DE102010045075A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit Führungsleisten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit Führungsleisten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten sowie eine diesbezügliche Vorrichtung, insbesondere für die Fertigbearbeitung von Werkstückoberflächen gehärteter Führungsleisten für Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine diesbezügliche technische Lösung zu schaffen, die eine Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen auf einer Werkzeugmaschine und die Substitution des Schleifens von gehärteten Führungsleisten durch andere Bearbeitungsverfahren bei einer Reduzierung der Bearbeitungszeit und einer Erhöhung der Gesamtwirtschaftlichkeit ermöglicht. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, indem die spanabhebende Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten durch eine Vorbearbeitung und eine Fertigbearbeitung in einer Werkzeugmaschine erfolgt, wobei die gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen mittels Stirnfräswerkzeugen und/oder Umfangsfräswerkzeugen mit geometrisch bestimmten Schneiden bearbeitet werden. Hierfür wird als Werkzeugmaschine ein Fräsbearbeitungszentrum vorgeschlagen mit einer steifen Werkzeugspindel und mit Führungsbahnen, die der Genauigkeit einer Führungsbahnschleifmaschine entsprechen, wobei an der Werkzeugmaschine Justiervorrichtungen zum Ausrichten des Gestellteiles oder des Werkzeugmaschinenbettes angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten sowie eine diesbezügliche Vorrichtung, insbesondere für die Fertigbearbeitung der Oberflächen gehärteter Führungsleisten für Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren.
  • Unter den Begriffen Führungsbahn bzw. Führungsleiste werden insbesondere große Flach- oder Geradführungen an Werkzeugmaschinen verstanden. Diese an sich unterschiedlichen Begriffe werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Führungsleiste bezeichnet. Führungsleisten ermöglichen die Bewegungen von Baugruppen und nehmen gleichzeitig die Bearbeitungs-, Gewichts- und Beschleunigungskräfte auf. Ihre Ausführung bestimmt somit wesentlich die Bearbeitungsgenauigkeit, die Nutzungsdauer und den Wartungsaufwand während des Betriebes der gesamten Werkzeugmaschine. Daher werden hohe Qualitätsanforderungen erhoben, so zum Beispiel für Führungsleisten mit einer Länge von drei Metern bezüglich der Rauheit (maximale Profilhöhe) von 1,6 ≤ Rz μm ≤ 3,2 und einem Geradheitsverlauf von ≤ 16 μm.
  • Üblicherweise sind die Führungsleisten mehrfach in verschiedenen Abmessungen angeordnet. Sie sind auf den Maschinenbetten bzw. Gestellteilen von Werkzeugmaschinen angeschraubt, die mindestens einen Werkzeugschlitten tragen. Diese Führungsleisten können z. B. 11 m Länge (teilweise geteilt) und 0,25 m Breite aufweisen.
  • Bisher erfolgt die Fertigbearbeitung von gehärteten Führungsleisten durch Schleifen, d. h., mit Werkzeugen unbestimmter Schneide, unter Verwendung von Kühlschmierstoffen Aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen und der niedrigen Schnitttiefen-Zustellung ist eine Vielzahl von Schnitten für die Fertigbearbeitung notwendig. Außerdem wird die Fertigbearbeitung der Gestellteile und deren Führungsleisten getrennt auf Fräsbearbeitungszentren und anschließend auf Schleifmaschinen durchgeführt. Für die Fertigbearbeitung wird überwiegend der Umfangsschliff angewendet. Bei einem Schleifaufmaß von bis zu 0,30 mm und entsprechenden Zustellungen von ca. 0,003 mm pro Schnitt (beim Schlichten nur 0,001–0,002 mm) ist eine sehr hohe Anzahl von Schnitten (Hüben) notwendig.
  • Bei der bisher üblichen Bearbeitung gehärteter Führungsleisten führt der Zulieferer die mechanische Vorbearbeitung, das Härten und ein Vorschleifen durch, während beim Finalproduzenten das Fertigschleifen erfolgt. Dabei werden Gestellteile für Werkzeugmaschinen auf einem Bearbeitungszentrum oder auf einer Fräsmaschine durch Fräsen und Bohren vorbearbeitet. Anschließend erfolgt das Aufschrauben der Führungsleisten an das Gestellteil. Nach erneutem Einrichten des Gestellteiles auf einer Schleifmaschine werden die genauigkeitsrelevanten Führungsleisten geschliffen.
