Schleiftechnik

Sachgebiete:

Schleifscheibenaufbau

Schleifmittel

Arten von Schleifmitteln

1. Elektrokorund (Aluminiumoxid)

Elektrokorund wird einem elektrochemischen Schmelzprozeß aus kalzinierter Tonerde bzw. aus Bauxit gewonnen. Die Schmelze erstarrt zu Blöcken: welche anschließend in mehreren Schritten zerkleinert und gemahlen werden. Die anschließende Klassierung auf Siebanlagen führt dann zu den nach FEPA-Standard international genormten Schleifmittelkörnungen bzw. -korngrößen

F- Federation - Vereinigung

E- Europeene - europäischer

P- Pabricants de Produits - Hersteller

A- Abrastfs - Schleifscheiben

Der Gehalt an kiristallinem Alurniniumoxid (Al2O3) bestimmt wesentlich die Eigenschaften des Elektrokorunds. Mit zunehmendem Al2O3-Gehalt nimmt die Härte und die Sprödigkeit des Korundschleifkornes zu, die Zähigkeit dagegen entsprechend ab.

Elektrokorund wird in drei Qualitätsgruppen hergestellt.

Normalkorund mit ca. 95 % Al2O3

Halbedelkorund mit ca. 99-93 % Al2O3

Edelkorund mit ca. 99-99:9 % Al2O3

Farben: Weiß. Rosa, Rubin

In jeder Gruppe gbt es wiederum zahlreiche verschiedene Sorten, welche sich durch die chemischen Legierungsbestandteile, Beschichtungen oder mechanische oder thermische Nachbehandlung unterscheiden. Dies hat unterschiedliche Auswirkungen auf das Schleifverhalten so daß dadurch zur Lösung einer Schleifaufgabe eine vielfaltige Palette an Schleifmitteln zur Verfügung steht.

Schleifmittel auf Korundbasis sind grundsätzlich durch das Kurzzeichen "A" gekennzeichnet, die einzelnen Sorten werden durch das Voranstellen von Ziffern wie z.B. "81A" unterschieden. Diese Vorzifiern sind immer firmenspezifisch und nicht übertragbar.

2. Sinterkorund (SK)

Sinterkorund zeichnet sich durch sehr feine Microstrukturen, welche über das Sintern sehr feiner, in einem elektrophoretischen Prozeß hergestellten Kristalle erreicht werden. Durch diesen mikrokristallinen Aufbau verhält sich Sinterkorund bei richtigem Einsatz beim Schleifen anders als herkömmlicher Korund, da sich in hohem Maße während des Schleifens immer neue Schneidkanten bilden. Sinterkorund wird ebenfalls mit dem Kurzzeichen "A" und 2 Vorziffern bezeichnet. Er wird gundsatzlich mit anderen Schleifmittelsorten gemischt eingesetzt.

3. Siliziumkarbid (SiC) (grün- blau)

Siliziumkarbid wird ebenfalls in einem elektrochemischen Prozeß aus kohlenstofifreichem Petrolkoks und Quarzsand (SiO2) hergestellt. Seine Aufarbeitung zu Schleifmittelkörnungen entspricht etwa der des Elektrokorunds. Silizirumkarbid ist härter als Korund, gleichzeitig aber auch wesentlich spröder.

Auch hier gibt es verschiedene Sorten. welche vor dem das Siliziumkarbid kennzeichnende "C" mit einer Ziffer unterschieden werden wie z.B. " 1 C".

Anwendungen: harte Werkstoffe: HM, GG. HSS, Keramik, Glas; weiche Werkstoffe: Kupfer, Aluminium, Kunststoffe

4. Kubisches Bornitrid (CBN)

Kubisches Bornitrid ist ein künstlicher Schneidstoff, welcher in einem Hochtemperatur- und Hochdruckprozeß aus Bor und Stickstoff hergestellt wird. CBN ist der zweithärteste praktisch angewandte Schneidstoff und zeichnet sich durch hohe thermische und chemische Stabilität aus. Coatings verbessern in Einzelfällen die Einbindung und Stabilität. Bezeichnet wird das CBN mit dem Kurzzeichen "B" mit vorangestellten Zusatzziffern.

Anwendungen: HSS-Stahl, Warm- und Kaltarbeítsstähle

5. Diamant (D)

Diamant ist der härteste Schleifstoffe. Er besteht rein aus Kohlenstoff in kristalliner Anordnung. Für die Industrielle Anwendung wird überwiegend synthetischer Diamant verwendet, welcher aus Graphit bei hohem Druck und Temperatur hergestellt wird. Je nach Anwendungsfall stehen unterschiedliche Beschichtungen zur Verfügung. Bezeichnet wird der Diamant mit dem Kurzzeichen mit vorangestellten Zusatzziffern. Anwendung: Präzisionsschleifen von zähharten Werkstoffen wie HM, GG, Glas, Keramik; Abrichten von Schleifscheiben

6. Schmirgel (SL) Al2O3 + SiO2 + Fe2O3

Belag von Schleifpapier Bearbeiten incl. Polieren von Stahl. Gußeisen. Holz...

