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Artikel mit den Schlüsselbegriffen ABRICHTSTäBCHEN

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Heike Kitzig, Taghi Tawakoli, Bahman Azarhoushang
Hochschule Furtwangen, Kompetenzzentrum für spanende Fertigung
Deutschland

Neue ultraschallunterstützte Abrichtmethode für einschichtig galvanisch gebundene Diamantschleifscheiben

Abb. 1: Schematische Darstellung des Verschleißes verschiedener Schleifscheibentypen im Vergleich mit Schleifscheiben mit galvanischer Bindung [frei nach Kloc09, Lape14]

Um bei Hartmetallen gute Oberflächen zu erzielen, werden diese üblicherweise mit kunstharzgebundenen oder keramischen Diamantschleifscheiben geschliffen. Bei beiden Bindungstypen besteht, trotz einer relativ begrenzten Abtragsrate, ein unerwünscht hoher Verschleiß der Scheiben, was mit einer eingeschränkten Profilhaltigkeit verbunden ist. Die Verwendung von Diamantschleifscheiben mit einschichtiger galvanischer Belegung ist, trotz einiger spezifischer Vorteile, wie geometrischer Flexibilität, sehr guter Profilhaltigkeit, großer Spanräume und guter Kühlungseigenschaften durch großen Spanräume, unüblich, da die einschichtig galvanisch gebundenen Diamantschleifscheiben durch ihren hohen Kornüberstand (ca. 40% im Vergleich zu ca. 15% bei kunstharz- oder keramisch gebundenen Scheiben) Spanrillen verbunden mit relativ hohen Oberflächenrauheiten erzeugen. Weitere Nachteile einschichtiger galvanisch gebundener Scheiben sind die schlechte Abrichtbarkeit und die Reduzierung der Schleiffähigkeit mit zunehmenden Zerspanvolumen. In diesem Artikel wird eine innovative Lösung beschrieben, wie sich die nachteiligen Eigenschaften der galvanisch gebundenen Diamanten durch ultraschallunterstütztes Strukturieren der Diamanten überwinden lassen. Mit einem stehenden Diamantabrichter wird dazu bei sehr langsamen Umfangsgeschwindigkeiten der Schleifscheibe während des Abrichtens ultraschallunterstützt mit einer definierten durchschnittlichen Anzahl Schläge pro Diamantkorn auf die Diamanten geschlagen, so dass diese oberflächlich zerbrechen und zahlreiche scharfe Schneidkanten entstehen. Dadurch lassen sich aus relativ groben Körnungen (hier wurde D251 verwendet) Kornschneiden erzeugen, die gleichmäßigen Kornüberstand aus der Bindung aufweisen und die Eigenschaften feinerer Körner besitzen und damit bessere Oberflächen erzeugen, wobei die Vorteile der galvanischen Scheiben, wie z.B. gute Profilhaltigkeit und gute Kühleigenschaften erhalten bleiben. Die Kornzwischenräume (Spanräume) sind im Verhältnis zu den entstandenen Teilkörnern sehr groß, was eine optimierte Kühlstoffzufuhr ermöglicht. In den Experimenten konnte nachgewiesen werden, dass mit fragmentierten Diamanten einer D251-Schleifscheibe sich bzgl. bezogenem Zeitspanvolumen im Vergleich mit kunstharz- oder keramisch gebundenen Schleifscheiben mit feineren Körnungen (D46 oder D64) und üblichen Parametern (Q'w=0,5 mm³/(mm.s)) vergleichbare bzw. bessere Rauheitswerte erzeugen lassen (Ra<0,1 µm, Rz=0,8 µm).