Entwicklung einer Schleifscheibe für das Hochleistungsschleifen mit einer strömungsmechanisch ausgelegten, internen Kühlschmierstoff-Zufuhr

Das Fertigungsverfahren Schleifen ist ein Bearbeitungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide. Schleifen stellt traditionell einen der wichtigsten Bearbeitungsschritte beim herstellen präziser Bauteile dar. Durch Verbesserungen auf dem Gebiet der Werkzeugtechnologie wird beim Hochleistungsschleifen eine um das 100- bis 1000-fach höhere Abtragsleistung als beim konventionellen Schleifen erreicht. Der wesentliche Teil der Antriebsleistung wird in Wärme umgesetzt, was rasch zu einer thermischen Schädigung der Werkstückoberfläche führen kann. Zur Reduzierung der Temperaturen wird Kühlschmierstoff (KSS) eingesetzt, der beim Hochleistungsschleifen zumeist reines Schleiföl ist. Seine Hauptaufgaben sind Verminderung der Reibung, Abfuhr der Späne, Kühlung der Kontaktzone und Reinigung der der Schleifscheibentopologie.

Derzeit wird der KSS in erheblichen Mengen (200 - 1000 l/min) unter Einsatz unterschiedlicher Düsenkonzepte unter hohen Drücken (20 - 100 bar) in die Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück gefördert. Im geslossenen Prozeß muß der KSS aufbereitet und ggf. gekühlt werden. Die Leistung für die KSS-Versorgung ist oft genauso groß wie die Antriebsleistung für den eigentlichen Schleifvorgang. Die tatsächlich benötigte Menge liegt dabei deutlich niedriger als die zugeführte Menge, was insgesamt zu einem Einsparpotential von über 90 % führt.

Ziel des Forschungsprojektes ist die Reduzierung des KSS- und Energieeinsatzes beim industriellen Hochleistungsschleifen. Der Ansatz zur Erreichung dieses Ziels besteht in einer effizeinteren Zufuhr des KSS in die schwer zugängliche Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück. Die effizientere Zuführung in die Kontaktzone erfolgt durch Einsatz des Werkzeugkonzepts der innengekühlten Schleifscheibe. Hierbei wird der KSS nicht mehr über separate KSS-Leitungen und Einsatz von Düsen von außen auf Schleifscheibe und Werkstück gespritzt, sondern gelangt durch Kanäle in der Schleifscheibe direkt in die Kontaktzone.