Körnung

Korngrößen der Schleifmittel

Die Korngröße des Schleifmittels beeinfhıßt einerseits die Zerspanleistung des Schleifkörpers und andererseits die Oberflächenbeschaffenheit des geschliffenen Werkstückes. Sie wird der geforderten Oberflächenrauhigkeit des Werkstückes entsprechend ausgewählt. Das Schleífkorn wird im Herstelhıngsprozeß durch Sieben klassiert. Dabei liegt ein internationaler Standard der Prüfsiebung zugrunde. Die Korngröße wird über eine Körnungsnummer identifiziert, wobei die Korngröße mit zunehmender Körnungsnummer abnimmt. Die Körnungsnummer entspricht der Nummer desjenigen Siebgewebes, dessen Maschen das Schleífkorn beim Absieben noch passiert. Die Siebgewebenummer entspricht dabei in etwa der Anzahl der Maschen welche dieses Siebgewebe auf einer Länge von 1 Zoll aufweist.

Härte

Der Härtegrad des Schleifkörpers

Der Härtegrad - üblicherweise auch "Härte" oder "Buchstabenhärte" genannt - hat mit der Härte des eingesetzten Schleifmittels zunächst nichts zu tun. Die "Härte" des Schleifkörpers wird insbesondere von der anteilig enthaltenen Menge an Bindung, aber auch von deren Art bestimmt. Sie nimmt mit zunehmendem Bindungsanteil zu. Dabei werden die einzelnen Schleifmittelkörner immer fester zusammengehalten, in einem harten Schleifkörper sind die Körner sehr fest verbunden und widerstehen daher sehr hohen Schleifkräften.

Ein weicher Schleifkörper setzt dem Herausbrechen der abstumpfenden Schleifkörner weniger Widerstand entgegen, so daß die Körner leicht aus dem Kornverbund herausgelöst werden können. Der Härtegrad wird durch einen Buchstaben gekennzeichnet, wobei er mit zunehmendem Alphabet zunimmt.

Er kann ganz grob folgendermaßen eingestuft werden: Neben dieser Buchstabenhärte gibt es noch die "Wirkhärte" des Schleifkörpers: Sie wird zunächst von der Buchstabenhärte stark geprägt, beinhaltet aber das Gesamtverhalten eines Schleifkörpers, welches sich aus dem Zusammenwirken aller Komponenten ergibt und wesentlich vom "Gefüge" des Schleifkörpers abhängig ist. Generell kann man einen Schleifkörper über Härte und Gefüge so einstellen. daß sich die Schleifkörner bei beginnender Abstumpfung von selbst aus dem Schleifkörper lösen. Dann spricht man von "Selbstschärfung", was aber gewisse Einschränkungen gegenüber der erzielbaren Genauigkeit des Werkstückes mit sich bringt. Ist ein Schleifkörper dagegen härter eingestellt, so lösen sich die Schleifkörner nicht mehr selbst aus dem Verbund, sondern müssen durch einen gesonderten Prozeß, das "Abrichten" oder " Konditionieren" des Schleifkörpers, neu geschärtt oder ganz aus der Bindung herausgelöst werden. Dadurch erreicht man besondere Maß- und Profilhaltigkeit in einem kontrollierten Schleifprozeß mit im allgemeinen sehr hohen Zerspanleistungen.

Bindung

Die Art der Bindung beeinflußt den Aufbau eines Schleifwerkzeuges sehr wesentlich und führt zu sehr unterschiedlichem Schleifverhalten und dadurch zu gründsätzlich unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten des verschieden gebundener Schleifwerkzeug. Daneben gibt es weitere Bindungsarten für spezielle Einsatzfälle wie z.B.

Magnesitbindung (Mg) Eigenschaften: weich, elastisch, wasserempfindlich Anwendungen: Trockenschliff, Messerschliff

Schellackbindung (E) Eigenschaften: temperaturempfindlich, zähelastisch, stoßunempfindlich Anwendungen: Sägen- und Formschliff, Regelscheiben beim spitzeulosen

Schleifen Metallbindung (M) Eigenschaften: dicht oder porös, zäh, unempfindlich gegen Druck und Wärme Anwendungen: Profil- und Werkzeugschleifen mit Diamant oder Bornitrid, Naßschliff

Keramische Bindung (V) gebrannt bei ca. 1000-1350°C Eigenschaften: porös, spröde, unempfindlich gegen Wasser, Öl, Wärme Anwendungen: Vor- und Feinschleifen von Stählen mit Korund und Siliziumkarbid

Kunstharzbindung (BW) gebunden bei ca. 180°C Eigenschaften: dicht oder porös, elastisch, ölbeständig, kühler Schliff Anwendungen: Vor- oder Trennschleifen, Profilschleifen mit Diamant und Bornitrid, Hochdruckschleifen

Kunstharzbindung faserstoffverstärkt (BWF)

Gefüge

Das Gefüge des Schleifkörpers (auch "Struktur" genannt)

Das Gefüge oder die Struktur des Schleifkörpers beschreibt zunächst den im Schleifkörper vorhandenen Porenanteil. Er ergibt zusammen mit dem Volumenanteil des Schleifmittels und der Bindung immer 100% in diesem Dreistoffgemisch. Das Gefüge beschreibt aber auch die Größe, Form und Anordnung der Bindungsstege im Schleifkörper und damit auch in besonderem Maße das Schleifverhalten des Schleifwerkzeuges.

