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1. 2. 3. 4. 5.

Definition Geschichte Ziele und Einsatzmöglichkeiten Läppvorgang Läppmittel 5.1. Läppkorn 5.2. Läppflüssigkeit 6. Läppscheibe 7. Arrichtringe 8. Läppverfahren 9. Das Druck - Fließ-Läppen 10.Vor- und Nachteile

1. Definition Definition nach DIN 8589 (Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide): "Läppen ist Spanen mit losem, in einer Paste oder Flüssigkeit verteiltem Korn, dem Läppgemisch, das auf einem meist formübertragenden Gegenstück bei möglichst ungeordneten Schneidbahnen der einzelnen Körner geführt wird." 2. Geschichte Schon während der Urzeit wurde ein Verfahren eingesetzt, welches dem Läppen sehr ähnelt.. Mit Hilfe von Sand, der Drehbewegung, der Kraft F auf das Werkstück und der entstehenden Reibung gelang es mit der Konstruktion in Abbildung 4.1 Löcher in Steine zu "bohren".

Abb. 4.1 Anfänge des Läppens

3. Ziele und Einsatzmöglichkeiten Ziele: hohe Oberflächengüte hohe Maßgenauigkeit sehr hohe Formgenauigkeit Werkstoffe: Grundsätzlich können fast alle Werkstoffe durch Läppen bearbeitet werden. Sie müssen ein homogenes Gefüge aufweisen und sich nicht durch ihr Eigengewicht oder eine Belastung elastisch oder plastisch verformen. Die Abmessungen können dabei im Milimeter bis zum Meterbereich liegen. Beispiele: Metalle (Leicht-, Edel-, NE-Metalle), Halbleiter, Kunststoffe, Isolierstoffe (z.B. Porzellan), Glas, Naturstoffe (z.B. Gesteine aller Art), sonstige Stoffe (z.B. Kohle, Graphit )

Anwendungsbereiche des Läppens in der Industrie: Automobilindustrie (z.B. Ventile, Stößel, Zylinderköpfe), Maschinenbau (Kolben, Zylindergehäuse), Uhrenbau, Kunststofftechnik, Elektroindustrie, Chemieunternehmen, Medizintechnik, Motorenbau, Pumpenhersteller

4. Läppvorgang Beim Läppvorgang führt das Werkstück und die Läppscheibe eine Relativbewegung aus. Dazwischen befindet sich das Läppgemisch, welches aus losen Läppkörner und einer Läppflüssigkeit besteht. Auf Grund der Relativbewegung rollen die Läppkörner in ungeordneten Bahnen ab. Die "Spitzen" der kantigen Läppkörner werden dabei unter anderem wegen dem Anpressdrucks in das Werkstück eingedrückt, was dazu führt, dass kleine Werkstoffpartikel ausbrechen. Die Gesamtheit der abgelösten Partikel bildet dabei den Materialabtrag. Abb 4.4 Schema Läppen

Abb. 4.5 Rollbewegung eines Körns

Dabei gilt folgender Zusammenhang:    

Je höher die Kraft auf das Werkstück, Je rauer die Körnung, Je länger die Läppzeit, Je höher die Geschwindigkeit,

desto höher der Materialabtrag desto höher der Materialabtrag desto hoher der Materialabtrag desto höher der Materialabtrag

5. Läppmittel Läppmittel ist ein Gemisch aus Läppkörner und Läppflussigkeit. Es richtet sich nach dem zu bearbeitenden Werkstück.

5.1.

