Diamant- und CBN-Schleifscheiben effizient konditionieren

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

Der Abtrag des Bindungsmaterials erfolgt thermisch, die dazu benötigte Energie wird dem Prozess aus einem elektrischen Stromkreis zur Verfügung gestellt. Dazu wird ein Pol des elektrischen Stromkreises über einen Schleifkontakt auf die Schleifscheibe und damit an die metallische Bindung gelegt. Der zweite Pol ist eine Graphit- oder Kupferelektrode, die von der Schleifscheibe im Konditionierprozess zerspant wird (Bild 4).

Bindungsabtrag an der Schleifscheibe

Durch die elektrisch nicht leitfähigen Abrasivkörner stellt sich zwischen der Elektrodenoberfläche und der metallischen Bindung ein Spalt ein, der dem Kornüberstand entspricht. Der Bindungsabtrag an der Schleifscheibe kann im Wesentlichen in vier Schritte unterteilt werden. Zunächst bewirkt ein sich bildender Span eine Feldüberhöhung im Spalt zwischen Elektrode und Schleifscheibenbindung.

Mit wachsender Spanlänge nimmt die Feldüberhöhung zu und gleichzeitig verringert sich der Abstand zwischen Spanspitze und metallischer Bindung. Sobald eine ausreichende Feldstärke erreicht ist, wird der Spalt durch eine Entladung überwunden.

Bei der Entladung kommt es zum Verdampfen des Spans und zum lokalen Aufschmelzen der Bindung. Von dem durch den Spalt strömenden Kühlmedium und der Fliehkraft der rotierenden Schleifscheibe wird das geschmolzene Bindungsmaterial entfernt.

Kontakterosives Konditionieren zum Schärfen und Profilieren geeignet

In Abhängigkeit von der eingestellten Leerlaufspannung Ud kann das kontakterosive Konditionieren sowohl zum Schärfen als auch zum Profilieren eingesetzt werden. Über die Prozessstellgrößen Leerlaufspannung, Kurzschlussstrom und Elektrodenvorschubgeschwindigkeit kann die Abtragsrate beim Konditionieren beeinflusst werden. Bis zum Erreichen eines Grenzwertes nimmt die Abtragsrate dabei mit steigenden Prozessstellgrößen zu [4]. Beim Profilieren wird das Profil bahngesteuert generiert und nicht durch die Elektrodenform auf der Schleifscheibe abgebildet. Untersuchungen ergaben dabei einen linearen Zusammenhang zwischen dem Verfahrweg der Elektrode und dem erzeugten Profil.

Literatur:

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

[2] Tönshoff, H. K., und B. Denkena: Spanen. Berlin: Springer Verlag 2003.

[3] Hessel, D.: Punktcrushieren keramisch gebundener Diamantschleifscheiben. Dissertation Universität Hannover 2003.

[4] Reichstein, M.: Schleifbearbeitung miniaturisierter Bauteile. Dissertation Leibniz Universität Hannover 2008.

Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena ist Leiter des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz-Universität Hannover; Dipl.-Ing. Luis de Leon ist Bereichsleiter Fertigungsverfahren; Dipl.-Ing. Dennis Hahmann und Dipl.-Ing. Bo Wang sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut. Weitere Informationen: Dennis Hahmann, Leibniz-Universität Hannover in 30823 Garbsen.

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