Koordinatenschleifmaschine

Koordinatenschleifmaschinen für die industrielle Fertigung

Funktionsweise einer Koordinatenschleifmaschine

Die CNC-Koordinatenschleifmaschine, alternative Schreibweise Koordinaten-Schleifmaschine, auch bekannt unter dem Begriff Lehrenschleifmaschine, ist eine hochpräzise Werkzeugmaschine zur Fein- und Fertigbearbeitung komplexer Werkstücke mit engsten Toleranzen. Sie zählt zur Kategorie der Schleifmaschinen, zeichnet sich aber im Vergleich zu konventionellen Rund- oder Flachschleifmaschinen durch eine exakte Steuerung der Werkzeugbewegung im Raum aus – daher der Name „Koordinaten“-Schleifmaschine.

Beim Koordinatenschleifen basiert das Bearbeitungsprinzip auf dem Innen- oder Außenrundschleifen mit rotierenden Schleifscheiben. Die Maschine ermöglicht es, Bohrungen, Passungen, Schultern oder komplexe Konturen mit hoher Maß- und Formgenauigkeit zu bearbeiten. Dabei erfolgt die Bewegung der Schleifspindel und des Werkstücks entlang genau definierter Koordinatenachsen (typisch X, Y, Z), die entweder manuell oder über eine CNC-Steuerung gesteuert werden.

Besonders hervorzuheben ist die Fähigkeit der Koordinatenschleifmaschine, sehr kleine Durchmesser im Mikrometerbereich zu schleifen, wie sie etwa bei Einspritzdüsen oder Präzisionsformen vorkommen. Die Vorschubbewegungen sind beim Koordinatenschleifen feinfühlig regelbar, und die Koordinatenschleifmaschinen arbeiten oft mit hochdrehenden Schleifspindeln, die über 100.000 U/min erreichen können.

Ein wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, bereits vorbearbeitete oder gehärtete Werkstücke mit minimalem Materialabtrag und sehr hoher Oberflächengüte nachzubearbeiten. Das Koordinatenschleifen wird häufig in klimatisierten Räumen durchgeführt, um thermische Ausdehnungen zu minimieren.

Dank der hohen Wiederholgenauigkeit sind Koordinatenschleifmaschinen ideal für Einzelteile, Prototypen und Serienfertigung in der Präzisionsfertigung.

Aufbau einer Koordinatenschleifmaschine

Eine Koordinatenschleifmaschine besteht aus mehreren präzise aufeinander abgestimmten Komponenten. Das Maschinenbett bildet das stabile Fundament und ist häufig aus Grauguss zur Schwingungsdämpfung gefertigt. Die Achssysteme (X, Y, Z) sind mit hochpräzisen Kugelgewindetrieben und Linearführungen ausgestattet. Die Schleifspindel, meist luftgelagert, ermöglicht extrem hohe Drehzahlen. Eine CNC-Steuerung oder manuelle Bedieneinheit sorgt für die präzise Koordinatensteuerung. Der Werkstücktisch ist oft dreh- oder schwenkbar. Ergänzt wird das System durch Kühlmittelanlage, Messsysteme und ggf. eine Absaugvorrichtung für Schleifstaub. Die Summe dieser Bauteile garantiert höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit.

Folgende Suchbegriffe werden häufig für Koordinatenschleifmaschinen verwendet: Schleifmaschine Metall Industrie

Andere Arten von Schleifmaschinen

Auf maschinenauswahl.de unterscheiden wir folgende Typen von Schleifmaschinen:

Fertigung mit der Koordinatenschleifmaschine

Beim Koordinatenschleif-Verfahren erfolgt die hochpräzise Bearbeitung eines Werkstücks durch eine rotierende Schleifscheibe entlang exakt gesteuerter Koordinatenachsen. Die Maschine bewegt entweder das Werkzeug oder das Werkstück – oder beide – in X-, Y- und Z-Richtung, meist CNC-gesteuert. Dabei wird Material in minimalen Mengen abgetragen, um feine Bohrungen, Passungen oder komplexe Innenkonturen mit höchster Maßgenauigkeit zu erzeugen. Das Koordinatenschleifen eignet sich besonders für gehärtete Werkstoffe, bei denen konventionelle Zerspanung nicht mehr möglich ist. Ein integriertes Kühlsystem sorgt für Temperaturstabilität und verhindert thermische Verformungen während des CNC-Koordinatenschleifens.

Koordinatenschleifen englisch: Coordinate grinding

Hartmetall-Profilschleifen

Beim Hartmetall-Profilschleifen handelt es sich um ein hochpräzises Schleifverfahren zur Bearbeitung von Hartmetallen, die aufgrund ihrer Härte konventionell schwer zerspanbar sind. Dabei wird eine speziell geformte Schleifscheibe eingesetzt, um komplexe Konturen, Profile oder Funktionsflächen exakt in das Werkstück einzubringen. Die Schleifscheibe besteht meist aus CBN oder Diamant, um den extrem harten Werkstoff effizient zu bearbeiten. Durch CNC-Steuerung lassen sich sehr enge Toleranzen und hohe Wiederholgenauigkeit realisieren. Das Verfahren kommt häufig im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz, etwa bei Stempeln, Matrizen oder Schneidplatten, bei denen höchste Standzeiten gefordert sind.

