Schleifmaschine Jumat 2000 von Erwin Junker Maschinenfabrik

Die Vorteile der Maschine sind: eine sehr wirtschaftliche Komplett-Bearbeitung bei hoher Werkstückqualität, die automatisierte Fertigung, ein steifer Schleifspindelstock, der thermisch stabile Fertigungsprozess, eine außerordentlich flexible, kundenbezogene Maschinenkonfiguration und das bedienerfreundliche Bedien- und Steuerungskonzept.

Maschinenaufbau

Der gesamte Maschinenaufbau der Jumat mit allen Baugruppen, auch der Spindelbau, wird in den eigenen Produktionswerken in Tschechien ausgeführt. Junker kommt auf einen Eigenfertigungsanteil bei den Baugruppen auf etwa 80 Prozent.

Der Aufbau besteht aus einem Mineralgussbett, auf dem eine Grauguss-Basisplatte verschraubt ist, die dann als Bezugsfläche für alle Aufbaubaugruppen dient. Auch die Aufbauten sind in Grauguss ausgeführt, zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften. Das Maschinenbett und die Baugruppen im Aufbau sorgen in ihrem Layout für eine Thermostabilität, somit sind Schwankungen in der Umgebungstemperatur problemlos zu kompensieren.

Die steife Ständerbaugruppe, trägt den Schleifspindelstock, der in X- und Y-Richtung verfahrbar ist. Die Antriebe in diesen Achsen sind Kugelgewindetriebe mit Positionierung über Glasmaßstäbe. Die Führungsflächen für den Schlitten der Z-Achse sind ebenfalls auf der Basisplatte positioniert. Ein Linearantrieb mit hohen Verfahr- und Beschleunigungswerten bewegt den Schlitten, auf dem der Werkstückspindelstock, die werkstückgebundene Ausrüstung der Maschine wie Lünetten und/oder Reitstock und die Abrichteinheit montiert sind.

Der Schleiftisch, mittels Z-Achse verfahrbar, trägt die Werkstückspindel mit der direkt angetriebenen C-Achse. Die Spindel ermöglicht einen sehr hohen Drehzahlbereich bis zu 10.000 1/min. und Schleiflängen bis 300 Millimeter.

Das Herzstück der Maschine ist der Schleifspindelstock. Er ist in der FEM gerechneten Ständereinheit platziert, auf dem Maschinenständer verschraubt und verfährt die Schleifspindel mittels der X und Y-Achse, welche sich durch stabil ausgelegte und vorgespannte Rollen-Linearführungen mit breitem Führungsbahnabstand auszeichnen.

Hierbei wird der Schwenkwinkel der Schleifspindel mittels Torquemotor angetriebener A-Achse variabel eingeschwenkt. Die Schwenkachse ist über eine steif dimensionierte Axial-Radialspindellagerung ausgeführt. In Interpolation von A- und Y-Achse lassen sich flexibel alle Steigungswerte im Profil einstellen.

Die Schleifspindeln sind Eigenbau-Junker, als Motorspindeln direkt angetrieben und mit Körperschallsensor und Wuchtsystem in ein oder zwei Ebenen ausgestattet. Das 2-Ebenen-Wuchten ist beim Schleifen einer Schnecke besonders wichtig, da jede Unwucht sich im Schleifergebnis, speziell in der Oberflächengüte, bemerkbar macht.

Die Schleifscheiben werden im Aufnahmedorn durch eine von Junker patentierte Polygonform gespannt (3-Punkt-System). Dieses garantiert eine schnelle und sichere Spannung. Sehr wichtig im Schleifprozess ist eine exakte, effiziente Spülung, die ständig für eine offene, schnittige Schleifscheibe sorgt.

Die Kühldüsennachstellung der Jumat nach Verschleiß an der Schleifscheibe wird durch Anfahren eines Festanschlages mittels X-Achse µ-genau realisiert. Ein Messtaster, einschwenkbar, wird zum Messen von axialer und radialer Werkstückposition genutzt.

Im Maschinenbett sind Hydraulik-/Pneumatikleitungen eingegossen. Damit entfällt ein zusätzlicher Verrohrungsaufwand. Die Installationen der Pneumatik sind an einer schwenkbar ausgeführten Montagewand montiert, was die Zugänglichkeit verbessert.

