Echtzeit-Aufnahme der Oberflächenrauheit im Rahmen einer zweistufigen Microfinishbearbeitung

von Dirk Biermann, Meik Tilger, Alina Timmermann, ISF TU Dortmund 18. September 2019
Versuchsaufbau in der Rundschleifmaschine mit Finishgerät Nagel NBFG 5 und dem implementierten Streulichtmesssensor OS 500
In Anbetracht der hohen Anforderungen an Bauteile im Reibkontakt werden Feinbearbeitungsverfahren wie das Microfinishen mit Bandwerkzeug weiter optimiert.

Microfinishen ist eine geläufige Bezeichnung für das Bearbeitungsverfahren Kurzhubhonen und wird insbesondere zur Endbearbeitung von tribologisch beanspruchten Bauteilen im Reib- und Gleitkontakt, wie Getriebewellen, Wälzkörper, Lagerinnenringen oder anderen Lagerelementen eingesetzt [1, 2]. Beim Microfinishen mit Band wird das oszillierende Werkzeug, bestehend aus Finishband und Andrückrolle, mit konstantem Anpressdruck an das rotierende Werkstück gedrückt. Diese Bewegungsüberlagerung und der resultierende Flächenkontakt zwischen Werkstück und Werkzeug erzeugen die verfahrenscharakteristische Kreuzriefenstruktur [3].
Bei geeigneter Anordnung und Auslegung der Prozessstufen beim Microfinishen ist eine Oberflächentopographie mit Plateaucharakter realisierbar. Diese gewährleistet optimierte Eigenschaften der tribologisch beanspruchten Bauteilflächen sowie eine Verlängerung der Komponentenlebensdauer [2, 4]. Für die gezielte Oberflächenstrukturierung werden in der Regel mehrstufige Microfinishprozesse durchgeführt, bei denen sich der Materialabtrag von Stufe zu Stufe verringert.

Realisiert wird dies über den Einsatz unterschiedlicher Werkzeuge mit variierender Korngröße und Kornausrichtung. Zu Beginn des Microfinishens werden größere Korngrößen mit zumeist elektrostatisch gerichteten Körnern eingesetzt, während die Endbearbeitung mit feinkörnigen Finishbändern, deren Körner schwerkraftgestreut auf der Unterlage aufgebracht sind, durchgeführt wird [5]. In diesem Zusammenhang wird analog zum Langhubhonen auch vom Vor-/Strukturfinishen, Zwischenfinishen und Fertig-/Glätt- oder Plateaufinishen gesprochen. Je nach Zieltopographie kann für die Finishbearbeitung eine Strategie mit zwei oder drei Prozessstufen zielführend sein. Zur Realisierung einer optimalen Oberflächenkonditionierung ist die Wahl der Prozesszeit, in der das Finishwerkzeug sich am Werkstück im Eingriff befindet, ein bedeutender Einflussfaktor [6]. Die Entwicklung der Oberflächenrauheit im Prozessverlauf wurde beim Microfinishen mit Band bisher wenig untersucht.

WEITERLESEN - INSIDER WERDEN!

Jetzt anmelden und kostenlos weiterlesen.

Neugierig? Hier können Sie sich registrieren.