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Die häufigsten Ursachen von Spindeldefekten

Hatten Sie eine Reihe von Spindeldefekten und Sie fragen sich warum? Vielleicht arbeiten Sie in der Qualitätsüberwachung und suchen nach Gründen, warum Ihre Schnitte nicht in der Toleranz liegen. Oder vielleicht suchen Sie nach Informationen, mit deren Hilfe Sie einen Plan für die vorbeugende Wartung Ihrer CNC-Maschine oder Ihrer robotergesteuerten Materialabtraganlage erstellen könnten. Wenn eines davon der Fall ist, sind Sie hier goldrichtig.

Dies sind die Hauptgründe für Spindeldefekte.

1. Kollisionen

Die mit Abstand häufigste Ursache von Spindeldefekten sind Kollisionen. Viele Artikel erwähnen das nicht einmal, vielleicht weil es peinlich ist. Natürlich möchte niemand zugeben, eine Kollision verursacht zu haben. Die Tatsache, dass Kollisionen so oft vorkommen, zeigt jedoch, wie wichtig Schulungen sind. Im Hinblick darauf, wie teuer CNC-Maschinen sind, wie viel ein Ausfall kostet und welchen Aufwand Spindelreparaturen mit sich bringen, zahlt es sich aus, in die Schulung Ihres Personals zu investieren. Durch fachgerechte Abläufe und gründliche Schulung können Programmier- und Bedienungsfehler vermieden werden.

2. Zu schneller Betrieb oder zu hohe Belastung

Der Gedanke, einen Prozess schneller ablaufen zu lassen, um Produktionsziele zu erreichen, ist durchaus verführerisch. Und oft gibt es Mittel und Wege, einen Prozess in kürzerer Zeit abzuschließen. Aber wenn die Vorschubgeschwindigkeit in einem bestimmten Material zu schnell für die Spindelgüte ist, kommt es zwangsläufig zu Spindeldefekten. Wenn Sie sich vom Hersteller oder einem Spindelexperten beraten lassen, sparen Sie sich große Probleme und lange Ausfallzeiten.

Uns begegnen auch oft Defekte, die durch Betrieb einer Spindel mit einer für das Schneidwerkzeug zu hohen Drehzahl auftreten. Wenn Durchmesser und Länge des Zerspanungswerkzeugs und Werkzeugträgers steigen, muss die Drehzahl sinken. Beachten Sie hierzu Ihre Dokumentation.

Bei der Metallbearbeitung wird Kühlflüssigkeit oft direkt auf die Spindelnase gesprüht, damit diese so nah wie möglich an das Zerspanungswerkzeug kommt und somit die Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden kann. Im Laufe der Zeit dringt die Kühlflüssigkeit aber in das Dichtungssystem der Spindel ein, flutet die Lager und führt zum Statorschluss. Wenn Sie die Spindel dann auseinandernehmen, sehen Sie, dass die gesamte Spindel voller Wasser ist.

3. Verschlissene oder ungeeignete Werkzeuge

Manchmal achtet ein Unternehmen nicht auf den Zustand des Werkzeugs im Bearbeitungsbetrieb. Die Nutzung von verschlissenen oder ungeeigneten Werkzeugen kann jedoch zu Spindeldefekten führen. Vermeiden Sie, dass günstige, auswechselbare Komponenten wie Zerspanungswerkzeuge und Spannzangen Sie teuer zu stehen kommen.

4. Falsches Warmlaufen

Bei Hochpräzisionsspindeln wird die Wärmeausdehnung der Maschinenteile bei der Konstruktion berücksichtigt. Wenn die Herstellerempfehlungen missachtet werden und die Maschine nicht auf Betriebstemperatur gebracht wird, dehnen sich die entsprechenden Komponenten nicht auf die nötige Größe aus. Dadurch sind sie locker, hinterlassen Rattermarken auf Ihren Werkstücken und verkürzen die Lebensdauer der Spindel.

Beachten Sie, dass der Warmlaufprozess auch von der Umgebung abhängt. Ein heißes, feuchtes Klima benötigt andere Warmlaufprozesse als ein kühles, trockenes.

5. Falsches Abkühlen

Ein zu schnelles Abkühlen einer CNC-Maschine oder robotergesteuerten Materialabtraganlage führt zu Kondensation im Maschineninneren. Das Schmiermittel schützt vor Rost. Wenn sich das Schmiermittel jedoch mit Wasser mischt, wird es im Laufe der Zeit schlammig. Dieser Schlamm kann die Haltekräfte der Federn beeinträchtigen, die das Werkzeug halten. Ungenügende Haltekräfte führen zu Qualitätsproblemen und verkürzen die Lebensdauer der Spindel.