Prozess-Komplettbearbeitung

Der konventionelle Herstellprozess der Schneckenwellen beinhaltet die drei Fertigungsschritte, Fräsen/ Wirbeln mit anschließendem Glätten durch Rollieren oder Schleifen und Entgraten. Die Jumat 2000 fertigt das Profil an Schneckenwellen komplett auf einer Maschine. Dadurch lassen sich erhebliche Einsparungen in der Herstellzeit erzielen und der Aufwand für Werkstücktransport zwischen den einzelnen Prozessschritten entfällt. Dies ergibt die enorme Wirtschaftlichkeit beim Einsatz der Jumat 2000.

Der Schleifprozess erfolgt in zwei Schritten, dem Vorschleifen, ein Tiefschleifen auf Profiltiefe mit einer Galvanisch gebundenen CBN-Schleifscheibe und dem anschließenden Finishen mit einer Korund-Schleifscheibe. Nach dem Vorschleifen verfährt die Z-Achse soweit, damit beim Fertigschleifen die CBN-Scheibe genügend Freiraum zum Eintauchen hinter der Lünette hat.

Beim Schleifen des Rohlings entsteht im Ein- und Auslauf der Schnecke ein Grat (Splitterzahn). Dieser Grat wird in einer, in der Maschine integrierten Entgratstation, im letzten Arbeitsgang gezielt abgeschliffen.

Junker hat mit diesem Prozess eine Alleinstellung am Markt erreicht, denn durch Vor- und Fertigschleifen in nur einer Einspannung, hohe Standzeiten der Werkzeuge, prozesssicheren Ablauf mit hoher Wiederholgenauigkeit, hoher Werkstückqualität und integrierter Entgratstation werden nach Angabe von Junker eine Taktzeitreduzierung zum herkömmlichen Ablauf von 50 Prozent erreicht und die Fertigungskosten um 35 Prozent reduziert.

Automatisierung

Das Werkstückhandling in der Maschine wird über einen V-Lader realisiert. V-Lader bedeutet eine winklige V-Anordnung von Roh- und Fertigteilgreifer. Der Lader übernimmt den Rohling, der von außen über die ‚Schlüssellochübergabe‘ in den Innenraum angeliefert wird und beschickt die Maschine. Das Fertigteil wird über die interne Entgratstation transportiert und anschließend der Schlüssellochübergabe wieder zugeführt. Die Schlüssellochübergabe wird durch eine Pneumatisch betätigte Lineareinheit realisiert, die dann kombinierbar ist mit unterschiedlichen Zu- und Abführsystemen wie Transportbändern oder kundenspezifisch angepassten Systemen.

Das Abrichten der Schleifscheibe erfolgt CNC-gesteuert. Eingesetzt werden kann ein angetriebenes Diamant-Abrichtrad oder eine werkstückabhängige Diamantprofilrolle. Das Abrichten geschieht über ein automatisches Abrichtprogramm mit Schleifscheibenkompensation. Parallel zum Ladeprozess kann über eine Abrichtvorrichtung die Korundschleifscheibe abgerichtet werden. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der Nebenzeiten.

Bearbeitung

Beim Maschinen-Check wurde das Komplett-Schleifen eines Schneckenprofils ‚ins Volle‘ beeindruckend vorgestellt. Bei einem Kühlmittelstrahl von 400 l/min wird die Schneckenwelle in 19 Sekunden vor- und fertiggeschliffen sowie entgratet. Der interne V-Werkstücklader wechselt die Werkstücke innerhalb von vier Sekunden.

Steuerung und Bedienung

Als Steuerung wird die Siemens 840D sl eingesetzt mit der Junker-Bedienoberfläche Jupro und integrierter Schleifscheibenverwaltung. Zur Jobgenerierung wird die Software Juwop II genutzt, mit der bedienerfreundlich über vorhandene Zyklen das Schleifprogramm aufgebaut und anschließend auch in der Simulation abgefahren werden kann.

Service/TCO

Der Service ist 24/7 erreichbar und wird über die weltweite Weiterschaltung in der Junker-Gruppe realisiert. In Europa, Nordamerika und China ist man innerhalb von 48 Stunden vor Ort. Bei der Erfassung und Aussage zu TCO-Daten liegen langjährige Erfahrungen vor, da Junker mit seinen Maschinen in der Automobilindustrie präsent ist, wo in der Serienfertigung diese Daten bei Auftragsvergabe abgefragt werden. Junker gibt für seine Maschinen eine technische Verfügbarkeit von 96 Prozent, in Einzelfällen bis 98 Prozent an.

Mit der Jumat 2000 gewann Junker bei Prozess- und Maschinenkonzept den Umwelttechnik-Sonderpreis des Landes Baden-Württemberg 2021.