Der vollständige Leitfaden für das Läppen
Läppen ist in der industriellen Fertigung ein weit verbreiteter Prozess zur Erzielung hoher Oberflächengüte und Präzision. Der Prozess umfasst die Verwendung einer Läppscheibe, die mit abrasiven Partikeln bedeckt ist, die zum Abtrag von Material von der Oberfläche des Werkstücks verwendet wird. Die Effizienz und Wirksamkeit des Läppprozesses hängen von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich des Materials der Läppplatte, der Läppmittel und Schmierflüssigkeiten sowie der relativen Geschwindigkeit, mit der der Prozess durchgeführt wird.
Wichtige Parameter, die beim Läppprozess zu beachten sind
Bewegung des Läppprozesses: Arten und ihre Auswirkungen
Der Bewegungstyp im Läppprozess ist entscheidend für die Gewährleistung der Bearbeitungsgenauigkeit. Der häufigste Bewegungstyp ist die Ringmethode, bei der Werkstücke in einem rotierenden Ring platziert werden, der korrekt zwischen dem Zentrum der Läppscheibe positioniert ist. Diese Methode ermöglicht die Kontrolle über die Abnutzung der Läppscheibe und die Formgebung (konkav, konvex oder sattelförmig) der Läppscheibe.
Beim doppelseitigen Läppen handelt es sich um einen anderen Bewegungstyp. Dabei werden beide Seiten der Werkstücke, die in Trägern untergebracht und symmetrisch auf der Läppscheibe platziert sind, gleichzeitig bearbeitet. So werden beide Seiten in den gleichen Bahnen geläppt. Das fertige Werkstück ist planparallel. Das doppelseitige Läppen funktioniert besser bei dickeren Werkstücken, da Dickenabweichungen und Parallelitätsfehler der Werkstücke minimiert werden.
Läppscheibe
Die Läppscheibe ist einer der Hauptfaktoren im Läppprozess. Die Oberflächengenauigkeit und das Material der Läppscheibe sind entscheidend. Läppscheiben aus Gusseisen bestehen aus hartem Zementit und relativ weichem Ferrit, wodurch Ungleichheiten in der Korngröße des Läppmittels ausgeglichen werden. Composite-Läppscheiben hingegen bestehen in der Regel aus einer Mischung aus synthetischen Harzen, Metallpartikeln und Bindemitteln, was zu einer verbesserten Leistung und Haltbarkeit im Vergleich zu Läppscheiben aus Gusseisen führt.
Die Oberfläche der Läppscheibe kann auch gerillt sein, zum Beispiel in Form von Kreuzschnitten, konzentrischen Kreisen und Spiralen. Diese Rillen sind nicht nur sehr effektiv, um Funktionen ähnlich wie bei einer Läppscheibe aus Gusseisen künstlich zu erzeugen, sondern auch um Läppsuspensionen zu halten und zuzuführen.
Läppmittel
Als Läppmittel für das Läppen werden in der Regel Aluminiumoxid (Al2O3) oder Siliziumkarbid (SiC) verwendet, da beide sehr hart sind und effizient schneiden. Aluminiumoxid-Läppmittel haben eine runde Form und eine hohe Zähigkeit, wodurch sie schwer zu zerkleinern sind. Siliziumkarbid-Läppmittel hingegen sind aufgrund ihrer scharfen Schneidkante leichter zu zerkleinern.
Bei Präzisionsläppanwendungen werden oft Diamant-Emulsionen verwendet, die mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Läppmitteln wie Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid bieten. Im Vergleich zu herkömmlichen Läppmitteln sind Diamantpartikel härter und robuster, was zu schnellerem Materialabtrag und besserer Oberflächen führt. Ihre Partikelgröße und -form sind gleichmäßiger, was zu einer besseren Vorhersagbarkeit und Konsistenz der Ergebnisse führt.
Diamant-Emulsionen bestehen aus Diamantpartikeln in einem flüssigen Medium, in der Regel Öl oder Wasser. Wenn das Werkstück gegen die Emulsionen gerieben wird, entfernen die abrasiven Diamantpartikel Material von der Werkstückoberfläche.
