VDI 3396-2017 Belt grinding for metal working.pdf

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1、ICS 25.080.50 VDI-RICHTLINIEN April 2017 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Bandschleifen in der Metallbearbeitung Belt grinding for metal working VDI 3396 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken

2、as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produktion und Logistik (GPL) Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 2: Fertigungsverfahren Vervielfltigungauchfrinnerb

3、etriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFrhere Ausgabe:12.14 Entwurf,deutschFormeredition:12/14Draft,in German onlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung 2 1 Anwendungsbereich 3 2 Grundlagen des Bandschleifens . 3 3 Werkzeugaufbau, -arten und -h

4、erstellung 6 3.1 Schleifmittel. 7 3.2 Bindemittel 9 3.3 Unterlage . 10 3.4 Verbindungsstelle 11 3.5 Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlagen 12 3.6 Empfehlung fr die Schleifbandauswahl . 13 3.7 Hinweise zur Lagerung von Schleifbndern 13 3.8 Sicherheitshinweise fr den Einsatz von Schleifbndern .

5、 14 4 Maschinensysteme und Verfahren . 15 4.1 Grundlagen 15 4.2 Maschinengestell . 17 4.3 Bandschleifaggregat 18 4.4 Einrichtung zur Bandlaufeinstellung und -regelung 18 4.5 Vorschub-/Zustellungseinrichtung . 19 4.6 Werkstckzufhrung 19 4.7 Werkstckaufnahme 19 4.8 Khlschmiersystem 19 4.9 Absaugeinric

6、htung . 19 4.10 Antrieb der Bandschleifmaschinen 20 5 Technologie 20 5.1 Technologische Kenngren . 20 5.2 Einstellgren 21 5.3 Bandschleifen mit konstanter Kraft oder mit konstanter Zustellung 22 5.4 Bandspannung . 24 5.5 Schleifbandspezifikation 24 5.6 Sttzelement 26 5.7 Abrichten . 26 5.8 Trockenbe

7、arbeitung Khlschmierung . 26 6 Beurteilung des Arbeitsergebnisses 27 Anhang Anwendungsbeispiele . 31 Schrifttum 41 Introduction . 2 Preliminary note 2 1 Scope 3 2 Basic principles of belt grinding . 3 3 Tool design, types and manufacture 6 3.1 Abrasives . 7 3.2 Adhesive 9 3.3 Backing 10 3.4 Belt joi

8、nts . 11 3.5 Production of coated abrasives 12 3.6 Choosing an abrasive belt 13 3.7 Storing coated abrasive belts . 13 3.8 Safety guidelines for abrasive belts . 14 4 Machine systems and processes 15 4.1 Basic principles 15 4.2 Machine frame . 17 4.3 Belt grinding assembly 18 4.4 Belt guidance stabi

9、lity adjustment and control 18 4.5 Feed and infeed device 19 4.6 Workpiece feed 19 4.7 Workpiece holder . 19 4.8 Cooling lubricant system . 19 4.9 Extraction system. 19 4.10 Belt grinder drive . 20 5 Technology . 20 5.1 Technological parameters 20 5.2 Setting parameters . 21 5.3 Grinding with consta

10、nt force or constant depth of cut 22 5.4 Belt tensioning . 24 5.5 Abrasive belt specification . 24 5.6 Contact element . 26 5.7 Dressing . 26 5.8 Dry machining cooling lubrication . 26 6 Assessing the finished results 27 Annex Example applications 31 Bibliography 41 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B

11、2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04 2 VDI 3396 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Rich

12、tlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.v

13、di.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the st

14、andard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the lic

15、ensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung Das Bandschleifen ist ein Fertigungsverfahren mit einem breiten Anwendungsspektrum. Es ist bei der Bearbeitung zahlreicher Werkstoffart

16、en und -kom-binationen und bei Werkstcken mit nahezu belie-biger Form und Gre anwendbar. Das Erreichen technisch hochwertiger Werkstck-oberflchen auch in Verbindung mit groen Zeit-spanungsvolumina sind die herausragenden Merk-male des Bandschleifens. Prinzipiell kann zwi-schen dem Schleifen von Funk

17、tionsflchen zur Erzeugung vorgegebener Ma-, Form- und Lageto-leranzen sowie dem Herstellen von definierten Oberflchengten und dem Schleifen zur Beseiti-gung von Oberflchen- und Randzonenfehlern unterschieden werden. Ein weiteres Anwendungs-feld ist das Erzeugen von dekorativen Oberflchen. Verfahrens

