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Produktives Schleifen ersetzt zeitaufwändiges Erodieren bei PcBN-Schaftwerkzeugen

Produktives Schleifen ersetzt zeitaufwändiges Erodieren bei PcBN-Schaftwerkzeugen

© Mc/IFW
Die Fertigung von Spannuten in polierter Oberflächenqualität (links) werden durch keramische Schleifwerkzeuge mit Diamantmikrokörnungen (rechts) ermöglicht.

In bisherigen Untersuchungen zur Bearbeitung von PcBN standen Wendeschneidplatten aus dem hochharten Schneidstoff im Fokus der Forschung am IFW. Forscher des Instituts eröffnen nun das Potenzial der Schleifbearbeitung von PcBN auch für Schaftwerkzeuge. Ein Nutenschleifprozess wurde als produktive Alternative zum Erodieren ausgelegt.

Schaftwerkzeuge aus dem hochharten Schneidstoff PcBN (polykristallines Bornitrid) ermöglichen erhebliche Steigerungen in der Produktivität und Bauteilqualität bei der Hartbearbeitung von hochbelasteten Stahlbauteilen. Bisher stellen diese Werkzeuge jedoch ein Nischenprodukt da. Ein Grund hierfür liegt in den hohen Fertigungskosten solcher Fräser, Bohrer und Reibahlen, da die Werkzeuggeometrien zeitaufwändig erodiert werden müssen. Forschern des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen Hannover (IFW) ist es gelungen, einen produktiven Schleifprozess für die Spannutenbearbeitung von PcBN-Schaftwerkzeugen auszulegen. Das Schleifen der Spannuten wurde im Flachschleifprozess nachgebildet und sowohl der Verschleiß am Schleifwerkzeug als auch die Oberflächenqualität der Spannut und Schneidkante begutachtet. In weniger als einer Minute kann eine Spannut von 1,5 mm Tiefe bei hoher Oberflächengüte (Rz < 0,5 µm) prozesssicher erzeugt werden. Der Werkzeugverschleiß ist hierbei gering: es werden G-Verhältnisse G > 14 erreicht, also vierzehnmal weniger Schleifscheibenvolumen abgetragen als PcBN. Grundlage hierfür bilden splittrige Diamantmikrokörnungen in keramischen Schleifbelägen. Die Schleifwerkzeuge werden mit hohen Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 270 mm/min im Pendelschliff vorwiegend mechanisch belastet. Das Schleifen ist hierbei wesentlich flexibler als das Erodieren – die PcBN-Spezifikation muss nicht leitfähig sein und die Anschaffung hochpreisiger Schleif-Erodier-Hybridmaschinen kann somit vermieden werden.