Der richtige Mahlgrad

Eine Norton Vitrium-Bindungsscheibe eignet sich für Formbeständigkeit und längere Lebensdauer.

Heutige Hersteller müssen komplizierte Teile mit höherer Präzision, aber geringerer Stückzahl herstellen. Dies gilt insbesondere für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin, Energie und Stromerzeugung.

Jetzt beginnt sich dieser Fertigungstrend auf Schleifbetriebe auszuweiten, und da sich große Märkte wie die Automobilindustrie weiterentwickeln und neue und unterschiedliche Komponenten integrieren, wird sich dieser Trend wahrscheinlich fortsetzen.

Die Bediener eines Unternehmens müssen den Schleifprozess verstehen und wissen, wie sie die Maschinen schnell anpassen können, um eine Spitzenleistung der Schleifmittel und der Schleifmaschine zu gewährleisten. Ein Bediener muss in der Lage sein, die Maschine ohne großen Ausschuss umzurüsten und einzurichten. Der Bediener muss außerdem wissen, dass der Produktionslauf auf eine bestimmte Anzahl von Teilen festgelegt ist. Es ist sehr wichtig, dass die Mühle schnell eingestellt und in Betrieb genommen wird.

Die Haupteinflüsse, die die Produktion auf ein High-Mix-Low-Volume-Schleifmodell (HMLV) treiben, sind die Prinzipien der schlanken Fertigung und der allgemeine Wunsch, profitabel zu sein.

Lean Manufacturing hat sich viele Male weiterentwickelt, strebt jedoch stets danach, die Effizienz zu verbessern, Verschwendung zu reduzieren und die Rentabilität für das Unternehmen zu maximieren, das seine Konzepte anwendet. Eine der größten Verschwendungen beim herkömmlichen Schleifen in der Großserienfertigung ist die Entstehung von Work-in-Process (WIP).

Bei großen Produktionsläufen sind in der Regel mehrere Produktionsschritte erforderlich, die nicht immer systematisch oder zeitnah abgeschlossen werden können. Mit anderen Worten: WIP tendiert dazu, sich anzusammeln. Eine Möglichkeit zur Reduzierung des WIP besteht darin, die hergestellten Losgrößen zu verringern.

Wenn die Losgrößen verringert werden, dauert der Weg von der Entwurfsphase bis zum Versand der Teile deutlich kürzer. Durchlaufzeiten und Produktionszeiten werden verkürzt, was sich in einer Ersparnis niederschlägt, da die Lagerhaltungskosten reduziert oder oft ganz eliminiert werden, da die fertigen Produkte sofort nach Fertigstellung an den Endverbraucher versandt werden.

Bei einem Just-in-Time-System kann dies ein erheblicher Vorteil für den Hersteller und seine Kunden sein.

Ein weiterer Faktor, der Hersteller zu einem HMLV-Modell bewegt, ist der Wunsch, die maschinenbezogenen Kosten niedrig zu halten.

Bei herkömmlichen Großserienprozessen werden die Kosten für den Betrieb mehrerer Maschinen durch die Nachfrage nach der Komponente ausgeglichen. Wenn jedoch die Nachfrage nach dem Teil sinkt, können diese Kosten steigen. Mithilfe eines effizienten Schleifprozesses zur Diversifizierung und Erhöhung der Anzahl der produzierten unterschiedlichen Teile können Hersteller Arbeiten auch bei geringeren Stückzahlen übernehmen.

Norton Quantum-Schleifscheiben ermöglichen es Herstellern, eine einzige Scheibe für mehrere Teiletypen zu verwenden.

Dies kann dazu führen, dass Schleifbetriebe mit hoher Kapazität laufen und die Herstellungskosten gesenkt werden, um profitabel zu bleiben.

