Deckel S11 Radiusschleifmaschine

Deckel SIi Werkzeugmaschine 1

MICHAEL DECKEL 
FEINMECHANIK

S11
Technische Information
Die Radius-Schleifeinrichtung
Einführung in das Radius-Schleifen

Die Radius-Schleifeinrichtung funktioniert nach folgendem Prinzip: Während des Schleifvorgangs wird das Werkstück um die Achse der Radius-Schleifeinrichtung geschwenkt; die Position der Schleifscheibe wird dabei nicht geändert.

Dadurch entsteht eine Rundung am Werkstück, deren Radiusgröße nur vom Abstand zwischen Schwenkachse und Schleifscheibe abhängt.

Entscheidende Voraussetzung für die Anwendung dieses Prinzips:

Der Mittelpunkt des gewünschten Radiusprofils muss exakt auf der (gedachten) Verlängerung der Schwenkachse liegen (siehe auch ausklappbare Umschlagseite).

Das Werkstück muß daher vor dem Schleifen genau auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung eingerichtet werden. Während des Schleifvorgangs bleibt die Lage des Radius-Mittelpunkts zur Schwenkachse unverändert.

Schleifscheiben-Profil für konvexe Radien 
Außenradien werden an der Planfläche einer ausgesparten Schleifscheibe geschliffen. Hierzu wird die Schleifscheibe mit der Abrichteinrichtung exakt plangerichtet.

Schleifscheiben-Profil für konkave Radien 
Innenradien werden am schmalen Schleifrand einer kegeligen oder zylindrischen Topfschleifscheibe geschliffen. Vor dem Schleifen wird die Schleifscheibe von Hand profiliert. Der Radius der Schleifscheibe muß kleiner als der zu schleifende Radius sein.

Abrichten der Schleifscheibe (Außenradien) 
Zum Schleifen von Außenradien wird die Schleifscheibe mit der Abrichteinrichtung plangerichtet.

Abrichten der Schleifscheibe (Innenradien) 
Zum Schleifen von Innenradien muss der Radius der Schleifscheibe kleiner sein als der zu schleifende Radius. (Abrichten mit Handabrichter genügt!)

Drehen des Werkstücks 
Drehen des Werkstücks unter einem bestimmten Schwenkwinkel während des Schleifvorgangs erzeugt einen Kegel.

Drehen und Schwenken
Durch gleichzeitiges Drehen und Schwenken des Werkstücks wird ein kugeliges Profil geschliffen.

Drehen des Werkstücks 
Drehen des Werkstücks unter einem bestimmten Winkel erzeugt einen Kegel.

Drehen und Schwenken 
Gleichzeitiges Drehen und Schwenken während des Schleifens erzeugt ein kugeliges Profil.

Je größer der Abstand von Radius-Mittelpunkt (bzw. Schwenkachse) und Schleifscheibe, desto größer der geschliffene Radius. Zustellung der Schleifscheibe in Richtung Werkstück bewirkt also:

• der Radius des konvexen Profils wird kleiner
• der Radius des konkaven Profils wird größer.
• Zustellung der Schleifscheibe

Das Einrichten des Werkstücks auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung legt den Radius-Mittelpunkt fest. Das Zustellen der Schleifscheibe bestimmt die Radius-Größe.

Konvexe Radien 
Durch Zustellung der Schleifscheibe wird der konvexe Radius kleiner. Das Zustellen bewirkt auch eine Verjüngung des Werkstück-Durchmessers. Durch Verfahren des Werkstücks mit dem Werkzeugschlitten erhält die Verjüngung die gewünschte Länge.

Konkave Radien 
Durch Zustellung der Schleifscheibe wird der konkave Radius größer.

Vor dem Schleifen muß das Werkstück so eingerichtet werden, daß der Radius-Mittelpunkt (RMP) des gewünschten Profils auf der (gedachten) Verlängerung der Schwenkachse liegt. Hierzu wird die Aufspannvorrichtung (Teilkopf oder Meißelhalter) nach dem Spannen des Werkzeugs auf dem Schwenk- und Querarm entsprechend verschoben.

