Schleifen

In der Metallzerspanung kommen unterschiedliche Schleifverfahren zum Einsatz, je nach Anforderung an das Werkstück und die gewünschte Präzision. Innenrundschleifen wird häufig genutzt, um Innenflächen zylindrischer Werkstücke, wie Präzisionsbohrungen, zu bearbeiten.

Das Verfahren ermöglicht höchste Genauigkeiten und Oberflächengüten. Außenrundschleifen hingegen dient der Bearbeitung von Außenflächen wie zylindrischen Wellen oder Bolzen und ist ideal für rotationssymmetrische Bauteile. Das Flachschleifen wird eingesetzt, um präzise ebene Flächen zu erzeugen, während Profilschleifen speziell für Werkstücke mit komplexen Profilen wie Zahnräder oder Schnecken verwendet wird.

Für die Serienfertigung kleiner Bauteile ist das spitzenlose Schleifen besonders effizient, da Werkstücke ohne Einspannung bearbeitet werden können. Jedes Verfahren hat seine spezifischen Vorteile, je nach Geometrie, Material und Einsatzbereich des Werkstücks.

Die Wahl der richtigen Schleifscheibe ist ein entscheidender Faktor für die Qualität und Effizienz des Schleifprozesses. Schleifscheiben unterscheiden sich in Schleifmitteln wie Korund, CBN oder Diamant, die jeweils für unterschiedliche Materialien geeignet sind. So eignen sich Diamantscheiben für harte Werkstoffe wie Hartmetall oder Keramik, während Korund häufig für Stahl verwendet wird.

Auch die Körnung spielt eine Rolle: Feine Körnungen sorgen für glatte Oberflächen, während grobe Körnungen einen schnellen Materialabtrag ermöglichen. Die Härte der Schleifscheibe und die Art der Bindung beeinflussen ebenfalls, wie lange die Scheibe hält und wie präzise sie arbeitet. Eine unpassende Schleifscheibe kann zu einer erhöhten Hitzeentwicklung, Werkzeugverschleiß oder einer schlechten Oberflächenqualität führen, weshalb ihre Auswahl sorgfältig erfolgen muss.

Die Oberflächenqualität beim Schleifen hängt von mehreren Faktoren ab, die aufeinander abgestimmt sein müssen. Ein entscheidender Punkt ist die richtige Wahl der Prozessparameter. Die Drehzahl der Schleifscheibe, der Vorschub und die Zustellung müssen so gewählt werden, dass sie das Material schonend bearbeiten und gleichzeitig eine hohe Genauigkeit gewährleisten.

Der Einsatz geeigneter Kühl- und Schmierstoffe trägt dazu bei, die Wärmeentwicklung zu minimieren und eine gleichmäßige Bearbeitung sicherzustellen. Ebenso wichtig ist die Konditionierung der Schleifscheibe. Durch regelmäßiges Abrichten wird die Scheibe sauber gehalten und die Schneidkanten bleiben scharf. Auch die Stabilität der Maschine spielt eine zentrale Rolle.

Vibrationsarme Maschinen und eine präzise Spanntechnik verhindern Unregelmäßigkeiten und verbessern die Oberflächengüte. Mit diesen Maßnahmen können selbst anspruchsvolle Rauigkeitswerte, wie Ra 0,1 µm, zuverlässig erreicht werden.

Beim Schleifen können verschiedene Fehler auftreten, die die Qualität des Werkstücks beeinträchtigen. Einer der häufigsten Fehler sind Risse oder Verbrennungen im Material, die durch übermäßige Hitzeentwicklung entstehen. Hier hilft der Einsatz von effektivem Kühlschmierstoff und die Reduzierung der Zustellung.

Ein weiterer Fehler sind ungleichmäßige Oberflächen, die oft auf eine abgenutzte oder unsaubere Schleifscheibe zurückzuführen sind. Regelmäßiges Abrichten der Schleifscheibe kann dies verhindern. Maßabweichungen entstehen häufig durch thermische Ausdehnung des Werkstücks oder Ungenauigkeiten der Maschine.

Eine stabile Maschinenbasis und eine Überwachung der Prozessparameter können hier Abhilfe schaffen. Schließlich sind Schwingungsprobleme eine häufige Ursache für unpräzise Bearbeitungen. Diese lassen sich durch eine präzise Werkstückspannung und gut gewartete Maschinen vermeiden. Durch systematisches Vorgehen und eine sorgfältige Prozessüberwachung können solche Fehler minimiert werden.

In der Metallzerspanung gibt es Materialien, die besonders anspruchsvoll beim Schleifen sind und spezielle Herangehensweisen erfordern. Hartmetalle und technische Keramiken sind extrem hart und abrasiv, was den Einsatz von Diamant- oder CBN-Schleifscheiben erforderlich macht.

Diese Materialien erfordern außerdem geringe Zustellungen und hohe Drehzahlen, um Beschädigungen zu vermeiden. Titan und Superlegierungen sind aufgrund ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit schwierig zu bearbeiten, da sie zur Überhitzung neigen. Hier sind optimierte Kühlstrategien essenziell. Edelstahl wiederum neigt zur Kaltverfestigung, was bedeutet, dass scharfe Schleifscheiben und ein kontrollierter Vorschub notwendig sind, um den Materialfluss zu vermeiden. Aluminium stellt eine andere Herausforderung dar, da es leicht die Schleifscheibe verstopfen kann.

Spezielle Beschichtungen und der Einsatz geeigneter Kühlschmierstoffe helfen, dieses Problem zu lösen. Durch die richtige Kombination aus Schleifmitteln, Maschinenparametern und Prozessstrategien können jedoch auch diese anspruchsvollen Materialien mit hoher Präzision bearbeitet werden.