Die durchschnittliche Größe der Läppmittel ist proportional zur Bearbeitungseffizienz und Oberflächenrauheit des Werkstücks. Im Allgemeinen werden die Läppmittel im Laufe des Läppvorgangs allmählich kleiner. Dadurch wird eine ausgezeichnete Entfernung von Oberflächenunebenheiten ermöglicht, die in den vorhergehenden Prozessen entstanden sind, sodass die vorgegebene Form der Werkstücke erreicht werden kann.
Die Zusammensetzung der Läppmedien dient dazu, die Läppkörner gleichmäßig zu verteilen und zu schmieren, sodass sie rollen und den Abrieb abführen können. Als Läppmitte werden je nach Anforderung öl- oder wasserbasierte Lösungen verwendet.
Mechanische Läppbedingungen: Verständnis der Bearbeitungseigenschaften und Optimierungstechniken
Bearbeitungseigenschaften des mechanischen Läppens
Beim mechanischen Läppen müssen mehrere wichtige Bearbeitungseigenschaften beachtet werden. Dazu gehören die Abtragsrate, der Läppreibungsbeiwert, die Oberflächenrauheit und die Bildung bearbeitungsbedingter Schichten.
Abtragrate
Die Abtragrate ist ein wichtiger Parameter beim mechanischen Läppen und bezieht sich auf die Menge an Material, die pro Zeiteinheit von der Oberfläche des Werkstücks entfernt wird. Die Abtragrate wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter die Größe, Art und Dichte des verwendeten Läppmittel sowie die relative Geschwindigkeit (Drehzahl, Bewegungsabstand) der Läppscheibe. Die Abtragrate kann mit der Formel von Preston berechnet werden:
(Materialabtrag) = α x (Bearbeitungsdruck) x (relative Geschwindigkeit) x (Bearbeitungszeit)
Der Wert des Parameters α in der Gleichung hängt von verschiedenen Bedingungen wie der Größe, Art und Dichte des Läppmittel ab.
Läppreibungsbeiwert
Der Läppreibungsbeiwert ist ein weiterer wichtiger Parameter beim mechanischen Läppen und bezieht sich auf den Widerstand, den das Werkstück beim Überfahren der Läppscheibe erfährt. Das Maß an Läppreibung wird von den mechanischen Eigenschaften des Werkstücks beeinflusst. Im Allgemeinen neigen härtere Werkstücke zu höheren Reibungswerten. Eine Erhöhung des Bearbeitungsdrucks kann ebenfalls zu einer Zunahme der Läppreibung führen. Dies liegt daran, dass ein Anstieg des Bearbeitungsdrucks zu einer größeren Anzahl wirksamer Läppkörner führt, was wiederum zu einer größeren Schneidtiefe des Läppmittels führt. Sobald der Bearbeitungsdruck jedoch einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, werden die Läppkörner zerstört Bearbeitungsreibung bleibt konstant.
Oberflächenrauheit
Die Oberflächenrauheit ist ein wichtiger Aspekt, da sie die Qualität des Endprodukts bestimmt. Die Oberflächenrauheit wird von der Größe und Art der verwendeten Läppmittel, dem Bearbeitungsdruck und der relativen Geschwindigkeit der Läppscheibe beeinflusst. Im Allgemeinen führen ein höherer Bearbeitungsdruck und eine niedrigere relative Geschwindigkeit zu einer glatteren Oberflächenbearbeitung.
Bearbeitungsbedingte Schichten
Bearbeitungsbedingte Schichten sind Bereiche des Werkstücks, die während des Läppvorgangs beschädigt wurden. Diese Schichten entstehen durch den Druck und die Reibung, die während des Läppens auf das Werkstück ausgeübt werden. Die Bildung bearbeitungsbedingter Schichten kann sich negativ auf die Leistung des Werkstücks auswirken, insbesondere in Anwendungen, bei denen Präzision und Oberflächenqualität entscheidend sind.
