Verschleißnivellierung beim Werkzeugschleifen

Nutentiefschliff eines Vollhartmetallfräsers mittels einer gradierten Diamantschleifscheibe
Nutentiefschliff eines Vollhartmetallfräsers mittels einer gradierten Diamantschleifscheibe Bild: ©Rf 104019/Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Uni Hannover

Das Nutentiefschleifen ist der entscheidendste Schritt in der Prozesskette bei der Herstellung von Fräsern. Insbesondere bei der Bearbeitung von Hartmetall tritt dabei ein stark variierender Verschleiß des Schleifwerkzeugs entlang der Schleifscheibenbreite auf, welcher die Standzeit und die Wirtschaftlichkeit des Prozesses reduziert. Am IFW ist es nun gelungen ein Schleifwerkzeug so zu konzipieren, dass eine deutliche Verschleißnivellierung erreicht wird und somit die Standzeit deutlich gesteigert werden kann.

Bei der Nutbearbeitung von Hartmetallschaftwerkzeugen entstehen lokal stark variierende Belastungen auf dem Belag des Schleifwerkzeuges. Aus den unterschiedlichen Belastungen resultiert ein ebenso ungleichmäßiger Verschleiß über die Schleifwerkzeugbreite. Dies führt zu einem Verlust der Konturgenauigkeit bei den hergestellten Werkzeugen, weshalb die Abrichtintervalle der Schleifscheiben verkürzt werden müssen, um diesem Effekt gegenzusteuern. Abrichtprozesse sind sowohl zeit- als auch kostenaufwändig. Am IFW wurde nun eine belastungsangepasste Auslegung der Schleifwerkzeuge durchgeführt. Dafür wurden in einem ersten Schritt die auf den Schleifbelag wirkenden Kräfte durch mehrere Simulationen ermittelt. Daraus wurde ein Modell entwickelt, mit welchem der Belag der Schleifscheibe in der Fertigung genau an die späteren Einsatzbedingungen angepasst werden kann. Die Anzahl der Schleifkörner wird dabei lokal an die zu erwartende Belastung angepasst, so dass die Belastung pro Schleifkorn über die Schleifscheibenbreite konstant bleibt. Die daraus resultierende konstante Einzelkornbelastung auf der gesamten Oberfläche der Schleifscheibe bewirkt dann eine Nivellierung des Verschleißes während dem Nutentiefschleifen. In ersten Versuchen konnte bereits eine deutliche Steigerung der Profilgenauigkeit erreicht werden. Daraus lässt sich entsprechend sowohl eine höhere Profilgenauigkeit und Wirtschaftlichkeit des Prozesses als auch eine längere Lebenszeit der Schleifwerkzeuge erwarten.

Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen, Uni Hannover

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