Schleifen und Läppen
Auf der Suche nach Lösungen für die komplexesten Bearbeitungen hat das Unternehmen in 40 Jahren die technischen und messtechnischen Kompetenzen erworben, um Bauteile mit geometrischen und maßlichen Toleranzen von wenigen Tausendsteln und einer Rauheit von weniger als 1 µ herzustellen und zu prüfen.
14 verschiedene Schleifarten
- 4 CNC-Schleifmaschinen Außen oder Innen/Außen max. 130 mm
- 2 hydraulische Schleifmaschinen, Außen, mit elektronischer Messvorrichtung
- 1 spitzenlose CNC-Schleifmaschine max. 80 mm
- 4 spitzenlose hydraulische Schleifmaschinen
- 1 CNC-Tangentialschleifmaschine max. 650 mm
- 1 vertikale CNC-Läppmaschine max. 120 mm
- 1 horizontale Läppmaschine max. 25 mm
Studer – Tacchella – Mar – Morara – Palmary – Delta
Präzisionsschleifen und -läppen
Das Schleifen ist die Endbearbeitung, die das Bauteil nach dem Drehen, Fräsen und der Wärmebehandlung auf die endgültigen Maß- und Formtoleranzen bringt. Es arbeitet durch Abrasion und trägt Hundertstel oder Tausendstel Millimeter pro Durchgang ab und erreicht Präzisionen, die mit spanabhebenden Bearbeitungen unmöglich sind: Rundheit von 2 µm, kontrollierte Zylindrizität, Rauheit bis Ra 0,1 µm.
Das Läppen ist eine Feinstbearbeitung, die nach dem Schleifen erfolgt, wenn die Spezifikationen noch geringere Rauheiten erfordern, bis zu Ra < 0,05 µm (Rt < 1 µm), an hydraulischen Dichtbohrungen und Gleitsitzen, wo die Oberflächentopografie für die Funktionalität des Bauteils entscheidend ist.
Wie das CNC-Schleifen funktioniert
Eine aus abrasiven Körnern bestehende Schleifscheibe (Korund, CBN oder Diamant) rotiert mit hoher Geschwindigkeit und trägt minimale Materialmengen von der Oberfläche des Werkstücks ab. Die numerische Steuerung regelt Geschwindigkeit, Vorschub und Kompensation des Scheibenverschleißes automatisch. Das Kühlmittel ist unerlässlich, um Oberflächenverbrennungen (grinding burn) zu vermeiden, die die gehärtete Schicht verändern würden.
Das Schleifen erfolgt als letzter Arbeitsgang nach der Wärmebehandlung (Härten, Einsatzhärten, Nitrieren), wenn das Material seine endgültige Härte erreicht hat und Drehen und Fräsen nicht mehr mit der erforderlichen Präzision arbeiten können.
Wie das Läppen von Bohrungen funktioniert
Das Läppen verwendet ein aufweitbares Werkzeug (Läppwerkzeug), das mit Schleifpaste beschichtet ist und im Inneren der Bohrung oszilliert und rotiert, wobei es Mikromengen an Material bis zu Ra < 0,05 µm abträgt. Im Gegensatz zum Schleifen erzeugt es keine nennenswerte Wärme und verändert die metallurgischen Eigenschaften der Oberfläche nicht, weshalb es dort bevorzugt wird, wo die Oberflächentopografie für die Ölfilmhaltung und die dynamische Dichtung entscheidend ist.
Unterschied zwischen Schleifen und Läppen
Schleifen und Läppen sind beide Endbearbeitungen, jedoch mit unterschiedlichen Prinzipien. Das Schleifen trägt Hundertstel–Zehntel mm pro Durchgang mit einer Scheibe bei hoher Geschwindigkeit ab und erreicht Rauheiten Ra 0,1–0,4 µm und Toleranzen von ±0,002–±0,005 mm. Es erzeugt erhebliche Wärme und erfordert Kühlmittel. Das Läppen trägt Tausendstel mm mit Schleifpaste bei niedriger Geschwindigkeit ab und erreicht Ra bis 0,05 µm und Toleranzen ±0,001–±0,002 mm. Es erzeugt keine Wärme.
Kurz gesagt: das Schleifen definiert die Abmessung und die Geometrie des Werkstücks, das Läppen perfektioniert die Rauheit der Bohrung. Bei den kritischsten Bauteilen werden sie nacheinander ausgeführt. Beide im selben Werk auszuführen gewährleistet die Konsistenz zwischen geschliffenen und geläppten Maßen.
Arten des Schleifens
- Das Rundschleifen bearbeitet zylindrische Außenflächen (Wellen, Bolzen, Lagersitze) und Innenflächen (Bohrungen, Buchsen, Laufbuchsen) mit dem langsam zwischen Spitzen rotierenden Werkstück. Mehrspindel-Schleifmaschinen montieren gleichzeitig Scheiben für Außen- und Innenbearbeitung und reduzieren so das Umspannen.
