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1 Welche Rautiefe kann mit der Körnung 60 etwa erreicht werden?

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Körnung (Tabelle 1) Die Körnungsnummer entspricht der Maschenzahl des Siebes auf 1 inch Länge, durch welches das bezeichnete Korn gerade noch hindurchfällt, während es auf dem nächst engeren Sieb liegen bleibt. Die sehr feinen Körnungen werden im Schlämmverfahren getrennt. Die Körnungen von Diamant und Bornitrid werden entsprechend der Siebmaschenweite in Mikrometer angegeben. Die Körnung mit der Bezeichnung D150 (Diamantkorn) bzw. B 150 (CBN-Korn) hat eine Korngröße zwischen 125 Mikrometer und 150 Mikrometer. Die Körnung muss umso feiner sein, je kleiner die geforderte Rautiefe und je scharfkantiger die Schleifprofile werden sollen. Diese Körnung ist demfall 60 Mikrometer. In Tabelle 1 S. 189 ablesbar, Rautiefe 2.5 bis 5 also etwa 2.5. Weil 60 die Maschenzahl pro Inch angibt. Die Klassierung der Körner nach Größe erfolgt durch Absieben. Grundlage aller Standards ist die Maschenweite der Siebe, durch die die Schleifkörner durchtreten. Dabei wird die mittlere Korngröße von der Form des Einzelkorns bestimmt. Unterhalb einer bestimmten Korngröße kann durch Absetzen aus einer aufgeschlämmten Wasser-Korn-Suspension klassiert werden. Die Körner werden zu einem Werkzeug gebunden verwandt (Schleifen, Honen) oder auch in loser Form eingesetzt (Läppen, Strahlen).

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2 Welche Aufgabe hat die Bindung einer Schleifscheibe?

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Bindung der Schleifkörner (Tabelle 2) Die Bindung hat den Zweck, die einzelnen Körner so lange festzuhalten, bis sie stumpfgeworden sind. Schleifscheiben mit keramischer Bindung haben Porenräume und sind gut abrichtbar. Kunstharzbindungen halten das Korn stärker fest, wodurch höhere Schleifkräfte auftreten. Die freiliegenden Kornspitzen ergeben jedoch einen kühleren Schliff. Die Bindung wird je nach den Erfordernissen des Bearbeitungsprozesses und denen des Kornmaterials gewählt. Sie hat die Aufgabe,die Schleifkörper im Bindungsverband zu halten und das Herausbrechen von verschlissenen Körnern zu ermöglichen. Es werden anorganische Bindungen (Keramik, Silicat, Magnesit), organische Bindungen (Gummi, Kunstharz, Leim) und metallische Bindungen (Bronze, Stahl, Hartmetall) eingesetzt. Bindungen aus Keramik oder Kunstharz werden überwiegend verwendet. Bei der Herstellung eines Werkzeugs kann dessen Struktur durch Variation der Korn-, Bindungs- und Porenanteile in Grenzen beeinflusst werden.

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3 Welche Vorteile haben keramische Bindungen beim Profilschleifen?

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Schleifscheiben mit keramischer Bindung haben Porenräume und sind gut abrichtbar.

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4 Was versteht man unter der Härte einer Schleifscheibe?

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Härte von Schleifkörpern (Tabelle 1) Unter der Härte einer Schleifscheibe versteht man nicht die Härte des Schleifkornes, sondern den Widerstand der Bindung gegen das Ausbrechen der Schleifkörner. Beim Schleifen von harten Werkstoffen können bei starkem Reibungsverschleiß, aber kleiner Kornbelastung, nur weiche Scheiben den „Selbstschärfeffekt" sicherstellen. Bei weichen Werkstoffen erfordern die dickeren Späne eine größere Kornhaltekraft, also härtere Scheiben. Zu weiche Scheiben sind wegen des hohen Scheibenverschleißes immer unwirtschaftlich: Die Körnerbrechen aus, bevor sich Verschleißflächen gebildet haben. Die Schleifscheibe verliert dadurch ihre Form (Profil), sie „bricht zusammen". Eine zu harte Scheibe hält dagegen das Korn zu lange fest, sie „schmiert" und glänzt. Gleichzeitig wachsen Schleifdruck und Temperatur in der Kontaktzone. Die Wirkhärte einer Scheibe im Schleifprozess ist nicht allein vom Härtegrad abhängig, sondern auch von der Körnung, dem Porenvolumen und der Spanungsdicke(Bild 1).