Das Gefüge eines Schleifkörpers muß daher im Zusammenspiel mit den anderen Komponenten und Parametern der zu lösenden Schleifaufgabe individuell angepaßt werden, um höchste Wirtschaftlichkeit zu erzielen:

- dichtes Gefüge und größere Härte ergeben hochbelastbare Form

- beständige Schleifkörper wie z.B. beim Außen- oder Innenrundschleifen benötigt.

- offenes Gefüge mit geringerer Härte ergibt zerspanungsfreudige Schleifkörper mit viel Raum für die Spanbildung und den Kühlmitteltransport.

Sie werden insbesondere benötigt bei Schleifverfahren mit großen Kontaktlängen zwischen Werkstück und Schleifkörper wie z.B. beim Tiefschleifen (Flachprofilschleifen). Das Gefüge bzw. die Struktur wird bei elbe mit Ziffern zwischen 2 bis 22 angegeben. Mit zunehmender Zfferngröße steigt die Offenheit bzw. die Porosität des Schleifkörpers. Die Vielzahl der Gefügeausbildungsmöglichkeiten macht es dabei erforderlich, daß die Gefügekennzahl durch zusätzliche Buchstaben und Ziffern ergänzt werden kann.

Auswuchten

Durch eine ungleiche Korn- und Bindenmittelverteilung entstehen durch die Schleifscheibenunwucht Fliehkräfte. Zum statischen Auswuchten wird die Schleifscheibe auf eine Auswuchtwaage oder einen Abrollbock gelegt (Bild). Die Ausgleichgewichte werden in der Ringnut verschoben, bis die Schleifscheibe in jeder Lage in Ruhe bleibt.

Beí Schleiffscheiben besonders bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten ist das Auswuchten äußerst wichtig, auch bei Schneidwerkzeugen.

Auswuchten für die Computergeneration!

Gut ausgewuchtet ist "halb geschliffen"! Viele haben es gelesen, nach der "Zeigefinger"-geprägten Generation mutiert die Jugend zur "Daumen" - Generation. Handys werden eben so bedient... Was liegt da näher, dass sich moderne Ausbildungszentren, wie hier die JAKOB-PREH-SCHULE Bad Neustadt an der Saale, zeitgemäßer Methoden bedienen, die Fachkräfte, Spezialisten von morgen, fit zu machen. Am Beispiel "AUSWUCHTEN AN PRÄZISIONSWERKZEUGSCHLEIFMASCHINEN" demonstrierte die Meisterklasse 2000-2001 im Schneidwerkzeugmechaniker-Handwerk die Anwendung und Nutzen moderner Auswuchtsysteme. Früher galt allgemein die Ansicht, dass das Auswuchten kleiner Schleifkörper nicht notwendig ist. Bestenfalls wurde extern. z.B. auf Auswuchtwaagen gewuchtet. Genau an diesem Punkt setzt die Ausbildungsoffensive der JAKOB-PREH-SCHULE an.

Wann ist welche Auswuchtmethode sinnvoll? Grundsätzlich wurden zwei Verfahren ermittelt: 1. An Schleifzentren mit Werkzeugwechslern empfiehlt sich das externe Auswuchten im Sinne des Voreinstellens (wie auch bei Fräszentren üblich). Die inzwischen weit verbreiteten HSK Schnittstellen (z.B. HSK50) bieten den präzisen Wechsel des gewuchteten Schleifsatzes. Das Auswuchten kann mit der kleinen, kompakten Auswuchtmaschine BMT200S direkt neben der Bearbeitungsmaschine erfolgen. Einfachste Bedienung (über Touchscreen) und beste Messgenauigkeit darf vorausgesetzt werden. 2. An allen übrigen Maschinen kann die mobile Auswuchtelektronik BMT100M in Verbindung mit Auswuchiringen (wie im Beispiel-Versuch) erfolgreich genutzt werden. Vorteil: Es wird stets in der Maschine gewuchtet. Wechselfehler entstehen nicht. Mit beiden Verfahren sind erhebliche Optimierungspotentiale wie: Verbesserrung der Schleifgüte, Standzeitverlängerung der Schleifkörper, Zeitgewinn und Annehmlichkeit des Auswuchtprozesses verbunden und gesichert. 16 Meister Anwärter/innen testeten auf einer WALTER-Mini-Power, ausgestattet mit einem Schleifsatz für HSS-Werkzeuge das mobile MPM-Auswuchtsystem BMT100M. Es wurden 2 Schleifsätze gewuchtet und anschließend geschliffen.

Auswuchten-Elektronik

Aufgabe

• Auswuchten beliebiger rotierender Körper
• Nachwuchten bei veränderter Unwucht
• Unwuchtüberwachung an den Maschinen

Vorteil

• Einfache, sichere Bedienung
• Keine Vorkenntnisse nötig
• Auswuchten direkt an der Masch.
• Kontrolle des Auswuchtzu±-landes
• Geringe Anschaffungskoslen
• schnelle Amortisation
• Kosteneinsparung durch universellen und mobilen Einsatz

Anwendung

• Schleiffscheiben
• Werkzeuge
• Werkstücke
• Sondermaschinen
• Ventilatoren
• etc.

