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DVS TECHNOLOGY GROUP News

Shape. Change.

Effiziente Fertigung hochgenauer Teile

Zur diesjährigen Fachmesse für Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme EMO in Hannover stellt die Diskus-Werke Schleiftechnik GmbH ein neu entwickeltes System zur Komplettbearbeitung der Planflächen hochpräziser Bauteile vor. Es besteht aus einer Schleifmaschine und einer Bürstmaschine, welche aus einem einfachen Teilespeicher beschickt werden.

Die Besonderheit: Das System ist durch seine Mehrspindeltechnologie sowie einer Taktzeit von unter 9 Sekunden sehr leistungsfähig. Mit dieser Bearbeitungskombination können Planflächen geschliffen und gebürstet werden, zusätzlich ist der Aufbau mit einer Beladezelle für 1400 Teile koppelbar. Damit läuft das System automatisch ohne Bedienereingriff für eine halbe Produktionsschicht.

Beide Bearbeitungsmaschinen bauen auf der zur EMO 2017 erstmals vorgestellten D-Fine Plattform auf. Herzstück der Maschine ist ein Mehrspindel-Werkstückträger, welcher bis zu 8 Spannmittel aufnehmen kann.

DISKUS-Schleifen ist das ein- oder doppelseitige Planschleifen mit den Stirnflächen der Schleifwerkzeuge.

 

DISKUS-Schleifen ist das wirtschaftlichste Verfahren zur Herstellung planparalleler Werkstücke bei großen Stückzahlen. Typische Bauteile sind Pleuel, Kolbenringe oder Lagerringe, an die heutzutage höchste Anforderungen bei modernen Motoren gestellt werden. Das Verfahren zeichnet sich durch hohe Planparallelitäten, Ebenheiten und außergewöhnlicher Oberflächengüte aus.

So lassen sich Bearbeitungsgenauigkeiten selbst bei großen Schleifzugaben und hohen Zerspanvolumina erreichen, die in vielen Fällen bisher Läppoperationen erforderten. Da die Werkstücke in der Regel ungespannt geschliffen werden, können selbst sehr dünne Werkstücke ohne jegliche Verformungen bearbeitet werden.


Bearbeitet werden die Werkstücke in der ersten Maschine durch eine Schleifscheibe, welche von oben an die Werkstücke heran geführt wird. Die Werkstücke werden über ein Palettenband zugeführt und von einem integrierten Greifer in das Spannmittel geladen. Ein zweiter, integrierter Greifer wendet die Werkstücke. In der Bearbeitung wird dann durch die vollplanetare Bewegung der Werkstücke eine hohe Ebenheit erzeugt. Die integrierte Messstation überprüft Maß und Parallelität, bevor die Teile der baugleichen Bürstmaschine zugeführt werden.

 

In dieser Maschine werden die Teile dann gebürstet. Das Novum: Die Maschine ist nahezu baugleich zur Schleifmaschine, ebenso die kinematische Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück. Die sich daraus ergebenden Vorteile umfassen nicht nur Gleichteile und Bedienkonzept, sondern vielmehr auch das Bearbeitungsergebnis, welches besser ist als beim konventionellen Bürsten. Denn durch die gleichartige Relativbewegung wird der Schleifgrat in genau umgekehrter Richtung wieder entfernt. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Kantenverrundung, auch bei komplexeren Bauteilen.

Der Vorteil der neuen Bürstmaschine: Gleichteile zur Schleifmaschine, einheitliches Bedienkonzept, einfache Integration in eine Linie und geringe Stellfläche.

Am Anfang und am Ende der Bearbeitungsstrecke steht die Beladezelle von RBC. Bestückt wird sie mit Rahmenstapel in Europalettengröße. Dadurch entsteht ein enormes Speichervolumen, das je nach Teilegröße und Bearbeitungsdauer ein Arbeitsvorrat von bis zu 4h aufnehmen kann. Optional kann die Speicherzelle mit einem Kamerasystem ausgestattet werden, welcher Typ und Orientierung der Bauteile erkennt. Über eine SPC-Schublade können Bauteile auch zur Kontrolle ausgeschleust werden.

Das Modulkonzept der D-Fine Maschinenlinie hat für den Anwender viele Vorteile. Als Standardmaschine hat sie kürzere Lieferzeiten und ist durch viele Optionen auf die Kundenwünsche konfigurierbar. Und durch definierte interne Schnittstellen kann die Maschine später rekonfiguriert werden. Dadurch ist eine hohe Investitionssicherheit gegeben, denn die Bürstmaschine kann bei Bedarf in eine Schleifmaschine verwandelt werden. Als System kann selbstverständlich eine verkettete Anlage konfiguriert; und nach einigen Jahren gleichfalls rekonfiguriert werden.

Die Maschine eignet sich beispielsweise für Pinions eines Planetengetriebes

Story: Automotive Pinions (Planetenrad, Umlaufrad oder Sonnenrad)

Die am Markt häufig vorfindbare Prozessabfolge für die Bearbeitung von Pinions ist

  1. Weichbearbeitung (unterteilt in mehrere OPs, inkl. Verzahnungsfräsen)
  2. Härten
  3. Bohrungs- und Planbearbeitung
  4. Verzahnungsschleifen

Zur Anwendung kommen einspindlige Bearbeitungsmaschinen mit einer Taktzeit von 45 Sekunden

Spannmittel und Maschine sind komplex, denn bei Bearbeitung beider Planflächen und der Bohrung in einer Aufspannung muss das Werkzeug zur Bearbeitung der hinteren Planfläche in die Bohrung eintauchen. Problematisch dabei ist, dass der Kopfkreis der Zahnräder für diese Art der Spannung geeignet sein muss. Oder aber es kommt ein komplexes Planspannfutter zum Einsatz. Zudem sind für die kleinen Pilz-Werkzeuge zur Erzeugung der hinteren Planfläche häufige Abrichtzyklen erforderlich. Etwas einfacher gestaltet sich die Lösung, wenn die Bearbeitung in zwei Aufspannungen aufgeteilt wird. Allerdings steigen damit auch die Nebenzeiten.

Mit der Maschinenlinie „D-Fine“ ergibt sich eine andere Abfolge:

Die Bohrungen werden in einer ersten Aufspannung geschliffen, oder aber im Päckchen gehont. Die Bohrung dient dann als präzise Aufspannfläche für die Bearbeitung der Planfläche.

In der D-Fine werden in einem Zyklus große zwei oder gar vier kleine Werkstücke gleichzeitig auf beiden Planflächen bearbeitet. Das funktioniert folgendermaßen:

Der Mehrspindel-Rundtisch ist aufgeteilt in eine OP10 Seite und eine OP20 Seite. In einem ersten Schritt wird die OP10 Seite mit einem Satz Werkstücken bestückt. Nach erfolgter Planbearbeitung der oben liegenden Planschultern werden diese Teile vom Wendegreifer gewendet. Zeitgleich entlädt der erste Greifer die anderen beiden Spannmittel und bringt einen Satz neuer Werkstücke ein. Gespannt wird mit Spannzangen in der Bohrung, womit die bearbeitete Fläche eine hohe Rundlaufgüte zur Spannfläche erhält.

Das verblüffende dabei ist die extrem kurze Taktzeit. Denn während eines vollen Zyklus mit 18 Sekunden werden zwei oder sogar vier Werkstücke zeitgleich fertig. Wirtschaftlicher geht gespanntes Schleifen kaum.

Verantwortlich für den Inhalt dieser Pressemitteilung: DVS TECHNOLOGY GROUP

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