VDI 3393-2016 Limiting of grinding errors.pdf

1、ICS 25.080.50 VDI-RICHTLINIEN Oktober 2016 October 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Eingrenzung von Schleiffehlern Limiting of grinding errors VDI 3393 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be tak

2、en as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fertigungsverfahren Vervielfltigungauch fr i

3、nnerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:12.14Entwurf, deutschFormeredition:12/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inha

4、lt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Begriffe 3 3 Ursachen fr Schleiffehler . 4 4 Typische Schleiffehler und Merkmale . 5 5 Ursachen, Hinweise/Manahmen zu typischen Schleiffehlern 12 Schrifttum 22 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Terms and

5、 definitions 3 3 Causes of grinding errors 4 4 Typical grinding errors and characteristics 5 5 Causes, indications of/measures for typical grinding errors 13 Bibliography 22 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - St

6、and 2016-11 2 VDI 3393 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronisc

7、hen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich

8、 an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photo

9、copying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express

10、our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Wie bei allen Feinbearbeitungsverfahren ist das Arbeitsergebnis beim Schleifen von vielen zusam-menwirkenden Einflussfaktoren abhngig. Diese Richtlinie behandelt die einzelnen Einflussfaktoren und die Auswirkung bestimmter Manah

11、men auf das Arbeitsergebnis. Die Anwendung dieser Richtlinie hilft bei der Er-kennung und Beseitigung von Fehlern bei der Schleifbearbeitung. Sie dient dem Maschinenbe-diener und Betriebsingenieur als Werkzeug fr die Praxis und gibt ihnen ein Hilfsmittel an die Hand, um ber eine Ursachenanalyse und

12、-zuordnung der typischen Schleiffehler die geeigneten Manahmen zu ihrer Behebung einleiten zu knnen (Bild 1). Bild 1. Schleifprozess, Fehlererkennung und Fehlerbeseitigung Introduction As with all finishing processes, the quality of finish obtained by grinding depends on several interrelat-ed factor

13、s. This standard is concerned with the individual factors and the effect of specific measures on the grinding result. The use of this standard can help to identify and eliminate grinding errors. It provides machine op-erators and production engineers with a practical tool to help identify the root c

14、ause of typical grind-ing errors and introduce appropriate measures to resolve them (Figure 1). Figure 1. Grinding process, error recognition/eli-mination B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All righ

15、ts reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 3393 3 Um die Anwendung der Richtlinie zu erleichtern, wurde darauf verzichtet, technologische Parameter zu beschreiben, die zu Schleiffehlern fhren kn-nen. Ausgangspunkt der Betrachtungen ist dagegen der direkt am Werkstck mess- oder

16、prftechnisch nachweisbare Schleiffehler. Nach der Erfassung und Charakterisierung des Fehlers werden mgli-che Ursachen fr die Fehlerentstehung aufgefhrt, die zu seiner Eingrenzung beitragen knnen. Im nchsten Schritt werden Manahmen zur Fehlerbe-seitigung und eventuellen Prvention beschrieben. Schlie

17、lich werden Hinweise auf mgliche Folge-fehler gegeben, die durch ein ndern der Bearbei-tungsbedingungen auftreten knnen. Da Schleiffehler immer eine negative Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit des Prozesses und z. B. eine Nachbearbeitung oder Ausschuss zur Folge haben, sollten sie mglichst abgest

18、ellt werden. Dagegen ist ein unwirtschaftlicher Prozess ohne Schleiffehler eine Frage der Prozessgestaltung und nur am Rande Thema dieser Richtlinie. Im Allge-meinen wird hier also von einem bereits weitestge-hend optimierten Schleifprozess als Basis fr die empfohlenen Manahmen ausgegangen. Trotzdem

19、 knnen verschiedene der genannten Manahmen auch zur Verbesserung des Prozesses, z. B. zur Steigerung der Werkstckqualitt oder der Produktivitt, herangezogen werden. Einige Ma-nahmen, die besonders maschinelle Aspekte bein-halten, knnen dagegen meist nur als Diskussions-grundlage fr Maschinenmodifika

20、tionen oder Neu-bestellungen betrachtet werden. In order to facilitate its application, this standard does not describe the technological parameters which can lead to grinding errors. Instead, it de-scribes grinding errors which can be verified by measurements or tests performed directly on the work

