Deckel S11 Radiusschleifmaschine

Deckel s 11 Werkzeugmaschine 1

Michael Deckel
FEINMECHANIK

S11
Technische Information Schleifen mit dem Stützfinger

In dieser lnformationsschrift sprechen wir abkürzend meist nur vom "Stützfinger".
Dieser setzt sich in der Regel aus einem Stütz- oder Gleitblatt (Gleitfinger) und einem Tragbolzen zusammen.
Der Stützfinger ist Bestandteil der Zahnstütze, die entweder am Universal-Teilkopf (mitgehender Stützfinger), oder am Schlefkopf (feststehender Stützfinger) befestigt wird.
Die angeführten Arbeitsbeispiele beziehen sich ausschlieβlich auf rechtsschneidende Werkzeuge.

Das Schleifen von Werkzeugen mit Hilfe eines Stützfingers ist eine elementare Arbeitstechnik der Werkzeugproduktion und -instandhaltung.
Der Stützfinger wird vor allem beim Schleifen der Freiflächen verwendet. Die besonderen Vorteile des Schleifens mit dem Stützfinger sind:

• Hohe Rundlaufgenauigkeit des geschliffenen Werkzeuges.
• Teilungsfehler oder ungleiche Teilungen (Reibahlen) der Werkzeuge machen keine Probleme.
• Einfache Maschinenausrüstung.
• Geringe Rüst- und Einstellzeiten.

In diesem Heft werden grundlegende Schleiftechniken mit dem Stützfinger dargestellt und mögliche Arbeitsfehler angesprochen.
Unsere Informationshefte "Radiuschleifen/Gesenkfräser" und "Radiuschleifen/Eckenradien" informieren Sie über spezielle Anwendungen des Stützfingers beim Radiuschleifen.

Der Stützfinger findet zwei grundsätzliche Anwendungen:
Als Teilvorrichtung (mitgehender Stützfinger):

• Die zu schleifende Schneide liegt mit ihrer Spanfläche auf dem Stützfinger.
• Der Stützfinger ist mittels Zahnstütze am Universal-Teilkopf befestigt.

Als Teіl- und Führungsvorrichtung (feststehender Stützfinger)

• Die zu schleifende Schneide liegt mit ihrer Spanfläche auf dem Stützfinger und wird auf díesem entlanggeführt.
• Der Stützfinger ist mittels der Zahnstütze am Schleifkopf befestigt.

Beim Schleifen mit dem Stützfinger sind folgende Grundsätze besonders zu beachten:

• Die zu schleifende Schneide wird mit ihrer Spanfläche auf den Stützfinger aufgelegt bzw. auf diesem entlanggeführt.
• Führungspunkt und Schleifpunkt müssen sich decken.
• Die Schleifscheibe dreht gegen den Stützfinger.

Ausnahmen von diesen Grundsätzen sind nur im Sonderfall möglich.

Zu schleifende Schneide = gestützte Schneide, Spanfläche = Stützfläche. 
Werden diese Grundsätze nicht beachtet, sind u. U. erhebliche Rundlauf- und Formfehler am geschliffenen Werkzeug die Folge.

Führungspunkt = Schleifpunkt. 
Wird dieser Grundsatz nicht beachtet, sind u. U. erhebliche Freiwinkel- und Formfehler am geschliffenen Werkzeug die Folge.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Nebenschneiden eines Walzenstirnfräsers geschliffen werden. Es wird mit mitgehendem Stützfinger gearbeitet.

• Eine Nebenschneide des Fräsers durch Drehen der Teilkopfspindel waagerecht stellen.
• Stützfinger an Spanfläche der waagerecht gestellten Schneide ansetzen. Dabei beachten, dass der Stützpunkt des Stützfingers dicht an der Ecke der Schneide anliegt. Deshalb möglichst ein pultförmiges Stützblatt verwenden. 
  Zweck dieser Maßnahme:
  • Das Teilen des Fräsers zum folgenden Zahn wird nicht behindert.
  • Es wird gute Rundlaufgenauigkeit der Nebenschneiden erreicht.
• Freistellung der Nebenschneiden am Universal-Teilkopf (senkrechte Schwenkachse) einstellen.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Schleifscheibe in senkrechter Richtung positionieren. Dabei darauf achten, dass die eingestellte Schneide über ihre ganze Länge freigeschliffen werden kann, aber die darüberliegende Schneide nicht angeschliffen wird.
• Freifläche schleifen. Teilen zur nächsten Schneide durch Drehen der Teilkopfspindel gegen die Schneidrichtung des Fräsers.

