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Schleifen

Kühlschmierstoff beeinflusst Verschleiß von CBN-Schleifscheiben

05.06.2009 | Autor / Redakteur: Fritz Klocke und andere / Bernhard Kuttkat

Bei Prozessen mit geringen Spanungsdicken kann die Schmierwirkung des Esteröls dazu führen, dass die Spanbildung unterdrückt wird. Bild: WZL
Bei Prozessen mit geringen Spanungsdicken kann die Schmierwirkung des Esteröls dazu führen, dass die Spanbildung unterdrückt wird. Bild: WZL

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Untersuchungen zeigen, dass die leicht recycelbaren Esteröle einen geringeren Schleifscheibenverschleiß als Folge von Adhäsionen bewirken als Emulsion. Dies gilt vor allem für Prozesse mit hohen Zeitspanungsvolumina. Ein weiterer Vorteil von Esterölen ist deren gute biologische Abbaubarkeit und damit eine Kostenreduzierung des gesamten Schleifprozesses.

Das Anwendungsgebiet des Schleifens mit hochharten Körnern wie CBN hat in den letzten Jahren mit der Entwicklung neuer Werkstoffe enorm zugenommen. Ein wesentlicher Kostentreiber bei der Herstellung von CBN-Schleifscheiben ist das CBN-Korn.

Verschleiß der CBM-Schleifscheibe steigert Kosten

Um den Schleifprozess kostenoptimal auszulegen, muss das primäre Ziel sein, den Verschleiß an der CBN-Schleifscheibe zu reduzieren. Wesentlichen Einfluss auf den Verschleiß des CBN-Korns hat die Wahl des Kühlschmierstoffes.

Die primären Aufgaben des Kühlschmierstoffes sind dabei die Reduzierung der Reibung zwischen Schleifkorn, Bindung, Werkstück und Spänen sowie die Kühlung der genannten Kontaktpartner. Die Aufwände für Pflege, Filterung, Entsorgung und die Einhaltung gesetzlicher Auflagen zur Gesundheits- und Sicherheitstechnik können beim Kühlschmierstoffeinsatz in der Schleiftechnik erhebliche Kosten verursachen.

Biologisch abbaubaren Kühlschmierstoffen auf Esterbasis kommt in diesem Zusammenhang ein hohes Potenzial zu. Außer einer kostengünstigen Entsorgung wird diesen Kühlschmierstoffen auch häufig eine höhere Leistungsfähigkeit im Zerspanprozess nachgesagt.

Tribologisches Verhalten von CBN untersucht

Ziel der Forschungsarbeiten am Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen ist es deshalb, das tribologische Einsatzverhalten von CBN beim Schleifen mit unterschiedlichen Kühlschmierstoffen zu untersuchen. Dies wurde anhand von Reibuntersuchungen und Einkornritzversuchen erforscht.

Um die Ergebnisse der Analogieprozesse zu verifizieren, wurden gezielte Untersuchungen am Realprozess durchgeführt. Auf diese Weise konnte auf Verschleißmechanismen im Tribosystem zurückgeschlossen werden. Die Versuchssystematik ist in Bild 1 (siehe Bildergalerie) schematisch dargestellt.

Der Kühlschmierstoffeinsatz wirkt sich dabei hauptsächlich auf den Verschleißmechanismus Adhäsion aus. Deshalb sollten in Reibversuchen die übrigen Verschleißmechanismen weitgehend unterbunden werden.

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