Was ist Feinschleifen?

Feinschleifen ist ein Batch-Schleifverfahren, das die Geschwindigkeit und Aggressivität von Superschleifscheiben mit der Genauigkeit der Läppkinematik kombiniert, um flache und parallele Werkstückoberflächen zu erzeugen.
Das Schneidwerkzeug besteht aus einer Ober- und Unterscheibe aus Diamant oder kubischem Bornitrid (CBN) mit verschiedenen Bindungsarten (keramische Bindung, Kunstharzbindung oder Metallbindung) und dient als Trägerplatte für die Werkstücke.
Die Werkzeugmaschine hat sich aus dem vertikalen Doppelrad-Läppmaschinenkonzept mit Planetenantrieb, auch bekannt als "Läppkinematik", entwickelt.
Anstelle von Läppscheiben werden Schleifscheiben montiert und durch ein Labyrinth in den Arbeitsscheiben und ein Kühlmittel durch Bohrungen in der oberen Scheibe gekühlt.
Da das Feinschleifen höhere Kräfte erfordert und höhere Schnittgeschwindigkeiten verwendet, sind Motoren, Getriebe und die Steifigkeit der Maschinen viel stärker als bei Läppmaschinen.
Die Werkstücke werden zwischen dem oberen und unteren Arbeitsrad in einem epizyklischen Weg geführt, der durch den inneren und äußeren Bolzenring, das obere und untere Arbeitsrad, Geschwindigkeiten und Richtungen definiert ist, während der Materialabtrag gleichzeitig auf beiden Seiten erfolgt.

Warum Feinschleifen?

Allgemeines

Präzise Ergebnisse, die bisher nur durch Läppen erreicht wurden.
Die Pelletstruktur ermöglicht eine den kinematischen Bedingungen entsprechende Anordnung des Mahlkörpers.
Lange und konstante Prozesszyklen ohne Abrichtprozesse
Der Raum zwischen den Pellets ermöglicht einen hohen Durchfluss des Kühlmittels.
Sehr guter Spänefluss ohne Temperaturprobleme
Hohe Prozessqualität, gleichbleibende Wiederholbarkeit der erreichten Werte
Auch großflächige Werkstücke können bearbeitet werden.
Chargenverarbeitung
Werkstücke werden lose in Trägern gehalten und somit spannungsfrei (verzugsfrei - insbesondere für die Bearbeitung von dünnen oder empfindlichen Teilen) bearbeitet.
Werkstücke verschiedener Formen können bearbeitet werden (z.B. rund, rechteckig oder unregelmäßig; vollflächig oder mit Aussparungen).
Leicht zu automatisieren

Schnell

Hohe Abtragsleistung durch superabrasiven Diamant und CBN (3 - 20 mal schneller als Läppen)
Mögliche Einsparung von Vorbearbeitungsschritten
Lange Intervalle zwischen dem Nachschärfen
Hohe Flexibilität
Automatisierte Lösungen

Sauber

Rückführung des Kühlmittels
Erheblich weniger Ausschuss als beim Läppen
Minimale Werkstückreinigung erforderlich
Reduzierte Ausfallzeiten
Problemlose Reinigung der Werkstücke durch Spülen; im Gegensatz zur Läppung ist keine Ultraschall- oder chemische Reinigung erforderlich.

Wirtschaftlich

Hohe Abtragsrate (reduziert Investitionskosten und Personalaufwand)
Geringer Scheibenverschleiß _ lange Lebensdauer der Schleifscheiben (reduziert die Werkzeugkosten)
Geringe Entsorgungskosten (reduziert die laufenden Betriebskosten)
Geringe Reinigungskosten des Werkstücks (reduziert die laufenden Betriebskosten)
Mögliche Einsparung zusätzlicher Bearbeitungsschritte
Einfache Radwartung _geringe Werkzeugherstellungskosten durch die Verwendung einer "Standard-Pelletform".

Feinvermahlung

Ausgeführt mit superschleifenden (Diamant- oder kubischen Bornitrid - CBN) Scheiben.
Zerspanung durch Mikrorillen / -schneiden
Fein geschliffene Oberfläche mit Kreuzschraffuren
Kühlmittel wird recycelt
Feinstgeschliffene Teile werden nur mit einer dünnen Kühlmittelschicht beschichtet, so dass nur eine minimale Werkstückreinigung erforderlich ist.
Die Radgeschwindigkeiten betragen typischerweise 2 - 15 m/s.
3 - 20 mal schneller als das Läppen (Abtragsleistung)

Läppen

Läppen ist ein Arbeitsgang, bei dem Werkstück und Werkzeug auf einem lose aufgetragenen Medium (Läppmittel) übereinander gleiten und einer ständig wechselnden Drehrichtung unterliegen.
Materialabtrag durch Roll- und Gleitwirkung von Schleifkörnern
Die gedeckte Oberfläche ist matt und kraterartig.
Material und Läppmittel werden nicht recycelt.
Verschlossene Teile sind mit Läppmittel verunreinigt und müssen gereinigt werden.
Die Läppgeschwindigkeiten sind im Allgemeinen auf < 1 m/s begrenzt.

Definition der Werkzeugmethoden

Das Läppen von flachen Teilen - ein- oder zweiseitig) ist das Schleifbearbeitungsverfahren zum Entfernen von Material mit einem losen Schleifmittel in einem flüssigen Gemisch (bekannt als Schlamm) bei niedrigen Geschwindigkeiten.
Das lose Schleifmittel bewegt sich unter Druck über die Oberfläche (Abb. 1), knet, reibt, spaltet oder kratzt die Oberfläche des Werkstücks ab (Abb. 2). Bei Überschreitung der Biegefestigkeit bricht das Material aus.
Feinschleifen (Flachteile - ein- oder zweiseitig) ist das Schleifverfahren zum Abtragen von Material mit einer gebundenen Superabrasivscheibe bei niedriger Drehzahl mit einer Flüssigkeit, um das Teil kühl zu halten. Das feste Korn einer geometrisch undefinierbaren Schnittform wirkt wie ein Pflug (Abb. 3) und das Material wird durch Mikro-Nuten / Schneiden entfernt (Abb. 4). Die Spanbildung erfolgt durch Überschreiten der Scherfestigkeit.

Lapping - Fine Grinding

Kinematik des Feinschleifprozesses

Das Feinschleifen folgt im Allgemeinen dem gleichen kinematischen Prinzip wie das Läppen. Die Werkstücke werden in Trägern gehalten, die angetrieben werden, um eine Planetenbewegung zu beschreiben, die die gesamte Oberfläche der Feinschleifscheibe bedeckt. Der Antriebsmechanismus besteht aus einem inneren und äußeren Bolzenring. Der Außenring ist im Allgemeinen fest, während sich der Innenring entweder in die entgegengesetzte oder in die gleiche Richtung wie das untere Arbeitsrad dreht, um eine Reihe von epizyklischen Rotationen zu erzeugen.