Modifiziertes Verfahren senkt Temperaturen beim Planschleifen

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Daraus ergeben sich die Umfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe und der Hartmetallprobe wie folgt: v_a.1 = 18 m/s; v_a.2 = 35 m/s und v_pr = 26 m/s. Die aufgrund der Prozesskinematik aus diesen Werten resultierenden Schnittgeschwindigkeiten sind in der ersten Stufe v_r.1max = 44 m/s und v_r.1min = 8 m/s, in der zweiten Stufe v_r.2max = 61 m/s und v_r.2min = 9 m/s.

Zustellung während des Schleifens von 0,01 mm auf 0,03 mm erhöht

In der Untersuchung wurde die Zustellung während des Schleifens von a_e = 0,01 mm in 0,01-mm-Schritten auf a_e = 0,03 mm erhöht. In jedem durchgeführten Experiment blieben die Bearbeitungsbedingungen während eines Doppelhubs unverändert. Die Vorschubgeschwindigkeit wurde während der Untersuchungen konstant bei v_f = 3 m/min gehalten. Unter den Ausgangsgrößen des Schleifprozesses wurde die Temperatur der bearbeiteten Oberfläche mit einem Thermoelement überwacht (Typ Kappa, NiCr/NiAl, Temperaturbereich –200/1000 °C, Drahtdurchmesser 0,25 mm, Isolierschicht Quarz SiO₂). Als Empfänger und Signalverstärker der Temperaturveränderung dienten ein Mehrkanal-Sensortelemetriegerät sowie ein Gerät für die Darstellung der Versuchsergebnisse (Bild 2).

Die Abbruchbedingungen des Experiments waren das Erreichen von 1 mm Gesamtzustellung oder ein Temperaturanstieg der Probe auf 500 °C. Unter Berücksichtigung der genannten Einschränkungen sind in der Tabelle (siehe Bildergalerie) die Ergebnisse der maximal erreichten Temperaturen der bearbeiteten Probe zusammengefasst.

Sie sind abhängig von der jeweiligen Zustellung in den verglichenen Schleifverfahren. Die Tabelle zeigt die Effektivität der Abkühlung infolge des natürlichen Luftstroms, den die Bewegungen der Schleifscheibe sowie der Probe bei dem modifizierten Schleifverfahren bewirken.

Die Poren der Schleifscheibe werden kaum zugesetzt

Den Temperaturverlauf auf der Probenoberfläche für die beiden Schleifverfahren mit einer Zustellung a_e = 0,010 mm zeigt Bild 3. Der Temperaturverlauf in Verbindung mit der Akustikauswertung beim konventionellen Verfahren ist in Bild 4 dargestellt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen:

Wie beim konventionellen Verfahren steigt auch bei dem modifizierten Verfahren die Temperatur der bearbeiteten Oberfläche mit einer Vergrößerung der Zustellung.

Die Temperatur der bearbeiteten Probe ist für das modifizierte Verfahren bei gleichem Abtragvolumen ungefähr halb so groß wie beim konventionellen Verfahren.

Der Winkel der Temperaturanstiegskurve ist im modifizierten Schleifverfahren deutlich kleiner als bei dem konventionellen Verfahren (Bild 3).

Eine Analyse der Untersuchungsergebnisse bestätigt die Vorteile des modifizierten Schleifverfahrens:

Die Schneidfähigkeit der Schleifkörner bleibt bis zum totalen Arbeitsoberflächenverschleiß der Schleifscheibe erhalten, weil die Körner nur wenig abstumpfen und die Poren unwesentlich zugesetzt werden.

Es nehmen eine große Anzahl von Schneidkanten entlang dem Umfang des Kornes am Schneidprozess teil.

Die unterschiedliche Ausrichtung der Kontaktspuren der Schleifkörner auf der bearbeiteten Oberfläche kann ebenfalls als vorteilhaft angesehen werden.

Diese Vorteile tragen im Vergleich zum konventionellen Verfahren zu einer Reduzierung der Wärmemenge und zu einer qualitativ hochwertigen Oberfläche bei.

* Dr.-Ing. Adil M. Mamedov ist Mitarbeiter am Lehrstuhl für Maschinenbautechnologie der Technischen Universität in Aserbaidschan; Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann ist Leiter des Instituts für spanende Fertigung (ISF) der Technischen Universität Dortmund; Dipl.-Wirtsch.-Ing. Tobias Heymann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut

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