Optimizing the Dry Grinding Process on the Basis of Bond Materials

Abstract:

In order to decrease the negative environmental impacts of the cutting fluids (for example, disposal of grinding sludge) and also to reduce the manufacturing costs and the required space for the machines the dry grinding can be a conceivable alternative for the conventional grinding processes. Nevertheless, dry grinding has not been widely introduced into industry because of the high temperature generated in the grinding zone and difficulties of heat transfer without coolants. Selection of the proper grinding wheel bonds, grit sizes and concentration has significant effect on the grinding performance and the generated heat in the contact zone. This paper addresses the effects of the grinding wheel bond and the concentration on the dry grinding process efficiency through comparing the results of the carried out experiments with three resin bonded cBN-cup-wheels, each consisting different bond components. For this purpose, surface roughness and thermal damages during dry and wet grinding (utilizing grinding oil) by three different resin bonds were measured. The results show almost identical surface roughness values for dry and wet grinding. Furthermore, using the resin-kryolith-graphite bonded wheel leads to a reduction in thermal damages on the workpiece. Through different experiments, it was shown that the different bonds, used in this study, have significant influence on the chip loading of the grinding wheels. This is contributed to the different chip formation mechanisms and induced grinding temperatures when grinding by the different wheel bonds.

• Periodical: Advanced Materials Research (Volume 1017)
• Pages: 237-242
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1017.237
• Online since: September 2014
• Authors: Heike Kitzig*, Nima Jandaghi, Bahman Azarhoushang, Alireza Vesali
• Keywords: CBN, Cylindrical Grinding, Dry Grinding, High-Speed Steel, Resin Bond

References

[1] Bailey, M. W. and Juchem, H. O. Einsatzbedingungen zum wirtschaftlichen Schleifen von Cermets. IDR 1992, 26, 261–268.

[2] Brinksmeier, E. 1982. Randzonenanalyse geschliffener Werkstücke. Fortschrittberichte der VDI-Zeitschriften / 02. VDI-Verlag.

[3] Brinksmeier, E. 1991. Prozess- und Werkstückqualität in der Feinbearbeitung. IFW-Produktionstechnik Nr. 234. VDI-Verl., Düsseldorf.

[4] Brinksmeier, E., Brockhoff, T., and Walter, A. 1997. Minimalmengenkühlschmierung und Trockenbearbeitung beim Schleifen. In Härterei-Technische Mitteilungen, 166–170.

DOI: 10.1515/htm-1997-520311

[5] Brunner, G. 1995. Potentiale moderner Schleifstoffe – CBN und Sol-Gel Aluminiumoxid. In VDI-Seminar Schleifen als Leistung- und Endbearbeitungsverfahren, Stuttgart, 30. 11-1. 12. (1995).

[6] Choi, H. -Z. 1986. Beitrag zur Ursachenanalyse der Randzonenbeeinflussung beim Schleifen. Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 2, Betriebstechnik Nr. 119. Verlag des Vereins Deutscher Ingenieure, Düsseldorf [Germany].

[7] Fritsch, A. 1997. Schleifen von Cermets. VDI-Fortschritt-Berichte 2, NR. 429. VDI-Verlag, Düsseldorf.

[8] Karpuschewski, B. and Brunner, G., Falkenberg, Y. 1997. Strategien zur Reduzierung des Kühlschmierstoffverbrauchs beim Schleifen. In Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren 58.

[9] Maldaner, J. Verbesserung des Zerspanverhaltens von Werkzeugen mit Hartmetall-Schneidelementen durch Variation der Schleifbearbeitung (2008).

[10] Roth, P. 1995. Abtrennmechanismen beim Schleifen von Aluminiumoxidkeramik. IFW-Produktionstechnik Nr. 335. VDI-Verl., Düsseldorf.

[11] Tawakoli, T. and Rabiey, M. 2008. Trockenschleifen mit CBN-Schleifscheiben. Der Effekt der Makrotopographie. In Moderne Schleiftechnolgie und Feinstbearbeitung.

[12] Tönshoff, H. K., Wobker, H. G., Brunner, G., and Kroos, F. 1995. Möglichkeiten und Grenzen des Trockenschleifes gehärteter Stähle. In Härterei-Technische Mitteilungen 50.

[13] VDI, Ed. 1998. Trockenbearbeitung und Minimalmengenkühlschmierung. Springer-Verlag GmbH.

[14] Weinert, K. 1998. Trockenbearbeitung und Minimalmengenkühlschmierung. Einsatz in der spanenden Fertigungstechnik. VDI. Springer-Verlag GmbH.

[15] Weinert, K., Johlen, G., Schneider, M., and Finke, M. 2000. Werkzeugschleifen: Problematik bei Hartmetallen und Cermets. In Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Poliere, 262–272.

[16] Willsch, C. 1998. Außenrund-Einstechschleifen von Cermet. Schriftenreihe des ISF: Weinert, K. (Hrsg). Vulkan-Verlag.