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5 Warum ist der Verschleiß auch von der Scheibenhärte abhängig?

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Verschleiß am Schleifkorn (Bild 1) Bei hoher Schnittkraft überwiegt das Brechen und Ausbrechen der Körner aus der Bindung. Bei kleiner Schnittkraft wird erst mit zunehmendem Reibungsverschleiß an der Schneidkante die Kornbelastung so hoch, dass vom Korn kleine Partikel absplittern. Durch das Splittern und Ausbrechen der Körner bilden sich neue Schneiden. Der Schleifkörper schärft sich dadurch selbst. Härte von Schleifkörpern (Tabelle 1) Unter der Härte einer Schleifscheibe versteht man nicht die Härte des Schleifkornes, sondern den Widerstand der Bindung gegen das Ausbrechen der Schleifkörner. Beim Schleifen von harten Werkstoffen können bei starkem Reibungsverschleiß, aber kleiner Kornbelastung, nur weiche Scheiben den „Selbstschärfeffekt" sicherstellen. Bei weichen Werkstoffen erfordern die dickeren Späne eine größere Kornhaltekraft, also härtere Scheiben. Zu weiche Scheiben sind wegen des hohen Scheibenverschleißes immer unwirtschaftlich: Die Körnerbrechen aus, bevor sich Verschleißflächen gebildet haben. Die Schleifscheibe verliert dadurch ihre Form (Profil), sie „bricht zusammen". Eine zu harte Scheibe halt dagegen das Korn zu lange fest, sie „schmiert" und glänzt. Gleichzeitig wachsen Schleifdruck und Temperatur in der Kontaktzone. Die Wirkhärte einer Scheibe im Schleifprozess ist nicht allein vom Härtegrad abhängig, sondern auch von der Körnung, dem Porenvolumen und der Spanungsdicke(Bild 1). Arbeitsregeln Für harte Werkstoffe wählt man weiche und für weiche Werkstoffe harte Schleifscheiben. Bei feiner Körnung und dünnen Spanen sollten wegen der größeren Wirkhärte weichere Scheiben verwendet werden, da bei diesen das Korn leichter ausbricht.

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6 Warum verwendet man für harte Werkstoffe weiche Schleifscheiben und für weiche Werkstoffe harte Schleifscheiben?

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Härte von Schleifkörpern (Tabelle 1) Unter der Härte einer Schleifscheibe versteht man nicht die Härte des Schleifkornes, sondern den Widerstand der Bindung gegen das Ausbrechen der Schleifkörner. Beim Schleifen von harten Werkstoffen können bei starkem Reibungsverschleiß, aber kleiner Kornbelastung, nur weiche Scheiben den „Selbstschärfeffekt" sicherstellen. Bei weichen Werkstoffen erfordern die dickeren Späne eine größere Kornhaltekraft, also härtere Scheiben. Zu weiche Scheiben sind wegen des hohen Scheibenverschleißes immer unwirtschaftlich: Die Körnerbrechen aus, bevor sich Verschleißflächen gebildet haben. Die Schleifscheibe verliert dadurch ihre Form (Profil), sie „bricht zusammen". Eine zu harte Scheibe halt dagegen das Korn zu lange fest, sie „schmiert" und glänzt. Gleichzeitig wachsen Schleifdruck und Temperatur in der Kontaktzone. Die Wirkhärte einer Scheibe im Schleifprozess ist nicht allein vom Härtegradabhängig, sondern auch von der Körnung, dem Porenvolumen und der Spanungsdicke (Bild 1).