Abrichten

Trotz sorgfältiger Montage kann ebenso wie durch Verschleiß oder ungünstige Einsatzbedin- gungen ein Wiederherstellen der Belaggeometrie und/oder der Schleiffähigkeit des Belages erforderlich sein.

Das Erzeugen der Geometrie wird mit "Formen", das Erzeugen der Schleiffähigkeit wird mit "Särfen" bezeichnet. Beides zusammen ergibt das "Abrichten". Abrichten = Formen + Schärfen

Während bei Schleifscheiben mit Korund oder Siliziumkarbid das Abrichten mit einem Diamantwerkzeug in nur einem Prozeß durchgeführt wird, kann es für Diamant- und Bornitridschleifscheiben erforderlich sein, hierfür verschiedene Werkzeuge und Prozesse zu benutzen. Teilweise gestatten diese Verfahren ein gleichzeitiges Formen und Schärfen. Als weiteres wichtiges Merkmal ist die Verwendung von Diamant im Abrichtwerkzeug autfgeführt. Ein wesentliches Kriterium der Abrichtverfahren ist die Verwendungsmöglichkeit für geradlinige. einprofilige oder mehrprofilige Schleifbeläge.

Nicht alle Abricht- bzw. Formverfahren können im Rahmen dieser Schrift ausführlich erläutert werden, doch sollen die gebräuchlichsten Verfahren für die tägliche Praxis im einzelnen beschrieben und mit ihren Einsatzdaten genannt werden. Zum weiteren wird dabei nach Verfahren unterteilt, die zum Formen gerader Beläge bzw. solchen, die zum Erzeugen von Profilen verwendet werden, womit auch hier eine Einteilung angewandt wird, die sich an der praktischen Aufgabenstellung im Betrieb orientiert.

1.) Formen gerader Beläge

2.) Diamant- und Bornitridscheiben gleichrermaßen geeignet.

3.) Siliziumkarbidschleifscheibe

Das bekannteste Verfahren zum Abrichten von Diamant-und Bornitridschleifscheiben ist das Abrichten mit Siliziumkarbidschleifscheiben. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen zwei Arten. Bei dem einen Verfahren wird die Siliziumkarbidschleifscheibe mit einem eigenen Antrieb versehen, bei dem anderen wird die Abrichtscheibe von der Diamant- oder Bornitridschleifscheibe durch Reibung mitgenommen, wobei die Abrichtscheibe durch eine Fliehkraftbremse abgebremst wird.

Mit eigenem Antrieb Bei der Wahl richtiger Abrichtbedingungen können geradlinige und einprofilige Schleifscheiben abgerichtet werden, ohne daß ein nachträgliches Schärfen erforderlich ist. Häufig werden spezielle Abrichtmaschinen verwendet. wobei die geforderte Geometrie durch die Kinematik der Abrichtmaschine verwirklicht wird. Solche Spezial-Abrichtmaschinen sind vor allem beim Schleifwerkzeughersteller als auch bei Großverbrauchern im Einsatz. Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Möglichkeit, auch Diamant- und Bornitridschleifscheiben mit Metallbindungen abzurichten. Optimale Anpassung an verschiedene Schleifscheibenabmessungen und Spezifikationen ist durch Anpassung der Relativgeschwindigkeit sowie durch oszillierendes Überschleifen im Gleichlauf möglich. Das Abrichten erfolgt ohne Kühlschmiermittel, eine Staubabsaugung ist erforderlich.

Abrichtmöglichkeiten:

Abrichtscheiben

Abrichtgerät mit Fliehkrattbremse

Stahlrolle

Diamantabrichtscheibe

Diamantabrichtrollen

usw.

Zusammenfassung und Ausblick Wo immer möglich, sollten Diamant- und Bornitridschlefscheiben so eingesetzt werden, daß nicht abgerichtet werden muß. Unter bestimmten Voraussetzungen lassen sich die Schleifverfahren entsprechend gestalten. Wenn diese Voraussetzungen nicht erfüllt werden können, ist ein Abrichten nach Ende der Standzeit erforderlich. Weil das Abrichten von Bornitrid- und Diamantschlefscheiben weitaus schwieriger ist als das Abrichten konventioneller Schleifscheiben, ist eine präzise Abstimmung des Abrichtwerkzeuges, der Stellgrößen beim Abrichten und der Abrichtstrategie auf die Schleifscheibe und den Schleif- prozeß erforderlich. Gegebenenfalls ist hierzu ein anwendungstechnischer Berater "Schleifscheiben Hersteller" anzufordern.

Die zunehmende Anwendung von CBN-Schleifwerkzeugen in der Serienproduktion erfordert Abrichtverfahren, die den besonderen Ansprüchen der dortigen Arbeitsabläufe Rechnung tragen. Besondere Bedeutung kommt dabei der Automatisierbarkeit der Abrichtverfahren und ihrer Fähigkeit zu, schleiffreudige Schleifscheiben zu erzeugen.