Schleifen zwischen Spitzen Zwischen Spitzen sollte grundsätzlich geschliffen werden, wenn dies vom Werkzeug her möglich (z. B. unbeschädigte Zentrierbohrungen an beiden Enden des Werkzeuges) und sinnvoll ist. 
Vorteile dieser Arbeitstechnik:

• Hohe Rundlaufgenauigkeit der geschliffenen Werkzeugschneiden.
• Die verschiedensten Werkzeuge können ohne Wechsel der Spannvorrichtungen geschliffen werden.
• Unterschiedliche Werkzeuge können hintereinander mit geringster Rüstzeit geschliffen werden.

Wegen der Rundlaufgenauigkeit sollte z. B. der Anschnitt von Reibahlen nur zwischen Spitzen geschliffen werden.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Hauptschneiden eines Zapfensenkers zwischen Spitzen geschliffen werden. Es wird mit mitgehendem Stützfinger (Zahnstütze vom Gegenlager) gearbeitet.

• Stützblatt in senkrechter Richtung auf Mitte der Zentrierspitze des Gegenlagers stellen.
• Zahnstütze am Gegenlager so positionieren, dass der Stützfinger unter der Schneidecke des Zapfensenkers steht.
• Universal-Teilkopf auf den Schneidenwinkel (Profilwinkel) der Hauptschneide des Zapfensenkers stellen.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Freifläche schleifen. Teilen zur nächsten Schneide durch Drehen des Zapfensenkers gegen seine Schneidrichtung.

Platzmangel zwischen Reitstock und Schleifscheibe wird durch den Einsatz der kurzen Reitstockspitze und des langen Aufsatzfutters vermieden.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Hauptschneiden (Anschnitt) einer Führungsreibahle zwischen Spitzen geschliffen werden. Es wird mit mitgehendem Stützfinger gearbeitet.

• Stützfinger in senkrechter Richtung auf Mitte der Zentrierspitze des Reitstockes stellen. Senkrechte Position des Stützfingers mittels Einstellring sichern, wenn der Stützfinger für weitere ähnliche Arbeiten benötigt wird.
• Zahnstütze am Schwenklager so positionieren, dass der Stützfinger dicht an der Schneidkante der Hauptschneide steht.
• Elastisches Stützblatt verwenden, das beim Teilen zur folgenden Schneide federnd ausweicht und Beschädigung der Schneidkanten vermeidet.
• Anschnittwinkel am Schwenklager einstellen.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Freifläche schleifen.
• Teilen zur nächsten Schneide durch Drehen der Reibahle gegen die Schneidrichtung.

Profilgenauigkeit 
Im folgenden Arbeitsbeispiel wird aus räumlichen Gründen mit mitgehendem Stützfinger gearbeitet (Ubergang zwischen Spanfläche und Schaft des Fräsers ist zu eng für den feststehenden Stützfinger).
Gute Profilgenauigkeit ist in diesem Fall nur zu erreichen, wenn alle Spanflächen des Fräsers parallel und mittig zu seiner Achse stehen. Ohne diese Voraussetzung muss der Fräser vor dem Freischleifen erst auf den Profilwinkel rundgeschliffen werden. Das Freischleifen erfolgt dann nach Rundschliffase. 
Sind die Spanräume des Fräsers groß genug und der Abstand zum Schaft ausreichend, wird am besten mit feststehendem Stützfinger und Gleitblatt gearbeitet. Das Führen der Fräserschneide über ihre ganze Länge auf dem Stützfinger ergibt hohe Profilgenauigkeit ohne großen Aufwand. 
Siehe in diesem Zusammenhang das Arbeitsbeispiel: Prismenfräser, Seite 10-13 bis 10-15.

In diesem Beispiel sollen die Hauptschneiden eines Winkelfräsers mit Schaft freigeschliffen werden. Es wird mit mitgehendem Stützfinger gearbeitet.