- Das spitzenlose Schleifen (centerless) stützt das Werkstück auf einer Auflageschiene zwischen zwei Scheiben: ideal für lange, dünne zylindrische Teile, Bolzen, Stifte und Kleinteile, die nicht zwischen Spitzen gespannt werden können. Es kann im Einstechverfahren (für Profile und Absätze) oder im Durchlaufverfahren (für Zylinder mit konstantem Querschnitt in großen Losen) arbeiten, mit sehr hoher Produktivität dank kontinuierlicher Zuführung.
- Das Flachschleifen (oder Planschleifen) bearbeitet ebene Flächen, wobei die Scheibe tangential über das auf einem Magnettisch fixierte Werkstück läuft. Es ist das Referenzverfahren, um Ebenheit, Parallelität und Rechtwinkligkeit mit Toleranzen von wenigen Tausendstel an Flanschen, Platten und Dichtflächen zu erreichen. Oft ist es der letzte Arbeitsgang nach dem Fräsen.
Bearbeitbare Werkstoffe
Die Wahl der Scheibe und der Parameter hängt von der Härte und der Struktur des Materials ab.
| Kategorie | Werkstoffe | Häufige Anwendungen |
|---|---|---|
| Gehärtete Stähle | 100Cr6, C45, 42CrMo4 (56–62 HRC) | Lagersitze, Führungen, Hydraulik |
| Einsatzstähle | 18NiCrMo4, 16MnCr5, 20MnCr5 | Bolzen, Zahnräder, Einsatzschicht |
| Rostfreie Stähle | AISI 304, 316, 420, 630 | Medizin, Lebensmittel, fluidberührte Komponenten |
| Vergütungsstähle | C45, 39NiCrMo3, 42CrMo4, 40CrMnMo7 | Wellen, Flansche, Strukturbauteile |
| Aluminiumlegierungen | Anticorodal (6082), Ergal (7075) | Leichtbauteile, Gehäuse |
| Kupfer und Legierungen | Messing, Aluminiumbronze | Buchsen, Schiffsschrauben, elektrische Komponenten |
Präzision und Toleranzen
Die erreichbaren Toleranzen hängen von der Art des Schleifens, der Steifigkeit der Maschine und der thermischen Stabilität des Prozesses ab.
| Bearbeitungsart | Toleranz | Rauheit | Formtoleranz |
|---|---|---|---|
| CNC-Rundschleifen (außen) | ±0,003 mm | Ra 0,2 µm | Rundheit 2 µm, Zylindrizität 3 µm |
| CNC-Rundschleifen (innen) | ±0,003 mm | Ra 0,2 µm | Rundheit 2 µm, Konzentrizität 5 µm |
| Spitzenlos (Einstechen) | ±0,003 mm | Ra 0,2 µm | Rundheit 2–3 µm |
| Spitzenlos (Durchlauf) | ±0,003 mm | Ra 0,2 µm | Geradheit 5 µm/100 mm |
| Flachschleifen | ±0,003 mm | Ra 0,2 µm | Ebenheit 5 µm, Parallelität 5 µm |
| CNC-Läppen | ±0,001 mm | Ra 0,05 µm | Rundheit 1–2 µm, Zylindrizität 2 µm |
Industrielle Anwendungen
Schleifen und Läppen sind unverzichtbar, wo Passtoleranzen, Rauheit der Gleitflächen und Geometrie der Bohrungen kritische funktionale Anforderungen sind.
- Hydraulik — Dichtsitze, Bohrungen für Steuerschieber und Kolben, Zylinderstangen. Das Läppen gewährleistet die Topografie für die Ölfilmhaltung.
- Ausrüstung für Werkzeugmaschinen — Gleitführungen, Lagersitze, Spindeln und Spannzangen mit enger Konzentrizität und Ebenheit.
- Industriemaschinen — Wellen, Bolzen, Buchsen, Passsitze. Spitzenloses Schleifen für Serien zylindrischer Elemente.
- Medizin und Lebensmittel — Komponenten aus AISI 316 und gehärtetem 420 mit Oberflächen für Hygiene und Korrosionsbeständigkeit.
- Marine — Endbearbeitung von Komponenten aus Aluminiumbronze und Edelstahl nach Drehen und Fräsen.
Die Schleif- und Läppabteilung von Gamba
Die Abteilung verfügt über 14 Schleifmaschinen von sechs Herstellern (Studer, Tacchella, Mar, Morara, Palmary, Delta): 4 CNC-Rundschleifmaschinen für Außen- und Innenbearbeitung (Ø max 130 mm), 2 Rundschleifmaschinen mit In-Process-Messung für Serien mit engen Toleranzen, 1 spitzenlose CNC-Maschine (Ø max 80 mm) + 4 hydraulische spitzenlose Maschinen und 1 CNC-Flachschleifmaschine mit 650-mm-Tisch.
