Präzisionsschleifen: eine «Geheimwissenschaft»?

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tec-signet-rgb (technotrans SE, Sassenberg)

Vollschnittschleifen auf Flach-Profilschleifmaschinen

Das Vollschnittschleifen auf Flach-Profilschleifmaschinen, welche mit unterschiedlichen Profiliereinrichtungen ausgerüstet sind, hat sich in den vergangenen Jahren immer weiter entwickelt und gehört heute zu den leistungsfähigsten Zerspanungsverfahren mit gleichzeitig garantierter Genauigkeit und Oberflächenqualität. Hier hat sich als Prozesssteuerungsgrösse die radial in Richtung Scheibenzentrum wirkende Kornschneiden-Eindringgeschwindigkeit v_{fw in}, oder auch MNIR [6] genannt, als zweckmässig bezüglich Wärmeentwicklung und Leistungsbedarf erwiesen [1, 4, 6]. Weshalb solche zerspanungsphysikalischen Chancen nicht genutzt werden, dürfte das Geheimnis der Steuerungsbauer bleiben. Letzteren jetzt alle Schuld zuzuweisen, wäre nicht gerecht. Auch die Maschinenhersteller müssten in die Pflicht genommen werden. Sie sind doch für die steuerungsseitigen Vorgaben zuständig. Oder ist das Präzisionsschleifen in diesen Kreisen noch eine «Geheimwissenschaft»? Sind die erläuterten Zusammenhänge effektiv nicht bekannt oder werden sie ignoriert? Aus verschiedenen Leserfragen lässt sich entnehmen, dass zum Teil grosses Unverständnis herrscht, weil die Anwender im Nachhinein kaum in der Lage sind, mehr «Steuerungsintelligenz» einzusetzen. Sie können mit solchen Dingen kaum etwas anfangen und entgegnen nur lapidar: «Warum wird das einem nicht gesagt?» Erklärungen und viele Formeln dazu sind im Vademecum des Schleifens [1] zu finden.

Die Kühlung (Kühlmittel, zugeführte Menge, anstehender Düsendruck und Formgebung der Düse) hat einen enormen Einfluss auf das gesamte Prozessgeschehen. Unterschätzt in ihrer Wirkung oder unbeachtet bleibt häufig die Schmierwirkung des eingesetzten Kühlmittels. Dass sowohl die Schleifkraftwerte F_t und F_n als auch deren Verhältnis sich in absolut gleichen Schleifversuchen extrem unterschiedlich verhalten, sofern ein stärker oder ein weniger stark geschmierter KSS zum Einsatz gelangt, hat Ott mit seinem «Schleiffaktor S_c» (Abb.3) [4] längst bewiesen.

Prozess mit Olympia-Chancen

Wenn die Tangentialkraft F_t mit zunehmender Schmierwirkung des KSS drastisch abnimmt, dann muss folgerichtig auch die Schleifleistung P_s für jeden vergleichbaren Aufwand deutlich geringer sein, denn der Zusammenhang heisst doch P_s = v_c * F_t. Also spielt nur noch die Schnittgeschwindigkeit v_c, bezüglich des effektiven Leistungsbedarfs, eine wichtige Rolle. Es dürfte bekannt sein, dass mit steigender Schnittgeschwindigkeit v_c (Hochgeschwindigkeitsschleifen HSG) der Leistungsbedarf und die Wärmeeinbringung ins Werkstück nur noch degressiv ansteigen (die erzeugte Wärme wird abgespant). Ein derart ausgelegter und optimierter Prozess müsste zweifellos «Olympia-Chancen» haben. Man könnte jetzt so weit gehen und die Maschine «detektieren» lassen, mit welchem Schleiffaktor S_c der Prozess bei frisch abgerichteter Scheibe beginnt und dann durch intelligente Eigensteuerung (Tischvorschub und/oder Schnittgeschwindigkeit) diesen so lange konstant halten, bis die Profilgenauigkeit «aus dem Ruder läuft».

Was bisher hier festgehalten wurde, ist nur als Teil der sich bietenden Möglichkeiten zu betrachten. Aber weil in den wenigsten Steuerungen «Intelligenz» verbaut ist, vermuten einige Fragesteller, dass zwischen den Schleifmaschinenherstellern und ihren Steuerungslieferanten «Kommunikationsschwierigkeiten» bestehen könnten. Dabei sprechen doch alle von Prozessoptimierungen und es werden sogar Artikel über «Wie Experten Potenziale ausreizen» [8] geschrieben, aber bitte, wie soll das gehen?

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