• Eine Schneide des Fräsers durch Drehen der Teilkopfspindel möglichst genau auf die waagerechte Fräserachse stellen (ca. 0,2 mm Genauigkeit).
• Stützfinger an die Spanfläche der eingestellten Schneide ansetzen. Er soll etwa in der Mitte der Schneide, dicht an der Schneidkante stehen. Elastisches Stützblatt verwenden, das beim Teilen zur nächsten Schneide federnd ausweicht und mögliche Beschädigungen der Schneidkanten vermeidet.
• Profilwinkel des Fräsers am Universal-Teilkopf einstellen. Siehe dazu den Hinweis zur Profilgenauigkeit oben.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Freifläche schleifen. Teilen zur nächsten Schneide durch Drehen der Teil- kopfspindel gegen die Schneidrichtung des Fräsers.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Hauptschneiden eines Schaftfräsers geschliffen werden. Es wird mit feststehendem Stützfinger gearbeitet.

• Schräges Gleitblatt so auf den Tragbolzen spannen, dass die Neigung der Führungsbahn dem Steigungswinkel des Fräsers entspricht.
• Stützfinger mittels geradem Halter so an den Schleifkopf spannen, daß  
  - die Führungsbahn bzw. der Führungspunkt des Gleitblattes mittig (Genauigkeit ca. 0,5 mm) zum wirksamen Schleifrand steht. Siehe dazu Seite 10-19.  
  - die Führungsbahn des Gleitblattes in senkrechter Richtung etwa mittig zur Schleifscheibe steht.  
  Führungspunkt = Schleifpunkt Siehe dazu unseren Hinweis auf Seite 10-3.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen. 
• Schleifkopf in senkrechter Richtung so verstellen, dass sich der Führungspunkt des Gleitblattes mit der Fräser- bzw. Teilkopfspindelachse deckt (Genauigkeit 0,2— 0,5 mm je nach Fräserdurchmesser). Einstellehre verwenden. Einstellung bei der weiteren Arbeit nicht mehr verändern!

Schwenkbarer Stützfinger 
In diesem Arbeitsbeispiel wird mit dem einfachen Stützfinger mit Gleitblatt gearbeitet. Werden die Hauptschneiden drallgenuteter Fräser häufig mittels Stützfinger geschliffen, so empfiehlt sich der Einsatz des schwenkbaren Stützfingers wie im Beispiel Seite 10-10. Vorteile des schwenkbaren Stützfingers:

• Schnelles und genaues Einstellen des Gleitblattes auf den Steigungswinkel des Fräsers.
• Beim Umstellen des Gleitblattes auf einen anderen Steigungswinkel bleibt die Lage des Führungspunktes nahezu unverändert.
• Geringste Rüstzeit von einem Fräser zum anderen.
• Fräser so an den Stützfinger heranführen, dass die zu schleifende Schneide etwas über das Gleitblatt hinausragt.
• Freifläche schleifen: Zustellung mittels Schleifspindel, Teilen zur nächsten Schneide außerhalb des Stützfingers.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Hauptschneiden eines kreuzverzahnten Scheibenfräsers geschliffen werden. Es wird mit feststehendem Stützfinger (schwenkbare Ausführung) gearbeitet. Schleifen der Zahngruppe 1

• Gleitblatt des schwenkbaren Stützfingers auf den Steigungswinkel des Scheibenfräsers einstellen.
• Stützfinger mittels geradem Halter so an den Schleifkopf spannen, dass
  - die Führungsbahn bzw. der Führungspunkt des Gleitblattes mittig (Genauigkeit ca. 0,5 mm) zum wirksamen Schleifrand steht. Siehe dazu Seite 10-19. 
  - die Führungsbahn des Gleitblattes in senkrechter Richtung etwa mittig zur Schleifscheibe steht. Führungspunkt = Schleifpunkt Siehe dazu unseren Hinweis auf Seite 10-3.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Schleifkopf in senkrechter Richtung so verstellen, dass sich der Führungspunkt des Gleitblattes mit der Fräser- bzw. Teilkopfspindelachse deckt (Genauigkeit 0,3 - 1 mm je nach Fräserdurchmesser). Einstellehre verwenden.
• Fräser so an den Stützfinger heranfahren, dass die zu schleifende Schneide etwas über das Gleitblatt hinausragt.
• Freifläche schleifen: 
  - Zustellung mittels der Schleifspindel.
  - Teilen zur nächsten Schneide außerhalb des Stützfingers.

