Optimierter Schleifprozess hochwarmfester Werkstoffe

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Weitere Untersuchungen galten dem Einfluss von Kühlschmierstoffen. Diese lassen sich grundsätzlich erst einmal unterscheiden zwischen Emulsionen/Lösungen, die eine gute Kühlung des Prozesses ermöglichen und Ölen, die eine besonders gute Schmierwirkung aufweisen. Emulsionen als Kühlschmierstoffe bieten zwar eine gute Kühleignung, aber eine wesentlich geringere Schmierwirkung – was wiederum zu höherem Verschleiß der Schleifscheiben führt. Öle dagegen reduzieren den Schleifscheibenverschleiß, leisten aber eine geringere Kühlwirkung. Auch die Wahl der Kühlmitteldüse hat großen Einfluss auf die Wärmeabfuhr. So spielen die Form der Düse (Nadel-düse, Freistrahldüse oder Schuhdüse) und Variationen hinsichtlich des Volumenstroms, der Austrittsgeschwindigkeiten und des Düsenabstands eine maßgebliche Rolle, die Temperaturen zu beeinflussen.

Eine feine Nadeldüse brachte die höchste Kühlwirkung

Den Einfluss des Volumenstroms des Kühlschmierstoffes auf den thermischen Eintrag haben die Forscher genauer untersucht. Dabei zeigte sich, dass der Volumenstrom nicht die richtige Stellgröße ist, um den Prozess zu verbessern. Viel wichtiger als der Volumenstrom ist den Untersuchungen zufolge die Kühlschmierstoff-Austrittsgeschwindigkeit (KSS-Austrittsgeschwindigkeit). Bei gleichem Volumenstrom ergibt eine feine Nadeldüse eine wesentlich höhere Austrittsgeschwindigkeit, als eine größere. Die langsamste Austrittsgeschwindigkeit zeigt sich erwartungsgemäß bei Formdüsen. Auf den Punkt gebracht: Die feine Nadeldüse brachte die höchste Austrittsgeschwindigkeit und die höchste Kühlwirkung.

Man muss das Kühlmittel also nicht mit größtmöglicher Geschwindigkeit auf die Schleifscheibe schießen. Vielmehr sind die Ergebnisse besser, wenn sich Austrittsgeschwindigkeit und Schleifscheiben-Umfangsgeschwindigkeit sehr nahe kommen. Möglicherweise gibt es einen positiven Mitnahmeeffekt, wenn sich die Geschwindigkeiten beim Auftreffen sehr gleichen. Daraus folgt: Eine möglichst hohe Austrittsgeschwindigkeit ist mit Sicherheit nicht die Lösung, sondern das richtige Anpassen der Austrittsgeschwindigkeit an die Schleifscheibengeschwindigkeit ist ausschlaggebend.

Die Untersuchungen zeigen, dass es nicht die eine Ideallösung beim Schleifen gibt, sondern dass Prozesseinstellgrößen, Schleifwerkzeuge und Kühlschmierstoffe ein komplexes System bilden, über das sich Temperatureintrag und Radialverschleiß an der Schleifscheibe beeinflussen lassen. Es sind längst noch nicht alle Fragen geklärt. Um Lösungen für die neuen Werkstoffe im Flugzeugturbinenbau zu finden, müssen daher Schleifscheibenhersteller und Maschinenbauer, Anwender und universitäre Forschungseinrichtungen immer enger verzahnt miteinander arbeiten. MM

* Dipl.-Ing. Gerd Trommer ist Inhaber des Redaktionsbüros rgt in 64579 Gernsheim. Dr.-Ing. Holger Gröning ist Geschäftsbereichsleiter Technologie und Projektierung bei der Elb-Schliff Werkzeugmaschinen GmbH / aba Grinding Technologies GmbH in 63743 Aschaffenburg.

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