Schleifen

Beim Schleifen wird Material von einem Werkstück entfernt, indem es gegen eine rotierende Scheibe oder ein Band gedrückt wird, das mit Schleifkörnern beschichtet ist, üblicherweise Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid, die in einer Matrix gebunden sind. Die Schleifkörner tragen kleine Materialmengen ab und hinterlassen eine fertige Oberfläche. Im Unterschied zum Fräsen oder Drehen entsteht beim Schleifen intensive lokale Hitze und es entsteht ein feines Pulver aus Verschleißmaterial, vermischt mit Kühlflüssigkeit. Das Verfahren wird auf gehärtetem Stahl, Gusseisen, Keramik und Stein eingesetzt, oft als Finishing nach gröberer Bearbeitung.

Flächenschleifmaschinen, der häufigste Maschinentyp, halten das Werkstück auf einem ebenen Magnet- oder Spannkopf und führen es gegen eine horizontale Scheibe. Rundschleifmaschinen drehen das Werkstück zwischen Spitzen, während die Scheibe längs vorgeführt wird, verwendet für Wellen und Lagerflächen. Schleifmaschinen ohne Spitzen führen das Werkstück zwischen zwei Scheiben, eine zum Schleifen und eine zur Führung, was hohe Stückzahlen ohne Spannvorrichtung ermöglicht. Innenrundschleifmaschinen mit kleinen Scheiben bearbeiten die Innenseite von Löchern und Bohrungen. Jede Variante bietet unterschiedliche Kompromisse zwischen Präzision, Oberflächengüte und Produktionsgeschwindigkeit.

Die Schleifscheibenwahl bestimmt Qualität und Geschwindigkeit. Schleifscheiben werden nach einem Standardsystem gekennzeichnet, das Körnerart, Körnung (typischerweise 60 bis 220), Härtegrad und Struktur angibt. Eine weichere Scheibe bricht auf und legt frische Körner frei, nutzt sich aber schneller ab. Eine härtere Scheibe trägt mehr Material ab, kann aber glazieren, wenn die Körner stumpf werden und die Scheibe nicht mehr schneidet. Eine zu grobe Körnung hinterlässt sichtbare Bearbeitungsspuren, eine zu feine verlangsamt den Materialabtrag und erzeugt excessive Hitze.

Hitze und Oberflächenschäden

Die Hauptgefahr beim Schleifen ist thermische Schädigung des Werkstücks. Übermäßige Schleifhitze kann die Oberflächenhärtung von gehärtetem Stahl anlassen oder sogar schmelzen und führt zu einer weichen Schicht, die im Betrieb versagt. Bediener beobachten Farbveränderungen am Werkstück: helles Strohgelb bei etwa 200 Grad Celsius zeigt den Beginn des Anlassens an. Ausreichende Kühlmittelzufuhr, korrektes Scheibenabziehen (Umformen der Scheibe zur Wiederherstellung der Schärfe) und Vorschübe, die die Scheibe schneidend statt reibend arbeiten lassen, reduzieren die Wärmeentwicklung.

Der Begriff stammt direkt von der Einwirkung der rotierenden Scheibe auf das Werkstück: die Schleifkörner schleifen ab, erzeugen das feine Pulver und das charakteristische Hochfrequenz-Geräusch der Maschine. Schleifen erscheint in Metallbearbeitungstexten seit Jahrhunderten, doch modernes Präzisions-Schleifen mit Stahlscheiben entstand Ende des 19. Jahrhunderts, als Werkzeugmaschinen steifer und Spindeln schneller wurden. Heute ist Schleifen unverzichtbar für jede Bearbeitungsoperation, bei der Toleranzen, Oberflächengüte oder Härteangaben Arbeiten auf Zehntel-Millimeter oder besser erfordern.