die Keilriemenscheibe [7]. Sie gibt die Rotation an den eingeführten Torsionsstab [8] weiter, der die Spindel selbst antreibt. Ein solcher Antrieb wird als querkraftfrei bezeichnet. Kräfte, wie sie beim Spannen von Riemen entstehen, wirken somit nicht auf die Spindellager. Wird eine Scheibenaufnahme [2] verwendet, wird diese mit der montierten Scheibe auf die Spindel geschoben. Die Spindelmutter [5] fixiert die Scheibenaufnahme mittels eines Druckringes [4] und des Spannkonus [3] (Abb. 2-4). 23

24 2 Maschinenkonzepte Spindeln Steifer als fliegende Lagerung Geeignet für große Schleifbreiten Scheiben können direkt und ohne Scheibenaufnahme auf die Spindel montiert werden Zeitaufwendiger Scheibenwechsel Fliegende Lagerung Die Welle [2] wird nur in einer Lagerbuchse [6] an mehreren Stellen gelagert. Die Spindellager [7] gewährleisten eine optimale Rotation. Abb. 2-5 Fliegende Lagerung [1] Scheibe [2] Welle [3] Scheibenaufnahme [4] Spannkonus [5] Spindelmutter [6] Lagerbuchse [7] Spindellager [8] Keilriemenscheibe Der Antrieb erfolgt über die Keilriemenscheibe [8]. Sie gibt die Rotation direkt an die Spindel weiter. Nachteilig bei dieser Art der Krafteinteilung ist, dass Spannkräfte vom Riemen direkt auf das hintere Spindellager wirken. 24

25 Spindeln 2 Maschinenkonzepte Bei Verwendung einer Scheibenaufnahme [3], wird diese mit der montierten Scheibe [1] auf die Spindel geschoben. Die Spindelmutter [5] und der Spannkonus [4] fixieren die Scheibenaufnahme (Abb. 2-5). Schneller Scheibenwechsel Ungeeignet für große Schleifbreiten Immer eine zusätzliche Scheibenaufnahme notwendig Geringere Steifigkeit Die Regelscheibe wird aus Gründen der Stabilität meist portalgelagert. Wird sie mit einer fliegenden Lagerung versehen, erhält sie oft ein zusätzliches Stützlager Scheibenaufnahme Schleif- oder Regelscheibe werden entweder direkt auf die Spindel aufgebracht (Direktaufnahme) oder vorher auf einer so genannten Scheibenaufnahme fixiert (Abb. 2-4 und 2-5). Werden in einer Maschine mehrere Scheibensätze verwendet, ist der Einsatz von Scheibenaufnahmen vorzuziehen. So müssen nicht die einzelnen Scheiben aufwendig gewechselt werden, sondern es wird nur die Scheibenaufnahme ausgetauscht. Die Rüstzeiten bei einem Werkstücktypwechsel können damit reduziert werden. Bei einer fliegenden Spindellagerung ist immer eine Scheibenaufnahme nötig Spindellager Bei der Spindellagerung kommen sowohl Wälzlager als auch Gleitlager zum Einsatz. Je nach Einsatzgebiet und Kostenaufwand eignen sich einige Lagerarten mehr und andere weniger. Einen kleinen Überblick über die Lagerarten gibt die folgende Tabelle: 25

26 2 Maschinenkonzepte Spindeln Tab. 2-2 Spindellager Wälzlager Wartungsfrei Gleitlager Kostengünstig, da kein Ölaggregat notwendig Wartungsfrei Hohe Drehzahlen möglich Hydrodynamische Lager Gute Dämpfung Hohe Steifigkeit Verschleißfreier Dauerbetrieb Geräuscharm Hydrostatische Lager Wartungs- und verschleißfrei Sehr hohe Steifigkeit und Dämpfung Justage der Schleifspindellagerung begrenzt den benutzbaren Drehzahlbereich Starke Wärmeentwicklung bei höheren Drehzahlen Dichtung aufwendig Müssen bei Verschleiß gewechselt werden Geringe Dämpfung Höherer Preis als Wälzlager Defizit im unteren Drehzahlbereich Achtung: Regelscheibe erst ab ca. 35 U/min nutzbar Sehr hoher Preis Fazit: Vorteilhaft bei hohen Drehzahlen, kostengünstiger als Gleitlager Fazit: Guter Preis / Leistungskompromiss Fazit: Bis auf den Preis die beste Lösung 26