Koordinatenschleifen und Hartmetall-Profilschleifen unterscheiden sich primär in Anwendungsbereich und Zielsetzung. Beim Koordinatenschleifen steht die präzise Bearbeitung von Bohrungen und Konturen auf Basis exakter Positionssteuerung im Vordergrund – ideal für filigrane Innengeometrien. Es wird oft bei kleinen Werkstücken mit engen Toleranzen eingesetzt. Das Hartmetall-Profilschleifen hingegen konzentriert sich auf die formgebundene Bearbeitung harter Werkstoffe wie Hartmetall. Ziel ist es, komplexe Außenprofile und Konturen auf hochverschleißfeste Bauteile aufzubringen. Während das Koordinatenschleifen meist kleinere Schleifstifte nutzt, kommen beim Profilschleifen formgebundene Diamant- oder CBN-Scheiben zum Einsatz. Beide Verfahren erfordern höchste Präzision und hochwertige Maschinentechnik.

Anwendung in der industriellen Metallbearbeitung

Koordinatenschleifmaschinen sind in vielen Branchen unverzichtbar, in denen höchste Präzision gefordert ist. Besonders verbreitet ist ihr Einsatz im Werkzeug- und Formenbau, im Vorrichtungsbau, in der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Medizintechnik, im Maschinenbau, in der Automobilindustrie sowie in der Feinmechanik und Mikrosystemtechnik. Auch die Uhrenindustrie und optische Industrie nutzen diese Maschinen wegen ihrer hohen Genauigkeitsanforderungen.

Typische Werkstücke, die mit Koordinatenschleifmaschinen hergestellt oder bearbeitet werden, sind:

Einspritzdüsen
Präzisionsbohrungen in Formeinsätzen
Führungsbuchsen
Stanz- und Umformwerkzeuge
Spannvorrichtungen
Spritzgussformen
Mikrokomponenten für Medizingeräte
Turbinenschaufeln
Zahnräder mit Innenkonturen
Messaufnahmen
Lagergehäuse mit Passbohrungen

Dank ihrer Flexibilität und Genauigkeit sind Koordinatenschleifmaschinen in der Lage, komplexe Konturen und engste Toleranzen in gehärteten Werkstoffen wirtschaftlich zu realisieren.

Werkzeuge für eine Koordinatenschleifmaschine

In Koordinatenschleifmaschinen kommen speziell ausgewählte Schleifwerkzeuge zum Einsatz, die auf höchste Präzision und Oberflächengüte ausgelegt sind. Zu den gängigen Werkzeugen zählen:

CBN-Schleifscheiben (kubisches Bornitrid)
Diamantschleifscheiben
Keramisch gebundene Schleifscheiben
Kunstharzgebundene Schleifkörper
Stiftförmige Schleifkörper
Schleifstifte mit kleinen Durchmessern
Bohrungsbearbeitungswerkzeuge
Innenrundschleifscheiben
Profilierschleifscheiben
Abrichtwerkzeuge zur Formgebung der Schleifscheiben

Diese Werkzeuge ermöglichen die Bearbeitung hochharter Werkstoffe mit extremer Maßhaltigkeit.

Zubehör und Betriebsmittel für eine Koordinatenschleifmaschine

Für den Betrieb einer Koordinatenschleifmaschine wird spezielles Zubehör benötigt. Dazu gehören hochpräzise Spannmittel wie Magnetspannplatten oder Nullpunktspannsysteme, Kühl- und Schmiermittel zur Temperaturkontrolle und Spanabfuhr sowie Absauganlagen zur Staubentfernung. Messsysteme zur Inprozess-Kontrolle und optische Messmikroskope unterstützen die Qualitätssicherung. Zusätzlich sind Abrichtvorrichtungen für die Schleifscheiben unerlässlich. Zu den Betriebsmitteln zählen neben Schleifwerkzeugen auch Schmierstoffe für die Führungen, Reinigungsmittel und gegebenenfalls Luftfilter für die klimatisierte Umgebung.

Führende Hersteller für Koordinatenschleifmaschinen

In unserer Herstellerliste finden Sie Werkzeugmaschinenhersteller, die Koordinatenschleifmaschinen für die Metallbearbeitung herstellen.

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Auswahl der passenden Koordinatenschleifmaschine

Möchten Sie eine Koordinatenschleifmaschine kaufen, sind mehrere wichtige Merkmale und Spezifikationen zu berücksichtigen.

An erster Stelle stehen Positioniergenauigkeit und Wiederholgenauigkeit, idealerweise im Mikrometerbereich.
Ebenso wichtig ist die Steifigkeit und Schwingungsdämpfung des Maschinenbetts, insbesondere bei der Bearbeitung harter Werkstoffe.
Die Drehzahl der Schleifspindel, oft bis zu 120.000 U/min, bestimmt die Bearbeitungsmöglichkeiten feiner Konturen.
Ein weiterer Fokus liegt auf der CNC-Steuerung: Sie sollte eine intuitive Bedienung, flexible Programmierung und optional eine 3D-Simulationsfunktion bieten.
Auch der Verfahrweg der X-, Y- und Z-Achsen sowie eine eventuelle B- oder C-Achse für Schwenk- und Drehbewegungen sind zu prüfen.
Zusätzlich ist auf die Verfügbarkeit von Zubehör wie Messtechnik, Abrichtsystemen und Automatisierungslösungen zu achten.
Schließlich spielen auch Service, Wartungsfreundlichkeit und die Qualität der Schleifwerkzeuge eine große Rolle bei der Entscheidung.

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Hinweise

Diese Seite beantwortet unter anderem folgende Fragen:

Was ist eine Koordinatenschleifmaschine?
Welche Arten von Schleifmaschinen gibt es?
Was ist die Definition von Koordinatenschleifen bzw. was ist die Erklärung für das Koordinatenschleifen?

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