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Forschung für die Feinstbearbeitung Funkenerosion konditioniert Honleisten deutlich schneller

| Autor/ Redakteur: Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann , Dipl.-Ing. Sascha Zimmermann und Dipl.-ing. Sami Yabroudi / Peter Königsreuther

Noch ist die initiale Vorbereitung von Honwerkzeugen sehr zeitaufwändig. Auch Expertenwissen und viel Fingerspitzengefühl sind gefragt. Doch per Funkenerosion klappt das schneller, sicherer und nicht zuletzt automatisch.

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Anwendung des sogenannten Plateauhonens mit Kühlschmierstoff-Doppelfunktion auf einem Heller-Bearbeitungszentrum des Typs H 2000. An der TU Berlin forscht man derzeit, wie sich das Konditionieren der dafür benötigten Honleisten durch Funkenerosion vereinfachen und automatisieren lässt.
Anwendung des sogenannten Plateauhonens mit Kühlschmierstoff-Doppelfunktion auf einem Heller-Bearbeitungszentrum des Typs H 2000. An der TU Berlin forscht man derzeit, wie sich das Konditionieren der dafür benötigten Honleisten durch Funkenerosion vereinfachen und automatisieren lässt.
(Bild: Diahon)

Das funkenerosive Abrichten von Schleifscheiben mittels Drahterosion ist etabliert und wird von einigen Unternehmen täglich angewendet. Im Gegensatz dazu ist die Einsatzvorbereitung von Honwerkzeugen noch immer mit viel Aufwand verbunden. Denn nach der Bestückung des Werkzeug-Grundkörpers mit neuen Honleisten werden diese erst rundgeschliffen, um die Makroform zu generieren. Danach wird das Werkzeug demontiert und die Honleisten werden durch Läppen manuell geschärft – Expertenwissen und Fingerspitzengefühl sind nötig, damit das Endergebnis brauchbar ist. Es folgt der Zusammenbau. Abgesehen von den hohen Nebenzeiten und dem manuellen Aufwand (hohe Personalkosten), ist diese Vorgangsweise zumeist auch nicht reproduzierbar. Aufgrund des erforderlichen Expertenwissens erfolgt die Einsatzvorbereitung zumeist auch nicht innerhalb des produzierenden Unternehmens, sondern durch einen Honwerkzeug-Hersteller.

Sofort einsetzbare Honwerkzeuge

Am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin wurde im Rahmen des vom BMWi geförderten Projektes „Rebound“ nun ein Verfahren entwickelt, das diese Prozesskette zeitlich erheblich verkürzt, die Reproduzierbarkeit der Einsatzvorbereitung sicherstellt und durch die Automatisierbarkeit auch erhebliche Personalkosten einsparen kann. In umfangreichen Untersuchungen wurden Parameter ermittelt, mit denen in einem einzigen Bearbeitungsschritt sowohl die Makroform des Werkzeugs als auch eine geeignete Honleistentopografie hergestellt werden kann. Mithilfe der Funkenerosion können die so vorbereiteten Honwerkzeuge für den anschließenden Honprozess sofort eingesetzt werden. Da dieser Prozess automatisiert werden kann, ist eine reproduzierbare Einsatzvorbereitung beziehungsweise Aufbereitung von Honwerkzeugen auch in nicht dafür spezialisierten Unternehmen möglich. Innerhalb der Untersuchungen wurden verschiedene Bindungsspezifikationen der Honleisten, Schneidkorngrößen, Elektrodenmaterialien, Dielektrika und Prozessparameter des Erodierprozesses analysiert.

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Funkenerosive Konditionierung

Das funkenerosive Abtragen beruht auf elektrischen Entladungen zwischen Werkzeug und Werkstück. Das Material der abzutragenden Bindungen der Honleisten muss daher elektrisch leitfähig sein. Als Schneidstoff der Honleisten kommt Diamant zum Einsatz. Diese elektrisch nicht beziehungsweise sehr gering leitfähigen Schneidkörner sind von den Entladungen nicht betroffen und verbleiben weitestgehend unbeeinflusst in der erodierten Oberfläche. Sie ragen damit aus der erodierten Oberfläche, der Bindung, heraus, wodurch die Schneidfähigkeit beziehungsweise Schärfe der Honleiste gewährleistet wird. Der generierte Kornüberstand, das heißt die Höhe, um die die Schneidkörner aus der Bindung herausragen, ist, je nach Schneidkorngröße und Bindungsspezifikation, stets gleich groß und damit reproduzierbar. Im unmittelbaren Umfeld der einzelnen Schneidkörner ist der Abtrag der Bindung geringfügig höher als die eingestellte Höhe. Dies führt beim Einsatz der Werkzeuge innerhalb der ersten Honprozesse zu einem vermehrten Kornausbruch.

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