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7 Warum werden beim Bohrungs- und Tiefschleifen offenporige Schleifscheiben empfohlen?

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Beim Tiefschleifen (Vollschnittschleifen) wählt man eine große Zustellung und wegen der großen Kontaktlänge eine kleine Vorschubgeschwindigkeit. Dadurch entstehen dünne Spänchen, ein kleiner Kornverschleiß und somit eine große Profilstandzeit. Das verringert deutlich die Abrichtkosten. Schleifmittel (Tabelle 1) Die meisten Schleifscheiben enthalten Schleifkörner aus Korund (weiß, rosa) oder Siliciumcarbid (grün, schwarz). Die Kornzähigkeit nimmt mit steigender Härte des Schleifkornes ab. Sprödharte Körner ermöglichen bei kleiner Kornbelastung (Feinschleifen) die Selbstschärfung durch Kornsplitterung. Eine ausreichende Zähigkeit verhindert bei großer Kornbelastung (Vorschleifen) den vorzeitigen Kornbruch. Schleifkörner sollen eine große Härte sowie eine ausreichende Kornzähigkeit und Wärmebeständigkeit besitzen.

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8 Warum müssen Schleifscheiben abgerichtet werden?

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Abrichten (Bild 2) Das Abrichten von Schleifkörpern hat zwei Ziele: • profilieren, um Profile, Radien und Maße innerhalb der Toleranzen zu erreichen. Bei frisch aufgespannten Schleifscheiben muss auch der Rund- und Planlauf verbessert werden. • Schärfen, um durch den Abtrag der Bindung den Spanraum zu vergrößern und um den Eingriff der Schleifkörner zu verbessern. Korund- und Siliciumcarbid-Schleifscheiben sind nach dem Profilieren mit Abrichtwerkzeugen aus Diamant oder Stahl bereits ausreichend geschärft (Bild 3). Diamant- oder CBN-Schleifscheiben werden mit Siliciumcarbid-Abrichtscheiben oder Diamant-Profilabrichtrollen profiliert. Beim Schärfen wird mit Schärfsteinen aus Korund die Bindung abgetragen, bis der optimale Kornüberstand von etwa einem Drittel der Korngröße erreicht ist.

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9 Welche Unfallverhütungsvorschriften sind beim Prüfen und Aufspannen der Schleifscheiben zu beachten?

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3.7.9.2 Sicherheit beim Schleifen Die Schleifscheiben mit keramischer Bindung sind bruchempfindlich. Kommt es durch Haarrisse oder unsachgemäße Aufspannung zum Zerspringen der Schleifscheibe, werden bei einer Scheibenumfangsgeschwindigkeit von 80 m/s (entspricht 288 km/h) die wegfliegenden Bruchstücke zu einer tödlichen Gefahr. Nur wenn Sicherheitsregeln eingehalten werden, ist Schleifen ein sicheres Fertigungsverfahren. Sicherheitsregeln • Eine Klangprobe ist vor jedem Aufspannen einer keramischen Scheibe durchzuführen. Dabei werden kleine Schleifscheiben in der zentralen Bohrung mit dem Finger oder einem Dorn gehalten und an mehreren Stellen mit einem nichtmetallischen Gegenstand leicht angeklopft. Rissfreie Scheiben ergeben einen klaren Klang. • Die Schleifscheiben müssen sich ohne Gewalt auf die Spindel schieben lassen. • Der Mindestdurchmesser der Spannflansche beträgt bei geraden Schleifscheiben 1/3 D, bei konischen Scheiben 1/2 • D (Bild4). • Es dürfen nur gleich große, gleich geformte und hinterdrehte Spannflansche mit weichen, elastischen Zwischenlagen verwendet werden, um den Planlauf zu gewährleisten. • Schleifkörper mit D > 80 mm müssen nachdem Aufspannen einen Probelauf von mindestens 5 Minuten im Leerlauf bei der höchstzulässigen Drehzahl im abgesicherten Gefahrenbereich • Die Werkstückauflage oder die Schutzhaube dürfen nur bei still stehender Schleifmaschine nachgestellt werden (Bild 5). • Beim Schleifen muss eine Schutzbrille getragen werden.

