Warum Schaben für die Leistung von Präzisionswerkzeugmaschinen unerlässlich ist

Wenn man Technikern beim manuellen Schaben bei einem Werkzeugmaschinenhersteller zusieht, könnte man sich fragen: „Kann diese Technik die von Maschinen erzeugten Oberflächen wirklich verbessern?“ Sind die menschlichen Fähigkeiten den Maschinen überlegen?“

Liegt der Fokus ausschließlich auf der Ästhetik, lautet die Antwort „Nein“. Das Schaben erhöht zwar nicht die optische Attraktivität, es gibt jedoch zwingende Gründe für die fortgesetzte Verwendung. Ein entscheidender Faktor ist das menschliche Element: Während Werkzeugmaschinen darauf ausgelegt sind, andere Werkzeuge herzustellen, können sie kein Produkt herstellen, das die Präzision des Originals übertrifft. Um eine Maschine mit höherer Genauigkeit als ihre Vorgängerin zu erreichen, müssen wir eine neue Basislinie festlegen, die menschliches Eingreifen erfordert – insbesondere manuelles Schaben.

Scraping ist kein zufälliger oder unstrukturierter Prozess; Vielmehr handelt es sich um eine Methode der präzisen Nachbildung, die das ebenfalls von Hand gefertigte Originalwerkstück, das als Standard-Referenzebene dient, genau widerspiegelt.

Trotz seiner anspruchsvollen Natur ist das Schaben eine handwerkliche Praxis (ähnlich einer Kunstform). Die Ausbildung eines Schabermeisters kann eine größere Herausforderung sein als die Ausbildung eines Holzschnitzermeisters. Es gibt kaum Ressourcen, die sich mit diesem Thema befassen, insbesondere im Hinblick auf die Gründe für das Schaben, was möglicherweise dazu beiträgt, dass es als Kunstform wahrgenommen wird.

Wo soll ich anfangen?

Entscheidet sich ein Hersteller für den Einsatz einer Schleifmaschine zum Materialabtrag statt zum Schaben, müssen die Führungsschienen der „Master“-Schleifmaschine eine höhere Präzision aufweisen als die der neuen Schleifmaschine.

Was ist also die Grundlage für die Genauigkeit der ursprünglichen Maschine?

Diese Präzision kann von einer fortschrittlicheren Maschine herrühren, von einer alternativen Methode abhängen, mit der eine wirklich ebene Oberfläche erzeugt werden kann, oder von einer vorhandenen, gut gefertigten ebenen Oberfläche abgeleitet werden.

Um den Prozess der Oberflächenerzeugung zu veranschaulichen, können wir drei Methoden zum Zeichnen von Kreisen betrachten (obwohl Kreise technisch gesehen Linien sind, dienen sie der Verdeutlichung des Konzepts). Ein erfahrener Handwerker kann mit einem Standard-Zirkel einen perfekten Kreis erstellen. Wenn er umgekehrt mit einem Bleistift ein rundes Loch auf einer Plastikschablone nachzeichnet, wird er alle Unvollkommenheiten dieses Lochs nachbilden. Wenn er versucht, den Kreis freihändig zu zeichnen, wird die resultierende Genauigkeit durch sein eigenes Können begrenzt.

Theoretisch kann eine vollkommen ebene Oberfläche durch abwechselndes Läppen von drei Oberflächen erreicht werden. Betrachten Sie zur Veranschaulichung drei Felsen, von denen jeder eine relativ flache Oberfläche besitzt. Indem Sie diese Oberflächen in zufälliger Reihenfolge aneinander reiben, werden sie zunehmend flacher. Die Verwendung von nur zwei Steinen führt jedoch zu einem konkaven und konvexen Paarungspaar. In der Praxis erfordert das Läppen eine bestimmte Paarungssequenz, die der Läppexperte typischerweise anwendet, um die gewünschte Standardvorrichtung zu erstellen, beispielsweise eine gerade Kante oder eine flache Platte.

