Produktives Schleifen von PcBN mit Metallbindung

Wendeschneidplatten aus dem hochharten Schneidstoff PcBN werden vielfach bei der Zerspanung von schwer zerspanbaren und gehärteten Werkstoffen eingesetzt. Die hohe Härte stellt jedoch gleichzeitig hohe Anforderungen an die schleifende Herstellung dieser Werkzeuge. Die Schleifbearbeitung wird heutzutage vornehmlich durch keramisch gebundene Diamantschleifscheiben umgesetzt und ist von einem hohen Schleifscheibenverschleiß gekennzeichnet. In den industriell eingesetzten Prozessen ist der Verschleiß des Schleifwerkzeugs höher als das zerspante Volumen der Wendeschneidplatte. Das Verhältnis aus Verschleißvolumen und zerspantem Volumen wird als G-Verhältnis bezeichnet und dient als Maß für die Effektivität des Schleifprozesses. Industriell sind aktuell G-Verhältnisse von G < 1 üblich.

In vorangegangenen Projekten konnte am IFW bereits nachgewiesen werden, dass eine Vielzahl der Diamantkörner nicht bis zu ihrem Standzeitende im Schleifwerkzeug gehalten werden. Um dem frühzeitigen Ausbrechen der Schleifkörner aus dem Werkzeug entgegenzuwirken, werden in diesem Vorhaben bronzegebundene Schleifscheiben entwickelt, deren Bindungsfestigkeit auf das Schleifen von PCBN-Wendeschneidplatten abgestimmt ist. Darüber hinaus werden Abrichtstrategien empirisch und mittels Prozessüberwachung so ausgelegt, dass die Schnittfähigkeit der Schleifscheibe dauerhaft sichergestellt ist.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, das Schleifen von PCBN-Wendescheidplatten, durch den Einsatz von anwendungsangepassten Bronzebindungen, mit einem G-Verhältnis von G > 10 zu realisieren. Dazu werden zunächst die Schleifscheibeneigenschaften für die Bearbeitung von PCBN optimiert und ein Modell für deren Auslegung entwickelt. Anschließend werden Wendeschneidplatten mit variierender PCBN-Konzentration geschliffen und in einem Drehprozess eingesetzt. Zusätzlich erfolgt eine Referenzbildung mit konventionell gefertigten Wendeschneidplatten.

Die damit verbundenen Erkenntnisse und Methoden werden direkt an Unternehmen der Wertschöpfungskette vermittelt, die hauptsächlich aus kleinen und mittelständischen Unternehmen (kmU) bestehen.