Diamant- und CBN-Schleifscheiben effizient konditionieren

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Leibniz Universität Inst. für Fertigungstechnik u. Werkzeugmaschinen (IFW)

Der höchste Gütefaktor wird mit CVD-beschichteten Formrollen erreicht, die einen Diamantanteil von 100% aufweisen. Ein wesentliches Merkmal dieses Abrichtverfahrens ist die Synchronisation der Umfangsgeschwindigkeiten von Schleifscheibe und Formrolle auf ein Geschwindigkeitsverhältnis von qd = 1. Dies bedeutet, dass es in der Kontaktstelle zwischen Schleifscheibe und Formrolle keine Relativgeschwindigkeit gibt, wodurch eine Reduzierung des Formrollenverschleißes erreicht wird.

Bereits eine relativ geringe Abweichung vom Geschwindigkeitsverhältnis qd = 1 hat eine erhebliche Verringerung des Gütefaktors zur Folge. Bei einer Abweichung vom Geschwindigkeitsverhältnis qd = 1 um ±4% wird der Gütefaktor in Abhängigkeit von der Diamantierung der Formrolle um bis zu 60% reduziert [3].

Punktcrushieren zerbricht spröde Bindungsbrücken

Beim Punktcrushieren erfolgt der Materialabtrag an der Schleifscheibe durch das Zerbrechen der spröden Bindungsbrücken zwischen den Abrasivkörnern infolge der Kontaktnormalkräfte zwischen Formrolle und Schleifbelag. Aufgrund von Simulationen zur Spannungsverteilung im Schleifbelag bei mechanischer Belastung wurde vermutet, dass auch die Bindungsbrücken in tieferen Lagen des Schleifbelags stark belastet und dabei möglicherweise vorgeschädigt werden.

Deshalb wurde ein nahezu zerstörungsfreies Verfahren zur Charakterisierung der Einflüsse des Punktcrushierens auf den Schleifbelag entwickelt. In diesem Verfahren wird mit einer Diamantspitze unter Aufzeichnung der Kräfte wenige Mikrometer in den Schleifbelag eingedrungen.

Untersuchungen zur Korrelation der Eindringnormalkraft und dem Anfangsverschleiß der Schleifscheibe im Schleifprozess ergaben einen linearen Zusammenhang. Geringere Kräfte beim Eindringen haben einen stärkeren Anfangsverschleiß der Schleifscheibe zur Folge und zeigen so die tiefergehende Beeinflussung des Schleifbelags auf.

Zustand des Schleifbelags lässt sich einfach charakterisieren

Somit steht eine Methode zur einfachen Charakterisierung des Schleifbelagzustands zur Verfügung. Durch diesen Abrichtprozess wird eine offene Schleifbelagstopographie erzeugt, die hinsichtlich der Aufnahme von Kühlschmiermittel sowie der Spanräume günstig ist. Dadurch können thermische Bauteilschädigungen, wie Schleifbrand vermieden werden.

Nach den bahngesteuerten Abrichtverfahren mit Formrollen wird nun das abbildende Abrichten von Schleifscheiben mittels Profilrolle betrachtet. Dieses Verfahren kann vorwiegend für Keramik- und Kunstharzbindungen eingesetzt werden. Dabei wird die rotierende Rolle der ebenfalls rotierenden Schleifscheibe radial zugestellt, so dass sich das Rollenprofil auf der Schleifscheibe abbildet.

Formrollen vor allem für Großserien-Schleifwerkzeuge für komplexe Profile

Eingesetzt wird dieses Verfahren überwiegend zur Einsatzvorbereitung von Schleifwerkzeugen in der Großserienfertigung von Bauteilen mit komplexen Profilen. Die wichtigsten Stellgrößen bei diesem Abrichtverfahren sind das Geschwindigkeitsverhältnis qd, der radiale Vorschub frd pro Schleifscheibenumdrehung und die Ausrollumdrehung (Ausfunken beim Profilieren).

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