18、spezifische Merkmale des Bandschlei-fens sind: hohe bis sehr hohe bezogene Zeitspanungs-volumina technisch hochwertige Werkstckoberflchen bei sehr geringen bezogenen Zeitspanungs-volumina khler Schliff, hufig ohne die Verwendung von Khlschmierstoffen (Trockenbearbeitung) bergangslose Bearbeitung kom

19、plexer Werk-stckformen Steuerung der Eingriffsbedingungen weitestge-hend mittels Werkzeug und Sttzelementen einfache und sichere Handhabung von Werk-zeug und Maschine Abrichten meist nicht erforderlich schneller und einfacher Schleifbandwechsel hohe Arbeitssicherheit Introduction Belt grinding is a

20、manufacturing process with a broad range of applications. It is used to machine numerous material types and combinations and workpieces of virtually any shape and size. Technically high quality workpiece surfaces com-bined with high material removal rates are the chief characteristics of belt grindi

21、ng. In principle, a distinction is made between the grinding of func-tional surfaces to produce specific dimensional, geometric, and positional tolerances and defined surface qualities, and the grinding used to remove surface and edge defects. A further area of applica-tion is the production of deco

22、rative finishes. Process-related features of belt grinding include: high to very high specific material removal rates technically high-quality workpiece surfaces with very low specific material removal rates cool grinding, often without the use of cooling lubricants (dry machining) seamless machinin

23、g of complex workpiece shapes cutting parameters controlled as much as possi-ble by tool and contact elements safe and easy handling of tool and machine dressing usually not necessary fast and simple replacement of abrasive belts high operational safety B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF

24、8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI 3396 3 kaum Einschrnkungen hinsichtlich Form und Gre der zu bearbeitenden Werkstcke relativ geringe Investitionskosten fr Schleif-maschi

25、nen und periphere Einrichtungen beim kraftgesteuerten Bandschleifen: schleif-zeitabhngige Abnahme des Zeitspanvolumens schleifzeitabhngige Abnahme der Rauheits-kennwerte (Ausnahme: Mehrschichtschleifmittel) marginal restrictions in terms of workpiece shape and size relatively low capital investment

26、for grinding machines and peripheral equipment force-controlled belt grinding: Material removal decreases as a function of grinding time roughness values decrease as a function of grind-ing time (exception: multi-layer abrasives) 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie befasst sich mit dem Bandschlei-f

27、en als Fertigungsverfahren zum Spanen von me-tallischen Werkstoffen, das nach DIN 8589-12 eingeteilt ist als Spanen mit geometrisch unbe-stimmten Schneiden. Sie gibt einen berblick ber das Bandschleifen. Neben den Schleifbandausfhrungen und den der-zeit verwendeten Maschinensystemen wird die Bandsch

28、leiftechnologie erlutert. Des Weiteren werden im Anhang Anwendungsbeispiele fr das Bandschleifen gegeben. Die Richtlinie richtet sich an Betriebsingenieure und Maschinenbediener und soll diese in der Ar-beitsplanung und -vorbereitung sowie bei der Aus-legung von Bandschleifprozessen untersttzen. 1 S

29、cope This standard is concerned with belt grinding as a machining process for metal materials, which is defined in DIN 8589-12 as chip removal with ge-ometrically undefined cutting edges. The aim of this standard is to provide an overview of belt grinding. It covers the types of abrasive belt and ma

30、chine systems currently in use as well as belt grinding technology. In addition, it gives ex-amples of belt grinding applications in the Annex. This standard is aimed towards production engi-neers and machine operators and is designed to assist them in process planning and organisation and also in t

31、he design of belt grinding processes. 2 Grundlagen des Bandschleifens Bandschleifen ist nach DIN 8589-12 ein spanendes Fertigungsverfahren mit einem vielschneidigen Werkzeug aus Schleifmittel auf Unterlage dem Schleifband. Dieses luft ber mindestens zwei Rollen. In der Kontaktzone wird das Schleifba

32、nd durch eine dieser Rollen, ein anderes zustzliches Sttzelement oder ohne Sttzelement an das zu schleifende Werkstck gedrckt. Die geometrisch unbestimmten Schneiden der Schleifkrner auf dem Schleifband trennen mit hoher Geschwindig-keit unter nicht stndiger Berhrung von Werk-stck und Schleifkorn de

33、n Werkstoff ab. Grundstzliche Schleifaufgaben Das Bandschleifen stellt ein Teilgebiet der Anwen-dungen von Schleifmitteln auf Unterlagen dar. Ne-ben den Schleifbndern sind runde und eckige Schleifbltter, Vulkanfiberschleifscheiben, Lamel-lenschleifscheiben, -rollen und -stifte, Rollen von Schleifmit