Abrichtwerkzeuge

Die üblichsten Brechabrichtwerkzeuge sind Peristat und Brechrolle. Gemeinsam für Schleifscheiben, die mit diesen Werkzeugen abgerichtet werden, ist, daß sie eine offene Struktur, die gute Zerspanungsfahigkeit bewirkt, erhalten. Ein Peristat besteht aus einem schmalen, gutgelagerten Rädchen, in der Regel aus Hartmetall. Das Abrichten erfolgt dadurch, daß das Rädchen so hart gegen die Schleifscheibe gedrückt wird, daß die Bindemittelbrücken zerbrochen oder die Schleifmittelkörner zersplittert werden. Auch das Abrichten mit Brechrolle erfolgt dadurch, daß der Druck zwischen Rolle und Schleifscheibe so groß wird, daß die Festigkeit des Bindemittels oder der Schleifmittelkörner überschritten wird. Weil die Brechrolle größer ist und nicht so leicht wie das Peristaträdchen rotiert, muß die Schleifscheibe während des Abrichtens eine Geschwindigkeit haben, die niedriger als normal ist. Die beste Geschwindigkeit ist etwa 60m/min, und die Maschine muß also hierfür konstiuiert sein. Eine andere aber weniger zufriedenstellende Lösung ist, daß die Brechrolle mit Antrieb, der Rolle und der Schleifscheibe die geeignete Geschwindigkeit gibt, versehen ist. Das Material der Brechrolle ist Hartmetall oder hochlegierter, gehärterter Stahl. Durch Verwenden einer profilierten Rolle kann man ein schnelles Profilabrichten der Schleifscheibe erhalten. Wenn man volles Profil in der Schleifscheibe gebrochen hat, soll die Brechrolle während max. 2 bis 4 Umdrehungen der Schleifscheibe in Eingriff bleiben. Sonst ist unnötige Abnutzung die Folge. Abrichten mit Brechrolle wird nur für Schleifscheiben mit keramischem Bindemittel verwendet. Die Methode fordert gute Stabilität im System Brechrolle/Schleifscheibe.

Diamantwerkzeuge Bei Verwendung von Diamantwerkzeugen nutzt man die überlegene Härte des Diamanten aus. Beim Abrichten von feinkörnigen, weich gebundenen Schleifscheiben mit spröden Korundschleifmitteln haben Diamantwerkzeuge eine sehr gute Lebensdauer. Siliziumkarbidschleifscheiben, besonders wenn sie gobkörnig und hart gebunden sind, können dagegen großen Verschleiß des Diamantwerkzeuges verursachen. Da der Diamant hitzeempfindlich ist, ist richtige Kühlung wichtig. Diese Kühlung muß während des ganzen Abrichtens und mit einem ebenen Fluß erfolgen, um schnelle Temperaturschwankungen, die den Diamanten splittern könnten. zu vermeiden.

Bei den Diamantwerkzeugen wird zwischen Einkornwerkzeugen. Vielkornwerkzeugen, Diamantrollen und Diamantblöcken unterschieden. Es gibt auch einen neu entwickelten Abrichtwerkzeugtyp. wo der Naturdiamant mit einer gesinterten Diamantschicht auf einer Hartmetallplatte ersetzt worden ist. Der Einkorndiamant ist das universalste Abrichtwerkzeug. Ein Nachteil sind die immer höheren Preise gößerer Diamanten. Wird ein Einkorndiamant falsch eingesetzt, besteht die Gefahr, daß die Spitze stumpf wird und man dadurch ein schlechtes Abrichtresultat erzielt. Ein Einkorndiamant soll mit etwa 15° Winkel zur Schleifscheibe montiert und dann und wann gedreht werden, damit der Verschleiß gleichformig wird und der Diamant scharf verbleibt. Die meisten Werkzeuge dieses Types haben Markierungen, die zeigen, in welchen Richtungen der Diamant am beständigsten ist. Der Diamant soll immer so eingestellt werden, daß eine dieser Markierungen in der Drehrichtung der Schleifscheibe liegt. Die Zustellung des Diamanten soll nie 0,025mm übersteigen, und die Anzahl Übergänge soll darauf begrenzt werden, was für die Wiederherstellung der geometrischen Form der Schleifscheibe notwendig ist. Zwei Übergänge pro Abrichtung genügen oft. Wie genannt ist die Kühlung wichtig. Wenn der Diamant so abgenutzt worden ist. daß eine Platte größer als etwa 1mm² ausgebildet worden ist, soll er neu gefaßt werden. Meißelgeschliffene Einkorndiamanten verursachen sehr hohe Abrichtwerkzeugkosten und sollen nur für solche Profilabrichtungen verwendet werden, die diesen Werkzeugtyp erfordern. Vielkornwerkzeuge gibt es in manchen verschiedenen Modellen. Man verwendet hier Diamanten kleinerer Größen, was einen niedrigeren Preis und die Gefahr großer Verschleißplatten vermindert. Vielkornwerkzeuge fordern oft nicht so große Kenntnisse des Schleifers und können in manchen Fällen ohne Ausjustierung der Einstellung verwendet werden, bis sie ganz abgenutzt sind. Gewisse Vielkornwerkzeuge arbeiten jedesmal mit nur einer Spitze. z. B. mit den Diamanten hintereinander montiert. Verwendung und Abrichtresultate entsprechen dann denen des Einkorndiamanten. Andere Typen arbeiten mit mehreren Spitzen gleichzeitig, was natürlich bei der Wahl von Abrichtdaten usw. berücksichtigt werden muß. Der sog. Blattdiamant hat viele kleine Diamanten in einer oder mehreren Schichten parallel zur Drehebene der Schleifscheibe orientiert. Die Anlagefläche wird nur einige Zehntel Millimeter, und das Werkzeug kann deshalb in gleicher Weise wie ein scharfer Einkorndiamant verwendet werden. Es kann sogar genaue Profile formen. Sog. Pulverdiamanten enthalten einen feinkörnigen Diamantsplitter. Die Verwendung ist begrenzt. Diamantrollen ermöglichen sehr kurze Abrichtzeiten. Sowohl gerade als auch profilierte Schleifscheiben können abgerichtet werden. Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit der Diamantrolle beeinflussen erheblich die Abrichtstruktur. Wegen der hohen Preise der Diamantrollen werden sie vorzugsweise bei Serienproduktion eingesetzt. Diamantblöcke bestehen aus vielen kleinen Diamanten oder Diamantsplitter in einem Metallbindemittel. Sie werden zum Abrichten von Profilen verwendet. Sie sind eine billigere Alternative zu den Diamantrollen beim Schleifen von kleinen Serien.

