Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, das im Maschinenbau verwendet wird, um Material gezielt abzutragen und Werkstücke mit hoher Maßgenauigkeit sowie einer spezifischen Oberflächenqualität zu bearbeiten. Der Abtrag erfolgt durch rotierende Schleifwerkzeuge, die mit einer Vielzahl von scharfkantigen Schleifkörnern versehen sind. Diese Körner wirken wie kleine Schneidwerkzeuge und lösen während der Bearbeitung mikroskopisch feine Materialpartikel ab. Das Schleifen zählt zu den Feinbearbeitungsverfahren und ermöglicht das Erzielen äußerst präziser Oberflächenstrukturen und Formgenauigkeiten. Mit der Entwicklung der CNC-Maschinen wurde es ab den 1970ern möglich, die Werkstückdaten direkt auf Maschinen zu programmieren, die selbstständig die Werkzeuge bewegen und die erforderliche Kontur abfahren.
Erreichbare Genauigkeiten
Das Schleifen ist genauer als spanende Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Erzielbare Maß- und Formgenauigkeiten beim Schleifen liegen bei Toleranzklasse IT6 bis IT8 für das Flachschleifen, IT4 bis IT5 für das Profilschleifen und IT4 bis IT6 für das spitzenlos Schleifen. Die erreichbaren Oberflächenqualitäten liegen üblicherweise bei Rautiefen von Rz< 1 bis 6,3 µm.
Arten von Schleifverfahren
Je nach Anforderung gibt es unterschiedliche Schleifverfahren:
- Flachschleifen:
Hierbei wird eine ebene Oberfläche bearbeitet, häufig bei Maschinenbauteilen wie Gleitführungen oder Werkzeugplatten. - Rundschleifen:
Dieses Verfahren wird für zylindrische Werkstücke wie Wellen oder Achsen eingesetzt, um eine gleichmäßige, runde Form zu erzeugen. - Profilschleifen:
Profilschleifen dient der Herstellung komplexer Oberflächenformen, beispielsweise von Verzahnungen oder Schablonen. - Hochpräzisionsschleifen:
Wird bei Werkstücken eingesetzt, bei denen extrem geringe Toleranzen und eine besonders hohe Oberflächenqualität erforderlich sind, z. B. in der Optik oder Medizintechnik.
Einsatzgebiete des Schleifens
Das Schleifen findet in nahezu allen Bereichen des Maschinenbaus Anwendung, da es universell einsetzbar ist und höchste Genauigkeit ermöglicht. Nachfolgend einige der wichtigsten Einsatzgebiete:
- Werkzeug- und Formenbau:
Schleifen wird genutzt, um Präzisionswerkzeuge, Stanzformen und Spritzgussformen mit exakten Maßen und makellosen Oberflächen herzustellen. - Maschinenkomponenten:
Viele Maschinenteile wie Lagerflächen, Führungen und Dichtungsflächen werden durch Schleifen präzise bearbeitet, um die Funktionalität und Langlebigkeit der Maschine zu gewährleisten. - Fahrzeugbau:
Im Automobilbau wird das Schleifen eingesetzt, um Motorenkomponenten wie Kurbelwellen, Nockenwellen und Einspritzkomponenten auf höchste Genauigkeit zu bearbeiten. - Verzahnungen:
Für Getriebekomponenten wie Zahnräder ist das Schleifen essenziell, um geräuscharmen Betrieb und eine gleichmäßige Kraftübertragung zu gewährleisten. - Oberflächenveredelung:
Schleifen wird oft für die Endbearbeitung verwendet, um Werkstücke optisch ansprechend zu gestalten oder funktionelle Eigenschaften wie reduzierte Reibung zu erzielen.
Vorteile des Schleifens
Das Schleifen bietet eine Reihe von Vorteilen, die es zu einem unverzichtbaren Verfahren im Maschinenbau machen:
- Höchste Präzision: Es ermöglicht Bearbeitungen mit extrem geringen Toleranzen.
- Exzellente Oberflächenqualität: Mit Schleifen können spiegelglatte oder individuell strukturierte Oberflächen hergestellt werden.
- Flexibilität: Es ist sowohl für kleine als auch große Werkstücke geeignet.
- Bearbeitung harter Materialien: Selbst Werkstoffe wie gehärteter Stahl, Keramik oder Glas können geschliffen werden.
Herausforderungen des Schleifens
Trotz seiner Vorteile gibt es auch Herausforderungen beim Schleifen:
- Werkzeugverschleiß: Schleifscheiben nutzen sich bei intensiver Bearbeitung ab und müssen regelmäßig abgerichtet oder ersetzt werden.
- Wärmeentwicklung: Durch ungünstige Einsatzbedingungen entsteht Wärme, die das Werkstück verformen oder die Werkstoffeigenschaften negativ beeinflussen kann. Kühlmittel sind daher essenziell.
- Kosten: Schleifen ist aufgrund der hohen Präzision und der verwendeten Maschinen oft kostenintensiver als andere Verfahren.
Fazit
Schleifen ist im Maschinenbau ein essenzielles Verfahren, das überall dort Anwendung findet, wo höchste Präzision und Oberflächenqualität gefordert sind. Ob in der Herstellung von Werkzeugen, Maschinenbauteilen oder Fahrzeugkomponenten – Schleifen sorgt für die perfekte Endbearbeitung. Dank seiner Vielseitigkeit und Genauigkeit bleibt es ein unverzichtbares Fertigungsverfahren, trotz der Herausforderungen, die es mit sich bringt.
