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Leistungssteigerung metallisch gebundener CBN-Werkzeuge durch kryogene Kühlung

Leistungssteigerung metallisch gebundener CBN-Werkzeuge durch kryogene Kühlung

© IFW
Vorrichtung zum Einsatz kryogener Kühlung beim Schleifen (links). Wärmefluss beim Schleifen unter Berücksichtigung einer zusätzlichen kryogenen Kühlung (rechts).
Leaders:  apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Bernd Breidenstein
Email:  koehler@ifw.uni-hannover.de
Team:  Lennart Köhler
Year:  2019
Date:  05-03-20
Sponsors:  DFG
Lifespan:  11/2019 – 10/2021

Der Wunsch nach hohen Oberflächengüten und Randzonenqualitäten von geschliffenen Bauteilen bei einer gleichzeitigen Steigerung der Produktivität des Fertigungsprozesses stellt immer höhere Anforderungen an die Schleiftechnologie. Die reine Erhöhung der Prozessstellgrößen zur Produkti-vitätssteigerung führt auch zu einer vermehrten Wärmeentstehung in der Kontaktzone. Ist der Wär-meeintrag in das Werkstück zu groß, können thermische Baueilschädigungen, wie unerwünschte Gefügeveränderungen, Zugeigenspannungen und Bauteilverzug auftreten. Zudem kann der Werk-zeugverschleiß ansteigen. Die Eigenschaften des Schleifwerkzeugs und die Kühlbedingungen be-einflussen unmittelbar die Wärmeabfuhr aus der Kontaktzone und somit die Gefahr thermischer Werkstückschädigung. Mit Hilfe optimierter Werkzeugkonzepte, einer angepassten Prozessführung in Kombination mit einer abgestimmten Kühlstrategie kann die Produktivität eines Schleifprozesses demnach messbargesteigert werden.

In diesem Projekt sollen die technologischen Grundlagen zur Produktivitätssteigerung des Schleifprozesses durch einen effektiven Wärmetransport aus der Kontaktzone untersucht werden. Dafür werden wärmeleitende Schleifkörner und eine wärmeleitende Bindung mit kryogener Kühlung kombiniert. Der Einfluss dieser Komponenten auf die Wärmeverteilung im Schleifprozess und die Oberflächengüte der produzierten Werkzeuge werden im Detail studiert. Die energetische Betrachtung des Schleifprozesses mit sintermetallisch gebundenen CBN-Werkzeugen schafft eine Grundlage für die Bewertung der Effizienz kryogener Kühlung beim Schleifen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden schließlich auf das Profilschleifen übetragen.