Um den Schleifprozess zu verstehen, müssen sieben Faktoren berücksichtigt werden. Sie sind:

Einige davon werden zwar durch die verwendete Schleifmaschine festgelegt, andere jedoch nicht und können von Werkstück zu Werkstück sehr unterschiedlich sein. Solange die zu schleifenden Teile die gleichen oder ähnliche Materialeigenschaften, Abtragsanforderungen, Formen, Geometrien (oder Größen) und Oberflächenanforderungen aufweisen, können möglicherweise dieselben Schleifmittel verwendet werden, wodurch mehrere Einstellungen entfallen und sinkende Radbestände.

Wenn die Mischung jedoch vielfältiger ist, sind wahrscheinlich für jedes Teil sehr unterschiedliche Schleifprodukte erforderlich, was zu einer neuen Schleifscheibe und einer anderen Einrichtung für jedes Teil führt.

Die Notwendigkeit, viele Rüstvorgänge oder Arbeitswechsel durchführen zu müssen, widerspricht einem Hauptkonzept der schlanken Fertigung. Durch die Erhöhung der nicht produktionsbezogenen Zeit, die zum Umrüsten der Maschinen für jeden Teiletyp benötigt wird, entstehen Abfall und zusätzliche Kosten. Es entsteht auch Abfall, wenn für jedes zu schleifende Teil unterschiedliche Schleifscheiben vorrätig gehalten werden müssen. Dies kann auch zu Problemen in der Lieferkette führen, wenn die Räder nicht ordnungsgemäß verwaltet werden.

Es gibt Produkte, die zahlreiche Materialien mit geringen Leistungsänderungen schleifen können.

Schleifmittel wie Norton Quantum haben sich als geeignet zum Schleifen vieler Arten von Metallen, sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetallen, sowie verschiedener Legierungen erwiesen. Auch die neue Norton-Vitrium-Bindung sorgt für Formstabilität und längere Lebensdauer. Mit einem Premium-Rad können Hersteller möglicherweise ein einziges Rad für mehrere Teiletypen verwenden.

Superabrasive können auch eine Option sein, wenn beim Wechsel von Teil zu Teil weniger Rad-/Teilprofiländerungen erforderlich sind.

Beim HMLV-Schleifen ist es sehr wichtig, die Umrüstzeit zu verkürzen. Der Arbeitsaufwand macht in der Regel durchschnittlich 31 Prozent der Gesamtkosten pro Teil aus.

Umrüstungen nehmen immer Zeit in Anspruch und eine zunehmende Anzahl an Rüstvorgängen erhöht die Arbeitskosten. Auch die damit verbundenen Ausfallzeiten sind eine weitere Verschwendungsquelle. Daher werden die Kosten minimiert, wenn die für den Wechsel der Teiletypen und die schnelle Wiederaufnahme der Produktion erforderliche Zeit begrenzt wird. Und je mehr Teile aus einem einzigen Schleifprodukt hergestellt werden können, desto besser.

Durch die Herstellung von Teilen mit ähnlichen Größen-, Form- und Oberflächenanforderungen sind weniger Einrichtungs- und Umrüstarbeiten erforderlich, was Zeit spart. Wenn das Radprofil nicht geändert oder wesentlich verändert werden muss, verkürzt sich nicht nur die Umrüstzeit, sondern auch die Lebensdauer des Schleifmittels verlängert sich, da kein umfangreiches Abrichten und Abrichten zur Änderung der Radgeometrie erforderlich ist.

Das routinemäßige Abrichten während eines Produktionslaufs dauert normalerweise nicht allzu lange. Aber das Abrichten und Abrichten einer Scheibe zum Austausch einer Schleifmaschine für ein anderes Teil kann viel Zeit in Anspruch nehmen. Ob beim Ausrichten einer neuen oder anderen Scheibe, wenn sich das Teil ändert, oder beim Ändern des Profils einer vorhandenen Scheibe, um einem Teilewechsel Rechnung zu tragen: Je weniger Zeit für das Ausrichten und Abrichten aufgewendet wird, desto mehr Zeit kann man für das Schleifen von Teilen aufwenden.