  • Zur Bearbeitung von gehärteten Oberflächen sind bereits verschiedene technische Lösungen bekannt. So beschreibt DE 10 291 792 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten eines langen gehärteten Stahlwerkstückes. Hierbei wird durch Anordnung von mehreren CBN-Werkzeugen (kubisches Bornitrit) eine Bearbeitung mehrerer schmaler Bearbeitungsflächen realisiert.
  • DE 35 11 631 A1 betrifft eine Führungsbahn für eine Werkzeugmaschine und ein Schleifverfahren zu deren Herstellung. Mit dieser technischen Lösung werden durch Umfangsschliff kleine „Wellen” auf Führungsbahnen erzeugt, die eine Verbesserung des Tragbildes bewirken sollen.
  • Aus DE 10 2005 016 510 A1 ist eine Anordnung für ein Werkstück und einen Werkzeughalter bekannt, die einen geringen Raumbedarf erfordert und zur Bearbeitung von gehärteten Werkstücken mit einem Schleifwerkzeug geeignet ist. Dabei wird in einer optionalen Variante auch die Anwendung eines Fräswerkzeuges beschrieben.
  • Die benannten Fundstellen zum Stand der Technik schlagen für die Bearbeitung von gehärteten Oberflächen primär eine Nutzung von Werkzeugen mit unbestimmter Schneide vor. Allerdings werden keine Hinweise zur Fertigbearbeitung gehärteter Stahlführungsleisten in Verbindung mit Gestellteilen von Werkzeugmaschinen vermittelt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine technische Lösung zu schaffen, die eine Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen auf einer Werkzeugmaschine und die Substitution des Schleifens von gehärteten Führungsleisten durch andere Bearbeitungsverfahren bei einer Reduzierung der Bearbeitungszeit und einer Erhöhung der Gesamtwirtschaftlichkeit ermöglicht. Gleichzeitig soll die Fertigbearbeitung von gehärteten Führungsleisten, z. B. mit einer Härte von 62 HRC, ohne Fertigungshilfsstoffe und/oder mit optimierten Fertigungshilfsstoffen erfolgen. Ferner sollen bei Anwendung umweltfreundlicher Technologien ebenso hohe Genauigkeiten wie bei der bisher üblichen Schleifbearbeitung erzielt werden. Außerdem sollen die hohen Transportkosten reduziert werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem die spanabhebende Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten durch eine Vorbearbeitung und eine Fertigbearbeitung in einer Werkzeugmaschine erfolgt, wobei die gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen mittels Stirnfräswerkzeugen und/oder Umfangsfräswerkzeugen mit geometrisch bestimmten Schneiden bearbeitet werden. Hierfür wird ein Fräsbearbeitungszentrum eingesetzt, das sowohl eine steife Werkzeugspindel aufweist als auch Führungsbahnen, die der Genauigkeit einer Führungsbahnschleifmaschine entsprechen. Dabei sind am Fräsbearbeitungszentrum Justiervorrichtungen zum Ausrichten des Gestellteiles oder des Werkzeugmaschinenbettes angeordnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen, die in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren soll die bisherige vollständige Schleifbearbeitung der Führungsleisten ersetzt und in einem durchgängigen Fertigungsprozess in Komplettbearbeitung auf einer Fräsmaschine erfolgen. Die Vor- und Fertigbearbeitung des Gestellteils und der Führungsleisten erfolgt auf lediglich einer Maschine. Hierbei wird unter Vorbearbeitung das Fräsen und Bohren des Gestellteiles verstanden. Die Fertigbearbeitung der Führungsleisten erfolgt durch Feinstfräsen nach der Montage der Führungsleisten an einem Gestellteil in der Fräsmaschine oder einem Bearbeitungszentrum. Als Führungsleistenwerkstoff wird verschleißfester gehärteter Stahl, wie beispielsweise X100CrMoV5.1, mit einer Härte von 60+/–2 HRC eingesetzt. Das übliche Endbearbeitungsaufmaß der Führungsleisten beträgt bis zu 0,30 mm je Führungsfläche. Die Fertigbearbeitung erfolgt dann in einem Schnitt oder auch in zwei Teilvorgängen mit Vorschnitt-Feinfräsen und Fertigschnitt-Feinfräsen, wobei der zweite Schnitt vorzugsweise eine Schnitttiefe von 0,05 bis 0,10 mm nicht unterschreiten sollte.