34、teln auf Unterlage, Fcherschleifscheiben und Schleifhlsen wichtige Werkzeugformen von Schleifmitteln auf Unterlage. Nach DIN 8589-12 wird das Bandschleifen in das Plan-, Rund-, Profil- und Formschleifen eingeteilt. Dabei muss die Kon-tur des Schleifbands und/oder des Sttzelements mit mglichst gering

35、en Abweichungen auf das 2 Basic principles of belt grinding According to DIN 8589-12, belt grinding is a ma-chining process which uses a multiple point cutting tool consisting of an abrasive component bonded to a substrate the grinding belt. The belt runs over at least two rollers. In the contact zo

36、ne, the abrasive belt is pressed onto the workpiece by one of these rollers, another additional contact element or alternatively without the use of a contact ele-ment. The geometrically undefined cutting edges of the abrasive grains on the grinding belt remove material at high speed without maintain

37、ing contin-uous contact between the workpiece and abrasive grain. Basic grinding tasks Belt grinding is a subfield of coated abrasives. In addition to abrasive belts, other important coated abrasive tools include round or rectangular abra-sive sheets, vulcanised fibre grinding discs, flap wheels and

38、 discs, rollers and pencils, coated abra-sive rollers, and abrasive sleeves. DIN 8589-12 defines four categories of belt grinding; surface, cylindrical, profile, and shape grinding. It is im-portant to ensure that the contour of the grinding belt and/or contact element is transferred to the workpiec

39、e as accurately as possible. Belt grinding can be further distinguished by the type of contact B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04 4 VDI 3396 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V.

40、, Dsseldorf 2017 Werkstck bertragen werden. Das Bandschleifen wird im Weiteren nach der Art der Kontaktzone zwischen Schleifband und Werkstck (Bild 1) unterschieden in: zone between the grinding belt and workpiece (Figure 1): Schleifen mit ebener Kontaktzone (Bild 2a), wie es beispielsweise beim Lau

41、fen des Bands ber eine Sttzplatte oder einen Sttzbalken entsteht Kennzeichnend fr dieses Verfahren sind: Tendenz zu einem weicherem Eingriff des Schleifmittels miger Schleifdruck geringer bis mittlerer Abtrag kleine bis mittlere Rauheit geeignet, kleine Schichten abzutragen, um gezielt feine Oberflc

42、hen und Ebenheit her-stellen zu knnen geeignet fr das Schleifen auf Form und Ma Schleifen mit zylindrischer Kontaktzone (Bild 2b), wie es beispielsweise beim Laufen des Bands ber eine Sttzscheibe oder -rolle entsteht Kennzeichnend fr dieses Verfahren sind: Tendenz zum harten Eingriff hoher Schleifdr

43、uck groer Abtrag relativ raue Oberflche grinding with flat contact zone (Figure 2a) describes when the belt runs over a contact plate or bar, for example This process is characterised by: a tendency of the abrasive material to have a softer engagement with the workpiece moderate contact pressure low

44、 to moderate removal low to moderate surface roughness suitable for the removal of thin layers to obtain defined fine surface finishes and flat-ness suitable for shape and dimensional grinding. grinding with cylindrical contact zone (Fig-ure 2b) describes when the belt runs over a contact wheel or r

45、oller, for example This process is characterised by: a tendency towards hard engagement with the workpiece high contact pressure high removal rate a relatively rough surface Bild 1. Einteilung der Bandschleifverfahren nach Art der Kontaktzone B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1C

46、CB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI 3396 5 Figure 1. Classification of belt grinding methods according to contact zone Bild 2. Bandschleifen mit a) Sttzplatte und b) Sttzrolle vf Werk

47、stckgeschwindigkeit 3 Schleifband vc Schnittgeschwindigkeit 4 genutete 1 Werkstck Kontaktflche 2 Sttzplatte 5 Sttzrolle Figure 2. Belt grinding with a) contact plate and b) contact roller vf workpiece speed 3 abrasive belt vc cutting speed 4 grooved 1 workpiece contact surface 2 contact plate 5 cont

48、act roller Bei der Auswahl der Ausfhrungsform der Sttz-elemente ist zu beachten, dass die Hrte, der Durchmesser und das Oberflchenprofil (glatt oder genutet) einen wesentlichen Einfluss auf das Schleifergebnis haben. When selecting a design for the contact element, it is important to be aware that h

49、ardness, diameter, and surface profile (smooth or grooved) have an important effect on the grinding result. Obwohl es nicht dem Verfahren Bandschleifen“ zugeordnet werden kann, soll hier kurz auf das Kurzhubhonen mit Schleifmittel auf Unterlage“ (hufig auch als Bandfinishen“ oder Band-finishing“ bezeichnet), ein Feinbearbeitungsverfah-ren fr die Prz