Schleifen der Zahngruppe 2

• Gleitblatt auf den Steigungswinkel der Zahngruppe 2 schwenken. Der Stützfingerhalter bleibt unverändert.
• Freifläche schleifen.

Gleicher Durchmesser der beiden Zahngruppen: 
Beim Schwenken des Gleitblattes vom Steigungswinkel der Zahngruppe 1 auf den der Zahngruppe 2 ergibt sich u. U. eine kleine Positionsänderung des Gleitblattes in senkrechter Richtung. Diese Änderung führt zu einer geringen Abweichung des Durchmessers der Zahngruppe 2 zur Zahngruppe 1. Exakt gleiche Durchmesser können wie folgt erreicht werden:

1. Durchmesser des Scheibenfräsers vor dem Schleifen der Freiflächen rundschleifen und die Schneiden des Fräsers nach Rundschliffase freischleifen, oder
2. Durchmesser der Zahngruppe 2 mit Hilfe einer Messuhr auf den Durchmesser der Zahngruppe 1 schleifen.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen eines Prismenfräsers geschliffen werden. Es wird mit feststehendem Stützfinger gearbeitet. Der feststehende Stützfinger wird verwendet, damit mögliche Form- oder Teilungsfehler der Spanflächen die Profilform des Fräsers nicht nachteilig beeinflussen.

Schleifen der linken Zahnflanke

• Universalteilkopf auf den linken Profilwinkel stellen.
• Gerades Gleitblatt senkrecht auf den Tragbolzen stellen (Steigungswinkel 0º).
• Stützfinger mittels geradem Halter so an den Schleifkopf spannen, dass 
  - die Führungsbahn bzw. der Führungspunkt des Gleitblattes mittig (ca. 0,5 mm Genauigkeit) zum wirksamen Schleifrand steht (siehe dazu Seite 10-19).
  - die Führungsbahn des Gleitblattes in senkrechter Richtung etwa mittig zur Schleifscheibe steht. Führungspunkt = Schleifpunkt Siehe dazu unseren Hinweis auf Seite 10-3.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Schleifkopf in senkrechter Richtung so verstellen, dass sich der Führungspunkt des Gleitblattes mit der Fräser- bzw. Teilkopfspindelachse deckt (Genauigkeit 0,2 - 0,5 mm je nach Fräserdurchmesser). Einstellehre verwenden. Einstellung bei der weiteren Arbeit nicht mehr verändern.
• Fräser so an den Stützfinger heranführen, dass die zu schleifende Schneide etwas über das Gleitblatt hinausragt.
• Freifläche schleifen
  - Zustellung mittels der Schleifspindel.
  - Teilen zur nächsten Schneide außerhalb des Stützfingers.

Schleifen der rechten Zahnflanken

• Fräser auf den Profilwinkel der rechten Zahnflanken stellen.
• Fräser wieder so an den Stützfinger heranführen, dass die zu schleifende Schneide etwas über das Gleitblatt hinausragt.
• Freifläche schleifen.

Bei Prismenfräsern mit sehr spitzem Profilwinkel können die rechten Zahnflanken aus Platzmangel (Universal-Teilkopf kollidiert mit Schleifkopf) nicht wie hier beschrieben geschliffen werden. In einem solchen Fall wird der Fräser auf seinem Spanndorn um 180º gedreht und die rechten Zahnflanken wie die linken, allerdings bei spiegelbildlicher Maschineneinstellung, geschliffen.

Kegelige Schaftfräser mit unkonstantem Steigungswinkel
Im folgenden Arbeitsbeispiel werden die Freiflächen der Hauptschneiden eines kegeligen Schaftfräsers geschliffen. Es wird von einem Fräser ausgegangen, dessen Schneiden eine konstante Steigung und damit einen unkonstanten Steigungswinkel haben. Das sinnvollste Vorgehen ist in diesem Fall:

1. Es wird mit dem Stützfinger für Radiusfräser gearbeitet. Die punktförmige Führungszone dieses Stützfingers vermindert Verzerrungen, die vom unkonstanten Steigungswinkel ausgehen.
2. Der kegelige Schaftfräser wird in der Radiusschleifeinrichtung gespannt. Dadurch ist es leichter, den Fräser an den Führungspunkt des Stützfingers anzulegen.

