Innenrund-Schleifen etwa von Wälzlagerbauteilen, Getriebekomponenten, Zahnrädern und sämtlichen Bauteil-Bohrungen gehört mit zu den anspruchsvollen Anwendungen bei den Herstellern in den Präzisionsmärkten. Gefordert werden hier hohe Abtragsraten bei einer gleichzeitig geringen Spindelleistung.
Aufgrund der großen Kontaktfläche der Werkzeuge und dem dadurch niedrigen Druck auf das einzelne Korn sind bei dieser so genannten „low force“-Anwendung scharfe, schnittfreudige und selbstschärfende Schleifscheiben für eine sehr gute und gleichbleibende Schleifleistung Voraussetzung. Um die Qualitätstoleranzen der Bauteile zu erreichen, ist zudem eine ausgeklügelte keramische Hochleistungs-Bindung für optimale Profil- und Formhaltigkeit bzw. -stabilität des Werkzeugs notwendig.
Dr. Simone Schäfer, R & D Engineer, Bonded Abrasives, bei Saint-Gobain Abrasives: „Bisherige Innenrund-Schleifscheiben im Hochleistungsbereich sind durch unsere neuen IDeal Prime-Produktlösungen etwa in den Bereichen Produktivität und Qualität überholt worden. Die revolutionäre und innovative Produktgruppe IDeal Prime besticht durch die Weiterentwicklung unseres mikrokristallinen Keramikschleifkorns mit einer beispiellosen Kornschärfe und der damit verbundenen hohen Schneideffizienz.“
„Zusätzlich war die zeitgleiche Entwicklung von verbesserten Hochleistungs-Bindungssystemen wichtig. Norton IDeal Prime senkt letztendlich die Produktionskosten bei unseren Kunden und kann zu nie zuvor erreichten hohen Materialabtragsraten bei gleichbleibender oder verbesserter Bauteilqualität ausgereizt werden.“
Norton IDeal Prime für das Innenrund-Schleifen
IDeal Prime nutzt die neueste Korntechnologie von Saint Gobain Abrasives. Die selbstschärfenden Eigenschaften sorgen für eine sehr hohe Schnittfreudigkeit und erhöhen die Materialabtragsraten, ohne dass das Korn stumpf wird oder zusammenbricht. Dabei wird durch den mikrokristallinen Aufbau ein extrem freischneidendes Schleifverhalten erreicht.
Die Kühlmittelzufuhr wird entgegen herkömmlichen keramischen Werkzeugen deutlich verbessert, was zu einem sehr kühlen Schliff führt. Der Selbstschärfeffekt führt zudem zu längeren Abrichtintervallen und geringeren Abrichtbeträgen. Diese besonderen Produkteigenschaften reduzieren sowohl Schleif- als auch Stillstandzeiten signifikant und verlängern die Lebensdauer der Schleifscheiben. Unterm Strich bedeutet dies deutlich geringere Prozesskosten.
Die Kombination aus freischneidendem Keramikkorn und der neusten keramischen Bindungstechnologie mit enormer Kornhaltekraft verbessert zudem die Formstabilität. So wird die geforderte Oberflächenqualität an das Werkstück selbst bei hohen Materialabtragsraten erreicht oder sogar übertroffen – das beweisen zahlreiche Praxistests.
So etwa beim Innenrund-Schleifen mit Oszillation eines Wälzlager-Innenrings aus 100Cr6 (HRC 48): Gegenüber einem keramischen Vergleichswerkzeug konnte die Zustellung bei IDeal Prime um den Faktor 1,3 erhöht werden, die Spindelleistung lag 20 % niedriger, und die Scheibenlebensdauer um 50 % höher. Darüber hinaus reduzierte sich der Abrichtaufwand um 50 %, und die Oberflächengüte lag bei Ra = 0,4 µm gegenüber Ra = 0,8 µm (geforderte Zielvorgabe) des Vergleichswerkzeugs.
Die Versuchsergebnisse haben zusätzlich gezeigt, dass der Leistungsschwellenwert (Threshold Power), also der erforderliche Mindestwert, an dem das Korn zu schneiden beginnt, sehr niedrig ist und auf diesem Niveau sehr stabil bleibt – dank des sehr effizienten und konstanten Schliffs. So wird der Leistungsbedarf der Spindel selbst bei erhöhten Materialabtragsraten deutlich gesenkt. Das führt zu einer geringeren mechanischen Belastung und verbessert die Bauteilgeometrie.
Dr. Axel Schwechheimer, Manager Application Engineering bei Saint-Gobain Abrasives: „Das zeigt sich eindrucksvoll bei einem Fallbeispiel, dem Innenrund-Einstechschleifen eines Außenrings aus 100Cr6 gehärtet (HRC 62): Gegenüber der bisher verwendeten, leistungsorientierten Innenrund-Schleifscheibe punktete unsere eingesetzte IDeal Prime-Hochleistungsscheibe mit doppelter Zustellung, 25 % längerer Scheiben-Lebensdauer, 30 % weniger Abrichtaufwand, 50 % weniger Spindelleistung sowie einer Oberflächenverbesserung mit Ra = 0,4 µm gegenüber Ra = 0,5 µm des Vergleichswerkzeugs.“
Nachhaltiger Herstellungsprozess
Die Nachhaltigkeit im Herstellungsprozess der IDeal Prime-Werkzeuge ist ein weiterer Vorteil: So senkt Norton den CO2-Ausstoß im Produktionsprozess durch Niedrigbrandverfahren und vermeidet den Einsatz von gesundheitsschädlichen Porenbildnern. Die längere Produktlebensdauer trägt zusätzlich zu mehr Nachhaltigkeit bei.
Dr. Simone Schäfer: „In vielen Innenrund-Schleifprozessen schlummern immense und nachhaltige Entwicklungspotenziale. Mit IDeal Prime hat Saint-Gobain Abrasives mit Nachdruck eine herausragende Produktgruppe im Hochleistungsbereich für das präzise Innenrund-Schleifen entwickelt.“
„Mit dieser zukunftsorientierten Generation von Norton Premium-Innenrund-Schleifscheiben bieten wir unseren Kunden Zugriff auf unsere fortschrittlichsten Korntechnologien und innovativsten Bindungssysteme, mit denen die Kosten pro Bauteil wesentlich gesenkt und gleichzeitig die Oberflächenqualitäten der Kunden-Produkte erhöht werden können.“
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