Exaktes Einrichten des Werkstücks auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung ist entscheidende Voraussetzung für ein gutes Schleif-Ergebnis!

Einrichten
Die (gedachte) Verlängerung der Schwenkachse muss genau durch den Mittelpunkt des gewünschten Radiusprofils gehen. Hierzu wird die Aufspannvorrichtung auf dem Schwenk- und Querarm verschoben.

Meß- und Einstell-Lehre (ME-Lehre)
Die ME-Lehre hat eine Doppelfunktion. Mit dieser Lehre wird

• das zu schleifende Werkstück mit seinem Radius-Mittelpunkt (RMP) auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung eingerichtet und
• der geschliffene Radius gemessen.

Die ME-Lehre ist auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung justiert.

Zwei verschiedene Taster werden an der ME-Lehre verwendet: Der Plantaster dient für die meisten Einrichtarbeiten und für das Messen von Außenradien. Der Meßlehrtaster dient für einige spezielle Einricht-Arbeiten und zum Messen von Innenradien.

Arbeiten mit dem Plantaster 
Vor dem Arbeiten mit dem Plantaster muß der Hebel A an der ME-Lehre umgelegt sein.

In der Nullstellung der Meßuhr ist der Uhrenstoßel ganz ausgefahren und die Meßfläche des Plantasters befindet sich genau auf der (gedachten) Verlängerung der Schwenkachse. Beim Messen ist die Hauptskala der Meßuhr (im Uhrzeigersinn) maßgebend.

Die Skala im Uhrzeigersinn zeigt den Abstand der Meßfläche des Plantasters von der Schwenkachse an.

Einricht-Beispíele
Im folgenden werden Standardfälle für das Einrichten von Werkstücken gezeigt.
In der linken Bildspalte sind die Fertigungszeichnungen der Werkstücke, in der rechten die dazugehörigen Meβuhr-Stellungen und -Anzeigen beim Einrichten zu sehen. ME-Lehre (mit Plantaster und Meßuhr) und angezeigter Wert sind nur symbolisch dargestellt. 
Vor dem Einrichten muβ der Hebel A an der ME-Lehre umgelegt werden. Auf der Meßuhr ist die Skala im Uhrzeigersinn maβgebend.

Arbeiten mit dem Meißeltaster 
Vor dem Arbeiten mit dem Meißeltaster muß der Hebel A an der ME-Lehre hochgeklappt sein. In der Nullstellung der Meßuhr ist der Uhrenstoßel ganz eingefahren, und die Schneide des Meißeltasters befindet sich genau auf der (gedachten) Verlängerung der Schwenkachse. Beim Messen ist die Gegenskala der Meßuhr (im Gegenuhrzeigersinn) maßgebend.

Die Skala im Gegenuhrzeigersinn zeigt den Abstand der Meßschneide des Meißeltasters von der Schwenkachse an.

Wenn das Werkstück auf die Schwenkachse der Radius-Schleifeinrichtung eingerichtet ist, darf diese Position bei nachfolgenden Arbeitsgängen nicht mehr verändert werden!

Vertikale Positionierung 
Vor dem Schleifen von konkaven Radiusprofilen müssen Werkstück und Schleifscheibe auch vertikal korrekt positioniert sein.  (Positioniergenauigkeit: ca. 1 mm).

Die Werkstück-Mittellinie und die Schleifscheiben Mittellinie fallen zusammen.

Horizontale Positionierung 
Vor dem Schleifen von konkaven Radiusprofilen ist eine zusätzliche Einstellarbeit erforderlich: Werkstück und Schleifscheibe müssen so zueinander positioniert werden, dass Radius-Mittelpunkt und Scheitelpunkt der Schleifscheibe auf einer Geraden parallel zur Schleifscheiben-Achse liegen (Positioniergenauigkeit: ca. 0,3 mm).