21、piece. After recording and characterising er-rors, it goes on to list possible causes in order to help identify the source of the error. It then de-scribes measures to rectify errors and prevent them. Finally, it provides guidance on possible subse-quent faults which may occur as a result of chang-i

22、ng the machining conditions. Since grinding errors invariably have a negative effect on process efficiency, resulting in defective workpieces that may require refinishing or scrap-ping, they should be eliminated wherever possible. An inefficient process without grinding errors, on the other hand, is

23、 a question of process design and is not the subject of this standard. Therefore in making recommendations, it is generally assumed that the grinding process has already been largely optimised. Nevertheless, several of the measures listed can also be used to improve the process, e.g. to in-crease wo

24、rkpiece quality or productivity. Some measures which relate particularly to mechanical aspects, on the other hand, can be regarded only as a basis for discussing machine modifications or replacements. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie befasst sich mit Fehlern, die im Zuge einer Schleifbearbeitung

25、 auf dem zu bearbei-tenden Werkstck auftreten knnen. Neben der Beschreibung typischer Schleiffehler werden Ursa-chen benannt und Hinweise zum Entgegenwirken gegeben. 1 Scope This standard is concerned with errors which can occur on the workpiece being machined during grinding operations. In addition

26、 to describing typi-cal grinding errors, it suggests causes and counter-measures. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: geometrische Schleiffehler Abweichungen des Istmaes vom vorgegebenen Toleranzbereich fr die Ma-, Lage- und Form-abweichungen sowie die Oberfl

27、chenfeingestalt physikalische und chemische Schleiffehler unerwnschte nderungen der Stoffeigenschaften an Werkstckoberflchen und -randzonen Anmerkung: Die Schleifbearbeitung kann zu physikalischen (z. B. Verformungslinien und Eigenspannungsvernderungen) und chemischen (z. B. Diffusionsvorgnge) Werks

28、toffvernde-2 Terms and definitions For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply: geometric grinding errors deviations of the actual dimensions from the speci-fied tolerance range for dimensional, positional and shape deviations and surface topography physical and chem

29、ical grinding errors undesirable changes to the material characteristics on workpiece surfaces Note: Grinding can lead to physical (e.g. deformation lines and variations in residual stress) and chemical (e.g. diffusion processes) material changes in the surface zone of the work-B974908A824A6748CAAAA

30、99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 4 VDI 3393 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 rungen in der Randzone des Werkstcks fhren. Beide treten immer gemeinsam auf. Schleiffehler Abweich

31、ungen des Arbeitsergebnisses vom vorge-gebenen Sollbereich, meistens direkt am Werk-stck nachweisbar Anmerkung 1: Schleiffehler resultieren aus den Wirkkriterien des Schleifprozesses, das heit den Prozesskenngren (Zer-spankraft, Zerspanleistung, Verschlei, Temperatur) sowie den Strgren. Anmerkung 2:

32、 Schleiffehler lassen sich unterteilen in: geometrische Schleiffehler physikalische und chemische Schleiffehler piece. Both types of error invariably occur together. grinding error deviation of the grinding result from the specified range, usually detectable directly on the workpiece Note 1: Grindin

33、g errors result from the actions of the grinding process, i.e. the process parameters (cutting force, material removal rate, wear, temperature) and disturbance variables. Note 2: Grinding errors can be categorised as follows: geometric grinding errors physical and chemical grinding errors 3 Ursachen

34、 fr Schleiffehler Ausgehend vom Schleiffehler (siehe Tabelle 1 in Abschnitt 4) werden in der Richtlinie mgliche Ursachen fr die Fehlerentstehung aufgefhrt. Die Bereiche, die hierauf grundstzlich einen Einfluss haben, sind in Bild 2 zusammengefasst. Bild 2. Einflussbereich von Schleiffehlern Um die A

35、nwendung der Richtlinie zu erleichtern und die bersichtlichkeit zu verbessern, wird in Tabelle 2 (Abschnitt 5) fr jede Fehler- und Prob-lembeschreibung zur Przisierung der Ursachen die nachfolgende Abfrageschematik fr die verschie-denen Einflussbereiche verwendet. Auerdem werden Kennbuchstaben einge