  • Durch Anwendung dieser technischen Lösung werden alle gehärteten Führungsflächen, sowohl die waagerechten und senkrechten Führungen als auch die Untergriffe, bearbeitet. Besonders vorteilhaft sind hierbei die zeitnahe Komplettbearbeitung und der Wegfall des Schleifens für die Fertigbearbeitung.
  • Die Fertigbearbeitung kann in Abhängigkeit der konkreten Gestellausführung auch in einer Aufspannung erfolgen, beispielsweise bei Beton-Gestellteilen mit eingegossenen gehärteten Führungsleisten und Guss-Gestellteilen mit angegossenen gehärteten Führungen.
  • Die Endbearbeitung der gehärteten Führungsleisten im Trockenschnitt und/oder unter Anwendung optimierter Fertigungshilfsstoffe stellt sehr hohe Anforderungen an das zu erzielende Fertigungsergebnis, bei einer Trockenbearbeitung können die positiven Wirkungen des Kühlschmiermittels (Kühlen, Schmieren, Temperieren) nicht wirksam werden. Dabei sind insbesondere die hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität bzw. die Traganteile wie beim Schleifen zu gewährleisten. Durch neue Fertigungstechnologien und die Ausnutzung des Standes der Werkzeug- und Schneidstoffentwicklung, sowie deren Optimierung, kann das Schleifen von gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen mit hoher Formgenauigkeit und Oberflächenqualität substituiert werden.
  • Als Schneidstoffe können entweder mit kubischem Bornitrit (CBN) beschichtete runde Schneidplatten oder auch andere Geometrien des Schneidwerkzeuges eingesetzt werden, mit denen die Stirnfräswerkzeuge (Planfräser) bestückt werden. Bei der Fräserwahl ist eine Anzahl von 8 bis 32 Schneiden sinnvoll und generell der Breite der Führung anzupassen. Je höher die Schneidenzahl desto höher ist die zu realisierende Vorschubgeschwindigkeit. Die Gewährleistung der Arbeitsschärfe der Fräserschneiden beeinflusst das Fertigungsverfahren vorteilhaft hinsichtlich der Oberflächenqualität und des Verschleißverhaltens.
  • In diesem Zusammenhang wird das mechanisch haltbare Optimum der Schneidkantenrundung erreicht, welches bis zum determinierten Standzeitende konstant bleibt und die Realisierung der angestrebten Oberflächengüte ermöglicht. Die Arbeitsschärfe der Werkzeugschneiden ist unter Umständen durch eine gezielte Schneidenverrundung zu realisieren. Bei langen Maschinenbetten tritt am Werkzeug ein Schneidkantenversatz auf, der zu Maßabweichungen am Ende der Führungsleisten trotz gleicher Rauheitsergebnisse führen kann. Dies wird durch geeignete Prozessparameter ausgeglichen.
  • Das tribologische Verhalten der erzeugten Oberflächen an den Führungsleisten wird durch die Schneidenabbildungen an geneigten Führungen verbessert, insbesondere durch eine bessere Schmierstoffhaftung und somit eine Verbesserung der Gleiteigenschaften der Führungsleisten im Einsatz.
  • Mit den vorgeschlagenen Justiervorrichtungen kann das Gestellteil oder Maschinenbett vor der Fertigbearbeitung, insbesondere für lange Führungsbahnen, so justiert werden, dass der vorhandene maßbestimmende Schneidkantenversatz des Werkzeuges kompensiert werden kann. Andererseits kann auch durch eine kontinuierliche Zustellung die Kompensation des Werkzeugverschleißes bzw. des Schneidkantenrückversatzes erfolgen. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann auch ein kurzeitiges Entspannen der vorbearbeiteten Gestellbauteile bzw. des Maschinenbettes durchgeführt werden.
  • Das Verfahren kann verschiedenartig weiter ausgestaltet werden. So kann nach Abschluss der Fräsbearbeitung beispielsweise auch eine Verbesserung der tribologischen Eigenschaften erreicht werden, indem ein angepasstes chemisch-physikalisches Verfahren, z. B. das Plasma-Polierverfahren, angewendet wird. Damit wird eine bessere Rauheit (um ca. 50%) und durch die Glättung eine Verringerung des Verschleißes bzw. eine Verbesserung des Traganteiles erreicht.
