16 Janvier 2018  |  Traitement mécanique de surfaces
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 03/2017

Überlagerte Bewegungen beim Schleppschleifen

Die neuen Schleppschleifanlagen der Serie M-TDM wurden für die Bearbeitung von Werkstücken entwickelt, die besonders hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität erfüllen müssen. Die Montage der Werkstücke auf rotierenden Satelliten und die gezielte Steuerung der Bewegungsmuster bieten eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Bearbeitung der einzelnen Teile optimal zu gestalten.

Les nouvelles installations de ponçage de la série M-TDM ont été développées pour l’usinage de pièces devant satisfaire à des exigences particulièrement élevées concernant la qualité des surfaces. Le montage des pièces à usiner sur des satellites rotatifs ainsi que la commande ciblée des modèles de mouvement offrent de nombreuses possibilités pour organiser l’usinage des pièces de manière optimale.

Die neuen Anlagen wurden speziell für stückkosten-intensive Teile entwickelt, die höchste Sorgfalt bei Handling und Bearbeitung erfordern. Beispiele für Werkstücke aus der Medizintechnik sind Hüft- und Kniegelenkimplantate, die auf Hochglanz poliert werden müssen. In der Luftfahrtindustrie werden unter anderem Triebwerkschaufeln bearbeitet. Bei diesen Teilen müssen Oberflächen geglättet und Kanten präzise verrundet werden. Im Fahrzeugbau werden unter anderem Schaufelräder von Turboladern bearbeitet, die während der Bearbeitung auf keinen Fall beschädigt werden dürfen.
Christoph Cruse, Gesamtverkaufsleiter bei Walther Trowal, sieht einen grossen Bedarf bei einigen seiner Kunden, die anspruchsvolle Komponenten herstellen: «Mit den neuen Maschinen wenden wir uns an die Hersteller von Werkstücken, die exzellente Oberflächen aufweisen müssen – bei denen beispielsweise schon kleinste Unebenheiten der Oberfläche oder gar Kratzer zu Ausschuss führen. Und es geht um Teile, bei denen schon wenige Tausendstelmillimeter eine grosse Rolle spielen. Hier eröffnen die M-TMD-Anlagen mit der optimalen Anströmung der Teile vollkommen neue Möglichkeiten.»
 
Die Satelliten können bis zu 18 Teile aufnehmen. (Bilder: Walther Trowal)
 
 
Das Prinzip: der Kreis auf dem Kreis
Beim «normalen» Schleppschleifen, das sich für die Mehrzahl der Werkstücke weiterhin ideal eignet, werden diese auf einem Teller fest montiert und mit ihm durch die Schleifkörper bewegt. So erzielen diese Maschinen eine sehr hohe Abtragsleistung.
Die neuen Maschinen verfügen anstelle des Tellers über ein Karussell mit mehreren Speichen. An deren Enden sind rotierende Satelliten angebracht, die die Werkstücke aufnehmen. Die Teile bewegen sich auf «Epizykeln» durch die ruhende Schleifkörpermasse, also entlang eines kleinen Kreises, der sich auf einem grösseren bewegt. Diese Bewegung entspricht derjenigen der einzelnen Kanzeln auf den «Kraken» oder «Polypen», die man von Jahrmärkten her kennt. Die Schleppschleifanlage M-TMD 4 verfügt über vier Satelliten und kann gleichzeitig zwölf Teile aufnehmen, die M-TMD 6 bearbeitet bis zu 18 Teilen gleichzeitig.
 
Ein Werkstück kurz vor dem Absenken in das Schleifmedium.
 

Da Drehzahl und -richtung beider Komponenten unabhängig voneinander eingestellt werden können, lassen sich unterschiedliche Bewegungsmuster erzeugen. Zudem können die Werkstücke unter verschiedenen Anstellwinkeln an den Satelliten eingespannt werden. So lässt sich die Anströmung der Teile individuell an die Erfordernisse unterschiedlicher Werkstücke anpassen. Die SPS-Steuerung ermöglicht es, auch mehrstufige Programme einfach zu realisieren.
Während der Bearbeitung wird der Arbeitsbehälter in Vibration versetzt. Da das Schleifkörperbett auf diese Weise ständig gleichmässig durchmischt ist, wird eine hohe Reproduzierbarkeit des Prozesses erzielt. Sowohl der Abrieb der Werkstücke als auch Untergrössen der Schleifkörper werden abgesiebt und so sicher aus dem Prozess herausgebracht. Dies ist ein weiterer Beitrag zur Reproduzierbarkeit.
 
Ein Arbeitsbehälter wird mit einem Handhubwagen aus der Maschine gezogen und innerhalb kürzester Zeit durch einen ersetzt, der andere Schleifkörper enthält.
 
 
Vom Vorschleifen zum Hochglanzpolieren
Die Maschinen werden sowohl für die Nass- als auch für die Trockenbearbeitung eingesetzt. Beim Vor- und Feinschleifen sowie teilweise beim Polieren wird meistens mit Compounds gearbeitet. Beim gezielten Verrunden von Kanten im Bereich von Tausendstelmillimetern, zum Beispiel bei Hartmetallbohrern oder Fräsern, wird trockenes Schleifgranulat verwendet. Die Trockenbearbeitung eignet sich auch für das Polieren von Werkstücken mit Poliergranulat und Paste.
Vom Vorschleifen bis zum abschliessenden Polieren erfolgen alle Prozessschritte in derselben Maschine, ohne dass die Teile umzuspannen sind: Ein Arbeitsbehälter wird mit einem Handhubwagen aus der Maschine gezogen und innerhalb kürzester Zeit durch einen ersetzt, der andere Schleifkörper enthält.
 
Die neue Maschine ist kompakt und beansprucht wenig Platz.
 
 
Versuche bringen Sicherheit
Die erste Maschine der neuen Serie hat Walther Trowal in seinem Technikum in Haan installiert. Mit ihr können Kunden im Vorfeld von Investitionsentscheidungen Versuche mit Musterwerkstücken machen. So ist sichergestellt, dass das Anforderungsprofil des Kunden erfüllt wird. Anhand der Menge der Teile und der Geometrie wird anschliessend die Grösse der Anlage festgelegt. Schliesslich wird für die gesamte Teilefamilie des Kunden definiert, welche Maschine, welche Schleifkörper, welche Compounds, welche Aufbereitung des Prozesswassers und welche Trocknung optimal geeignet sind.
 
Schleppschleifen
Das Schleppschleifen, das Walther Trowal vor etwa 30 Jahren erfunden und beständig weiterentwickelt hat, ist seit Langem im Markt etabliert. Im Vergleich mit dem Gleitschleifen ist es um einen Faktor von 10 bis 20 effizienter. Die Teile werden einzeln so auf einem Teller eingespannt, dass sie sich untereinander nicht berühren. In den Maschinen der TMD-Serie wird der Teller in den Arbeitsbehälter abgesenkt, in dem sich die Schleif- oder Polierkörper befinden; die Werkstücke werden durch die ruhende Masse «geschleppt». Auf diese Weise wird die kinetische Energie der Schleifkörper sehr effektiv umgesetzt. Die neuen Maschinen der Serie M-TMD verstärken diesen Effekt durch die doppelte Drehbewegung noch weiter.
 
 
Walther Trowal GmbH & Co. KG
D-42781 Haan
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Halle 1, Stand 310
 
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Am Dorfbach 8
8308 Illnau
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15 Août 2017  |  Traitement mécanique de surfaces

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