Abrichten von Diamantscheiben

Abrichtparameter

Umfangsgeschwindigkeit der SíC-Scheibe 18-25 m/s

Umfangsgeschwindigkeit der Diamantscheibe 5-15 m/s

Zustellung pro Überlauf 0,005-0,01mm

Arbeitssicherheit

Schleifscheiben mit keramischer Bindung sind bruchempfindlich. Kommt es durch Haarrisse, unsachgemäße Aufspannung oder große Fliehkräfte zum Zerspringen der Schleifscheibe, werden Bruchstücke mit der Scheibenumfangsgeschwindigkeit von 80km/h bis 400km/h weggeschleudert - eine tödliche Gefahr, wenn ohne Schutzvorrichtungen gearbeitet wird. Beim Aufspannen von Schleifscheiben und beim Schleifen sind die Unfallverhütungsvorschriften zu beachten:

• Eine Klangprobe ist unmittelbar vor dem Aufspannen einer neuen oder

gebrauchten Scheibe durchzuführen. Dazu wird die Scheibe rechts oder links von der Mittellinie leicht angeschlagen. Rissfreie Scheiben ergeben einen klaren Klang.

Beim Aufspannen ist zu beachten:

• Die Schleifscheiben müssen sich leicht auf die Spindel schieben lassen.
• Der Mindestdurchmesser der Flansche beträgt bei geraden Schleifscheiben 1/3xD (Bild 1 ).
• Es dürfen nur gleich große und an der Anlageseite gleich geformte Flansche mit weichen Zwischenlagen verwendet werden, um jede Biegebeanspruchung zu vermeiden.
• Die Unwucht ist zu prüfen und die Schleifscheibe wenn notig auszuwuchten
• Jeder neu aufgespannte Schleifkorper muss mindestens 5 Minuten bei der hochstzulässigen Drehzahl in einem abgegrenzten Gefahrbereich probelaufen.
• Die Werkstückauflage oder die Schutzhaube dürfen nur bei stillstehender Schleifinaschine nachgestellt werden (Bild 2 )
• Beim Schleifen muss eine Schutzbrille getragen werden.

Beim Schleifen sind die UVV zu beachten!

Klangprobe und Aufspannen

Aufspannen von Schleifscheiben

Bevor eine keramisch gebundene Scheibe aufgespannt wird, sollte die Klangprobe vorgenommen werden. Dazu wird die Scheibe mit einem nicht- metallischen Hammer rechts und links von der senkrechten Mittellinie leicht angeschlagen. Das leichte Anschlagen sollte einen hellen "Glockenklang" verursachen. Bei einem dumpfen Klang die Scheibe nicht einsetzen. Zwischen den Stahlflansch und die Scheibe gehören Kunststofiflansche (Polypropylen, 0.5mm dick).

Bohren

Bohrergeometrie

Was versteht man unter "Bohrergeometrie" und was bewirkt sie? Unter Bohrergeometrie bezeichnet man Anzahl und Lage der Bohrerschneiden, der Spannuten und die dabei verwendeten Winkel. Nachfolgend die wichtigsten Begriffe der Bohrergeometrie und ihre Auswirkung auf den Bohrvorgang.

Spitzenwinkel

Am Spiralbohrer ist ein Spitzenwinkel nötig damit sich der Bohrer im Werkstück zentrieren kann. Er muß in jedem Falle kleiner als 180° sein. Je größer der Spitzenwinkel um so geringer ist die Schneidenlänge bei gegebenem Durchmesser. Geringere Schneidenlänge bedeutet bessere Bohrerführung, und weniger Anpreßdruck ist nötig. Je kleiner der Spitzenwinkel um so größer ist die Schneidenlänge bei gegebenem Durchmesser. Längere Schneidenlänge bedeutet schlechtere Führung und höherer Anpreßdruck ist nötig. Tvpisch sind Spitzenwinkel von 118° (allgemein für weichere Werkstoffe) und 135° (in der Regel für härtere Werkstoffe). Andere Spitzenwinkel haben durchweg schlechtere Eigenschaften und werden nur in ganz speziellen Anwendungsfällen verwendet.

