Theorie der Schleifscheibe | Metalle | Branchen | Metallurgie

Der Zweck der Schleiftheorie besteht darin, eine Beziehung zwischen dem radialen Vorschub, der Kraft auf die einzelnen Körnungen der Schleifscheibe, der Geschwindigkeit der Schleifscheibe, der Arbeitsgeschwindigkeit und ihren Durchmessern herzustellen. Abb. 20.5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Schleifscheibe und Werkstück in Kontakt miteinander.

Es ist zu beachten, dass, wenn eine Schleifmittelzunahme beginnt, in das Material einzudringen oder dieses zu durchdringen, wie bei A, die Schnitttiefe Null ist, sie allmählich zunimmt, wenn sich die Scheibe und das Werkstück drehen, und irgendwo entlang des Kontaktbogens minimal wird des Rades und der Arbeit.

Da sich das Rad normalerweise viel schneller dreht als das Werkstück, liegt der Punkt der maximalen Schnitttiefe fast an dem Punkt, an dem das Rad das Werkstück verlässt. Die maximale Tiefe wird als Schnitttiefe bezeichnet (dargestellt durch den Buchstaben t).

Die Durchmesser des Werkstücks und des Schleifscheibenbetts und D und ihre Oberflächengeschwindigkeiten seien v bzw. V. Sei T die Zeit, die ein Korn auf der Schleifscheibe braucht, um sich von A nach B zu bewegen. Also Bogen AB =V x T.

Während dieser Zeit kann sich ein Punkt auf dem Rad bei A nur bis C bewegen, wie in Abb. 20.5 gezeigt. Nun ist der Bogen AC =v x T. Offensichtlich wird ACB, dargestellt durch die schattierte Fläche, der Chip mit seiner maximalen Dicke von CD.

Durch Regulierung der Schnittkorntiefe können Schleifscheiben weicher oder härter wirken, entweder durch Erhöhen oder Verringern der Schnitttiefe. CD kann auch durch unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeit oder Radialvorschub variiert werden.

AC ist ein sehr kleiner Bogen und könnte als gerade Linie behandelt werden.

∴ CD =AC sin (α + β) =v x T sin (α + β)

(α und β sind die Winkel, die vom Kontaktbogen in der Mitte von Rad und Werkstück eingeschlossen sind.)

Da es keine einzige Körnung gibt, die den Schneidvorgang ausführt, gibt es also N Anzahl von Körnern pro Längeneinheit des Radumfangs (N kann gemessen werden, indem das Rad auf Rauchglas gerollt und die Spuren unter einem Mikroskop gezählt werden) dann die maximale Spandicke pro Körnung bzw. Korntiefe des Schnitts -

Aus Gleichung (1) ist ersichtlich, dass die Schnittkorntiefe direkt als Arbeitsgeschwindigkeit, umgekehrt als Radgeschwindigkeit und direkt als Sinus (α + β) variiert.

Aus dem Obigen ergeben sich die folgenden Tatsachen bezüglich der Scheibenwirkung während des Schneidens. Diese werden unter der Annahme abgeleitet, dass es nur eine Variable gibt und andere Faktoren konstant bleiben. In der Praxis müssen diese mit anderen Faktoren gemildert werden, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen.

(da der radiale Vorschub (f) im Vergleich zu D und d sehr klein ist, f ² kann weggelassen werden)

Aus der obigen Gleichung ist ersichtlich, dass eine Verringerung der durchschnittlichen Spandicke 't' durch eine Erhöhung der Scheibengeschwindigkeit V möglich ist. Die Verringerung der Spandicke führt zu einer besseren Oberflächengüte, engeren geometrischen Toleranzen aufgrund geringerer Schleifkräfte, Oberflächenintegrität und geringerer Spannungen in die Komponente.

Somit sind alle diese Vorteile mit einer Erhöhung der Schleifscheibendrehzahl möglich, und daher besteht die Tendenz, bei Präzisionsschleifanwendungen eine möglichst hohe Schleifgeschwindigkeit zu erreichen.

Nun ist die Kraft auf die einzelnen Körnungen der Schleifscheibe proportional zur Fläche des gebildeten Spans, die proportional zum Quadrat der Schnitttiefe der Körnung ist;

Aus Gleichung (3) können sehr wichtige Rückschlüsse auf das Verhalten der Schleifscheibe gezogen werden.

Offensichtlich brechen die Körner von der Scheibe ab, wenn die Kraft die Bindungsstärke überschreitet; so ist aus Gleichung (3) eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit beim Brechen der Körner effektiver als eine Erhöhung des radialen Vorschubs.

Bei weichen Rädern sollte V hoch sein und bei harten Rädern sollte v hoch sein. Auch wenn D und d wie beim Innenschleifen nahezu gleich sind, dann ist [(Z) + d)/Dd] ebenfalls klein und daher sind weiche Schleifscheiben erforderlich. Beim Außenschleifen, wo [(D +d)/Dd] sehr groß ist, ist F größer und daher sind harte Schleifscheiben erforderlich, um der hohen Kraft pro Körnung entgegenzuwirken. Ähnlich lassen sich aus den Gleichungen (1), (2) und (3) sehr wichtige Schlussfolgerungen ableiten.

Für eine höhere Produktivität sollte die Materialabtragsrate hoch sein. Dazu sollten die Schleifmittel höheren Schleifkräften standhalten, länger schärfer bleiben und brechen, um neue Schneidkanten freizulegen.

Span/Abmessungen beim Flachschleifen:

Unverformte Spanlänge l beim Flachschleifen l =√Dd

Ungeformte Spandicke t,

C =Anzahl der Schnittpunkte pro Flächeneinheit des Umfangs der Scheibe und wird im Bereich von 0,1 bis 10 pro mm ² . geschätzt

r =Verhältnis von Spanbreite zu mittlerer unverformter Spandicke. Der ungefähre Wert liegt zwischen 10 und 20.