Die Dissertation befasst sich mit der Aufstellung einer thermomechanischen Prozessgrenze für Schleifprozesse, welche auf Grundlagen der Werkstoffphysik beruht. Die thermomechanische Prozessgrenze wird zuerst theoretisch abgeleitet und nachfolgend mithilfe von Schleifexperimenten validiert. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Anwendung der thermomechanischen Prozessgrenze für die häufigsten Verzahnungsschleifprozesse, das diskontinuierliche Profilschleifen sowie das kontinuierliche Wälzschleifen.
Aktualisiert: 2021-04-01
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Das Verzahnungsschleifen unterliegt zahlreichen Einflussgrößen, die zur schwankenden Schleifbelastung führen. Dadurch entstehen erhebliche Qualitätsprobleme in der Praxis. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines adaptiven Prozessregelungssystems für das kontinuierliche Wälzschleifen von Verzahnungen mit Schleifwerkzeugen aus keramisch gebundenem Korund. Dieses System soll im Anwendungsfall dazu beitragen, die Produktivität des Verzahnungsschleifens bei gleichzeitiger Einhaltung der geforderten Werkstückqualität zu erhöhen.
Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz des Prozessregelungssystems ist die Akzeptanz des Nutzers, welche durch nachgewiesene Zuverlässigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Effektivität des Systems angestrebt wird. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit waren die kritischen Einflussgrößen bezüglich der Schleifbelastung herauszufinden. Ausgehend von diesen Größen entstand eine signalbasierte Regelungsmethode. Die Stromsignale der Maschinenachsen und die Schwingungssignale wurden untersucht. Die Ergebnisse führten dazu, dass die Schleifbelastung durch zuverlässige Messsignalmerkmale beschrieben werden konnte. Neue Modelle zur Berechnung des lokal bezogenen Zeitspanvolumens und des globalen Zeitspanvolumens wurden hergeleitet, um die Schleifbelastung theoretisch zu beschreiben. Darüber hinaus erfolgte die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur werkstückunabhängigen Grenzwertfindung, um die Inbetriebnahme des Systems zu unterstützen und die Benutzerfreundlichkeit zu steigern. Das System basiert auf einer neuen kennfeldabhängigen Regelungsstrategie. Das komplette System wurde in der Serienproduktion verifiziert. Die Effektivität des Systems konnte nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Das kontinuierliche Wälzschleifen ist ein weit verbreitetes Hartfeinbe-arbeitungsverfahren zur Serienfertigung von Verzahnungen. Über die elementaren Vorgänge während der Durchdringung von Werkzeug und Werkstück ist jedoch nur wenig Wissen verfügbar. Aus diesem Grund erfordert die Prozessauslegung einen hohen experimentellen Aufwand.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines Softwarewerkzeugs für die Durchdringungssimulation des kontinuierlichen Wälzschleifens. Aus den geome-trischen Daten werden charakteristische Kenngrößen abgeleitet. Simulations-unabhängige Berechnungsgleichungen werden für die geometrische Kontaktlänge, das flächenbezogene Zeitspanungsvolumen sowie die Einzelkornspanungsdicke bestimmt, welche mit den Eigenspannungen am Werkstück, den Zerspanungskräften sowie der Profilhaltigkeit des Werkzeugs korrelieren. Die Gleichungen ermöglichen eine schnelle Abschätzung des Einflusses von Geometriedaten oder Stellgrößen auf Bauteilrandzone und Werkzeugverschleiß und können somit dazu beitragen, den experimentellen Aufwand bei der Prozessauslegung und -optimierung signifikant zu verringern.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Das kontinuierliche Wälzschleifen ist eines der produktivsten Verfahren zur Feinbearbeitung von Stirnradverzahnungen. Trotz des weitreichenden industriellen Einsatzes liegen bisher nur begrenzt wissenschaftliche Kenntnisse über das Verfahren vor. Eine Herausforderung stellt die Prozessauslegung dar, die häufig auf Erfahrungswissen des Anwenders basiert. Im Rahmen der Arbeit werden Wirkzusammenhänge aufgezeigt. Der Fokus liegt auf der Vorhersage von Gefügebeeinflussungen der Bauteilrandzone.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Aktives Dämpfungssystem zur Ratterunterdrückung an spanenden Werkzeugmaschinen
Aktualisiert: 2019-12-04
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