Hierzu wird der Werkzeugschlitten mit der Radius-Schleifeinrichtung verfahren und der Anschlag W1 gesetzt.

Radius-Mittelpunkt (RMP) und Scheitelpunkt der Schleifscheibe liegen auf einer Geraden parallel zur Schleifscheiben-Achse.

Taststift 
Schleifen einer Halbkugelform an die Stirnseite eines Rundstabs.

Einrichten 
Rundstab in den Teilkopf spannen. Werkstück einrichten.

Schleifen
Schwenkarm in Stellung 1. Schleifscheibe mit der Längsseite des Rundstabs in Berührung bringen. Rundstab um seine Achse drehen und gleichzeitig Schwenkarm in Stellung 2 schwenken.

Taststift 
Schleifen einer Kegelform mit konvexem Eckenradius an die Stirnseite eines Rundstabs.

Einrichten 
Rundstab in den Teilkopf spannen. Werkstück einrichten. Schleifen Vor dem Schleifen Anschlag R 1 so einstellen, dass der Schwenkarm bei 8° in der Stellung 1a anschlägt. Schwenkarm in Stellung 2. Schleifscheibe mit der Stirnseite des Rundstabs in Berührung bringen. Rundstab um seine Achse drehen und gleichzeitig Schwenkarm in Stellung 1a schwenken.

Schaltleiste 
Schleifen eines konkaven Radius an die Stirnkante einer Leiste.

Einrichten
Leiste in den Meißelhalter spannen. Schleifscheibe von Hand profilieren. Werkstück und Schleifscheibe einrichten.

Schleifen 
Schwenkarm in Stellung 1. Am Querschlitten zustellen und Schwenkarm in Stellung 2 schwenken. Zustellen und Schwenken so oft wiederholen, bis der gewünschte Radius entstanden ist.

Führungsschiene 
Schleifen eines konkaven Radius an die Stirnseitenmitte einer Leiste. Einrichten Leiste in den Meßhalter spannen. Schleifscheibe von Hand profilieren. Werkstück und Schleifscheibe einrichten.

Schleifen 
Vor dem Schleifen Anschlag R1 so einstellen, dass der Schwenkarm bei 8° in der Stellung 1a anschlägt. Schwenkarm in Stellung 2. Schleifscheibe mit der Stirnseite des Rundstabs in Berührung bringen. Rundstab um seine Achse drehen und gleichzeitig Schwenkarm in Stellung 1a schwenken.

Zum Messen der Radius-Profile dient, wie bereits auf S. 1-9 erwähnt, die ME-Lehre. Zu diesem Zweck 

• muß die ME-Lehre entsprechend dem zu messenden Radius eingestellt sein
• hat die Meßuhr zwei Skalen (im Uhrzeigersinn für konvexe Radien — im Gegenuhrzeigersinn für konkave Radien). Der Meßlehrtaster wird auf die geschliffene Fläche gesetzt und die ME-Lehre geschwenkt. An jedem Punkt der geschliffenen Kontur muß die Meßuhr die gewünschte Radiusgröße anzeigen. Treten hierbei Abweichungen auf, siehe Abschnitt 7, "Radiusformfehler".

Konvexe Radien
ME-Lehre

• Hebel A umgelegt.
• Plantaster aufgeschraubt.
• Meßuhr-Skala im Uhrzeigersinn maßgebend.

Konkave Radien 
ME-Lehre

• Hebel A hochgeklappt.
• Meßlehrtaster aufgeschraubt.
• Meßuhr-Skala im Gegen-Uhrzeigersinn maßgebend.

