Planbearbeitung

Wie kann der richtige Prozess zur Fertigungsaufgabe ausgewählt werden? Diese Frage stellt sich häufig bei der Herstellung hoch präziser Planflächen. Das Spektrum an Anwendungen und Aufgaben ist dabei enorm vielfältig, was den Anwender vor große Herausforderungen stellt.

Im Bereich der Feinst- und Präzisionsbearbeitung stehen dabei drei unterschiedliche Fertigungsverfahren zur Verfügung: das Doppelseitenschleifen, die Planfinish-Technologie und das Feinschleifen.

Doppelseitenschleifen

Sollen Bauteile beidseitig planparallel geschliffen werden, kommt das Doppelseitenschleifen zum Einsatz. Die Werkstücke werden lose, in „Nestern“ der Transportscheibe liegend, zwischen den beiden Schleifscheiben durchgeführt. Die obere Schleifscheibe ist dabei mit einer sogenannten Tiltung eingestellt, d.h. die obere Scheibe ist mit einem entsprechenden Winkel zur unteren angestellt. Dadurch ist der entstandene Spalt zwischen den Schleifscheiben an der Einlaufseite größer als am Auslauf. Durch regelmäßiges Abrichten erhalten die Schleifscheiben ihre Form und Schärfe. Das Doppelseitenschleifen zählt zu den klassischen Schleifprozessen.


Planfinish

Beim Planfinish-Prozess geht es im Wesentlichen um die Bearbeitung einer Werkstückstirnseite mit der Stirnseite einer Topfscheibe. Das Werkstück wird in einem Futter gespannt und in Drehung versetzt dann wird das rotierende Werkzeug (die Topfscheibe) präzise zugestellt.

Zur Grundlage des Planfinish-Prozesses gehören ebenfalls die typischen Einstellmöglichen am Zustellschlitten. So lässt sich die gesamte Bearbeitungseinheit in zwei Richtungen verändern. Einmal die sogenannte „Kreuzschliffverstellung“ und zum anderen die „Konvex/- Konkaveinstellung. Mit diesen Einstellmöglichkeiten lassen sich definiert ebene, konvexe, konkave oder sphärische Flächen herstellen. Eine zentrale Abgrenzung zu Schleifprozessen besteht darin, dass sich das Werkzeug während der Bearbeitung in Selbstschärfung befindet, d.h. es ist kein kontinuierliches oder regelmäßiges Abrichten notwendig.


Feinschleifen

Zum beidseitig planparallelen Feinschleifen werden die Werkstücke in sogenannte Läuferscheiben eingelegt. Diese Läuferscheiben sind am Außendurchmesser verzahnt und werden durch einen angetriebenen Innenstiftkranz bzw. ein Abwälzen am Außenstiftkranz in eine rotierende/orbitierende Bewegung versetzt. Die Bearbeitung erfolgt zwischen zwei rotierenden Schleifscheiben, wobei die Bearbeitungskraft durch die obere der beiden Scheiben aufgebracht wird. Für eine optimale Krafteinleitung ist diese obere Scheibe pendelnd gelagert. Für das Feinschleifen stellt die sogenannte Chargenbearbeitung ein zentrales Merkmal dar, d.h. es werden immer eine bestimmte Anzahl Werkstücke gleichzeitig bearbeitet. Anschließend werden alle Fertigteile entnommen und die Maschine wird mit einer neuen Rohteilcharge bestückt.

Jede der drei Fertigungstechnologien hat ihre Stärken an einer anderen Stelle. Geht es bei der Bearbeitung um den maximalen Abtrag und die höchste Ausbringung, so ist das Doppelseitenschleifen die bevorzugte Technologie. Beispielsweise können Einzelnocken in der Großserienfertigung mit einer Taktzeit von kleiner 0,5 Sekunden im Durchlaufverfahren geschliffen werden.

Ist allerdings bei der Maßhaltigkeit die maximale Präzision gefragt wird das Feinschleifen bevorzugt. So können Hydraulikkomponenten mit einer Genauigkeit von ±0,001mm gefertigt werden.

Der Planfinish-Prozess zeichnet sich wiederum dadurch aus, dass die Bauteile gespannt werden und es dadurch möglich wird auch geometrische Bezüge zur Spannfläche herzustellen. So kann beispielweise an Getriebekomponenten, wie Planetenrädern, die Rechtwinkligkeit von Planfläche und Bohrung bestimmt werden.

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