Während des Läppvorgangs trägt der Experte zunächst einen Farbentwickler auf die Standardlehre auf und lässt ihn dann über die Oberfläche des Werkstücks gleiten, um Bereiche zu identifizieren, die abgekratzt werden müssen. Dieser Vorgang wird wiederholt, wodurch sich die Oberfläche des Werkstücks schrittweise der der Standardvorrichtung annähert und schließlich eine perfekte Nachbildung erreicht wird.

Vor dem Schaben werden Gussteile in der Regel auf einige Tausendstel über der endgültigen Größe gefräst, einer Wärmebehandlung zum Abbau von Restspannungen unterzogen und anschließend zum Endschleifen zurückgeführt. Obwohl Schaben ein zeit- und arbeitsintensiver Prozess ist, kann es als kostengünstige Alternative zu Methoden dienen, die hochpräzise Maschinen erfordern. Wenn kein Schaben verwendet wird, muss das Werkstück mit einer hochpräzisen und teuren Maschine nachbearbeitet werden.

Zusätzlich zu den erheblichen Ausrüstungskosten, die mit der Endbearbeitung verbunden sind, muss ein weiterer kritischer Faktor berücksichtigt werden: die Notwendigkeit der Schwerkraftspannung während der Bearbeitung von Teilen, insbesondere von großen Gussteilen. Bei der Bearbeitung mit Toleranzen von wenigen Tausendstel kann die Spannkraft zu einer Verformung des Werkstücks führen, wodurch dessen Genauigkeit gefährdet wird, sobald die Kraft nachlässt. Darüber hinaus kann die beim Bearbeitungsprozess entstehende Wärme zusätzlich zu dieser Verformung beitragen.

Hier bietet das Schaben deutliche Vorteile. Im Gegensatz zur herkömmlichen Bearbeitung sind beim Schaben keine Spannkräfte erforderlich und die erzeugte Wärme ist minimal. Große Werkstücke werden an drei Punkten abgestützt, so dass sie stabil bleiben und sich nicht durch ihr Eigengewicht verformen.

Wenn die Schabebahn einer Werkzeugmaschine abgenutzt ist, kann sie durch erneutes Schaben wiederhergestellt werden. Dies ist ein erheblicher Vorteil im Vergleich zu den Alternativen, die Maschine wegzuwerfen oder sie zur Demontage und Wiederaufbereitung ins Werk zurückzuschicken.

Das erneute Schaben kann vom Wartungspersonal des Werks durchgeführt werden, es ist jedoch auch möglich, für diese Aufgabe lokale Spezialisten zu engagieren.

In bestimmten Situationen kann sowohl manuelles als auch elektrisches Schaben eingesetzt werden, um die gewünschte geometrische Genauigkeit zu erreichen. Wenn beispielsweise ein Satz Tisch- und Sattelschienen flach abgekratzt wurde und den erforderlichen Spezifikationen entspricht, sich aber herausstellt, dass der Tisch nicht richtig zur Spindel ausgerichtet ist, kann die Korrektur dieser Fehlausrichtung arbeitsintensiv sein. Der erforderliche Geschicklichkeitsaufwand, um mit nur einem Schaber die entsprechende Materialmenge an den richtigen Stellen zu entfernen und gleichzeitig die Ebenheit beizubehalten und die Fehlausrichtung zu beheben, ist beträchtlich.

Obwohl das Schaben nicht als Methode zur Korrektur erheblicher Fehlausrichtungen gedacht ist, kann ein erfahrener Schaber diese Art der Korrektur in überraschend kurzer Zeit durchführen. Dieser Ansatz erfordert ein hohes Maß an Fachwissen, ist jedoch oft kosteneffizienter als die Bearbeitung zahlreicher Teile mit genauen Toleranzen oder die Implementierung komplexer Designs zur Reduzierung von Fehlausrichtungen.

Verbesserte Schmierung

Die Erfahrung hat gezeigt, dass geschabte Schienen die Schmierqualität verbessern und dadurch die Reibung verringern, obwohl die zugrunde liegenden Gründe weiterhin umstritten sind. Eine vorherrschende Theorie geht davon aus, dass die abgekratzten Tiefpunkte – insbesondere die entstandenen Vertiefungen – als Schmierstoffreservoirs dienen und es ermöglichen, dass sich Öl in den zahlreichen kleinen Taschen ansammelt, die durch die umgebenden Hochpunkte gebildet werden.

