Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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    Einsatz innovativer Schleifverfahren macht Hochleistungsbearbeitung wirtschaftlicher
    ( 2009)
    Uhlmann, E.
    ;
    Sammler, C.
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    Hoghe, T.
    ;
    Borsoi Klein, T.
    Mit innovativen Schleifverfahren wie das Schnellhubschleifen und das Planschleifen kann die Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen erheblich gesteigert werden. Durch intensive Forschung auf dem Gebiet der Bearbeitung sprödharter Materialien konnte nachgewiesen werden, daß die optimalen Schnittbedingungen auch bei der Planschleifbearbeitung mit Planetenkinematik im Bereich erhöhter Schnittgeschwindigkeiten und Anpreßkräfte liegen. So sind mit diesen Maschinensysteme Schleifscheibendrehzahlen von bis 2000 U/min sowie Anpreßkräfte von bis zu 4000 daN möglich. Dadurch können theoretische Schnittgeschwindigkeiten von bis zu v(c) = 45 m/s am Werkstück erreicht werden. So ergeben sich technische und wirtschaftliche Vorteile in Form von kürzerer Bearbeitungszeit sowie höherer Bauteilqualität. Durch Anpassung der Maschinensteuerung lassen sich Schrupp-, Schlicht- und Finishbearbeitung in einem Arbeitsgang realisieren. Insbesondere bei der Bearbeitung von Ceramic Matrix Composites (CMC) mit Hilfe des Zweiseiten-Hochgeschwindigkeitsplanschleifen mit Planetenkinematik ergaben sich im Vergleich zur herkömmlichen Prozeßführung exzellente Ebenheiten und Oberflächengüten; außerdem konnte die Bearbeitungszeit um den Faktor fünf gesenkt werden. Bei der Fertigung großer Losgrößen aus metallischen Werkstoffen mit herkömmlichen Schleifwerkzeugen ist derzeit das CD-(Continuos-Dressing-)Tiefschleifen das am weitesten verbreitete Verfahren. Im Gegensatz zum Tiefschleifen wird die Geometrie beim Schnellhubschleifen mit vergleichsweise geringen Zustellungen und deutlich gesteigerten Werkstückgeschwindigkeiten in mehreren Überschliffen eingebracht. Mit dem prototypischen Maschinensystem Blohm Profimat MT 408 können Werkstückgeschwindigkeiten von bis zu v(ft) = 200 m/min bei Beschleunigungen von bis zu a(ft) = 50 m/s2 eingestellt werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchung konnten die spezifischen Schleifenergien bei sechsfachem theoretischem bezogenen Zerspanungsvolumen von 12 mm3/mms auf 72 mm3/mms mehr als halbiert werden.