Hohe Zerspanungstemperaturen können den Verschleiß beschleunigen (Bild: Reichmann).

Hohe Zerspanungstemperaturen können den Verschleiß beschleunigen (Bild: Reichmann).

Dipl. Ing. Karl Kustermann

WEISSENHORN (sm). Hohe Abtragsraten ohne nennenswerten thermischen Einfluss erfordern kürzeste Kontaktzeiten zwischen Gussteil und Werkzeug. Diese Parameter erfordern einen hoch motorisierten Antrieb bei großer Maschinenstabilität. Generell hat sich gezeigt, dass sich die Schleifwärme nicht nur in Bezug auf das Werkstück negativ auswirkt. Vielmehr beschleunigen hohe Zerspanungstemperaturen den Verschleißfortschritt des Schleifbandes entscheidend. Beim Hochdruckbandschleifen mit geringer Motorisierung und nicht ausreichender Maschinensteifigkeit, wie z.B. an älteren Maschinen beobachtet werden kann, können die Schleifbänder häufig nicht optimal genutzt werden und verschleißen frühzeitig. Dieser Prozess wird in der Fachwelt als Verglasen der Schleifbänder bezeichnet. Doch was passiert genau bei diesem Vorgang?

Beim Schleifen entsteht durch Reibung und Druck Wärme am Schleifkorn. Die Schneidkante schmilzt und verrundet – sie verglast. Das Schleifkorn wird stumpf und ist verbraucht. Das Schleifband muss gegen ein Neues getauscht werden, obwohl sich noch sehr viele Schleifkörner auf dem Band befinden. Damit geht Werkzeugpotenzial ungenutzt verloren. Anders läuft der Prozess beim Reichmann-Hochdruckbandschleifen ab. Eine große Antriebsleistung kombiniert mit hohem Schleifdruck erhöht die Belastung auf das Schleifkorn deutlich. Das Korn schmilzt nicht an der Schneidkante, sondern die Spitze des Korns bricht ab. An der Bruchkante entstehen neue scharfe Kanten, welche jetzt den Materialabtrag am Werkstück übernehmen.

Die scharfen Kanten schneiden das Material am Werkstück wieder mit geringerer Wärmebelastung ab. Dieser Prozess läuft kontinuierlich so lange ab, bis das Schleifkorn komplett abgetragen ist. Ein auf diese Weise eingesetztes Schleifband wird bis zum endgültigen Abtrag aller Schleifkörner genutzt. Die Werkzeugkosten reduzieren sich erheblich bei deutlich besserem Schleifprozess ohne die Gefahr, schädlicher thermischer Einflüsse auf das Gussteil. Die Möglichkeit, hier ohne Kühlschmiermittel zu arbeiten, stellt durch die steigende Berücksichtigung von Umweltaspekten zunehmend ein entscheidendes Kriterium zur Verfahrenswahl dar.

Auf einen Blick:
Erfolgreich eingesetzt wird das Hochdruckbandschleifen bei allen schwer zerspanbaren Materialien des allgemeinen Maschinenbaues.
Typische Anwendungen für das Hochdruckbandschleifen sind:

 

 

  • Abtragschleifen von Angussüberständen bei Feingussteilen
  • Bauteile für Verschleißguss: z. B. Platten für Zementmühlen, Zähne für Baggerschaufeln, Gasturbinenschaufeln
  • Komponenten der Medizintechnik: z. B. Gelenke, Implantate usw.
  • Bauteilen für Flugzeugindustrie: z. B. Turbinenschaufeln
  • Bauteile der Fahrzeugtechnik: z. B. Laufräder für Turbolader, „Containerecken“, usw.

www.reichmann.com

Ergebnis: Kaum erwärmte und rissfreie Oberflächen

Für den Praxiseinsatz des Hochleistungsbandschleifens im Trockenschliff ist die Überwachung der Prozesstemperatur trotz des kühlen Schliffes zur Vermeidung von thermisch bedingter Gefügebeeinflussung trotzdem sinnvoll. Hierfür werden bei Reichmann Sensoren für die Strahlungstemperaturmessung als geeignetes Instrument eingesetzt. Hiermit lässt sich die Werkstückoberflächentemperatur auch bei Pendelschleifprozessen sicher erfassen. Durch die Vorgabe von Temperaturgrenzwerten lässt sich auch das Standzeitende der Schleifbänder sicher erkennen. Derzeit wird mit der Reichmann-Hochdruckbandschleifmaschine HBM 55/150 in Verbindung mit einem 3M-Schleifband ein sensationelles Schleifergebnis erzielt. Die Kombination von großer Antriebsleistung mit hoher Maschinensteifigkeit hat dieses Ergebnis erst ermöglicht.

Beim Schleifen an hochfesten Inconell-Legierungen wird mit einer Zustellung von 2 mm pro Hub eine Abtragsleistung von 20 000 mm³ pro sec (zwanzigtausend Kubikmillimeter) erreicht. Hierbei erfährt die Bauteilrandzone keine nennenswerte Erwärmung und die erzielte Fläche ist absolut frei von Rissen. Beim Abschleifen der Angüsse werden auf diese Weise nicht nur – wie dargelegt- die Werkzeugkosten reduziert, sondern auch die Takt- und Zykluszeit. Gleichzeitig ist durch die geringe thermische Beeinflussung der Gußteile die Prozessführung deutlich einfacherer und sicherer. Für das moderne Hochdruckbandschleifen bietet die Fa. Reichmann & Sohn GmbH die passende Technologie. Mit den zur Verfügung stehenden Maschinen mit NC-gesteuerten Mehrachslösungen, integriertem Laser zur einfachen Erkennung der Anschnittshöhe, automatischer Überwachung der Oberflächentemperatur, Antriebsleistungen von 22 – 55 kW und Schleifhüben von 140 bis 1 500 mm kann das gesamte Spektrum der Anforderungen abgedeckt werden. Reichmann bietet damit höchste Abtragsraten mit geringsten thermischen Einflüssen auf das Gussteil, heißt es.