Eine andere Perspektive geht davon aus, dass diese unregelmäßigen Taschen die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Ölfilms erleichtern und ein reibungsloses Gleiten beweglicher Teile ermöglichen, was das Hauptziel der Schmierung ist. Dieses Phänomen tritt auf, weil die Unregelmäßigkeiten ausreichend Platz für die Ölrückhaltung schaffen. Im Idealfall funktioniert die Schmierung am besten, wenn zwischen zwei perfekt glatten Oberflächen ein kontinuierlicher Ölfilm vorhanden ist; Dies stellt jedoch die Herausforderung dar, das Austreten von Öl zu verhindern oder ein sofortiges Nachfüllen erforderlich zu machen. Schienenoberflächen, ob geschabt oder nicht, sind typischerweise mit Ölrillen versehen, um die Ölverteilung zu unterstützen.

Diese Diskussion wirft Fragen zur Bedeutung der Kontaktfläche auf. Während das Schaben die Gesamtkontaktfläche verringert, fördert es eine gleichmäßigere Verteilung, was für eine wirksame Schmierung entscheidend ist. Je glatter die Kontaktflächen, desto gleichmäßiger ist die Kontaktverteilung. Ein Grundprinzip der Mechanik besagt jedoch, dass „Reibung unabhängig von der Fläche ist“, was bedeutet, dass die zum Bewegen des Tisches erforderliche Kraft konstant bleibt, unabhängig davon, ob die Kontaktfläche 10 oder 100 Quadratzoll beträgt. Es ist wichtig zu beachten, dass Verschleiß eine andere Rolle spielt; Eine kleinere Kontaktfläche führt bei gleicher Belastung zu einem beschleunigten Verschleiß.

Letztendlich sollte unser Fokus auf der Erzielung einer optimalen Schmierung liegen und nicht nur auf der Anpassung der Kontaktfläche. Bei optimaler Schmierung weist die Laufbahnoberfläche nur minimalen Verschleiß auf. Wenn es bei einem Tisch aufgrund von Verschleiß zu Bewegungsschwierigkeiten kommt, liegt dies wahrscheinlich eher an Schmierungsproblemen als an der Kontaktfläche selbst.

So wird geschabt

Bevor Sie die Höhepunkte identifizieren, die abgekratzt werden müssen, tragen Sie zunächst einen Farbstoff auf eine Standardlehre auf, z. B. eine flache Platte oder eine Schablone mit gerader Spurweite, die zum Schaben von V-Schienen entwickelt wurde. Als nächstes reiben Sie die farbbeschichtete Standardlehre gegen die zu schabende Gleisoberfläche; Dadurch wird der Farbstoff auf die höchsten Punkte der Strecke übertragen. Verwenden Sie anschließend ein spezielles Schabewerkzeug, um die farbigen Hochpunkte zu entfernen. Dieser Vorgang sollte wiederholt werden, bis die Gleisoberfläche eine gleichmäßige und konsistente Farbübertragung aufweist.

Ein erfahrener Schaber muss verschiedene Techniken beherrschen. Hier werde ich zwei wichtige Methoden skizzieren.

Vor dem Färbevorgang empfiehlt es sich zunächst, die Oberfläche mit einer stumpfen Feile sanft zu reibenCNC-ProdukteOberfläche und entfernt effektiv alle Grate.

Zweitens: Verwenden Sie zum Reinigen der Oberfläche eine Bürste oder Ihre Hand statt eines Lappens. Beim Abwischen mit einem Tuch können feine Fasern zurückbleiben, die bei der anschließenden Hochpunktfärbung zu irreführenden Markierungen führen können.

Der Abstreifer beurteilt seine Arbeit, indem er die Standardlehre mit der Gleisoberfläche vergleicht. Die Aufgabe des Inspektors besteht lediglich darin, dem Abstreifer mitzuteilen, wann er mit der Arbeit aufhören soll, sodass sich der Abstreifer ausschließlich auf den Abstreifprozess konzentrieren und die Verantwortung für die Qualität seiner Ergebnisse übernehmen kann.