Durch die Reduzierung der Anzahl der Abrichtzyklen außerhalb der Produktion wird auch der Abricht- und Schleifscheibenverschleiß reduziert, was zu einer Verbesserung der Betriebskosten führt.

Die Abrichtzeit kann durch die Verwendung des richtigen Radtyps oder der richtigen Spezifikation verkürzt werden.

Durch die Verwendung hochwertiger Schleifmittel, die ihre Form behalten und während der Produktion weniger Abrichten erfordern, wird mehr Zeit für die Produktion und weniger für das Abrichten aufgewendet, was zu einer kürzeren Schleifzeit pro Teil führt.

Abhängig von der Chargengröße kann auch die Abrichtzeit eingespart oder verkürzt werden.

Wenn die Anzahl der erforderlichen Teile geringer ist als die erforderliche Abrichtrate für das Rad, muss es im Rahmen der Einrichtung nur abgerichtet und abgerichtet werden. Der gesamte Teilelauf würde geschliffen, ohne dass das Rad bis zum nächsten Rüsten oder Umrüsten abgerichtet werden müsste.

Auch die Anziehzeit kann durch kontinuierliches Anziehen verkürzt oder entfallen. Beim kontinuierlichen Abrichten und Tiefschleifen (häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt) ​​erfolgt das Abrichten und Abrichten der Scheibe kontinuierlich während des Schleifens der Scheibe, sodass kein separater Abrichtzyklus erforderlich ist.

Durch das kontinuierliche Abrichten während des Schleifens des Bauteils entfällt die abrichtbedingte Zykluszeit vollständig.

Die Automatisierung wirkt sich auch auf das Schleifen und die damit verbundenen Ausfallzeiten aus.

Einige Schleifmaschinenhersteller haben damit begonnen, hochautomatisierte Schleifmaschinen herzustellen. Diese Maschinen können mithilfe von Robotik produzieren und sind mit mehreren automatischen Werkzeugwechslern ausgestattet.

Der Bediener wechselt die Räder an den verschiedenen Spindeln im Werkzeugwechsler und lädt die Spindeleinstellungen für verschiedene Teile, während die Maschine läuft. Wenn sich der Teiletyp ändert oder ein anderer Arbeitsgang erforderlich ist, wechselt die Maschine automatisch zum richtigen Rad. Es gibt auch einige Schleifmaschinen, die die Kühlmitteldüsen basierend auf der Programmierung für eine bestimmte Schleifscheiben-/Arbeitskonfiguration anpassen. Es handelt sich um einen Branchentrend, der dazu führt, dass Hersteller mehr Maschinen dieser Art anschaffen, um Zeitverschwendung bei der Einrichtung zu vermeiden.

Es gibt auch automatisierte Systeme, die Teiletypen erkennen und geringfügige Änderungen an einer Schleifmaschine vornehmen können, solange die Teile nicht zu unterschiedlich sind (wie es bei einigen Herstellern von Automobilkomponenten der Fall ist).

Diese Hersteller verarbeiten Teile unterschiedlicher Größe oder Art auf einer einzigen Schleifmaschine. Die Teile werden mithilfe von RF- oder anderen Identifikatoren identifiziert, die von der Schleifmaschine gelesen werden, um das geeignete Schleifprogramm für dieses bestimmte Teil zu identifizieren.

Die Lade-/Entladeautomatisierung ist schwierig zu nutzen, es sei denn, der Teilemix besteht aus ähnlichen Teilen. Für Fördersysteme oder Materialhandhabungsgeräte ist es schwierig, sich an einen vielfältigen Teilemix anzupassen.

Taqwa Gilani und David Goetz sind Anwendungsingenieure bei Norton | Saint-Gobain Abrasives, 1 New Bond St., Worcester, Mass. 01606, 254-918-2313, www.nortonabrasives.com.