Modellierung des Schleifschneckenprofilverschleißes beim kontinuierlichen Wälzschleifen

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2-3 Tage
Autor:
Ophey, Matthias
ISBN
978-3-86359-777-1
39,00 €
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Quick Overview

Aufgrund der vielfältigen Wechselwirkungen stellt der Werkzeugverschleiß einen wichtigen Faktor bei der Prozessauslegung von kontinuierlichen Wälzschleifprozessen dar. Zur Berücksichtigung des Verschleißes wird in dieser Dissertation ein Modell entwickelt, mit dem der makro-geometrische Werkzeugverschleiß örtlich und zeitlich aufgelöst vorhergesagt werden kann. Der Zusammenhang zwischen Kennwerten der Werkzeugtopographie, der mittleren Normalkraft und dem Werkzeugverschleiß wird aufgezeigt.

Das kontinuierliche Wälzschleifen ist ein hochproduktives Verfahren zur Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen in der Serienfertigung. In den bisherigen wissenschaftlichen Untersuchungen wurden Teilaspekte des Wälzschleifens untersucht. Allerdings wurde der Werkzeugverschleiß nicht tiefergehend analysiert. Aufgrund der (Wechsel-)Wirkungen mit z. B. der Schleifkraft und dem Prozessergebnis stellt der Werkzeugverschleiß jedoch einen wichtigen Faktor bei der Prozessauslegung dar. Daher wird in dieser Dissertation ein Modell entwickelt, mit welchem der makro-geometrische Profilverschleiß einer Schleifschnecke örtlich und zeitlich aufgelöst vorhergesagt werden kann.
Zunächst wird in empirischen Untersuchungen im Analogieversuch Wälzschleifen der Einfluss verschiedener Bearbeitungsparameter sowie Schleifwerkzeugspezifikation analysiert. Aus den Ergebnissen werden Schlussfolgerungen über den Verlauf des makro-geometrischen Verschleißes und die zur Modellierung notwendigen Einflussgrößen gezogen.
Basierend auf den Erkenntnissen aus den Analogieversuchen wird ein für das Flachschleifen entwickelter energetischer Modellansatz für das kontinuierliche Wälzschleifen erweitert. Anschließend werden die notwendigen Modellparameter ermittelt. Dazu wird die Reibungsenergie auf Einzelkornebene betrachtet. Zur Berechnung der Reibungsenergie werden Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, mit welchen die notwendigen Modellgrößen aus der Spindelleistung, den Durchdringungsgrößen, den Werkzeug- und Werkstückdaten, der Schleifwerkzeugtopographie sowie empirischen Daten bestimmt werden können.
Die Reibungsenergie wird anschließend der makro-geometrischen Abweichung am Analogiewerkstück als indirekte Verschleißkenngröße gegenübergestellt. Aus den Ergebnissen wird der Verschleißwiderstand des Einzelkorns als Kenngröße aus dem Zusammenhang zwischen der Reibungsenergie und dem makro-geometrischen Verschleiß berechnet. Mit Kenntnis der Reibungsenergie und dem Verschleißwiderstand kann der Verschleiß mit dem energetischen Modell vorhergesagt werden.
Das Modell wird abschließend an einem Wälzschleifprozess aus dem industriellen Umfeld validiert. Anhand der Ergebnisse kann gezeigt werden, dass durch die Betrachtung der Reibungsenergie die makro-geometrischen Abweichungen mit dem Modellansatz prognostiziert werden können und das Modell auf das kontinuierliche Wälzschleifen angewendet werden kann.

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Autor Ophey, Matthias
Lieferzeit 3-4 Tage
Gewicht 0.206 kg
Erscheinungsdatum 08.11.2019
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Das kontinuierliche Wälzschleifen ist ein hochproduktives Verfahren zur Hartfeinbearbeitung von Verzahnungen in der Serienfertigung. In den bisherigen wissenschaftlichen Untersuchungen wurden Teilaspekte des Wälzschleifens untersucht. Allerdings wurde der Werkzeugverschleiß nicht tiefergehend analysiert. Aufgrund der (Wechsel-)Wirkungen mit z. B. der Schleifkraft und dem Prozessergebnis stellt der Werkzeugverschleiß jedoch einen wichtigen Faktor bei der Prozessauslegung dar. Daher wird in dieser Dissertation ein Modell entwickelt, mit welchem der makro-geometrische Profilverschleiß einer Schleifschnecke örtlich und zeitlich aufgelöst vorhergesagt werden kann.
Zunächst wird in empirischen Untersuchungen im Analogieversuch Wälzschleifen der Einfluss verschiedener Bearbeitungsparameter sowie Schleifwerkzeugspezifikation analysiert. Aus den Ergebnissen werden Schlussfolgerungen über den Verlauf des makro-geometrischen Verschleißes und die zur Modellierung notwendigen Einflussgrößen gezogen.
Basierend auf den Erkenntnissen aus den Analogieversuchen wird ein für das Flachschleifen entwickelter energetischer Modellansatz für das kontinuierliche Wälzschleifen erweitert. Anschließend werden die notwendigen Modellparameter ermittelt. Dazu wird die Reibungsenergie auf Einzelkornebene betrachtet. Zur Berechnung der Reibungsenergie werden Methoden und Vorgehensweisen vorgestellt, mit welchen die notwendigen Modellgrößen aus der Spindelleistung, den Durchdringungsgrößen, den Werkzeug- und Werkstückdaten, der Schleifwerkzeugtopographie sowie empirischen Daten bestimmt werden können.
Die Reibungsenergie wird anschließend der makro-geometrischen Abweichung am Analogiewerkstück als indirekte Verschleißkenngröße gegenübergestellt. Aus den Ergebnissen wird der Verschleißwiderstand des Einzelkorns als Kenngröße aus dem Zusammenhang zwischen der Reibungsenergie und dem makro-geometrischen Verschleiß berechnet. Mit Kenntnis der Reibungsenergie und dem Verschleißwiderstand kann der Verschleiß mit dem energetischen Modell vorhergesagt werden.
Das Modell wird abschließend an einem Wälzschleifprozess aus dem industriellen Umfeld validiert. Anhand der Ergebnisse kann gezeigt werden, dass durch die Betrachtung der Reibungsenergie die makro-geometrischen Abweichungen mit dem Modellansatz prognostiziert werden können und das Modell auf das kontinuierliche Wälzschleifen angewendet werden kann.

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Institut für Industriekommunikation und Fachmedien (IIF) GmbH an der RWTH Aachen

Steinbachstr. 25
52074 Aachen
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