In der Vergangenheit haben wir bestimmte Standards hinsichtlich der Anzahl der Hochpunkte pro Quadratzoll und des Prozentsatzes der gesamten Kontaktfläche eingehalten. Wir fanden es jedoch nahezu unmöglich, die Kontaktfläche genau zu messen, sodass es nun dem Schaber überlassen bleibt, die entsprechende Anzahl von Punkten pro Quadratzoll zu bestimmen. Im Allgemeinen besteht das Ziel darin, einen Standard von 20 bis 30 Punkten pro Quadratzoll zu erreichen.

Bei modernen Schabverfahren werden bei einigen Nivellierungsvorgängen elektrische Schaber eingesetzt, die zwar immer noch eine Form des manuellen Schabens sind, aber die körperliche Belastung etwas verringern und den Vorgang weniger anstrengend machen können. Dennoch bleibt das taktile Feedback des manuellen Schabens gerade bei heiklen Montageaufgaben unersetzlich.

Kratzmuster

Es steht eine große Vielfalt an Mustern zur Verfügung. Zu den häufigsten gehören Bogenmuster, Quadratmuster, Wellenmuster und fächerförmige Muster. Bemerkenswert ist, dass die primären Bogenmuster die Mond- und Schwalbenmuster sind.

1. Bogenförmige Muster und Schabemethoden

Beginnen Sie mit dem Schaben mit der linken Seite der Schaberklinge und fahren Sie dann mit dem Schaben diagonal von links nach rechts fort (wie in Abbildung A unten dargestellt). Drehen Sie gleichzeitig das linke Handgelenk, damit die Klinge von links nach rechts schwingen kann (wie in Abbildung B unten gezeigt), um einen sanften Übergang in der Schabebewegung zu ermöglichen.

Die vertikale Länge jeder Messermarkierung sollte normalerweise etwa 10 mm betragen. Dieser gesamte Schabevorgang erfolgt schnell und ermöglicht die Erstellung verschiedener bogenförmiger Muster. Darüber hinaus können Sie diagonal von rechts nach links schaben, indem Sie mit dem linken Handgelenk Druck ausüben und das rechte Handgelenk drehen, um die Klinge von rechts nach links zu schwingen, wodurch ein nahtloser Übergang beim Schabevorgang gewährleistet wird.

Grundlegende Methode zum Schaben von Bogenmustern

Tipps zum Schaben von Bogenmustern

Beim Schaben von Bogenmustern ist zu beachten, dass unterschiedliche Schabebedingungen und -techniken die Form, Größe und den Winkel der resultierenden Muster erheblich beeinflussen können. Hier sind einige wichtige Überlegungen:

1. Wählen Sie den richtigen Schaber: Die Breite, Dicke, der Klingenbogenradius und der Keilwinkel des Schaberkopfes beeinflussen alle die Form des Bogenmusters. Die Auswahl eines geeigneten Schabers ist entscheidend.

2. Kontrollieren Sie die Bewegung des Handgelenks: Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, die Amplitude der Handgelenksdrehung und die Länge des Schabehubs zu beherrschen.

3. Nutzen Sie die Klingenelastizität: Im Allgemeinen führt eine größere Amplitude der Handgelenkbewegung in Kombination mit einem kürzeren Schabehub zu kleineren Winkeln und Formen in den geschabten Bogenmustern, wie in Abbildung C oben dargestellt.

Mondmuster und Schabetechnik

Markieren Sie vor Beginn des Schabevorgangs mit einem Bleistift Quadrate in bestimmten Abständen auf der Werkstückoberfläche. Verwenden Sie zum Schaben einen Feinschaber mit Kreisbogenklinge und positionieren Sie die Mittellinie der Klinge in einem 45°-Winkel zur Längsmittellinie des Werkstücks. Schaben Sie von der Vorder- zur Rückseite des Werkstücks, um das gewünschte Mondmuster zu erzielen.

