Luft- und Raumfahrt: Rundschleifen macht höchste Präzision der Komponenten möglich.

Extreme Präzision, Steifigkeit, Schwingungsdämpfung und Temperaturstabilität. Das müssen Rundschleifmaschinen aufweisen, welche Werkstücke für die Luft- und Raumfahrt bearbeiten. Nur so kann die Wiederholbarkeit von einem Teil zum nächsten gewährleistet werden. Prozesssicherheit und -stabilität sind bei Komponenten für die Luft- und Raumfahrt somit von zentraler Bedeutung – beim Schleifen durch Hochgeschwindigkeitsflammspritzen (HVOF)-beschichteten Fahrwerkszylindern und Pumpengehäusen genauso wie beim Schleifen von gepaarten Ventilgehäusen und Kolben. 

Die Werkstoffe für Luft- und Raumfahrtteile können von hochtemperaturbeständigen Nickellegierungen bis hin zu hartbeschichteten Aluminiumlegierungen variieren. Sie alle müssen temperaturstabil sein und der Hitze am Boden sowie der extremen Kälte auf 10'000 m ü M. standhalten können.

Solche Materialien sind mit herkömmlichen Methoden oft schwer zu bearbeiten, darum werden sie geschliffen. In vielen Fällen erweist sich das Schleifen kostengünstiger als z. B. das Hartdrehen, wenn man die Kosten für das Schneidwerkzeug und die Werkzeugstandzeit mit einberechnet. Ein Beispiel dafür sind durch HVOF-beschichtete Fahrwerkskomponenten. HVOF-beschichtete Zylinder und andere Fahrwerkskomponenten werden normalerweise mit Diamantscheiben geschliffen, die spezielle Abrichtmethoden erfordern. Für diese Teile schleifen Luft- und Raumfahrthersteller die Oberflächen vor, um sie danach mit der HVOF-Beschichtung zu veredeln. Jetzt erst schleifen sie die Teile auf ihr endgültiges Mass. So wird sichergestellt, dass eine gleichmässige Dicke der Beschichtung vorhanden ist.
 

Fakt ist: je weniger die Teile bearbeitet werden, desto präziser sind sie. Hier bringen Rundschleifmaschinen mit Innen- und Aussenrundschleiffunktionen einen klaren Vorteil. Sie ermöglichen es, mehrere Arbeitsgänge in einer einzigen Werkstückaufspannung durchzuführen. 

Zusätzlicher Benefit: Anwender schleifen auf Rundschleifmaschinen mit Innen- und Aussenrundschleiffunktionen nicht nur Bauteile für die Luft- und Raumfahrt. Sie können auch unrunde, innenliegende Formen wie Quadrate oder Sechsecke bearbeiten, solange der kleinste Durchmesser der Form grösser als der Radius der Innenschleifscheibe ist. Diese Operationen erfordern jedoch Rundschleifmaschinen mit grossen Schwingdurchmessern.

Eine Schlüsselanwendung des Rundschleifens in der Luft- und Raumfahrt ist die Herstellung von taillierten Zugproben. Dabei handelt es sich um quadratische Stücke einer x-beliebigen Komponente, die aus Gussrohteilen oder anderen Materialien geschnitten werden. Die Anwender aus der Luft- und Raumfahrt senden diese Zugproben an UNITED GRINDING. Wir schleifen das Werkstück in eine definierte Form, die Anwender ermitteln dann mit dem Teststück die Zugfestigkeit, die Streck- oder Dehngrenze sowie das Dehnverhalten von Werkstoffen. So unterstützen wir Anwender aus der Luft- und Raumfahrtindustrie um die gewünschte Oberfläche und/oder Gewindeformen sowie Oberflächengüten und Endtoleranzen beim Rundschleifen zu erreichen. 

Bei diesem Prozess legt UNITED GRINDING auch die Bearbeitungsparameter fest, wie z. B. die Schleifscheiben-Korngrösse, die Vorschubgeschwindigkeiten und andere Parameter, um einen wiederholbaren Prozess zu gewährleisten. Für Zugproben, die an beiden Enden mit Gewinden versehen werden müssen, ist das Schleifen im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmethoden viel kostengünstiger.

Das Paarungsschleifen von Teilen wie Ventilen, Kolben, Spulen und Hülsen sowie anderen hydraulischen Komponenten für die Luft- und Raumfahrt ist ein kritischer und anspruchsvoller Rundschleifvorgang. Beim Paarungsschleifen wird der Aussendurchmesser eines Teils geschliffen, welcher mit dem Innendurchmesser eines anderen Gegenstücks übereinstimmen und in diesen hineingleiten muss. Um die richtige Durchflussgeschwindigkeit zu erzielen. Schleift man solche Teile oft auch mit Fasen.

Was die Schwierigkeit beim Schleifen solcher Teile darstellt? Dass die Toleranzen der Teile normalerweise innerhalb von 1 Mikrometer (0,00004") liegen. Dasselbe gilt für die Rundheit und Geradheit der Teile. Um diese strengen Anforderungen zu erfüllen, empfiehlt UNITED GRINDING die Automatisierung des Rundschleifprozesses.

Für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten kommt die Rundschleifmaschine auch für das Schleifen gekrümmter Zähne von Stirnkupplungen zum Einsatz. Diese speziellen Formen werden in Stirnflächen von wellenförmigen Teilen geschliffen, wie z. B. einer Düsentriebwerkswelle. Um diese Formen zu erzeugen, setzt man auf Rundschleifmaschinen Topfscheiben ein. Ausserdem muss die Schleifmaschine in der Lage sein, über und unter der Mittellinie der Z-Achse zu schleifen sowie in der C-Achse genau zu indexieren. Ober- und unterhalb der Mittellinie schleift die Maschine eine Seite der gekrümmten Kupplungszahnform, dann wird das Werkstück in der C-Achse für die nächste indexiert und so weiter, bis das Muster um die Werkstückfläche herum vollständig ist. Die Schleifmaschine muss perfekte Zahnformen und Teilungstoleranzen erzeugen sowie die progammierte Teilung über den gesamten Werkstückdurchmesser halten. 

Für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt bietet STUDER eine breite Palette von Rundschleifmaschinen an. Die Modelle S41, S31, S33 und favorit bringen die Bearbeitungsflexibilität, die Präzision, die Steifigkeit und die Temperaturstabilität, welche für einen stabilen, konsistenten und wiederholbaren Betrieb in der Fertigung erforderlich sind.