Läppkorn

Es gilt: Je härter das zu läppende Werkstück, desto härter muss das Läppkorn sein. Da das Läppkorn im eigentlichen Sinne für den Materialabtrag verantwortlich ist, sollte es folgende Eigenschaften besitzen:  Härte, damit es in das Material eindringen kann  Druckfestigkeit, damit es bei großem Anspressdruck nicht verformt oder zerspringt  Schneidhaltigkeit, damit die Kanten möglichst lange erhalten bleiben  Gleichmäßigkeit der Körnung, damit eine gleichmäßige Bearbeitung gewährleistet ist  Konformität, damit die Körner einen möglichst großen Nutzen bieten (viele Kanten)

Probleme bei der Körngröße:  zu kleine Körner führen zu keinem Materialabtrag  zu große Körner führen zu Kratzern am Werkstück Einsatz der verschiedenen Läppkörner: Quelle: Fertigungsverfahren2 (Springer) Tabelle8.1 Korund: Siliziumkarbid: Borkarbid Diamant

Weiche Stähle, Leicht- und Buntmetalle, Kohle, Halbleitermaterialien Vergütete und legierte Stähle, Grauguss, Glas, Porzellan Hartmetall, Keramik Harte Materialien

Abb. 5.6. Korund und Diamant als Läppkörner

5.2.

Läppflüssigkeit

Als Läppflüssigkeit eignen sich unter anderem Öl, Petroleum, Benzin, Benzol, oder Mischungen daraus als Talg und Paste. Anforderungen an die Läppflüssigkeit:    

Trägermedium und Gleitflüssigkeit für die Läppkörner Abtransport der Späne Kühlung der Läppscheibe Korosionsschutz

Faustregel für das Mischungsverhältnis: ca. 150-200g / l (Bildung eines mattgrauen Läppfilmes) Mit der Zeit sammeln sich in der Läppflüssigkeit kleinste Partikel des Werkstoffes, was zur Verschmutzung der Flüssigkeit führt. Nach einer gewissen Zeit muss diese ausgetauscht werden. Vor einem Wechsel der Korngröße (insbesondere auf feinere Körner) muss der ganze Arbeitsbereich gesäubert werden, da es ansonsten durch vereinzelte große Körner zu Rissen im Werkstück kommen kann.

6. Läppscheibe Die sich drehende Läppscheibe bildet in Verbindung mit dem Läppmittel das Läppwerkzeug. In der Praxis werden Läppscheiben mit Härten von ca. 140 bis 220 HB eingesetzt. Diese Härten erlauben das dauerhafte Einhalten von hoher Präzision, Planheit, Parallelität, Oberflächengüte und Maßgenauigkeit. Abhängig von verschiedenen Bearbeitungsanforderungen gibt es verschiedene Ausführungen von Läppscheiben bezüglich der Nutungen. Am gebräuchlichsten sind Läppscheiben mit einer radial ausgeführten Nutung, die für nahezu alle Bearbeitungsfälle eingesetzt werden können. Ferner werden die Läppscheiben weiter in drei Gruppen unterteilt:

 Geglühte Läppscheiben (z.B. Kunststoffe, Zinn, Kupfer)  Ungeglühte Läppscheiben (z.B. Guss, weicher Stahl)  Gehärtete Läppscheiben (z.B. Gehärteter Guss, Hart-Keramik, gehärteter Stahl)

7. Abrichtringe Abrichtringe sichern die Ebenheit (gleichmäßiger Verschleiß) der Läppscheibe. Sie bekommen ihre Drehbewegung entweder durch die Läppscheibe oder einen externen Antrieb. Dabei soll die Drehzahlverhältnis der Abrichtringe im Vergleich zur Läppscheibe 1:1 in gleicher Laufrichtung betragen. Außerdem muss das Gewicht der Abrichtringe grundsätzlich größer als das Werkstückes sein. Weiter Anforderungen an die Abrichtringe:    

Aufnahme der Werkstücke Gleichmäßige Verteilung des Läppmittels Spanabtransport Wärmeabfuhr

Abb. 4.7 Läppwerkzeug 8. Läppverfahren

Abb. 4.8 Läppverfahren nach DIN 8589 8.1. 8.2. 8.3. 8.4.

