Der Schleifprozess ist ein komplexes Fertigungsverfahren, bei dem eine Vielzahl von Komponenten aufeinander abgestimmt werden muss, um hohe Maßgenauigkeiten und hohe Oberflächengüten der bearbeiteten Bauteile zu erreichen. Neben der Maschine, den Prozess- und Abrichtparametern sowie dem Kühlschmierstoff spielt die Auswahl des richtigen Schleifwerkzeugs für eine Bearbeitungsaufgabe eine entscheidende Rolle. Die Eigenschaften dieser Schleifwerkzeuge werden maßgeblich durch die volumetrische Zusammensetzung von Kornmaterial, Bindungskomponenten und Poren bestimmt – die Schleifscheibenspezifikation. Jedoch basiert die prozessspezifische Auswahl von Schleifwerkzeugen bis heute vorwiegend auf Erfahrungswissen.

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss von Spezifikationsparametern der Schleifwerkzeuge auf die Struktur, die sich ausbildende Schleifscheibentopographie und damit auf den Schleifprozess untersucht. Der Fokus liegt in dieser Arbeit auf mehrschichtig belegten Schleifscheiben mit CBN als Kornwerkstoff. Es werden der Bindungstyp, der CBN-Korntyp, die Korngröße sowie das prozentuale Kornvolumen, Bindungsvolumen und Porenvolumen variiert. Zunächst wird der Einfluss der volumetrischen Zusammensetzung des Schleifbelags auf die Lage der Schleifkörner – die Schleifscheibenstruktur – untersucht. Dazu wird eine Analysemethode entwickelt, mit der die Verteilung der Kornabstände aus Gefügeschliffbildern der unterschiedlichen Schleifscheibenspezifikationen ermittelt wird. Diese Anordnung der Schleifkörner hat einen Einfluss auf die sich ausbildende Schleifscheibenoberfläche – die Schleifscheibentopographie. Um diese zu charakterisieren wird eine detaillierte Analyse vorgenommen, wobei mit Hilfe eines Softwarewerkzeugs die Anzahl und Größe der beim Schleifprozess im Eingriff befindlichen Kornschneiden berechnet werden kann. Die Eingriffsflächen bestimmen maßgeblich die Zerspaneigenschaften und die Schleifkraft. Das Schleifprozessverhalten wird in Abhängigkeit von den Spezifikationsparametern ermittelt und die technologischen Zusammenhänge aufgezeigt.

Auf Basis der analytisch und empirisch ermittelten Daten kann ein Modell abgeleitet werden, welches es ermöglicht, die Schneidenanzahl und die mittleren Schneideneingriffsflächen in Abhängigkeit von der Schleifscheibenspezifikation zu bestimmen. Der abschließende Ausblick zeigt eine mögliche Nutzung der Ergebnisse in einem dreidimensionalen Computermodell der Schleifscheibenstruktur, mit dem eine angepasste Auslegung von Schleifscheibenspezifikationen erleichtert werden soll.