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WB Werkstatt + Betrieb 03/2017

Noch schneller als Drehen

Schleifwerkzeuge, Schruppbearbeitung, Leistungszuwachs

Noch schneller als Drehen

Schleifwerkzeuge mit großen Korngrößen ermöglichen eine effiziente Schruppbearbeitung weicher und gehärteter Stähle. Das Erstaunliche: Die mit ihnen erzielbare Produktivität übertrifft die von Fertigungsprozessen mit geometrisch bestimmter Schneide deutlich.

Das Schleifen ist in der Regel das letzte Glied der Fertigungsprozesskette bei einer Vielzahl von Bauteilen. Es folgt zumeist einer geometrisch bestimmten Vorbearbeitung, um Präzisionsflächen an harten oder sprödharten Komponenten zu erzeugen [1]. Charakteristisch für den Schleifprozess ist deshalb ein geringes Zeitspanvolumen, verglichen mit vorgelagerten Prozessen wie dem Drehen oder dem Fräsen [1].

Dennoch gibt es eine Vielzahl schleiftechnologischer Untersuchungen, die neben der Herstellung von Präzisionsbauteilen die Leistungssteigerung von Schruppbearbeitungsvorgängen zum Inhalt haben [2, 3, 4 und 5]. Hierbei steht das maximal mögliche Zeitspanvolumen im Fokus der Untersuchungen. Die erzeugte Bauteilqualität ist zunächst sekundär, weil durch eine weiterführende Schlichtbearbeitung die Präzisionsendbearbeitung vorgesehen ist und eine geometrisch bestimmte Vorbearbeitung entfallen kann.

Die Korngröße ist entscheidend für den maximal möglichen Abtrag

Die Leistungsfähigkeit eines Schleifprozesses wird unter anderem von der Werkzeugstandzeit begrenzt. Neben dem Bindungssystem kommt dabei dem Schneidstoff und der Korngröße eine entscheidende Bedeutung zu. Die Korngröße bestimmt die maximale Spanungsdicke und gleichzeitig den Spanraum, der zwischen benachbarten Schneiden zur Verfügung steht [1]. In Summe hat die Korngröße somit einen entscheidenden Einfluss auf den maximal möglichen Materialabtrag pro Zeiteinheit.

In der Gesteins- und Baubearbeitung sind Diamantkorngrößen bis 600 µm bei der Trennschleifbearbeitung mittlerweile etabliert. In CBN, dem hochharten Schneidstoff für die Stahlbearbeitung, waren derartig große Korngrößen bisher nicht verfügbar, sodass sich wissenschaftliche Untersuchungen bislang auf das Einsatzverhalten von CBN-Werkzeugen mit Korngrößen von maximal 300 µm beschränkten [6, 7, 8, 9 und 10]. Aktuelle Entwicklungen in der Schneidstofftechnik haben jedoch dazu geführt, dass mittlerweile auch CBN-Körner im Durchmesserbereich größer 300 µm kommerziell verfügbar sind...

von Berend Denkena, Thilo Grove und Tim Göttsching

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Literaturhinweis

[1] F. Klocke und W. König: Fertigungsverfahren 2 – Schleifen, Honen, Läppen.Springer Verlag 2005

[2] D. Biermann und K. Marschalkowski: Innenrund-Schälschleifen – Hochleistung für die Hartfeinbearbeitung von Futterteilen durch galvanisch gebundene CBN-Schleifscheiben. dihw – Diamant-Hochleistungswerkzeuge 1/2009, S. 26–31

[3] E. Uhlmann und L. Hochschild: Tool optimazion for high speed grinding. ­Production Engineering Research and Development, Volume 7, Issue 2/2013,
S. 185–193

[4] J. C. Aurich, P. Herzenstiel, H. Sudermann und T. Magg: High-performance dry grinding using a grinding wheel with a defined grain pattern. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Volume 57, S. 357–362, 2008

[5] B. Denkena, T. Grove und T. Göttsching: Grinding with patterned grinding wheels. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, Volume 8,
S. 12–21, 2015

[6] H. K. Tönshoff und W. Heuer: Flexibler Einsatz kleiner CBN-Schleifscheiben beim Außenrundschleifen. wt Werk­statts­technik 79/1989, S. 426–430

[7] H. K. Tönshoff und P. G. Althaus: Technologische Grundlagen und Voraussetzungen für den Einsatz von CBN-Schleifscheiben. 3. Feinbearbeitungs-Kolloquium 1981, Braunschweig

[8] H. K. Tönshoff und Y. Falkenberg: Hochleistungsschleifen von PKW-Gusskurbelwellen mit CBN-Werkzeugen. ­Industrial Diamond Review, Volume 30, Issue 4/1996, S. 240–244

[9] J. C. Aurich, O. Braun, G. Warnecke und L. Cronjäger: Development of a ­Superabrasive Grinding Wheel with Defined Grain Structure Using Kinematic Simulation. CIRP Annals – Manufacturing Technology, Volume 52, Issue 1/2003, S. 275–280

[10] B. Denkena, J. Köhler und A. Ermisch: Wire Cutting Tool Concepts for Steel Machining. Advanced Materials Research, Volume 325, S. 238–243, 2011

Unternehmensinformation

Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen IFW Leibniz Universität Hannover

An der Universität 2
DE 30823 Garbsen
Tel.: 0511 762-2553

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