Freiwinkel

Der Freiwinkel ist nötig damit die Bohrerschneide in das Werkstück eindringen kann. Ist kein Freiwinkel vorhanden, so reibt die Bohrerschneide auf dem Werkstück entlang ohne einzudringen. Der Freiwinkel wird durch den Hinterschliff der Bohrerschneiden erzeugt. Ist der Freiwinkel zu groß, ist also die Bohrerschneide zu stark hinterschliffen, dann besteht die Gefahr, daß die Schneide unter Belastung vorzeitig verschleißt bzw. ausbricht. Ebenso besteht die Gefahr. daß die Schneide durch den geringen Schneidwiderstand im Werkstück einhakt.

Spanwinkel

Der Spanwinkel der Bohrerschneide wird durch den Seitenspanwinkel der Bohrerwendel bestimmt. Er hat entscheidenden Einfluß auf Spanbildung und die Spanabfuhr. Er richtet sich deshalb nach den Eigenschaften des Werkstoffes. Die drei wichtigsten Bereiche werden mit den Buchstaben N. H und W bezeichnet.

Typ N hat einen Seitenspanwinkel im Bereich 19° ... 20° und gilt als Standardwinkel für Stahl

Typ H hat einen Seitenspanwinkel im Bereich von 10° ... 19° und findet bei spröden Metallen (Messing) Anwendung.

Typ W hat einen Seitenspanwinkel im Bereich 27° ... 45° und findet Anwendung bei weichen bzw. langspänigen Metallen wie Aluminium und Kupfer.

Seitenspanwinkel

Für die Holzbearbeitung gelten besondere Regeln. Man verwendet je nach Holzart individuelle Anschliffe.

Hauptschneide

Die Hauptschneide übernimmt den eigentlichen Bohrvorgang. Am Spiralbohrer sind stets zwei Hauptschneiden vorhanden. Sie sind durch eine Querschneide verbunden.

Querschneide

Die Querschneide befindet sich in der Mitte der Bohrerspitze und hat keine Schneidwirkung. Sie übt lediglich Druck und Reibung auf das Werkstück aus und ist im Grunde dem Bohrvorgang hinderlich. Durch entsprechende Schleifverfahren (die kostenaufwendig sind) kann man die Länge der Querschneide verringern. Dieses sogenannte Ausspitzen oder der Kreuzschliff haben eine wesentliche Verringerung der Reibkräfte zur Folge und damit eine Verringerung der nötigen Vorschubkraft. Gleichzeitig wird die Bohrerspitze im Werkstück besser zentriert.

Fase (Nebenschneide)

An den Spannuten befinden sich die beiden Fasen. Sie sind scharf geschliffen und bearbeiten zusätflich die Seitenflächen des Bohrloches. Von ihrer Beschaffenheit hängt die Qualität der Bohrlochwandung entscheidend ab. Bei Bohrem für Holz wird unter Umständen auf eine Fase verzichtet. Der Bohrer hat dadurch eine bessere Führung.

Bohrerwerkstoff

Was sind die wichtigsten Kriterien. die man an einen Bohrer stellen muß? Neben der Bohrergeometrie sind die wichtigsten Kriterien der Bohrerwerkstoff, die Bohreroberfläche und das Fertigungsverfahren. Einfluß des Bohrerwerkstoffes:

Werkzeugstahl

Diese auch unter der Bezeichnung Chrom-Vanadium bekannten Bohrer eignen sich für das Bohren in Holz. Sie sind leicht schärfbar. In Metall sollten sie nicht angewendet werden.

Hochleistungs-Schnellschnittstahl (HSS)

Durch unterschiedliche Mixtur der Legierungsbestandteile kann man Bohrer auf ganz spezielle Einsatzfälle hin optimieren. Die Anteile von Chrom und Cobalt fördern die Härte und die Hitzebeständigkeit der Bohrer. HSS-Bohrer werden hauptsächlich im Metallbereich eingesetzt. Für zähe und harte Metalle (korrosionsfeste Stähle) eignen sich besonders cobaltlegierte Bohrer.

Hartmetall

Hartmetalle sind künstlich hergestellte Metalle mit hohem Anteil an Wolfram und Cobalt. Sie werden durch Sinterverfahren hergestellt und sind extrem hart und spröde. Aus diesem Grund werden sie in erster Linie nur für die Bohrerschneiden verwendet. Bei handgeführten Maschinen werden harrmetallbestückte Bohrer zur Bearbeitung von nichtmetallischen Werkstoffen wie Keramik Glas und glasfaserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Ihre besonderen Eigenschaften werden durch entsprechenden Schliff der Bohrerschneiden für das zu bearbeitende Material optimiert.

Einfluß der Bohreroberfläche:

Blank

Güte des Bohrers hängt von der Feinbearbeitung der Oberfläche ab. Je glatter die Oberfläche. desto weniger Reibung ist vorhanden.

Oxydbeschichtet

Titannitrit-beschichtet

Einfluß wie oxvdbeschichtet hervorragende Reibungsverminderung durch die Eigenschaften des Titannitrits. Nicht für alle Werkstoffe geeignet.

Bohrerfertigungsverfahren

Einfluß des Fertigungsverfahrens auf die Bohrergüte:

Rollgewalzte Bohrer

Spanlos geformter Bohrer mit sehr hoher Elastizität kostengünstigem Fertigungsverfahren. Standzeit, erreichbare Bohrqualität und Arbeitsfortschritt entsprechen dem Preisniveau.