Formfehler durch Verschleiß der Schleifscheibe 
Zeigt die ME-Lehre, dass am zuletzt bearbeiteten Bereich des Radiusprofils zu wenig abgeschliffen wurde, kann diese Abweichung aus dem Verschleiß der Schleifscheibe resultieren. Der Fehler wird durch Abrichten der Schleifscheibe und Wiederholen des Schleifvorgangs behoben.

Formfehler bei großer Werkstück-Länge bzw. -Masse 
Zeigt die ME-Lehre, dass an der Stirnseite langer bzw. schwerer Werkstücke zu wenig abgeschliffen wurde, kann dies folgende Gründe haben: Die Radius-Schleifeinrichtung und der Werkzeugträger haben eine gewisse (unvermeidliche) Elastizität. Bei ausgeschwenktem Schwenkarm neigt sich der Werkzeugträger um einen geringen Betrag von der Schleifscheibe weg. Dadurch wird an der Werkstück-Stirnseite weniger Material abgeschliffen als an der Längsseite. Dieser Effekt ist umso deutlicher bemerkbar, je größer die Werkstück-Länge bzw. -Masse ist.

Formfehler bei groβer Werkstück-Länge bzw. -Masse (Ursache)
Wird der Schwenkarm von Stellung 1 in Stellung 2 geschwenkt, verwinden sich vor allem bei langen oder schweren Werkzeugen Werkzeugträger und Lagerzone der Radius-Schleifeinrichtung nach rechts. Dadurch wandert die Schwenk- und Meßachse ebenfalls nach rechts.

Daraus folgt, daβ die Stirnseite des Werkstücks nicht beschliffen wird
bzw. Formfehler, wie auf S. 1-23 und 1-24 beschrieben, entstehen.

2. Meßergebnis: Der Korrekturbetrag erscheint als Plusabweichung (hier 20,15 mm = theoretischer Fehler). Zur Ermittlung des praxisverbindlichen Fehlers: Werkstück am Schwenkarm auf den gewünschten Radiuswert zurückfahren (hier um 0,15 mm).
3. Meßergebnis = praxisverbindlicher Fehler (hier 0,03 mm).

Konvexe Radien 
Fall 1: Werkstück ohne stirnseitiges Schleifaufmaß. Meßuhr-Anzeigen beim Einrichten des Werkstücks.

1. Meßergebnis nach dem Schleifen des Werkstücks.

Werkstück wird nachgeschliffen. Dabei wird es am Schwenkarm solange in Richtung Schwenkachse verfahren (z. B. 0,15 mm = Korrekturbetrag), bis auch die Stirnseite des Werkstücks angeschliffen ist.

Konvexe Radien 
Fall 2: Werkstück mit stirnseitigem Schleifaufmaß (z.B. 0,5 mm). Meßuhr-Anzeigen beim Einrichten des Werkstücks.

1. Meßergebnis nach dem Schleifen des Werkstücks (z.B. 0,15 mm Abweichung = theoretischer Fehler). Achtung: Im Gegensatz zu Fall 1 und 3 wird nicht nachgeschliffen, sondern zur Ermittlung des praxisverbindlichen Fehlers: Werkstück am Schwenkarm auf den gewünschten Radiuswert zurückfahren (hier um 0,15 mm).
2. Messergebnis = praxisverbindlicher Fehler (z.B. 0,03 mm). Konkave Radien Zur Ermittlung des praxisverbindlichen Fehlers: Werkstück am Schwenkarm um den ursprünglich gemessenen Fehlbetrag zurückzufahren (hier um 0,15 mm).
3. Meßergebnis = praxisverbindlicher Fehler (hier 0,03 mm).

Konkave Radien 
Meßuhr-Anzeigen beim Einrichten des Werkstücks.

1. Meßergebnis nach dem Schleifen des Werkstücks (z.B. 0,15 mm Abweichung = theoretischer Fehler).

Werkstück wird am Schwenkarm um den gemessenen Fehlbetrag in Richtung Schwenkachse verfahren (hier um 0,15 mm).

Werkstück wird nachgeschliffen.