Optimale Prozessführung beim Doppelseiten-Planschleifen

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Um solche Effekte zu vermeiden, sollte die für ein vorgegebenes Zeitspanvolumen von der Maschine aufzubringende notwendige Auflast möglichst gering gehalten werden. Dies kann erreicht werden, indem der Schleifbelag so gestaltet wird, dass die wirksame Abrasivfläche gegenüber der Arbeitsscheibenfläche reduziert wird, sodass sich die Flächenpressung im Verhältnis zur Normalkraft erhöht. Der erhöhte spezifische Druck zwischen den Abrasivkörnern und dem zu zerspanenden Werkstoff führt dann zu dem gewünschten hohen Zeitspanvolumen.

In enger Kooperation mit zwei Herstellern von Schleifwerkzeugen, der Diamant-Gesellschaft Tesch sowie der Diprotex, wurde die Strategie der reduzierten Schleifbelagsfläche für zwei Beispiel-Bearbeitungsprozesse realisiert. Ein Ansatz bestand darin, den Schleifbelag mit einer speziellen Nutung zu versehen, wodurch die effektive Schleifbelagsfläche reduziert wurde (Bild 5).

Eine geringere Schleifbelagsfläche reduziert die Normalkraft

Aufgrund der verminderten Schleifbelagsfläche konnte die für das vorgegebene Zeitspanvolumen erforderliche Flächenpressung bei geringeren Normalkräften erreicht werden, was zu einer längeren Standzeit der Schleifscheiben bei gleichzeitiger Steigerung der Bauteilqualität geführt hat. Die mögliche Anzahl an Schleifvorgängen bis zum nächsten Konditionieren der Schleifbeläge konnte damit von rund 35 auf annähernd 80 erhöht werden.

In Bild 6 sind die für die vorgegebene Abtragsrate von 100 µm/min erforderlichen Normalkräfte über mehrere Ladungen für verschiedene Nutungen dargestellt, wobei gut zu erkennen ist, dass eine geringere Schleifbelagsfläche zu einer Absenkung der Normalkraft führt. Für einen zweiten Anwendungsfall, die Bearbeitung großflächiger Bauteile, wurde eine spezielle Ringpelletscheibe entwickelt, bei der die Kontaktflächen sogar um 74% verringert und dadurch eine effektivere Zerspanung sowie ein geringerer Wärmeeintrag in das Bauteil erreicht wurden.

Der spezifische Schleifdruck erhöhte sich von etwa 0,3 auf 1,1 daN/cm2. Zusätzlich ließ sich die erreichbare Abtragsrate von 25 auf 60 µm/min steigern bei gleichzeitig verbessertem G-Verhältnis (dem Verhältnis aus Materialabtrag zu dabei aufgetretenem Schleifbelagsverschleiß) gegenüber bisherigen Pelletscheiben.

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