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Das Bandschleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem statt der beim Schleifen üblichen Schleifscheiben, Schleifbänder verwendet werden die über mindestens zwei Rollen umlaufen. Da die genaue Form der Schleifkörner auf den Bändern ebenso wenig bekannt ist wie beim konventionellen Schleifen zählen daher beide Verfahren zum Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide. Die Werkzeugmaschinen sind Bandschleifmaschinen, das Elektrohandwerkzeug ist ein Bandschleifer. Unter der Bezeichnung „Bandschleifen“ ist es in der DIN 8589 genormt, in der Industrie wird es auch Kontaktschleifen genannt nach den Kontaktrollen oder Stützrollen die den Kontakt zwischen dem Schleifband und dem Werkstück herstellen. In manchen Verfahrensvarianten werden auch ebenen Kontaktelemente verwendet wie Stützschuhe oder -platten. Ein Vorteil des Bandschleifens ist, dass sich die Stützelemente nicht wie Schleifscheiben abnutzen und während der Bearbeitung einen kleineren Radius erhalten. Somit bleibt beim Bandschleifen bei konstanter Drehzahl der Scheiben auch die Schnittgeschwindigkeit konstant, während sie bei Schleifscheiben langsam sinkt. Daher ist das Bandschleifen gut für die automatisierte Fertigung geeignet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schleifbänder flexibel sind und sich der Form der Werkstücke anpassen, was bei der vollautomatischen Fertigung ebenfalls günstig ist. Außerdem kann das Verfahren durch verschiedene Verfahrensparamteter an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Einflüsse sind die Größe, Härte und Nutung der Stützscheiben oder -rollen, die Anpresskraft, Schnittgeschwindigkeit, das Schleifmittel, die Körnung und Streuung der Schleifkörner und die Art der Schleifbandunterlage.
Geschichte
Schleifmittel auf Unterlage zu denen auch die Schleifbänder zählen wurden bereits in der Steinzeit eingesetzt. In den folgenden Epochen wurden jedoch fast ausschließlich Schleifscheiben oder -steine verwendet. Das Bandschleifen fand erst nach 1945 eine nennenswerte Verbreitung in der industriellen Praxis und war ab den 1970er Jahren ausgereift. Die erste ausführliche wissenschaftliche Abhandlung über das Bandschleifen stammt von G. Becker und K. Dziobek von 1980. Lange Zeit wurde das Bandschleifen wegen der hohen erreichbaren Oberflächengüten zum Polierschleife verwendet anstelle eines Schleifbocks. Da anfängliche Probleme wie geringe Standzeiten der Schleifbänder seit den 1990ern überwunden sind, wird das Bandschleifen inzwischen in zahlreichen Varianten und Branchen eingesetzt.
Werkstoffspektrum, Werkstückspektrum und Anwendungen
Der größte Abnehmer für Schleifbänder ist die metallbearbeitende Industrie, wo vor allem Werkstücke aus Stahl bearbeitet werden, aber auch Gusseisen, Kupfer oder Titan. Außerdem wird das Bandschleifen in der Holzbearbeitung eingesetzt zur Bearbeitung von Möbeln oder Lackschichten. Ansonsten eignet es sich auch für die Bearbeitung von Leder, Glas, Kunststoff, Keramik oder Verbundwerkstoffen. Die größe der Werkstücke reicht von gegossenen Schiffspropellern mit Durchmessern von 11,5 m und einem Gewicht von 150 t bis hin zu den Spitzen von chirurgischen Nadeln mit Durchmessern von unter einem Millimeter. Eingesetzt wird das Bandschleifen zum Planschleifen von Blechen Platten und Coils oder für die Bearbeitung von Rohren oder Stangen. Es eignet sich auch dazu komplizierte Formen nachzuschleifen etwa Propeller oder Turbinenschaufeln. Außerdem ist es auch für das Außen- und Innenrundschleifen geeignet. Es wird verwendet für dekorative Oberflächenschliffe, um die Oberflächenqualität zu verbessern, zum Entgraten oder um Werkstücke auf Maß zu schleifen. Das Formschleifen kann maschinell erfolgen oder manuell an einer Standschleifmaschine etwa zum Schleifen der Zwischenräume der Zinken an Gabeln. Außerdem wird es zum Schleifen von Messern und Klingen verwendet oder für Wasserarmaturen aus Kupfer.
Verfahrensvarianten
Das Bandschleifen lässt sich nach mehreren Kriterien einteilen. Nach DIN 8589 wird es nach der Kinematik eingeteilt in Plan-, Rund-, Profil- und Form-Bandschleifen. Das Wälzschleifen wie beim konventionellen Schleifen mit Schleifscheiben ist nicht möglich. Eine andere Unterscheidung ist nach den verwendeten Stützelementen (rund oder eben), sowie die beiden Varianten des Bandschleifens mit konstanter Anpresskraft oder konstanter Zustellung (Schnitttiefe). Das Hochleistungsschleifen stellt eine Sondervariante dar.
Außerdem lässt sich das Bandschleifen einteilen nach dem Mechanisierungsgrad in das Schleifen von ortsfesten Werkstücken mit Bandschleifern die per Hand geführt werden oder mit maschinell geführten Werkzeugen in Bandschleifmaschinen, sowie das Schleifen mit ortsfesten Werkzeugen und entweder per Hand oder maschinell bewegten Werkstücken.
Kinematische Einteilung
Plan-Bandschleifen
Das Plan-Bandschleifen, auch als Flachschleifen bezeichnet, wird genutzt, um ebene Oberflächen zu erzeugen oder zu bearbeiten. Es kann zur Form- oder Maßveränderung genutzt werden oder zum Verbessern der Oberfläche. Bei einer Breitband-Schleifmaschine wird ein Band verwendet dessen Breite größer ist als die des Werkstücks zusammen mit einer Stützrolle. Bei Langbandschleifmaschinen wird das Band von einem Stützschuh flächig auf das Werkstück gedrückt um so eine besonders hohe Oberflächengüte zu erreichen, was häufig in der Holzbearbeitung genutzt wird.
Rund-Bandschleifen
Das Rund-Bandschleifen dient zur Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke. Es kann zwischen Spitzen durchgeführt werden oder spitzenlos, sowie für die Außen- und Innenbearbeitung. Auch komplexe Werkstücke wie Kurbelwellen können bearbeitet werden. Genutzt wird es beispielsweise zum Maßschleifen von Edelstahlrohren, Kolbenstangen, Edelstahldrähte oder die Innenflächen von Behältern. Mit speziellen Steuerungen lassen sich auch sogenannte „unrunde“ Geometrien bearbeiten etwa ovale Querschnitte oder konisch zulaufende Werkstücke.
Profil-Bandschleifen
Das Profil-Bandschleifen dient zur Bearbeitung von Profilen. Zum Teil wird dabei auf Stützelemente verzichtet, was als Schleifen im Freibandbereich bezeichnet wird. Das Schleifband kann sich dann an die Form des Werkstücks anpassen, was beispielsweise zum Schleifen der Zinken von Gabeln genutzt wird.
Form-Bandschleifen
Das Form-Bandschleifen dient zur Erzeugung und Bearbeitung beliebig geformter dreidimensionaler Formen. Es wird unterschieden nach der Art der Bewegungserzeugung in das manuelle, mechanische und CNC-Formschleifen.
Quelle: Wikipedia
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