und Verschleißbedingungen beim Verzahnungshonen wurden die Methoden des Einkornritzens und der FEM Zerspansimulation eingesetzt. In anschließenden Realversuchen wurde analysiert, wie sich die aus den Grundlagenuntersuchungen ermittelten Effekte auf den Realprozess übertragen lassen.
Die Ergebnisse der Grundlagenuntersuchungen haben gezeigt, dass bedingt durch die niedrige Festigkeit der Kunstharzbindung, das Schleifkorn beim Kontakt mit der Werkstückoberfläche in die Bindung versinkt. Dadurch verringert sich die effektive kinematische Kornzahl und die Schleifleistung nimmt ab. Im Gegensatz dazu weist die keramische Bindung eine hohe Festigkeit auf und hält während der gesamten Bearbeitung die Schleifkörner in ihrer ursprünglichen Lage fest. In dem für das Verzahnungshonen relevanten niedrigen Schnittgeschwindigkeitsbereich führt eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit nicht zu einem Temperaturanstieg über 600°C, so dass der dadurch bewirkte Abfall der effektiven Fließspannung geringfügig ausfällt und nicht eine signifikante Verringerung der Zerspankraft bewirkt. Dabei ist allerdings die elastische Materialverformung geringer, was einen Anstieg des effektiven Spanvolumens zur Folge hat. Sowohl in den Einkornritzversuchen als auch in der Zerspansimulation wurde nachgewiesen, dass höhere Werte der Schnittgeschwindigkeit die Spanbildung begünstigen.
Aktualisiert: 2021-07-10
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ihrer Fertigungsprozesse resultieren u. a. in einer Erhöhung der Leistungsfähigkeit der eingesetzten Werkzeugmaschinen. Ein wesentlicher Entwicklungsschwerpunkt ist die Lagerung von HSC- und HPC-Werkzeugmaschinenhauptspindeln. Die vorwiegend eingesetzten hochgenauen Schrägkugellager weisen unter Einwirkung von Zentrifugalkräften, Betriebslasten und thermischen Effekten eine extreme Varianz der internen Kontakt-, Belastungs- und Abwälzbedingungen auf. Die Folge sind z. B. abfallende Steifigkeitskennwerte und steigende Oberflächenpressungen im Außenringwälzkontakt. Des Weiteren verschärft Mischreibung im Wälzkontakt beim Hoch- bzw. Herunterfahren der Spindel sowie auch bei hohen Drehzahlen die Anforderungen an die Spindellager.
Der vorliegende Beitrag beschreibt Arbeiten zur Erweiterung des Leistungsbereiches von Spindellagern, die auf neuartigen Kinematikkonzepten unter Berücksichtigung von explizit für das Spindellager entwickelten PVD-Beschichtungen zur Erhöhung der Ausfallsicherheit und zur Reduzierung des Verschleißes basieren. Die neuen Lagertypen weisen drehzahlunabhängige Steifigkeitskennwerte sowie eine optimierte Lastverteilung auf. PVD-Beschichtungen ermöglichen eine drastische Verbesserung der Notlaufeigenschaften der Spindellager bis hin zum schmierstoff- und verschleißfreien Betrieb bei höchsten Drehzahlen.
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