Schleifen Referat WSFT Bischf Martin und Fritz Andreas Definitin Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit vielschneidigen Werkzeugen, deren gemetrisch unbestimmte Schneiden vn einer Vielzahl gebundener Schleifkörner. Das Schleifenverfahren ist meist für Nachbearbeitungen vn Dreh- der Frästeilen eingesetzt, denn durch Fräsen der Drehen kann man bestimmte Teile mit eng tlerierten Maßen nicht herstellen. Schleifkörper Die rtierenden Schleifwerkzeuge bestehen aus Schleifkörnern, der Bindung und den eingeschlssenen Pren(Spankammer). Der Spanwinkel ist wegen der unterschiedlichen Lage und Frm der Körner und die Spanungsdicke je nach Krn unbestimmt. Daher: Schleifen ist Spanen mit gemetrisch unbestimmten Schneiden. Schleifkörper sind beispielsweise Fächerscheiben. Schleifmittel Die meisten Schleifscheiben enthalten Schleifkörner aus Krund(weiß, rsa) der Siliciumcarbid (grün, schwarz). Die Krnzähigkeit nimmt mit steigender Härte des Schleifkrnes ab. Schleifkörner aus Krund werden hauptsächlich für weiche Werkstffe (bis zu Werkzeugstählen) verwendet. Siliciumcarbid wird für harte Werkstffe (bis Sintermetall / Hartmetall) verwendet. Sprödharte Körner ermöglichen bei kleiner Krnbelastung(Feinschleifen) die Selbstschärfung durch Krnsplitterung. Eine ausreichende Zähigkeit verhindert bei grßer Krnbelastung (Vrschleifen) den vrzeitigen Krnbruch. Schleifkörner sllen eine grße Härte, swie eine ausreichende Krnzähigkeit und Wärmebeständigkeit besitzen. Schleifmittelarten Zeichen Schleifmittel Wärmebeständigkeit bis Einsatzgebiete A Nrmalkrund Halbedelkrund (Al 2 O 3 ) 2000 C Edelkrund (AL 2 O 3 ) C Siliciumcarbid (SiC) 1370 C B Brnitrid (BN) 12000 C D Diamant (C) 800 C Mittelzähe bis harte Werkstffe, wie ungehärteter Stahl, Temperguss Werkzeugstahl, Schleifen und Plieren vn Glas Planschleifen, Nichtmetalle, Abrichten vn Schleifscheiben, Handschleifen Präzisinsschleifen vn zähharten Stählen, wie HSS- Stahl Spröden und zähharten Werkstffen, Glas, Keramik, Nickellegierungen Fritz Andreas, Bischf Martin Seite 1 vn 5
Schleifkrn Krnarten Man unterscheidet: Spitzes Krn Blckiges Krn Das blckige Krn unterscheidet man nch einmal zwischen Mnkristalline Körner (Einkrnkristalle) besitzen eine grße Krnfestigkeit Sie sind daher für das Schleifen vn Glas und Keramik gut geeignet. Plykristalline Körner bilden beim Schleifen durch die Mikrsplitterung viele kleine Schneidpartikel, bevr sie ganz ausbrechen Die Körner werden beim Schleifen vn harten Metallen besser ausgenutzt. Spitze Körner eignen sich gut für langspanende Werkstffe. Blckige Körner sind bei spröden Werkstffen besser geeignet. Verschleiß am Schleifkrn Bei hher Schnittkraft bricht das Krn viel schneller als bei einer Kleinen. Bei kleiner Schnittkraft wird erst zunehmend Reibung benötigt, damit das Schleifkrn bricht. Durch das Splittern und Ausbrechen der Körner bilden sich neue Schneiden. Der Schleifkörper schärft sich dadurch selbst. Körnung Die Körner werden durch Nummern nach Größe eingeteilt. Die Körner werden durch Siebe srtiert. Die Körnung vn Diamant und Brnitrid werden entsprechend der Siebmaschenweite in µm angegeben. Beispielsweise D150 = Diamantkrn mit 150µm. Bindung der Schleifkörner Die Bindung der Schleifkörner hat die Aufgabe die Körner s lange fest zu halten bis sie stumpf gewrden sind. Härte vn Schleifkörpern Unter Härte einer Schleifscheibe versteht man nicht die Härte des Schleifkrns, sndern den Widerstand der Bindung gegen das Ausbrechen der Schleifkörner. Zu weiche Scheiben sind wegen zu hhen Scheibenverschleißes immer unwirtschaftlich. Arbeitsregeln Für harte Werkstffe wählt man weiche und für weiche Werkstffe harte Schleifscheiben. Bei feiner Körnung und dünnen Spänen sllten wegen der größeren Wirkhärte weichere Scheiben verwendet werden, damit das Krn leichter ausbricht. Wichtig ist es, den richtigen Schleifkörper am Werkstff des Werkstückes anpassen. Fritz Andreas, Bischf Martin Seite 2 vn 5