36、fhrt, die die Zuord-nung der einzelnen Fehlerursachen zu den ver-schiedenen Bereichen erleichtern sollen: Abrichtprozess/-werkzeug und Einrichtung A Khlschmierstoffbedingungen K Schleifmaschine und Zusatzeinrichtungen M Schleifprozess P Schleifwerkzeug und Einrichtung S Werkstck W3 Causes of grindin

37、g errors This standard starts by describing typical grinding errors (see Table 1 in Section 4) and goes on to list their possible causes. Figure 2 shows the areas which have an influence on grinding errors. Figure 2. Areas affecting grinding errors To facilitate the use of this standard and provide

38、greater clarity, each description of an error or prob-lem in Table 2 (Section 5) is accompanied by a code which indicates a specific area. This system allows that individual error causes can easily be assigned to the various areas. dressing process/tool and equipment D cooling lubricant parameters C

39、 grinding machine and auxiliary equipment M grinding process P grinding tool and equipment G workpiece WB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dssel

40、dorf 2016 VDI 3393 5 Auf Umgebungseinflsse, wie wechselnde klima-tische Bedingungen, sowie menschliche Einflsse, die z. B. aus der Qualifikation oder der Motivation des Maschinenbedieners resultieren knnen, wird in dieser Richtlinie nicht nher eingegangen. This standard does not cover in any further

41、 detail environmental influences such as changing climatic conditions or human influences such as the qualifi-cation or motivation of the machine operator. 4 Typische Schleiffehler und Merkmale Tabelle 1 gibt eine bersicht ber die mglichen Fehler und deren Merkmale, um die Erkennung der verschiedene

42、n Fehlerarten zu erleichtern. 4 Typical grinding errors and characteristics Table 1 provides an overview of possible errors and their characteristics to facilitate recognition of different error types. Tabelle 1. Beschreibung typischer Schleiffehler Fehler Beschreibung Beispiel Mafehler Unter einem

43、Mafehler wird jede Abwei-chung von einem vorgeschriebenen Ma (Toleranz) verstanden, das bei der Kon-struktion eines Werkstcks entsprechend seiner spteren Funktion festgelegt wird. Formfehler Formfehler sind Abweichungen von der geforderten geometrisch idealen Form-gestalt wie der Geraden, der Ebene,

44、 dem Kreis oder der Zylinderform. Formabwei-chungen werden auch als Gestaltabwei-chungen 1. Ordnung von der Idealober-flche bezeichnet. Lagefehler Lagefehler sind Abweichungen von der idealen Lage zweier oder mehrerer Ele-mente zueinander, von denen meist ei-nes als Bezugselement festgelegt wird. In

45、 DIN EN ISO 1101 wird bei den Lageab-weichungen zwischen Richtungs-, Orts- und Laufabweichungen unterschieden. Table 1. Description of typical grinding errors Error Description Example Dimensional error Dimensional errors are any deviation from a specified dimension (tolerance) which is stipulated d

46、uring the design of a workpiece and determined by its subse-quent function. Shape error Shape errors are deviations from the required geometrically ideal shape such as straight lines, flat surfaces, circles or cylindrical shapes. They are also de-scribed as shape deviations of the 1storder from the

47、ideal surface. Positional error Positional errors are deviations from the ideal position of two or more elements from one another, one of which is usually a reference element. DIN EN ISO 1101 distinguishes between orientation, loca-tion and runout deviations with regard to positional deviations. B97

48、4908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 6 VDI 3393 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Tabelle 1. Beschreibung typischer Schleiffehler (Fortsetzung) Fehler Beschreibung

49、 Beispiel Welligkeitsfehler Welligkeiten sind nach DIN 4760 wieder-kehrende Gestaltabweichungen 2. Ord-nung, die nicht immer wellenfrmig sind und deren Abstnde ein betrchtliches Vielfaches ihrer Tiefe betragen (1000:1 bis 100:1). Eine Sonderform der Wellig-keit stellt die periodische Welligkeit dar, die als dominante Welligkeit bezeichnet wird (siehe VDA 2007). Rattermarken (Regenerativeffekt), Facetten (entspricht Well