  • Für die Fertigbearbeitung sollte vorzugsweise ein CNC-Fräsbearbeitungszentrum eingesetzt werden. Das Maschinenkonzept sollte anforderungsgerecht die Probleme zwischen Werkstück und Werkzeug berücksichtigen und so beeinflussen, dass eine hohe Genauigkeit erzielt wird. Diese Anforderungen beziehen sich auf eine anlagenstabile, starre, große Werkzeugmaschine mit hoher Steifigkeit und Führungsgenauigkeit. Weiterhin sind eine gute Feineinstellbarkeit, leistungsstarke Antriebe, eine steife spielfreie Werkzeugspindel und eine stabile Aufnahme des Fräswerkzeuges erforderlich.
  • Für die Erreichung der angestrebten Genauigkeit ist eine Temperaturstabilisierung für den Antrieb der Werkzeugspindel bzw. im Gesamtprozess wesentlich. Zur Einstellung der Werkzeuge werden bekannte Voreinstellgeräte genutzt. Als Werkzeuge können Stirnfräswerkzeuge (Planfräser) für die Bearbeitung von breiten Führungen sowie Schaftfräser oder Stirnfräswerkzeuge für die Bearbeitung von seitlichen Führungen und Untergriffen eingesetzt werden. Der Einsatz von CBN-beschichteten Hartmetallwendeschneidplatten und mindestens einer Wiperplatte ist ebenfalls möglich.
  • Die erfindungsgemäße technische Lösung kann insbesondere zur Bearbeitung von gehärteten Stahl- und Gussführungsleisten angewendet werden.
  • Weiterhin ist eine Fertigbearbeitung von breiten Führungsleisten besonders wirtschaftlich, da bei kurzen Prozesszeiten auch sehr gute Oberflächenqualitäten erreicht werden. Die hierbei notwendige Gesamtbearbeitungszeit ist bei vergleichbarer Qualität wesentlich kürzer als bei der Schleifbearbeitung. So betragen die Bearbeitungszeiten z. B. bei der Schleifbearbeitung eines ausgewählten Maschinenbettes von 5,2 m Länge ca. 80 Stunden. Die Bearbeitungszeit reduziert sich bei einem vergleichbaren Maschinenbett durch Feinstfräsen auf ca. 20 Stunden, so dass ein erheblicher Zeit- und folglich Kostenvorteil entsteht. Berücksichtigt sind dabei alle Bearbeitungszeiten, Werkzeugwechselzeiten, Wartezeiten, Abrichten (Schleifen), einschließlich Vermessen.
  • Diese technische Lösung kann besonders vorteilhaft zur Fertigbearbeitung von Führungsleisten an großen Maschinenbetten mit einer Länge von über 5 m, beispielsweise 12 m, Gestellteillänge und breiten Führungsbahnen eingesetzt werden, da die bisher notwendige zweite Aufspannung an einer weiteren Werkzeugmaschine sowie der aufwändige Transport zu Spezialschleifbetrieben entfallen. Durch das neue Verfahren werden die Transportkosten erheblich reduziert, weil das vorbearbeitete Trägerbauteil bzw. Gestellteil auf der gleichen Bearbeitungsmaschine fertig bearbeitet werden kann. Führungsbahnschleifmaschinen werden für derartige Bauteile mit dem beschriebenen Lösungsansatz nicht benötigt.
  • Vorteilhaft ist die Anwendung von optimierten Fertigungshilfsstoffen bei einer Nassbearbeitung und/oder der Einsatz von Minimalmengenschmierung oder Minimalmengenkühlschmierung. Unter optimierter Nassbearbeitung wird der Einsatz von Fertigungshilfsstoffen mit höheren Schmierölanteilen von beispielsweise ca. 10% verstanden. Die Bearbeitung mit Fertigungshilfsstoffen wird vorzugsweise mit einem Messerkopffräser mit Innenkühlung realisiert.