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10 Welche Auswirkungen hat eine große Schleifwärme auf das Werkstück?

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Schleifwärme und Kühlschmierung Beim Schleifen entsteht viel Wärme durch die Kornreibung bei der Spanbildung. In der Werkstückrandzone können dadurch Temperaturen von über 1000 °C auftreten. Die Schleifwärme verursacht Schleifschäden wie Maßabweichungen, Spannungen und Rissbildung infolge der Temperaturwechsel in der Schleifzone (Bild 2). Brandflecken sind ein Zeichen dafür, dass in der Werkstückrandzone das Werkstoffgefüge durch Überhitzung geschädigt wurde. Als Folge hoher Schleiftemperaturen kann auch eine Weichhautschicht und danach durch die abschreckende Wirkung des Kühlmittels eine Neuhärtung an der Oberfläche entstehen (Bild 3, Seite 202). Geringe Randzonentemperaturen sind erreichbar durch: • kleine Zustellung und kleine Kontaktlänge • kleines Geschwindigkeitsverhältnis q • Schleifkörper mit hoher Griffigkeit, geringer Kornhaltekraft und sprödem Korn • intensive Kühlschmierung Durch Kühlschmierung erreicht man eine Verminderung der Reibungswärme, die Reinigung der Spankammern und die Kühlung des Werkstücks. Der wirksamste Kühlschmierstoff ist Schleiföl, da es die Reibungswärme stärker verringert als Schleifölemulsion. Bei Verwendung von Schleifölemulsionen wird die Randzone wärmer und danach schroffer abgekühlt, sodass häufiger Schleifrisse auftreten. Bei hoher Scheibengeschwindigkeit muss der Kühlschmierstoff unter hohem Druck zugeführt werden. Je niedriger die Vorschubgeschwindigkeit ist und je mehr Wärmeentsteht, desto größer soll die Durchflussmenge des Kühlschmierstoffes sein.HQ!)FnstettenX7\+}h

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11 Welchen Vorteilhat das abschnittsweise Einstechschleifen (Bild 4) gegenüber dem Längsschleifen(Bild 3)?

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Beim Längsschleifen wirdüber den Längsvorschub des Werkstückschlittens das Werkstück an derSchleifscheibe entlanggeführt (Bild 1). Bei durchgehend zylindrischenWerkstücken soll die Schleifscheibe am Ende eines Hubes etwas überlaufen, dasonst das Werkstückende einen größeren Durchmesser behält. Lange Werkstücke werdendurch die Schleifkräfte stark abgedrängt und müssen durch Setzstöcke abgestütztwerden. Der Längsvorschub solltebeim Vorschleifen 2/3...3/4 der Scheibenbreite betragen, beim Fertigschleifen1/4...1/2. Beim Einstechschleifen (Quer-Rundschleifen) erfolgt die Zustellung derSchleifscheibe stetig bis zum Erreichen des Fertigmaßes am Werkstück (Bild 2).Die Schleifscheibe ist etwas breiter als das Werkstück, sodass derLängsvorschub entfällt. Längere Werkstücke werden zunächst abschnittsweise aufFertigmaß „eingestochen", um sie danach durch1...2 Längsschleifhübe ohne Zustellung zu glätten. BeimSchräg-Einstechschleifen wird die Scheibe um 30° schräggestellt, um hoheBundflächen planschleifen zu können.