Hier sind einige wichtige Richtlinien, die Ihnen helfen können, das gewünschte Finish während des Läppvorgangs zu erreichen:
Wie man Läppscheibenprobleme behebt
Ebenheit ist eine kritische Eigenschaft in der Fertigungsindustrie., insbesondere bei hochpräzisen Bauteilen. Die Ebenheit einer Oberfläche wird als der Grad definiert, in dem sie von der perfekten Planheit abweicht. Jegliche Abweichung kann die Qualität der hergestellten Produkte beeinflussen, was zu erhöhten Kosten und verminderter Produktivität führt. Daher ist es wichtig, die Ebenheit der Oberflächen zu erhalten.
Eine der Hauptmethoden zur Erhaltung der Ebenheit von Oberflächen ist der Einsatz von Plan-Läppscheiben. Diese Scheiben bestehen in der Regel aus Gusseisen. Ihre Ebenheit kann im Laufe der Zeit durch Verschleiß beeinträchtigt werden, was zu konkaven oder konvexen Oberflächen führen kann.
Korrektur einer konkaven Plan-Läppscheibe
Die Korrektur konkaver Läppscheiben erfolgt durch das Verschieben aller Abrichtringe nach außen und das Starten der Läppmaschine unter Verwendung einer Kemox HSR-Emulsion. Die Emulsion sollte zwischen den Abrichtringen aufgebracht werden. Ihre Rotation zieht das Läppmittel in den äußeren Bereich der Läpp-Scheibe. Es ist wichtig, die Ebenheit der Scheibe in regelmäßigen fünfminütigen Intervallen zu überprüfen, bis die Korrekturrate festgelegt wurde. Dies liegt daran, dass die Korrektur konkaver Oberflächen wesentlich schneller erfolgen kann als die Korrektur konvexer Oberflächen. Es ist auch möglich, über den flachen Zustand hinauszugehen und in den konvexen Zustand zu gelangen, daher ist es wichtig, den Zustand der Scheibe genau zu überwachen.
Korrektur einer konvexen Planscheibe
Entfernen Sie einen der Konditionierringe der Läppmaschine. Positionieren Sie den Ring oder die Ringe in Richtung der Mitte der Scheibe und stellen Sie sicher, dass ein Ring knapp über den äußeren Rand gleitet, um die Bildung einer Stufe während des Abrichtprozesses zu verhindern. Füllen Sie das Läppmittelsystem der Maschine mit dem entsprechenden Läppmittel abhängig von dem gewünschten Materialabtrag. Kemox HSR bietet den höchsten Materialabtrag von 29 Mikrometern, Kemox 400 liefert 23 Mikrometer und Kemox 800 ergibt 14 Mikrometer. Starten Sie die Maschine und lassen Sie die Mischung langsam auf die Kemet-Scheibe tropfen. Diese Technik kann eine konkave Kemet-Schleifscheibe mit einem Durchmesser von 15 oder 24 Zoll effektiv korrigieren und ihre Konvexität alle 20 Minuten um 0,005-0,01 mm reduzieren. Wenn eine Scheibe stark konvex ist, sollte erwogen werden, sie drehen oder neu bearbeiten zu lassen.
Probleme mit Parallelität?
Um Teile parallel zu planen, stellen Sie sicher, dass die Läppscheibe eben ist. Stellen Sie sicher, dass das Handgewicht der Maschine ebenfalls plan auf der Scheibe aufliegt. Verwenden Sie keine Filzpolster oder Gewichte mit rutschfesten Oberflächen. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, planen Sie eine ungerade Anzahl von Teilen, wie drei, fünf oder sieben, und verwenden Sie Dummy-Teile, um die Anzahl zu ergänzen. Drehen Sie die Teile um und planen Sie mindestens dreimal mit kurzen Läppzyklen. Überprüfen Sie regelmäßig die Parallelität und Ebenheit und stellen Sie sicher, dass spezielle Vorrichtungen, die verwendet werden, gewichtsmäßig ausgeglichen sind.