  • Die Trockenbearbeitung erfordert keine zusätzlichen Fertigungshilfsstoffe, so dass auch deren Entsorgung entfällt. Dies ergibt weiterhin Kostenvorteile. In dem Zusammenhang werden auch Gesundheitsgefährdungen für die Maschinenbediener und negative Auswirkungen auf die Umwelt vorteilhaft reduziert.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • 1 den grundsätzlichen Aufbau einer Führungsleiste
  • 2 die Anordnung eines Gestellbauteiles mit drei aufgeschraubten Führungsleisten für die Bearbeitung in einem Bearbeitungszentrum
  • 1 zeigt eine Führungsleiste 1 mit Hauptführungsfläche 2, zwei seitlichen Führungsflächen 3 und einem Untergriff 4. Die Anschraubbohrungen der Führungsleisten sind in der Zeichnung nicht näher dargestellt, da vielfältige Varianten einer Befestigung an das Gestellteil bestehen.
  • In Vorbereitung der Fertigbearbeitung durch Hartfräsen wird zunächst eine Führungsleiste 1 (oder auch mehrere Führungsleisten 1 wie in 2 dargestellt) an einem Gestellteil 10 aufgeschraubt. Das Gestellteil 10 mit den Führungsleisten 1 wird auf einem Maschinentisch 9 in einem Bearbeitungszentrum aufgenommen. Dieser Verbund wird mit Fixiereinrichtungen 7 zunächst spannungsfrei fixiert und in die Bearbeitungsposition mit den Justiereinrichtungen 8 ausgerichtet. Eine spannungsfreie Fixierung ist aufgrund des hohen Gewichts der Gestellteile 10 problemlos möglich, wobei auch ein Verzug ausgeschlossen ist. Deshalb ist es nicht erforderlich, dass die großen und schweren Gestellteile 10 nochmals gespannt werden.
  • Gemäß 2 ist das Bearbeitungszentrum mit einem stabilen Werkzeugantrieb 5 ausgestattet, in dem ein Stirnfräswerkzeug 6 mit Schneidplatten aufgenommen wird. Mit dieser Werkzeugeinspannung erfolgt die Hartbearbeitung der Hauptführungsfläche 2, die mit einem mehrschneidigen Planfräswerkzeug mit runden arbeitsscharfen Schneidplatten bearbeitet wird. Dabei sind am Stirnfräswerkzeug 6 vorrangig runde oder auch andersförmige, mit CBN beschichtete Schneidplatten angeordnet, die jeweils eine Schneidkantenverrundung von ca. 20 μm, zur Berücksichtigung des mechanisch haltbaren Optimums, aufweisen. Grundsätzlich können nachfolgend genannte Schnittwerte für die Fertigbearbeitung durch Stirnfräsen angegeben werden.
  • Beispielsweise werden bei einer Führungsleistenbreite von ae = 160 mm folgende Schnittwerte realisiert:
    • – Schnitttiefe ap im Bereich 0,05 ≤ ap ≤ 0,50 mm
    • – Schnittgeschwindigkeit vc im Bereich 100 ≤ vc ≤ 300 m/min
    • – Vorschub fz = 0,04 mm/Zahn
    • – Vorschubgeschwindigkeit vf im Bereich 80 ≤ vf ≤ 300 mm/min
    • – Zahnvorschub fz > 0,01 mm/Zahn
  • Die Eingriffsbreite des Werkzeuges ist größer als die Führungsbahnbreite. Der Durchmesser des Werkzeuges kann > 250 mm betragen.
  • Die in 2 nicht dargestellte Feinstbearbeitung der seitlichen Führungen 3 und Untergriffe 4 kann mit Schaft- oder Stirnfräswerkzeugen beispielsweise mittels Winkelkopf erfolgen. Für diese Anwendung können auch Hartmetallschaftfräser eingesetzt werden. Der Durchmesser der Schaftfräser kann 20 mm bei einer Länge von 80 mm betragen. Bei der Feinstbearbeitung der seitlichen Führungen 3 und der Untergriffe 4 können beispielsweise folgende Schnittwerte realisiert werden:
    • – Schnitttiefe ap im Bereich 0,05 ≤ ap ≤ 0,5 mm
    • – Schnittgeschwindigkeit vc im Bereich 50 ≤ vc ≤ 300 m/min
    • – Zahnvorschub fz ≤ 0,10 mm/Zahn
  • Das beschriebene Fräsbearbeitungszentrum kann verschiedenartig weiter ausgestaltet werden.
