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„Potentiale des Verzahnungsschleifens mit keramisch gebundenem cBN“

FVA 778 I, IGF-Nr. 18580 N

Beim Verzahnungsschleifen kann zwischen verschiedenen Schleifscheibenspezifikationen gewählt werden. Neben cBN-Werkzeugen mit galvanischer Bindung und Korund-Werkzeugen mit keramischer Bindung besteht die Möglichkeit der Nutzung keramisch gebundener cBN-Werkzeuge. Keramisch gebundene cBN-Werkzeuge bieten Potenzial zum Vereinen der Vorteile der beiden etablierten Schneidstoff-Bindungs-Systeme. Aufgrund des leistungsfähigen cBN-Schneidkorns können keramisch gebundene cBN-Werkzeuge hohe Zerspanleistungen erzielen. Dadurch kann das zerspante Volumen zwischen zwei Abrichtvorgängen gegenüber Korundwerkzeugen erhöht werden. Keramisch gebundene cBN-Werkzeuge weisen aufgrund der abrichtbaren Bindung zudem eine erhöhte Flexibilität gegenüber Werkzeugen mit galvanischer Bindung auf.

Den Vorteilen standen allerdings auch Herausforderungen für den Technologieeinsatz gegenüber. Neben hohen Werkzeugkosten gegenüber Korundwerkzeugen können Werkzeuge aus keramisch gebundenem cBN ein „Einschleifverhalten“ aufweisen. Die größten Herausforderungen liegen in der Prozessauslegung für diese Werkzeugsysteme, dem Verschleißverhalten der Abrichtwerkzeuge und in der Bewertung der Wirtschaftlichkeit. Vor allem der unbekannte Verschleiß der Abrichtwerkzeuge aufgrund des härteren Schneidkornmaterials der Schleifscheibe ist eine besondere Herausforderung beim Schleifen mit keramisch gebundenem cBN. In dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurde der Einfluss der Prozessparameter auf die fertigungsbedingten Verzahnungseigenschaften untersucht. Dabei wurden geeignete Prozessparameter für die Bearbeitung mit keramisch gebundenem cBN beim Zahnflankenprofilschleifen ermittelt. Anschließend wurde der Abrichtwerkzeugverschleiß beim Abrichten von keramisch gebundenem cBN systematisch untersucht. Die erzielten Ergebnisse wurden in eine Auslegungsrichtlinie überführt. Als letzter Teil der
Untersuchungen wurde eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt.

Dabei konnte aufgezeigt werden, dass durch die geringe Anzahl benötigter Abrichtdurchgänge eine signifikante Prozesszeitverkürzung beim Einsatz von keramisch gebundenem cBN möglich ist. Insbesondere bei der Verwendung kleiner Schleifscheiben können wesentliche Vorteile gegenüber keramisch gebundenem Korund erzielt werden.

 

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 18580 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.