Planläppen Planparallelläppen Außenrundläppen Innenrundläppen

9.1.Planläppen Die Werkstücke liegen in Abrichtringen auf der Läppscheibe und werden entweder durch ihr Eigengewicht oder mithilfe einer Druckplatte auf die Läppscheibe gedrückt (Anpressdruck). Es folgt Materialabtrag an der Unterseite.

Abb 4.9 Planläppen

9.2. Planparallelläppen

Abb. 4.10 Planparallelläppen

Aufbau wie beim Planläppen, jedoch sorgt die obere Läppscheibe (Zweischeiben-Läppmaschine) für zusätzlichen Anpressungdruck und Materialabtrag an der Oberseite. Die Läppflüssigkeit wird von oben zugeführt. Vorteile:

 sehr exakte Parallelität  zeitersparniss gegebüber Planläppen Beispiele: Dichtungen

9.3. Außenrundläppen

Abb. 4.11 Außenläppen Das Außenrundläppen erfolgt auf einer Zweischeiben-Läppmaschin, wie beim Planparallelläppen, jedoch dreht sich das Werkstück zusätzlich um die eigene Achse, was zu nahezu exakten Kreiszylinder führt. Bsp: Zylinder

8.5.

Innenrundläppen

Beim Innenrundläppen wird die Bohrung durch eine hohle Läpphülsen mit einem Dorn bearbeitet. Die Läpphühlse mit Dorn wird in die Bohrung imer tiefer eingeführt, so dass sich der Durchmesser der Läpphülse vergrößert. Der Läppdorn dreht sich mit der Hülse und wird im Werkstück in Längsrichtung hin und her bewegt. Die führt dazu, dass es zwischen Läpphühlse und Werkstück zum Materialabtrag an der Innenseite des Werkstückes kommt.

Beispiel: Kugellager, Prüfhülsen

9. Das Druck - Fließläppen Das Druckfließläpp-Verfahren führt unter hohem Strömungsdruck Läppgemisch (Läppkörner und Kunstoff) durch die Bohrungen und Kanäle des Werkstücks. Dabei werden die metallischen oder keramischen Ecken und Flächen so entgratet und geglättet, dass die Rauhigkeit enorm reduziert wird und das Werkstück gleichzeitig entrgatet wird. Abb 4.13 Schema Druck - Fließläppen

Abb. 4.14 DFL – Maschine, Vergrößerung Werkstück 10. Vor- und Nachteile

Vorteile:  Fast alle Werkstoffe und Größenordnungen bearbeitbar

     

isotrope Oberflächenstrukturen geringer Arbeitstemperaturen geringe Bearbeitungskräfte gas- und flüssigkeitsdichte Trennflächen relativ kurzes und einfaches Umrüsten kaum Spannungsverzug und Gratbildung

Nachteile:     

relativ geringe Abtrennraten Läppflüssigkeit ist Sondermüll Starke Schmutzentstehung, penible Reinigung nötig Hoher Materialverbrauch Einschränkungen hinsichtlich der Geometrie

Abb. 4.1 SS 2011 http://www.staehli-lohnfertigung.de/41.html (Abb. 4.2) http://www.ksb.com/ksbde/Produkte_Leistungen/Energietechnik/Kernkraftwerke/Gleitringdichtungen/5122/KSBGleitringdichtung.html (Abb. 4.3) http://www.lapping-polishing.com/web/allg_bild_zoom.php4?bild=laepp_poliermittel_abrasive_2 Abb. (4.6) Abb 4.4 und 4.5 Fachkunde Metall, Europa-Lehrmittel-Verlag 56. Auflage 2012 Einsatz der Läppkörner: Quelle: Fertigungsverfahren2 (Springer) Tabelle8.1 Abb 4.7 bis 4.12 Fachkunde Metall, Europa-Lehrmittel-Verlag 56. Auflage 2012 Abb 4.13 und 4.14 http://www.micro-technica.de...