  • So kann ein zweiter Aufspanntisch vorgesehen werden zur parallelen Durchführung der Vorbearbeitung eines Maschinenbettes und der Montage der gehärteten Führungsleisten auf einem weiteren Gestellteil oder Maschinenbett zur Komplettbearbeitung in einer Aufspannung.
  • Ebenso sollte das Fräsbearbeitungszentrum eine verstellbare Werkzeugachse aufweisen, die eine Sturzeinstellung ermöglicht. Sofern das Stirnfräswerkzeug einen minimalen Sturz aufweist, wird ein Nachschneiden der Werkzeugschneiden vermieden. Gleichzeitig wird eine tribologisch günstige Oberflächengeometrie erzielt.
  • Weiterhin kann am Fräsbearbeitungszentrum eine Druckluftkühleinrichtung angeordnet werden, die während der Fertigbearbeitung auf die Werkstückoberfläche wirkt. Ein gleichartiger Effekt wird erreicht, wenn eine Minimalmengenkühlschmierung vorgesehen wird.
  • Schließlich kann auch ein transportables Gerät zum Einsatz von physikalischen und/oder chemischen Verfahren zugeordnet werden, das nach dem spanenden Verfahren eine Nachbehandlung der fertig bearbeiteten Führungsleisten 1 ermöglicht, beispielsweise durch das Plasmapolieren. Damit kann der Traganteil der gefertigten Oberflächen erhöht werden.
  • Sofern die beschriebene Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Komplettbearbeitung von Gestellteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten verwendet wird, erfolgt die Fertigbearbeitung der Führungsleisten durch Feinstfräsen vorzugsweise in lediglich einem Schnitt. Alternativ sind hierfür auch zwei Schnitte mit einem Vorschnitt und einem Fertigschnitt möglich, wobei der Zahnvorschub fz derart gewählt werden sollte, dass das Verhältnis von Schneidkantenrundung rn zu Zahnvorschub fz nicht größer wird als ”1”. Das gleiche gilt für das Verhältnis von Schneidkantenrundung rn zur Schnitttiefe ap, welches ebenfalls nicht größer als ”1” sein sollte. Ansonsten entstehen sehr ungünstige Kraftverhältnisse bei der Bearbeitung, das Material würde dann mehr gequetscht als geschnitten. Eine schlechtere Oberflächenqualität und geringere Standwege wären die Folge.
  • Eine besonders exakte Lagefixierung wird erreicht, sofern die Fertigbearbeitung der gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen nach der Vorbearbeitung der Gestellbauteile und nach einem Spannungsausgleich des Maschinenbettes erfolgt. Wie bereits dargelegt, erfolgt die Fixierung des Maschinenbettes vorzugsweise ohne Vorspannung.
  • Eine Bearbeitung der Untergriffe kann in einer Aufspannung mit der Bearbeitung der Führungsleisten durch Umfangsfräsen mit einem Schaftfräswerkzeug oder einem Stirnfräswerkzeug erfolgen. Dabei ist es möglich, dass für die Fertigbearbeitung der seitlichen Führungsflächen und der Untergriffe das gleiche Fräswerkzeug eingesetzt wird. Die Untergriffbearbeitung der gehärteten Führungsleisten kann sowohl mit einem Schaftfräswerkzeug mit Winkelkopf als auch mit einem Stirnfräswerkzeug mit Senkrechtkopf erfolgen, wobei für jede Variante jeweils ein Gegenlauffräsen oder Gleichlauffräsen möglich ist.
  • Die Bearbeitung der Untergriffe und der Seitenflächen der gehärteten Führungsleisten kann auch mit einem Stirnfräswerkzeug erfolgen.
  • Insbesondere für lange Führungsbahnen ist es vorteilhaft, dass die Justierung des Maschinenbettes so erfolgt, dass der vorhandene maßbestimmende Schneidkantenversatz des Werkzeuges kompensiert wird, indem das zu bearbeitende Maschinenbett mit aufgeschraubten Führungsleisten um den Betrag des zu erwartenden maßbestimmenden prozessbedingten Schneidkantenversatzes höher justiert wird. Somit bewirkt der durch die Bearbeitungsvorgänge zwangsläufig auftretende Werkzeugverschleiß keine maßlichen Abweichungen an den zu bearbeitenden Führungsleisten.