(2) Schwalbenmuster und Schabemethode Das Schluckmuster ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Zeichnen Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit einem bestimmten Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks. Verwenden Sie beim Schaben einen Feinschaber mit Kreisbogenklinge, wobei die Mittellinie der Klingenebene und die Längsmittellinie der Werkstückoberfläche einen Winkel von 45° bilden, und schaben Sie von der Vorderseite zur Rückseite des Werkstücks. Gängige Schabemethoden sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

Kratzen Sie zunächst mit dem ersten Messer ein Bogenmuster aus und kratzen Sie dann etwas unterhalb des ersten Bogenmusters ein zweites Bogenmuster aus, sodass ein schwalbenähnliches Muster ausgekratzt werden kann, wie in Abbildung b oben gezeigt.

2. Quadratisches Muster und Schabemethode

Das quadratische Muster ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Markieren Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate mit bestimmten Abständen auf der Werkstückoberfläche. Positionieren Sie beim Schaben die Mittellinie der Klinge im 45°-Winkel zur Längsmittellinie des Werkstücks und schaben Sie von vorne nach hinten.

Die grundlegende Schabtechnik besteht in der Verwendung eines schmalen Schabers mit gerader Kante oder einer Bogenkante mit großem Radius für das Push-Schaben über kurze Entfernungen. Stellen Sie nach Fertigstellung des ersten Quadrats sicher, dass Sie einen Quadratabstand einhalten – im Wesentlichen ein Raster belassen –, bevor Sie mit dem Schaben des zweiten Quadrats fortfahren.

3. Wellenmuster und Schabemethode

Das Wellenmuster ist in Abbildung A unten dargestellt. Bevor Sie mit dem Schabevorgang beginnen, markieren Sie mit einem Bleistift Quadrate in bestimmten Abständen auf der Werkstückoberfläche. Achten Sie beim Schaben darauf, dass die Mittellinie der Klinge parallel zur Längsmittellinie des Messers verläuftBearbeitung von Teilen, und von hinten nach vorne schaben.

Die grundlegende Schabetechnik besteht in der Verwendung eines Zahnschabers. Wählen Sie eine geeignete Ablageposition für die Klinge, normalerweise am Schnittpunkt der markierten Quadrate. Nachdem die Klinge abgesenkt ist, bewegen Sie sich diagonal nach links. Sobald Sie eine bestimmte Länge erreicht haben (normalerweise an der Kreuzung), bewegen Sie sich diagonal nach rechts und schaben Sie bis zu einem bestimmten Punkt, bevor Sie die Klinge anheben, wie in Abbildung B unten dargestellt.

4. Fächerförmiges Muster und Schabemethode

Das fächerförmige Muster ist in Abbildung A unten dargestellt. Markieren Sie vor dem Schaben mit einem Bleistift Quadrate und Winkellinien in bestimmten Abständen auf der Werkstückoberfläche. Um das fächerförmige Muster zu erzeugen, verwenden Sie einen Hakenschaber (wie in Abbildung B unten dargestellt). Das rechte Ende der Klinge sollte geschärft sein, während das linke Ende leicht stumpf sein sollte, um sicherzustellen, dass die Klingenkante gerade bleibt. Die grundlegende Schabetechnik wird in der folgenden Abbildung veranschaulicht.

Wählen Sie die geeignete Position für die Klinge, normalerweise am Schnittpunkt der markierten Linien. Halten Sie den Schaber mit der linken Hand etwa 50 mm von der Klingenspitze entfernt und üben Sie dabei einen leichten Druck nach links aus. Drehen Sie die Klinge mit der rechten Hand im Uhrzeigersinn um das linke Ende als Drehpunkt. Die typischen Drehwinkel betragen 90° und 135°. Das richtige fächerförmige Muster ist in Abbildung C oben dargestellt.

Eine unsachgemäße Kraftanwendung kann dazu führen, dass beide Enden gleichzeitig abgekratzt werden, was zu dem in Abbildung D oben dargestellten Muster führt. Auf diese Weise erstellte Muster sind zu flach, was zu einem falschen Design führt.

Wenn Sie mehr wissen möchten oder Fragen haben, wenden Sie sich bitte an unsinfo@anebon.

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