Gefüge Das Verhältnis vn Schleifkörner, Bindung und Prenraum muss stimmen. Je mehr Späne innerhalb der Kntaktzne in die Pren aufgenmmen werden müssen, dest ffener muss das Gefüge sein. Daher benötigt man als eine höhere Gefügekennziffer. Auswuchten vn Schleifscheiben Durch eine ungleiche Krn- und Bindemittelverteilung entstehen durch die Scheibenunwucht Fliehkräfte. Damit die Welle, auf der die Schleifscheibe befestigt ist, nicht dauernd dynamisch beansprucht wird, macht man eine sgenannte Auswuchtung. Um diese Fliehkräfte beim Schleifen zu vermeiden, gibt man sgenannte Ausgleichgewichte in die Ringnut eingebaut, bis die Schleifscheibe in jeder Lage in Ruhe bleibt. Abrichten Warum richtet man ab? a. Zum Prfilieren. Das Prfilieren benötigt man, um Prfile, Radien und Maße innerhalb der Tleranzen zu erreichen. b. Zum Schärfen. Beim Schärfen fährt man mit einem Schärfstein (aus Krund) über die Schleifscheibe. Dabei wird die Bindung abgetragen und es entstehen größere Spanräume und gleichzeitig werden die Körner geschärft. Schleifwärme und Kühlschmierung Durch die Krnreibung am Werkstück entsteht Wärme. Dabei können zum Teil Temperaturen vn über 1 000 C auftreten und es werden Schleifschäden (Maßabweichungen, Rissbildung, Spannungen innerhalb des Werkstückes, ) verursacht. Eine weitere unerwünschte Veränderung am Werkstück ist die Gefügeveränderung. Beim Schleifen wird durch die Reibung die Oberfläche des Werkstückes heiß. Wenn nach dem Schleifvrgang eine abschreckende Wirkung des Kühlmittels auf die Oberfläche trifft, kann es passieren, dass es zu einer Neuhärtung kmmt. Dadurch wird der das Werkstück spröder. Die Temperaturen kann man niedrig halten indem man: a. eine kleine Zustellung und kleine Kntaktlänge wählt b. die Schleifkörper mit hher Griffigkeit, geringer Krnhaltekraft und sprödem Krn haltet c. eine intensive Kühlschmierung während dem Schleifen einsetzt. Die Kühlschmierung verringert die Reibung und damit dämpft sie auch das Auftreten vn hhen Temperaturen. Nebenbei reinigt sie auch die Spankammern. Das am häufigsten verwendete Kühlungsmittel ist Schleiföl. Fritz Andreas, Bischf Martin Seite 3 vn 5
Schleifverfahren Man wählt zwischen a. Schruppschleifen a. Viel Materialabtrag b. Oberfläche sehr ungenau c. Verwendung bei Rhren wesentlich schneller als Drehen b. Vrschleifen a. Zwischen Schruppschleifen und Vrschleifen b. grbe Oberfläche c. Fertigschleifen a. Auch maßhaltiges Schleifen genannt b. Oberfläche genau und laut Maß d. Feinschleifen a. Oberfläche sehr genau e. Plieren a. Rautiefe wird reduziert, was eine sehr glatte und saubere Oberfläche mit sich bringt b. glatte Flächen, die mit Schleifen nicht erreicht werden können Benennung Die Benennung enthält die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens in der Reihenflge Vrschubrichtung, Wirkfläche swie Lage und Art der zu erzeugenden Flächen. Beispiel: Längs Umfangs Planschleifen, Quer-Außen-Prfilschleifen Planschleifen Seiten Planschleifen Bei diesem Schleifverfahren sind die Spankammern selten grß genug, um die Späne in der grßen Kntaktzne aufzunehmen. Flge: a. hher Schleifdruck b. geringe Schleifqualität Deswegen verringert man die Kntaktlänge, indem man die Schleifspindel um 0,5 bis 3 aus der Senkrechten schwenkt. Umfangs-Planschleifen Die Zerspanungsarbeit der Körner wird am Umfang des Schleifkörpers geleistet. Man schaut, dass die Breite der Schleifscheibe s grß wie möglich ist, damit viele Schleifkörner zum Schleifeinsatz kmmen. Idealbreite der Scheibe ist die Werkstückbreite. Pendelschleifen und Tiefschleifen Beim Pendelschleifen wird mit kleiner Zustellung und hher Tischgeschwindigkeit schrittweise auf vlle Tiefe geschliffen. Dabei muss jedes Mal über die Kante des Werkstücks geschliffen werden, was einen sehr hhen Kantenverschleiß mit sich bringt. Fritz Andreas, Bischf Martin Seite 4 vn 5
Vergleich Pendelschleifen und Tiefschleifen Im Gegensatz zum Pendelschleifen wird beim Tiefschleifen eine grße Zustellung gewählt und eine kleine Vrschubgeschwindigkeit eingestellt. Das senkt die Abrichtksten deutlich. Vergleich: Beim Pendelschleifen benötigt man 400 Überschliffe, beim Tiefschleifen nur Einen. Schleifmaschinen Rundschleifmaschinen Es gibt zwei Arten vn Rundschleifmaschinen. Dies sind Innen Rundschleifmaschinen und Außenrundschleifmaschinen. Maschinen, die beides können nennt man Universal Rundschleifmaschinen. Rundschleifen Beim Rundschleifen werden Runden Werkstücke abgeschliffen. Dabei dreht sich nicht nur die Schleifschiebe sndern auch das Werkstück. Das Werkstück ist dabei in eine einer Einspannvrrichtung eingespannt und wird durch eine Längsbewegung abgeschliffen. Das Rundschleifen kann man in zwei Arten unterteilen: Außenrundschleifen Dabei wird das Werkstück außen abgeschliffen. Innenrundschleifen Dabei wird z.b. eine größere Bhrung der eine Vertiefung abgeschliffen. Fritz Andreas, Bischf Martin Seite 5 vn 5