Innovative Schleifverfahren machen Hochleistungsbearbeitung wirtschaftlicher

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Schleifenergie in der Wirkzone umsetzen

Hintergrund der Entwicklung dieses Maschinensystems bilden Überlegungen zur Umsetzung der Schleifenergie in der Wirkzone [1, 2]. Insbesondere durch Variation der Werkstückgeschwindigkeit kann bei Betrachtung konstanter Schnittgeschwindigkeit vc und konstantem Zeitspanungsvolumen Qw hoher Einfluss auf die Spangeometrie genommen werden. Die der Materialabtrennung vorgelagerten elasto-plastischen Verformungen werden durch ein schnelleres Erreichen der notwendigen Schnitteinsatztiefe Tµ und gesteigerter Spanungsdicken verringert.

Ein Absinken der spezifischen Schleifenergie ec ist die Folge. Außer dem dadurch verringerten Energieeintrag in das Werkstück ist durch die geringen Zustellungen eine deutlich verbesserte Kühlschmierstoffzufuhr in die Wirkzone möglich, wodurch sich die thermischen Schädigungen in der Werkstückrandzone deutlich verringern lassen [3]. Aufgrund der veränderten Prozesskinematik müssen Änderungen in der Schleifscheibenspezifikation vorgenommen werden. Anders als beim Tiefschleifen muss das Werkzeug nicht über vergleichsweise hohe Porenvolumina verfügen.

Die Zahl der kinematischen Schneiden kann beim Schnellhubschleifen durch einen erhöhten Kornanteil gesteigert werden, wodurch sich bei entsprechender Prozessführung ein Produktivitätsgewinn ergibt. Dem Anwender steht somit ein flexibles und leistungsfähiges Verfahren zur Verfügung, um kleine Losgrößen und Einzelteile prozesssicher zu fertigen.

CD-Tiefschleifen erfordert leistungsfähige Kühlung

Die Abtrennmechanismen bei der schleifenden Bearbeitung von Nickelbasislegierungen sind aufgrund der Werkstoffeigenschaften von hohen plastischen Verformungsanteilen geprägt. Um die werkstückseitigen Schädigungen zu begrenzen, müssen die beim CD-Tiefschleifen eingesetzten Maschinensysteme über eine sehr leistungsfähige Kühlschmierstoffversorgung und eine das Schleifscheibenprofil abbildende Düsengeometrie verfügen. Diese Anforderungen können beim Schleifen mit hohen Werkstückgeschwindigkeiten aufgrund der guten Zugänglichkeit der Wirkzone verringert werden.

Die veränderten Spanungsgrößen beim Schnellhubschleifen stellen hohe Ansprüche an die Verschleißbeständigkeit der Schleifkörnung und Schleifscheibenbindung. Insbesondere mikrokristalline Schleifkörnung auf Aluminiumoxidbasis, sogenannte Sinterkorunde, bieten hier hohes Einsatzpotenzial. Bei entsprechender Kornbeanspruchung kann ein verschleißgünstiges mikrokristallines Splittern eingestellt werden.

Bisher kamen diese Kornwerkstoffe meist nur in geringen Beimengungen zum Einsatz, weil die zum Splittern notwendigen Einzelkornkräfte mit bestehenden Verfahren in der Regel nicht ohne werkstückseitige Schädigung aufgebracht werden können.

Bei unzureichender Beanspruchung neigen auch diese Körnungen zum thermischen Verschleiß, der zu Anflächungen beziehungsweise zum Abstumpfen der Einzelschneide führt. Durch die gesteigerten Einzelkornspanungsdicken beim Schnellhubschleifen können die Potenziale dieser innovativen Schleifkörnungen erstmals nutzbar gemacht werden.

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