6. Verschmutzung der Luft- oder Kühlmittelzufuhr

Feuchtigkeit und andere Fremdstoffe im Drucklufterzeuger, der den pneumatischen Antrieb versorgt, sind ein häufiges Problem. Luftfilter müssen regelmäßig überprüft und ausgetauscht werden, damit Ihre Spindel weiterhin gut funktioniert. Bei feuchten Klimabedingungen müssen Sie eventuell in einen Zulufttrockner investieren.

Ungefiltertes oder unzureichend gefiltertes Spindelkühlmittel kann zu Defekten führen. Wenn die Zufuhr zum Wassermantel des Stators verstopft, überhitzt dieser und brennt durch. Ebenso kann verschmutztes Spindelkühlmittel, wie es oft bei der Metallverarbeitung vorkommt, das Loch in der Mitte der Welle/Zugstange verstopfen und die Spindel fluten.

Es ist verlockend, Geld bei Verschleißteilen wie Filtern zu sparen, aber der Austausch oder die Reparatur Ihrer Spindel wird Sie deutlich mehr kosten. Es ist also empfehlenswert, die besten zur Verfügung stehenden Filter zu verwenden. Durch eine längere Spindellebensdauer werden Sie letztendlich Geld sparen.

7. Einstechen statt schräger Einschnitt in das Material

Dies ist üblicherweise das Ergebnis von Programmierfehlern oder ein fehlgeleiteter Versuch, Zeit zu sparen. Das zu schnelle Eintauchen führt zum Ausfall des vorderen Lagerpaars.

8. Werkzeug bleibt im Spindelkonus haften

Ein haftendes Werkzeug liegt normalerweise an der von einem zu großen Werkzeug verursachten Wärmeübertragung. Ein weiterer Grund dafür kann auch ein unzureichender Ausstoßhub der Zugstange sein. Das kann durch Verschmutzung im Steller oder defekte Federn in der Zugstangeneinheit passieren.

9. Werkzeug rutscht im Spindelkonus

Ein rutschendes Werkzeug ist oft die Folge der Wärmeübertragung in Folge langer, schwerer Zerspanungsschnitte, die zur Verformung des Werkzeugkonus führen. Ein weiterer Grund dafür kann auch ein unzureichender Ausstoßhub der Zugstange sein. Dies kann wie beim haftenden Werkzeug durch Verschmutzung im Steller oder defekte Federn in der Zugstangeneinheit passieren.

10. Wicklungsschluss

Wenn der Frequenzumrichterantrieb nicht zu den elektrischen Werten der Spindel passt, kann es zum Wicklungsschluss kommen.

11. Betätigung während der Drehung

Dieser Spindeldefekt tritt auf, wenn der Kolben des Pneumatikstellers bei noch drehender Spindel die Zugstange berührt. Dies kann an Bedien- oder Programmierfehlern liegen. Eine Störung der Näherungssensoren für die Positionserkennung der Zugstange oder des Sensors oder Relais, das die Wellenbewegung erfasst, kann ebenfalls die Ursache sein.

Ein weiterer möglicher Grund ist die Verschmutzung des Pneumatikstellers oder des Abluftdämpfers des Stellers. Einer der häufigsten Gründe hierfür ist dann ein defektes oder undichtes Magnetventil, das unnötig Luft in den Pneumatiksteller lässt.

Die meisten modernen Spindeln sind abgedichtet und auf Lebensdauer geschmiert. Ungenügende oder falsche Schmierung sind also selten der Grund für Defekte.

Wie lang sollte Ihre Spindel funktionieren? Hersteller geben ungern genaue Zahlen für die Lebensdauer einer Spindel an, weil sie durch so viele Faktoren verkürzt werden kann. Umgebungsfaktoren spielen hier eine große Rolle. Ein Beispiel ist die Luftqualität, ein anderes die Vibration von Maschinen in der Umgebung. Experten mit jahrelanger Erfahrung gehen aber von einer durchschnittlichen Spindellebensdauer von 5000 bis 7000 Betriebsstunden aus. Dazu muss man aber auch sagen, dass einige Betriebe nur die Hälfte davon erreichen und andere das Doppelte.


Posted on: March 24th, 2022 by: Precision Drive Systems


     



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