  • Weiterhin ist es möglich, dass die gehärtete Führungsleiste und das Werkzeug während des Feinstfräsens gekühlt werden. Somit wird ein temperaturbedingter Verzug vermieden. Dies kann beispielsweise mit einem Fertigungshilfsstoff realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    gehärtete Führungsleiste
    2
    Hauptführungsfläche
    3
    Seitenfläche
    4
    Untergriff
    5
    Werkzeugantrieb
    6
    Fräswerkzeug
    7
    Fixiereinrichtung
    8
    Justiereinrichtung
    9
    Maschinentisch
    10
    Gestellteil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10291792 A1 [0006]
    • DE 3511631 A1 [0007]
    • DE 102005016510 A1 [0008]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Bearbeitung von Gestellbauteilen mit gehärteten Führungsbahnen, dadurch gekennzeichnet, dass die spanabhebende Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten durch eine Vorbearbeitung und eine Fertigbearbeitung in einer Werkzeugmaschine erfolgt, wobei die gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen mittels Stirnfräswerkzeugen und/oder Umfangsfräswerkzeugen mit geometrisch bestimmten Schneiden bearbeitet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigbearbeitung der gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen in einem Schnitt erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigbearbeitung der gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen in zwei Schnitten mit einem Vorschnitt und einem Fertigschnitt erfolgt, wobei die Schnitttiefe derart gewählt wird, dass das Verhältnis von Schneidkantenrundung zu Zahnvorschub nicht größer wird als ”1”.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigbearbeitung der gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen nach der Vorbearbeitung der Gestellbauteile und nach einem Spannungsausgleich des Maschinenbettes erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung des Maschinenbettes ohne Vorspannung erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergriffarbeitung der gehärteten Führungsleisten in einer Aufspannung mit der Bearbeitung der Führungsbahnen durch Umfangsfräsen mit einem Schaftfräswerkzeug oder einem Stirnfräswerkzeug (Planfräser) erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergriffbearbeitung der gehärteten Führungsleisten mit einem Schaftfräswerkzeug mit Winkelkopf oder mit einem Stirnfräswerkzeug mit Senkrechtkopf jeweils im Gegenlauffräsen oder Gleichlauffräsen erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung der Untergriffe und der Seitenflächen der gehärteten Führungsleisten mit einem Stirnfräswerkzeug erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere für lange Führungsbahnen der mögliche Schneidkantenversatz des Werkzeuges durch eine Justierung des Maschinenbettes und/oder durch eine kontinuierlich gesteuerte Zustellung kompensiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Feinstfräsens die gehärtete Führungsleiste und das Werkzeug gekühlt und geschmiert werden, wobei bei Nassbearbeitung mit einem optimierten Fertigungshilfsstoff und/oder bei Trockenbearbeitung mit einer Minimalmengenschmierung bzw. Minimalmengenkühlschmierung gekühlt bzw. geschmiert wird.
  11. Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Komplettbearbeitung von Gestellbauteilen mit aufgeschraubten gehärteten Führungsleisten durch eine Vorbearbeitung und eine Fertigbearbeitung, wobei die gehärteten Führungsleisten durch Feinstfräsen mittels Stirnfräswerkzeugen und/oder Umfangsfräswerkzeugen mit geometrisch bestimmten Schneiden bearbeitet werden und wobei die Werkzeugmaschine mindestens eine angetriebene Werkzeugspindel, eine Werkzeugaufnahme, ein Fräswerkzeug und einen Spanntisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine ein Fräsbearbeitungszentrum ist und über eine steife Werkzeugspindel verfügt sowie über Führungsbahnen, die der Genauigkeit einer Führungsbahnschleifmaschine entsprechen und wobei an der Werkzeugmaschine Justiereinrichtungen (8) zum Ausrichten des Gestellteiles (10) oder des Werkzeugmaschinenbettes (9) angeordnet sind.
  12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Stirnfräswerkzeug (6) runde oder quadratische oder vieleckige Schneidplatten angeordnet sind, die jeweils beschichtete CBN-Schneidkanten und eine Schneidkantenverrundung von maximal 20 μm aufweisen.
  13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Stirnfräswerkzeug (6) neben den Schneidplatten zusätzlich mindestens eine Wiperplatte angeordnet ist.
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