Die Schleifmaschinen haben ein Granitbett für thermische Stabilität. Sie bearbeiten Werkstücke bis Ø350 × 500 mm mit Innenspindeln von 75.000 U/min und kontinuierlicher B-Achse für komplexe Profile.
Die Läppabteilung umfasst 2 CNC-Läppmaschinen: eine vertikale für Bohrungen von 12 bis 120 mm (Rt 1 µm, Ra 0,05 µm) und eine horizontale für Bohrungen bis 20 mm (Rt 2 µm, Ra 0,1 µm).
Qualitätskontrolle
Die Schleifmaschinen mit elektronischer In-Process-Messung erfassen den Durchmesser während der Bearbeitung und stoppen den Durchgang beim programmierten Maß. Am Ende des Zyklus erfolgt die Prüfung im Messraum mit motorisiertem Rundheitsmessgerät, KMG, Rauheitsmessgerät und über 500 manuellen, auf 0,1 µm zertifizierten Instrumenten.
Kompletter Zyklus: vom Schleifen zum fertigen Bauteil
Ein Bauteil, das Schleifen erfordert, durchläuft diesen intern verwalteten Ablauf:
- CNC-Drehen: Schruppen und Vorschlichten der Durchmesser
- CNC-Fräsen: Nuten, Taschen, Querbohrungen
- Wärmebehandlung: Härten, Einsatzhärten oder Nitrieren
- Schleifen: Endbearbeitung von Durchmessern, Ebenen und Geometrien mit engen Toleranzen
- Läppen: Feinstbearbeitung der Bohrungen, wenn Rt < 1 µm
- Endkontrolle: KMG, Rundheitsmessgerät, dedizierte Messmittel
Die Integration aller Bearbeitungen im selben Werk eliminiert Transporte zwischen Lieferanten und gewährleistet die dimensionale Konsistenz des gesamten Bauteils.
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Häufige Fragen zu Schleifen und Läppen
Das Schleifen ist eine Endbearbeitung mit Schleifscheibe, die das Werkstück auf Toleranzen von ±0,002 mm und Ra 0,1 µm bringt. Das Läppen ist eine Feinstbearbeitung, die die Rauheit der Bohrungen bis Ra < 0,05 µm mit einem aufweitbaren Läppwerkzeug und Schleifpaste verbessert.
Das Schleifen trägt Hundertstel mm mit einer Scheibe bei hoher Geschwindigkeit ab (Ra 0,1 µm). Das Läppen trägt Tausendstel mm bei niedriger Geschwindigkeit ohne Wärme ab (Ra < 0,05 µm). Das Schleifen definiert Abmessung und Geometrie; das Läppen perfektioniert die Rauheit der Bohrung.
Gehärtete Stähle bis 62 HRC, Einsatzstähle, Edelstahl (AISI 304, 316, 420, 630), Vergütungsstähle, Aluminium, Bronze und HSS. Die Scheibe (Korund, CBN, Diamant) wird je nach Härte des Materials gewählt.
Das CNC-Rundschleifen erreicht ±0,002 mm mit einer Rundheit von 2 µm und Ra 0,1 µm. Das CNC-Läppen erreicht ±0,001 mm mit Rt < 1 µm und Ra < 0,05 µm. Das Niveau hängt von der Art der Maschine, dem Material und der Geometrie ab.
Das Schleifen erfolgt nach der Wärmebehandlung, um das Werkstück auf seine endgültigen Toleranzen zu bringen. Ohne Schleifen erreicht ein gehärtetes Werkstück die Passtoleranzen nicht. Das Läppen vervollständigt den Zyklus, wenn die Spezifikationen die Möglichkeiten des Schleifens übersteigen.
Läppen von Löchern
Das CNC-Vertikalläppen ermöglicht eine breite Palette von Bearbeitungen mit Bohrungen von 12 bis 120 mm, um sehr enge Toleranzen zu erreichen und gleichzeitig die Geometrie des Werkstücks zu berücksichtigen. Parallel dazu ermöglicht die hohe Empfindlichkeit der CNC-Maschinen bei den Endbearbeitungen Rauheiten mit Rt-Werten < 1 µ oder Ra < 0,05 µ.
Das Horizontalläppen eignet sich zum Honen und Läppen von Bohrungen von 4 bis 20 mm mit Rt-Werten < 2 µ oder Ra < 0,1 µ.m con valori di Rt < 2 µ o Ra < 0,1 µ.
Andere Arten von Prozessen
Wir verwalten intern alle Phasen des Produktionsprozesses, um die Qualitätskontrolle und die Einhaltung der Zeitpläne zu gewährleisten.
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