Das ungeführte Vibrationsgleitschleifen ist ein weit verbreiteter Fertigungsprozess zur Endbearbeitung von Bauteilen. Demgegenüber steht jedoch nur ein geringer wissenschaftlicher Kenntnisstand. Daher werden bis heute ungeführte Vibrationsgleitschleifprozesse auf Basis von zeit- und kostenintensiven, empirischen Vorversuchen ausgelegt. Derzeit existiert kein Wissen über die Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen den Prozesseingangsgrößen und dem Prozessergebnis. Eine Erklärungsgrundlage liefern die Prozesszustandsgrößen Relativgeschwindigkeit und Kontaktkraft zwischen Werkstück und Schleifkörpern. Diese sind jedoch bis heute nicht bekannt. Eine Ursache dafür ist, dass bis heute kein Messsystem zur Erfassung dieser Größen existiert. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung eines Kraft- und eines Geschwindigkeitsmodells zur Vorhersage der Prozesszustandsgrößen Kontaktkraft und Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Schleifkörpern beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen
Inder vorliegenden Arbeit werden zunächst zwei kabellose Messsysteme zur Messung der Relativgeschwindigkeit und der Kontaktkraft beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen entwickelt, die dem ungeführten Vibrationsgleitschleifprozess zugeführt werden und das Werkstück substituieren. Die kabellose Ausführung stellt erstmals sicher, dass die Bewegung des Messsystems/des Werkstücks nicht durch äußere Einflüsse, z. B. durch Kabel der Messelektronik, beeinflusst wird. Die Messsysteme werden anschließend in Gleitschleifexperimenten eingesetzt, in denen der Einfluss relevanter Prozesseingangsgrößen auf die Prozesszustandsgrößen untersucht werden. Darauf aufbauend werden ein empirisches Kraft- und ein empirisches Geschwindigkeitsmodell entwickelt, dass die auftretenden Prozesszustandsgrößen in Abhängigkeit von den Prozesseingansgrößen vorhersagt. Mithilfe von Regressionsgleichungen kann dies auf rechnerischem Weg erfolgen.
Durch die Kopplung der zuvor beschriebenen Modelle werden die Kontaktbedingungen beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen erstmals umfassend aufgezeigt. In weiteren Gleitschleifexperimenten kann nachgewiesen werden, dass diese Kennwerte mit den Prozessergebnisgrößen Abtrag und Kantenradius korrelieren. Das Prozessergebnis kann darüber hinaus auf Basis der entwickelten Geschwindigkeits- und Kraftmodelle erklärt werden.