Grundanforderungen an den Luftdruck für spanende Werkzeugmaschinen
In modernen Zerspanungsbetrieben ist Druckluft eine der wichtigsten Antriebsquellen. Kritische Prozessschritte wie pneumatische Spannvorrichtungen, Werkzeugwechsler, Spindeldichtungen sowie die Späneabfuhr sind allesamt auf einen stabilen Luftdruck angewiesen. Verschiedene Anlagen stellen dabei konkrete Anforderungen an den Druck; die Einhaltung der vorgeschriebenen Werte ist Voraussetzung für die Gewährleistung der Bearbeitungsgenauigkeit und der Lebensdauer der Maschinen.
Druckluftbereiche gängiger spanender Werkzeugmaschinen
- CNC-Bearbeitungszentrum: In der Regel wird ein Gasdruck von … vorausgesetzt. 0.5 MPa Bis 0.7 MPa Dazwischen. Dieser Druckbereich gewährleistet einen reibungslosen Werkzeugwechsel der Werkzeugmagazine und sorgt für einen ausreichenden Gegendruck zur Abdichtung des Spindel-Luftvorhangs, wodurch das Eindringen von Kühlschmiermittel und Staub in die Spindellager verhindert wird.
- CNC-Drehmaschine: Die Spanvorgänge der Pneumatikspannfutter und der Reitstockspitze erfordern in der Regel 0.4 MPa Bis 0.6 MPa Druckluft. Ein zu niedriger Druck führt zu einer unzureichenden Werkstückspannkraft und birgt Sicherheitsrisiken beim Bearbeitungsprozess.
- Spezialmaschinen für die spanlose Bearbeitung: Bei Maschinen wie der Drahterodier‑ und der Funkenerodiermaschine ist das Pneumatiksystem relativ einfach; es dient in der Regel hauptsächlich zum Rühren des Arbeitsmediums oder zur Ansteuerung pneumatischer Spannvorrichtungen, typischerweise 0.4 MPa Bis 0.5 MPa Damit ist der Bedarf gedeckt.
Auswirkungen eines Druckluftdruckfehlers auf den Bearbeitungsprozess
Schwankungen des Luftdrucks beeinflussen den Betriebszustand der Werkzeugmaschine unmittelbar; dies äußert sich vor allem in zwei Aspekten:
- Druck zu niedrig: Dies führt zu einer verlangsamten oder fehlenden Positionierung der Pneumatikkomponenten. Beispielsweise kommt es zum Blockieren des Werkzeugwechselarms oder zum Nachlassen der Spannkraft der Spannvorrichtung. Darüber hinaus verringert sich die Effektivität der Späneabblasfunktion, wodurch Späne sich um das Werkzeug wickeln, die Oberflächengüte des Werkstücks erheblich beeinträchtigt und sogar ein Niedrigdruck‑Alarm der Werkzeugmaschine ausgelöst sowie eine Maschinenstillstand verursacht wird.
- Zu hoher Druck: Ein dauerhaft übermäßig hoher Druck beschleunigt den Verschleiß von Pneumatikkomponenten wie Zylindern und Magnetventilen, begünstigt das Reißen von Dichtungen und Leckagen in den Leitungen und erhöht zugleich unnötig den Energieverbrauch des Kompressors.
Empfehlungen zur Auswahl und Druckeinstellung von Druckluftkompressoren
Um den Druckluftdruckbedarf der spanenden Werkzeugmaschinen zu decken, sind bei der Auslegung des Kompressors und der Druckluftversorgungsnetzwerks wissenschaftliche Grundsätze zu beachten:
- Den Austrittsdruck angemessen einstellenDer Nenndruck des Kompressors sollte um einen gewissen Betrag höher sein als der Druckbedarf der am höchsten belasteten Druckluftverbraucher im Werk. 0.1 MPa Bis 0.2 MPa, um die Druckverluste entlang der Leitung während des Transports im Rohrnetz auszugleichen.
- Ausgestattet mit Gaslagern und ReinigungsanlagenDie spanende Bearbeitung stellt bestimmte Anforderungen an die Reinheit der Druckluft. Es wird empfohlen, am Ausgang des Kompressors ein Druckluftbehälter zur Dämpfung von Druckschwankungen zu installieren sowie einen Lufttrockner und Feinfilter zu montieren, um Wasser und Verunreinigungen aus der Luft zu entfernen und so Rostbildung sowie Klemmen der Pneumatikkomponenten zu vermeiden.
- Strategie der zonenweisen Luftversorgung: Besteht in der Werkshalle sowohl ein Bedarf an Hochdruck als auch an Niederdruck, wird empfohlen, ein druckgestuftes Versorgungssystem oder eine lokale Druckerhöhung einzusetzen, um zu vermeiden, dass aufgrund eines zu hohen Drucks im Gesamtnetzwerk Energieverschwendung entsteht.