In diesem Beispiel sollen die Freiflächen der Hauptschneiden eines kegeligen Schaftfräsers geschliffen werden. Der Steigungswinkel des Fräsers ist nicht konstant. Es wird mit feststehendem Stützfinger gearbeitet. Es wird der Stützfinger für Radiusfräser und die Radiusschleifeinrichtung eingesetzt.

• Verstellbaren Anschlag am Schwenklager der Radiusschleifeinrichtung auf den halben Kegelwinkel des Fräsers stellen und Schwenklager klemmen.
• Teilkopf auf dem Schwenkarm so positionieren, dass die Stirnseite des Fräsers ca. 10 mm hinter dem Drehpunkt der Radiusschleifeinrichtung steht (Freischwenken des Fräsers).
• Stützfinger mittels geradem Halter so auf den Schleifkopf spannen, dass 
  - der Führungspunkt des Gleitfingers mittig (ca. 0,5 mm Genauigkeit) zum wirksamen Schleifrand der Schleifscheibe steht (siehe dazu Seite 10-19). 
  - der Führungspunkt des Gleitfingers in senkrechter Richtung etwa mittig zur Schleifscheibe steht.
• Freiwinkel am Schleifkopf einstellen.
• Schleifkopf in senkrechter Richtung so verstellen, dass sich der Führungspunkt des Gleitfingers mit der Fräserbzw. Teilkopfspindelachse deckt (Genauigkeit 0,2 - 0,5 mm je nach Fräserdurchmesser). Einstellehre verwenden. Einstellung bei der weiteren Arbeit nicht mehr verändern!

Drehrichtung der Schleifscheibe 
Beim Freischleifen der Kegelschneiden empfehlen wir die Schleifscheibe ausnahmsweise gegen die Schneide des Fräsers drehen zu lassen, damit die Schleifunken nach unten fliegen. Beim Schleifen muss nun allerdings sehr darauf geachtet werden, dass die Schleifscheibe den Fräser nicht vom Stützfinger wegdreht. Wird diese Schleiftechnik als zu gefährlich angesehen, kann man wie folgt arbeiten:

• Maschine spiegelbildlich zu unserer Beschreibung einstellen.
• Gleitfinger um 180º gedreht, also mit dem Führungspunkt nach oben, auf den Tragbolzen des Stützfingers spannen.
• Schleifscheibe gegen den Gleitfinger drehen lassen. Der Funkenflug ist nun ebenfalls nach unten gerichtet.
• Fräser am schaftseitigen Ende der Schneiden so an den Stützfinger heranführen, dass die zu schleifende Schneide etwas über den Gleitfinger hinausragt. Anschlag W 1 setzen (siehe Seite 10-16).
• Klemmung des Schwenklagers öffnen.
• Freifläche schleifen Schleifscheibe gegen die Schneide des Fräsers drehen lassen. 
  - Fräser am Gleitfinger vom schaftseitigen zum stirnseitigen Ende der Schneide führen. 
  - Fräser von der Schleifscheibe wegschwenken. 
  - Werkzeugschlitten wieder nach vorn fahren und nächste Schneide am schaftseitigen Ende am Gleitfinger anlegen. 
  - Zustellung mittels der Schleifspindel.

Unter wirksamem Schleifrand verstehen wir den Bereich des Schleifrandes an der Schleifscheibe, der beim Schleifen am tiefsten in das Werkzeug (Werkstück) eindringt. Beim Freiflächeschleifen mit dem Stützfinger müssen der Führungspunkt des Gleitblattes und der wirksame Schleifrand genau zur Deckung gebracht werden.

Wird das nicht beachtet, kann es — besonders bei kleinem Werkzeugdurchmesser— zu erheblichen Formfehlern (Zylinder-, Kegelform) am Schneidanfang oder am Schneidenende des geschliffenen Werkzeuges kommen.

Bei kreuzverzahnten Werkzeugen führt ein ungenau positionierter Stützfinger auch zu ungleichen Durchmessern der beiden Zahngruppen des Werkzeuges.

Die Bilder zeigen die üblichsten Schleifrandquerschnitte mit der Bezeichnung des wirksamen Schleifrandes bei rechtsgenuteten und bei kreuzverzahnten Werkzeugen. Um sicher zu sein, wo der wirkliche Führungspunkt am Gleitblatt ist, empfiehlt es sich, ein dachförmig zugeschliffenes Gleitblatt zu verwenden.