Konditionieren und Abrichten

Schleifen ist ein zeitlich instationärer Prozess, da Verschleiß sowohl an Schleifkörnern als auch an der Bindung der Schleifscheibe auftritt, was zu einer Veränderung der Makro- und Mikrogeometrie der Schleifscheibe führt. Dabei können vollkommene oder teilweise Kornausbrüche sowie mikrokristallines Splittern insbesondere bei mikrokristallinen Werkstoffen oder Kornanflächungen auftreten (Abb. 13.33). Auf Grund des Verschleißverhaltens von Schleifscheiben ist ein Konditionieren während der Bearbeitung oder zwischen den Bearbeitungsschritten des Schleifprozesses erforderlich.

Auf Grund des Verschleißverhaltens ändert sich die Schneidenraumstruktur der Schleifscheibe, die sowohl einen Einfluss auf die Prozesskräfte, als auch auf die Oberfläche und die geometrische Genauigkeit des Werkstücks hat. Tabelle 13.2 stellt die Verschleißarten am Schleifwerkzeug sowie die Auswirkungen auf den Schleifprozess dar. Schleifmaschinen sind daher mit Zusatzeinrichtungen ausgerüstet, mit denen verschlissene Schleifscheiben konditioniert werden können, um eine Regeneration der Schleiffähigkeit zu erreichen.

Tabelle 13.3 zeigt die Zielsetzungen des Konditionierens von Schleifscheiben mit den Teilaufgaben Profilieren, Schärfen und Reinigen.

Die Erzeugung von Maß- und Formgenauigkeit des Schleifscheibenprofils sowie der Makrogeometrie wird mit dem Profilieren erreicht. Das Schärfen der Schleifscheibe hingegen dient der Schaffung der mikrogeometrischen Schneidenraumstruktur mit dem gewünschten Kornüberstand. Profilieren und Schärfen werden zusammen auch als Abrichten bezeichnet. Zusetzungen und Verunreinigungen der Schleifscheibe durch Werkstückpartikel werden durch Reinigen entfernt. Dabei werden die drei unterschiedlichen Zusetzungsformen Wirrspäne, Kornbeläge und Schichtspäne unterschieden. Das Entfernen solcher Zusetzungen kann durch Schärfblöcke, erneute Abrichtprozesse und durch den Einsatz von Reinigungsdüsen während des Abricht- oder Schleifprozesses erreicht werden (Lauer-Schmaltz 1979; Uhlmann 1994).

Das Abrichten von hochharten Schleifkörpern mit diamanthaltigen Werkzeugen erfordert unter Umständen einen zusätzlichen Schärfprozess nach dem Profilieren für das Zurücksetzen der Bindung, um ausreichenden Spanraum für den Span- und Kühlschmiermitteltransport im Schleifprozess zu schaffen. Zum Schärfen hochharter Schleifkörper können abrasive Schärfmittel in loser und gebundener Form zum Einsatz kommen. Das Schärfen mit gebundenem Schleifkorn erfolgt häufig mit konventionellen Schleifmitteln wie Korund und Siliciumcarbid in Form von Schärfblöcken.

Bei diesem sogenannten Blockschärfen wird ein Schärfblock der Schleifscheibe radial zugeführt. Abhängig vom Bindungssystem kann mit identischer Prozesskinematik neben gebundenem Schleifmittel ein langspanender Stahlblock verwendet werden. Das Schärfen mit losem Schleifkorn erfolgt mit dem Prinzip des Strahlschärfens, bei dem ein Gemisch aus Strahlmittel, Luft und Trägermedium unter hohem Druck auf die Schleifscheibenoberfläche trifft. Strahlmittel können dabei aus Quarz-, Siliciumcarbid- oder Korundsand bestehen.

Als weitere Schärfprozesse um bei Schleifwerkzeugen die Bindungswerkstoffe zurückzusetzten, können die Funkenerosion (EDM) und die Elektrolyse (SCM) genannt werden (Klocke, König 2007; Saljé 1984a; Schleich 1982).