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WB Werkstatt + Betrieb 11/2017

Hart auf hart im Abrichttest

Abrichtwerkzeuge, Diamantschleifkörper, Schneidkanten

Hart auf hart im Abrichttest

Versuche ergaben, dass metallisch gebundene Diamantschleifstifte zum Erzeugen komplexer Mikrogeometrien an Zerspanwerkzeugen prinzipiell mit Diamant-Topfrollen profilierbar sind. Die Wirkmechanismen unterscheiden sich jedoch deutlich von denen bei spröden Bindungen.

Zerspanwerkzeuge werden aufgrund der Anforderungen an die Form- und Maßgenauigkeit, aber auch wegen der schwer bearbeitbaren Schneidstoffe wie Hartmetall mithilfe von Schleifprozessen hergestellt [1 und 2]. Die erzeugten Schneidkanten sind fast idealscharf, das heißt, sie haben eine Rundung unter 5 µm [3]. Solche Kanten können aber meist nur kurzzeitig ihre hervorragenden Zerspaneigenschaften wie niedrige Prozesskräfte und sehr gute Arbeitsergebnisse aufrechterhalten. Ein Grund ist die niedrige Stabilität der Kante. Ausbrüche an ihr führen aufgrund der Kerbwirkung zu Risswachstum mit der Folge eines schnellen Werkzeugversagens.

Metallbindung ist sehr fest und zäh und deshalb schwer zu profilieren

Verrundungen oder komplexe Schneidkanten-Mikrogeometrien können ein spontanes Werkzeugversagen verhindern und die Werkzeugstandzeit massiv verlängern. Übliche Präparationsverfahren sind Gleit-, Tauch- und Schleppschleifen, Strömungsschleifen, Bürstspanen, Magnetfinishing und Polieren mit hochelastischen Schleifwerkzeugen [4]. Mit diesen Verfahren lassen sich prozessbedingt meist nur einfache Verrundungen erzeugen. Formschleifprozesse haben dagegen als weggesteuerte Prozesse ein großes Potenzial zur Erzeugung komplexer Schneidkanten-Mikrogeometrien.

Die Genauigkeit beim 5-Achs-Formschleifen wird stark von der Profilhaltigkeit der Werkzeuge bestimmt. Vor allem beim Fertigen komplexer Mikrogeometrien wie eben Schneidkantenprofilen können Abweichungen von der Sollkontur der Werkzeuge zu großen Abweichungen von den Toleranzmaßen führen. Deshalb kann die Verwendung metallisch gebundener Schleifwerkzeuge aufgrund der langen Profilstandzeit zielführend sein [5]. Dennoch kommt es auch bei ihnen nach einer bestimmten Einsatzzeit zum Profilverschleiß.

Um die makroskopische Form und die Schneidfähigkeit des Schleifwerkzeugs wiederherzustellen, muss abgerichtet werden. Hierbei entstehen große Herausforderungen beim Profilieren der Metallbindung, weil dieser Bindungstyp im Vergleich zu Keramikbindungen sehr fest und zäh ist.

von Joachim Bruckhoff und Eckart Uhlmann

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