Gefräste Bohrer

Spannuten werden aus dem Vollen gefräst, Fase geschliffen. Fertigungsverfahren für mittlere Qualität. Spanabfuhr bei tiefen Bohrungen wegen fräsrauher Oberfläche der Spannuten nicht optimal.

Geschlifiene Bohrer

Aus dem Vollen geschliffene Bohrer mit hervorragender Oberflächengüte. Dadurch sehr maßhaltig und mit hoher Rundlaufgenauigkeit. Leichter Spanabfluß und hohe Standzeiten bei raschem Arbeitsfortschritt.

Bohrerarten

Welche Arten von Bohrern gibt es und welches sind ihre Eigenschaften'?

Spiral-(Wendel) bohrer

Aufbau: Spiralbohrer haben an der Spitze zwei Schneiden sowie am Schaft eine zweigängige Spannut.

Funktion: Durch den Andruck dringen die Schneiden in den Werkstoff ein. Die beim Bohren anfallenden Späne werden durch die Spannuten aus dem Bohrloch gefördert.

Anwendung: Spezialist für Metallbearbeitung darüber hinaus generelle Anwendung von kleinsten bis zu den größten Durchmessern in fast allen Werkstoffen möglich.

Besonderheiten: Der Universalbohrer schlechthin. Bohrer erfordert hohe Vorschubkräfte von selten des Anwenders. Bei tiefen Bohrlöchem Neigung zum Verstopfen. Verwendung in Holz nicht empfehlenswert, Bohrer "verläuft". Kostengünstiger Bohrer. Spezialist: Karosseriebohrer Spiralbohrer mit kurzer Arbeitslänge für die Blechbearbeitung, Vorbohren für Popnieten.

HM-Mehrzweckbohrer

Aufbau: Spiralbohrerschaft mit eingesetzter Hartmetallplatte. Die Schneiden der Harrmetallplatte sind scharf geschliffen.

Funktion: Die Schneidengeometrie erzeugt mehr eine Schabewirkung als eine Schneidwirkung.

Anwendung: Bohren bzw. Aufbohren von Durchgangslöchern in abrasiven Materialien. Besonderheiten: HM-Mehrzweckbohrer sind geeignet für Keramik. Steingut. Gestein. Mauerwerk und glasfaserverstärkte Kunststoffe. Bei Metall hohe Andruckkräfte und langsamer Arbeitsfortschritt bei weichen Werkstoffen. Holz sehr rauher Schnitt. HM-Mehrzweckbohrer eignen sich besonders für Verbundmaterialien (Sandwichplatten). Hierbei sind oft mehrere Materialien wie Holz/Glasfaserwerkstoffe und Metalle miteinander verbunden. Es ist logisch, dass dabei ein Bohrer verwendet werden muß, der mit dem schwierigsten Material des Verbundes zurechtkommt. Auf Grund der scharfgeschliffenen Hartmetallschneiden nicht für Schlagbohrbetrieb geeignet.

Anschlifftypen

Normalanschliff (1)

Kegelmantelschliff (2) mit ausgespitztem Kern

Vorteile: gerirrger Bohrdruck

Kegelmantelschliff (3) ausgespitzter Kern, Spanwinkel korrigiert

Vorteile: durch gerirrgen Spanwinkel und großen Keilwinkel sehr stabile, Widerstarrdsfähige Schneiden.

Kegelmantelschliff (4) mit Kreuzanschliff

Vorteile: gerirrger Bohrdruck, leichtes zentrisches Anbohren.

Kegelmantelschliff (5) Kern ausgespitzt, Schneidecken unter 90° facettiert

Vorteile: geschützte, Widerstarrdsfähige Schneidecken zum Bohren von Grauguss

Spitzenwinkel 180° (6) mit Zentrumsspitze 90°

Vorteile: zentrisches Bohren, runde und gratarme Bohrungen in Bleche.

Vierflächenschliff (7)

Vorteile: leichtere Schleifmöglichkeit bei kleinerem Bohrerdurchmesser.

Anschliff U (8) ausgespitzter Kern mit Spanwinkelkorrektur bis zur Schneidecke und positivem Spanwinkel auch im Kernbereich

Vorteile: leichtes und ruhiges Anbohren, günstige Spanfördereigenschaften, für große Bohrtiefen geeignet.

Zentrierbohrer

Zentrierbohrer DIN 332

Zentrierbohrer Typen:

Typ A

Spiralgenutet = Senkwinkel 60°, Spitzenwinkel 118°

Typ B

Spiralgenutet= Senkwinkel 60°, Spitzenwirrkel 118° = Schutzsenkung 120°

Typ R

Spiralgenutet= Senkwinkel 60°, Spitzenwinkel 118°, Übergangsradius vom zylindrischen Teil in die Stufe

Spanfläche Umfang oder Brust ~16-20° Spanwinkel

Freiwinkel am 60° Hinterschliff (axial/radial) ~ 1-2 mm

Ausspitzen des Bohrerauschliffes nur bei großen Durchmesser

1. Freiwinkel am Spitzenwinkel ~12°

2. Freiwinkel am Spitzenwinkel ~25°

3. Kegelmantelhinterschliff ~ 10° Freiwinkel