Was ist Schleifmaschinen?
Eine Schleifmaschine (englisch: grinding machine, grinder) ist eine Werkzeugmaschine zur Präzisionsbearbeitung, bei der ein Werkstück mit einer mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schleifscheibe in Kontakt gebracht und die Oberfläche abgetragen wird. Es gibt viele verschiedene Typen, je nach der Kombination der Bewegung der Schleifscheibe und des Werkstücks. Dazu gehören Maschinen für zylindrische Innen- und Außendurchmesser, ebene Flächen und Zahnräder.
Schleifmaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie auch harte Werkstoffe wie gehärteten Stahl und spezielle legierte Stähle bearbeiten können, die auf normalem Wege schwer zu schneiden sind. Diejenigen, die durch eine präzise Einstellung des Bearbeitungsvolumens durch den Maschinenbetrieb arbeiten, werden als Maschinenschleifmaschinen bezeichnet und von den so genannten Schleifmaschinen unterschieden, bei denen es sich um Freischleifmaschinen handelt.
Freischleifmaschinen werden durch das Arbeitsschutzgesetz geregelt. Für Schleifmaschinen müssen die Arbeitnehmer eine spezielle Schulung absolvieren, wenn sie Schleifscheiben austauschen oder beim Austausch von Schleifscheiben Probearbeiten durchführen.
Einsatzbereiche von Schleifmaschinen
Schleifmaschinen werden hauptsächlich für die Oberflächenbearbeitung von Werkstücken eingesetzt. Nach der primären und sekundären Form- und Genauigkeitsbearbeitung durch Zerspanung wird das Schleifen eingesetzt, um die Abmessungen und Oberflächeneigenschaften auf einen höheren Genauigkeitsgrad zu bringen.
Beispiele sind Kurbelwellen, Nockenwellen, Zahnräder, Schrauben, Verzahnungen, Werkzeuge, Lehrenschleifen und Walzen. Sie werden auch bei der Bearbeitung von Glas, Schmuck und Keramik eingesetzt.
Prinzip einer Schleifmaschine
Schleifmaschinen verwenden Schleifscheiben, um die Oberfläche des Werkstücks für die Präzisionsbearbeitung abzutragen. Die verwendete Schleifscheibe besteht aus mit einem Bindemittel verfestigten Schleifkörnern und weist im Inneren zahlreiche Poren auf. Die Schleifkörner wirken bei der Bearbeitung als Schneiden und lösen sich während der Bearbeitung vom Bindemittel ab und werden zusammen mit den Spänen ausgeworfen.
In einer Schleifmaschine wird der Ablöse- und Auswurfvorgang ständig wiederholt und es werden immer wieder neue Schleifkörner eingesetzt, so dass eine sehr saubere bearbeitete Oberfläche entsteht. Schleifmaschinen ermöglichen eine hochpräzise Bearbeitung mit sehr kleinen Zustellungen. Die wiederholte Bearbeitung mit Schleifscheiben bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten erzeugt viel Wärme.
Aus diesem Grund wird die Schleifscheibe durch kontinuierliches Auftragen einer Arbeitsflüssigkeit oder Ähnlichem ständig gekühlt. Schleifmaschinen erfordern eine geringe Schnitttiefe, was den Nachteil hat, dass die Bearbeitungszeiten länger sind als bei anderen Bearbeitungsmethoden.
Arten von Schleifmaschinen
Es gibt verschiedene Arten von Schleifmaschinen, je nach dem Zweck des Schleifvorgangs und der Form des Werkstücks.
1. Flachschleifmaschinen
Das Werkstück ist auf einem Tisch befestigt, der sich von vorne nach hinten und von links nach rechts bewegt. Der flache Teil des Werkstücks wird dann mit einer rotierenden Schleifscheibe geschliffen.
2. Rundschleifmaschinen
Die Peripherie des zylindrischen Werkstücks wird geschliffen. Das Werkstück wird von links nach rechts bewegt, und die Schleifscheibe wird auf und ab bewegt. Sowohl die Schleifscheibe als auch das Werkstück werden beim Schleifen des Außenumfangs mit hoher Geschwindigkeit gedreht.
3. Innenschleifmaschine
Die Innenfläche eines zylindrischen Werkstücks wird geschliffen. Das feststehende Werkstück wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht, und das Schleifen erfolgt mit einer Schleifscheibe, die in ein Loch im Werkstück eingeführt wird.
4. Spitzenlose Schleifmaschine
Diese Maschinen schleifen zylindrische oder zylinderförmige Werkstücke. Sie werden auch als spitzenlose Schleifmaschinen bezeichnet und schleifen, indem sie das Werkstück zwischen zwei Schleifscheiben mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten einspannen. Da das Werkstück in axialer Richtung bewegt werden kann, ohne fixiert zu sein, und kontinuierlich gearbeitet werden kann, hat dies den Vorteil, dass die Produktivität erhöht wird.
Weitere Informationen über Schleifmaschinen
1. Schleifscheiben auf Schleifmaschinen
Beim Schleifen mit einer Schleifmaschine wird ein Werkzeug, die Schleifscheibe, benötigt. Die Schleifscheibe besteht aus drei Elementen: Schleifkörner, Bindemittel und Poren. Die Schleifkörner dienen dazu, die Schleifkörner abzuschaben, wobei abgenutzte Schleifkörner natürlich abfallen und neue Schleifkörner auf der Oberfläche erscheinen.
Die Schleifkörner dienen dazu, den Gegenstand abzuschleifen. Das Bindemittel bindet die Schleifkörner aneinander und reguliert die Leistung der Schleifscheibe. Die Poren dienen zur Ableitung der Späne, um ein Verstopfen zu verhindern und die von der Schleifscheibe erzeugte Wärme zu verringern.
Schleifkörner sind Partikel aus hartem Material zum Schleifen von Metallen und schwer zu schneidenden Materialien. Üblicherweise werden Aluminiumoxid und Siliziumkarbid verwendet. Aluminiumoxid wird zum Schleifen von Stahl und Nichteisenmetallen verwendet, während Siliziumkarbid für Nichteisenmetalle eingesetzt wird. Für schwer zu schneidende Materialien werden Diamant- oder CBN-Schleifkörner (kubisches Bornitrid) verwendet.
Bindemittel sind Klebstoffe, die verwendet werden, um die Schleifkörner miteinander zu verbinden. Es gibt drei Arten: auf Keramikbasis, auf Harzbasis und auf Metallbasis. Schleifscheiben aus verschiedenen Materialien werden je nach Bearbeitungszweck ausgewählt, z. B. “keramisch” für das Präzisionsschleifen, “Kunstharz” für eine breite Palette von Schleif- und Endbearbeitungsvorgängen und “Metall” für das Grobschleifen und Trennen.
2. Spannfutter der Schleifmaschine
Das Spannfutter, mit dem das Werkstück an der Schleifmaschine befestigt wird, hängt von der Art der Schleifmaschine ab. Flachschleifmaschinen bearbeiten rechteckige Werkstoffe, daher ist das Futter ein Tischfutter. Das Werkstück wird von einer magnetischen Spannvorrichtung wie einem Magneten oder einer Vakuumspannvorrichtung gehalten.
Bei Schleifmaschinen für das Rundschleifen werden beide Mittelpunkte des Materials fixiert, um das zylindrische Werkstück so zu bearbeiten, dass sein Durchmesser verringert wird. Bei Schleifmaschinen zum Innenschleifen wird das Materialende zur Bearbeitung in einem Drei- oder Vierbackenfutter wie bei einer Drehmaschine befestigt.