Lösung für Kratzer auf Komponenten
Kratzer auf Komponenten während des Planläppens können durch verschiedene Faktoren verursacht werden. Um dies zu vermeiden, stellen Sie sicher, dass der richtige Typ von Kemet-Scheibe verwendet wird, wobei Kemet Copper XP und Kemet Tin die beliebtesten Polierscheiben sind. Verwenden Sie die richtige Kemet-Diamant-Emulsion mit Korngrößen von 6 µm und kleiner als Polierkorngrößen. Verwenden Sie keine zu nasse Scheibe. Verwenden Sie "gerade feuchte" Kemet-Scheiben für die besten Polierergebnisse. Wenn Sie weiche Materialien wie Messing, Kupfer, Aluminium oder weichen Stahl polieren, sollten Sie einen zweistufigen Prozess in Betracht ziehen und mit einem Poliertuch wie dem Typ ASFL-AW und 1 oder 3 Mikrometer Kemet-Diamantpaste abschließen. Stellen Sie außerdem sicher, dass keramik- oder kunststoffbeschichtete Konditionierringe verwendet werden, wenn Sie ein Poliertuch verwenden, da Gusseisenringe Kratzer verursachen können. Verwenden Sie die Poliermaschine in einer geeigneten Arbeitsumgebung, fern von Schleif- und ähnlichen Maschinen. Stellen Sie sicher, dass die Teile vor dem Planläppen sauber sind und zwischen den Läpp- und Poliervorgängen gereinigt werden, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Schließlich stellen Sie sicher, dass die Teile nach dem Schleifen entmagnetisiert werden.
Wie man die geeignete Kemet-Scheibe und das richtige Schleifmittel zum Läppen oder zum Polieren unterschiedlicher Materialien auswählt
Die untenstehenden Informationen dienen ausschließlich als Leitfaden. Wir empfehlen, dass Sie Ihre Teile zur Prüfung an Kemet senden, um die geeignete Läppscheibe und das geeignete Schleifmittel zu ermitteln, die am besten für Ihre spezifischen Teile geeignet sind, bevor Sie fortfahren.
L = Typische Planscheibe und Kemet-Diamant-Mikrongröße
P = Typische Polierscheibe und Kemet-Mikrongröße
P* = Spiegelglanzpolitur
PP = Vorpolitur
C = Ceriumoxid
* = Kemox 0-800 Schleifmittel
+ = Kein Schleifmittel erforderlich
Materialien | Plattentyp | |||||||||
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ASFL-A Poliertuch | Col-K | Kemet LP | Kemet XF | Kemet XP | Kemet Copper | Kemet PR3 | Kemet BP | Kemet Iron | Gusseisen | |
Altic | P < 1μ | L 6μ | L 6μ | |||||||
Aluminium | P 3μ | P* | L * | |||||||
Messing | P 3μ | P 3μ | L * | |||||||
Technische Keramik | P 3μ | L 6μ | L 14μ | |||||||
Kohlenstoff | P 3μ | L 6μ | L * | |||||||
Ferrit | P 1μ | P 3μ | L 8μ | |||||||
Ni-Resist | P 3μ | L * | ||||||||
Kunststoffe | P 3μ | L* | ||||||||
Hartstahl | P 3μ | P* | P 3μ | P 3μ | L 14μ | |||||
Weicher Stahl | P 3μ | P 3μ | L 14μ | L * | ||||||
Formstahl | P 3μ | P* | P 3μ | L * | ||||||
Saphir | P 1μ | |||||||||
Siliziumkarbid | P 3μ | L 14μ | ||||||||
Stellite | P 3μ | P* | P 3μ | L* | ||||||
Wolframkarbid | P 3μ | P 3μ | P 3μ | L 14μ | L 14μ | |||||
Edelstahl | P 3μ | P* | P 6μ | |||||||
Optik | C 1μ | |||||||||
Kobalt-Chrom | P* | L 10μ | PP 6μ | L 14μ | ||||||
Titan | P* | L 10μ | PP 6μ | L14μ |