CNC gesteuerte Abrichtmaschine für Schleifwerkzeuge mit optischer Überwachung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Abrichtmaschine wird am Institut für die Vorbereitung von Schleifwerkzeugen eingesetzt. Insbesondere betrifft dies die im Rahmen des Sonderforschungsbereichs SFB708 verwendeten Schleifstifte, die zur Endbearbeitung von thermisch gespritzten Hartstoffschichten eingesetzt werden. Der Einsatz von SiC-Abrichtschleifscheiben ermöglicht eine bestmögliche Konditionierung von Diamant- und CBN-Werkzeugen unter Einhaltung der geforderten Form- und Lagetoleranzen. Insbesondere beim Abrichten von hybridgebundenen und metallisch gebundenen Werkzeugen, weisen die SiC-Scheiben ein deutlich verbessertes Abrichtergebnis auf, als unter Verwendung von Abrichtaggregaten. Darüber hinaus wird die Abrichtmaschine zur Konditionierung von Schleifwerkzeugen für die Herstellung von Vollhartmetall-Schaftwerkzeugen eingesetzt. Insbesondere stellt die erzeugte Formhaltigkeit der Schleifwerkzeuge einen signifikanten Einfluss auf das Schleifergebnis dar, welches durch den Einsatz der Abrichtmaschine deutlich gesteigert werden konnte. Gegenüber der integrierten Abrichteinheit in der Werkzeugschleifmaschine verfügt die CNC-gesteuerte Abrichtmaschine über deutlich mehr Leistung und ermöglich ein deutlich höheres Zeitspanvolumen bei der Herstellung der Schrupp- und Schlichttopographien von Hochleistungsschleifwerkzeugen. Weitere Einsatzfelder sind die Bearbeitung von Honleisten sowie die Herstellung und Nachbearbeitung von galvanisch belegten Schleifwerkzeugen für die CFK-Bearbeitung. Für das Abrichten der Honwerkzeuge wurde eine Vorrichtung entwickelt und gefertigt, die die Aufnahme von bis zu drei Honleisten ermöglicht. Insbesondere bei dem Einsatz hochharter Schleifmittel konnten mit Hilfe eines rotierenden Einkornabrichters in der eigentlichen Honmaschine nicht die mehr geforderten Werkzeugqualitäten erzielt werden. Die Verwendung der Abrichtmaschine hat somit neue Möglichkeiten geschaffen, die Honwerkzeuge für die präzise Endbearbeitung von beschichteten Bohrungen vorzubereiten. Für die Bohrschleifbearbeitung von CFK-Werkstoffen wurden am Institut verschiedene Grundkörper konstruiert und prototypisch hergestellt. Für diesen Einsatzfall wurde ebenfalls die beschaffte Werkzeugmaschine verwendet, da hierbei die in-Prozessüberwachung über den Körperschallsensor von zentraler Bedeutung ist. Die Auswertung des Signals ermöglicht hierbei detaillierte Aussagen über die Schärfe der Schleifkörner auf dem einfach belegten Grundkörpern zu treffen, welche mit einem rein weggeregelten Abrichtprozess nicht möglich sind.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Der letzte Schliff formt die Mikrogestalt – Neue Potenziale in der Schneidkantenpräparation mittels elastisch gebundener Diamantschleifscheiben. Forum Schneidwerkzeug- und Schleiftechnik, 26 (2013) 2, S. 76-83
Biermann, D.; Aßmuth, R.; Wolf, M.; Kipp, M.
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Endbearbeitung von hartstoffbeschichteten freigeformten Funktionsflächen auf Bearbeitungszentren – Prozess und Simulation In: Jahrbuch Schleifen, Honen, Läppen und Polieren, 66. Ausgabe, Hoffmeister, W.; Denkena, B. (Hrsg.), 2013, ISBN 9783802729713
Rausch, S.; Kersting, P.; Odendahl, S.; Biermann, D.
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Analysis and Simulation of Surface Topographies in Grinding of Thermally Sprayed Coatings. Advanced Materials Research, 1018 (2014), S. 91-98
Rausch, S.; Siebrecht, T.; Kersting, P.; Biermann, D.
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Drillpolishen als neuartiges Kantenpräparationsverfahren - Mit elastisch gebundenen Scheiben die Kanten verrunden. WB - Werkstatt und Betrieb, 147 (2014) 1/2, S. 84-87
Brodbeck, J.; Rothenaicher, S.; Biermann, D.; Heymann, T.; Wolf, M.
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Five-axis grinding of wear-resistant, thermally sprayed coatings on free-formed surfaces. Production Engineering. Research and Development, 8 (2014) 4, S. 423-429
Rausch, S.; Biermann, D.; Kersting, P.
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Grinding process simulation of free-formed WC-Co hard material coated surfaces on machining centers using poisson-disk sampled dexel representations. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 7 (2014)
Siebrecht, T.; Rausch, S.; Kersting, P.; Biermann, D.
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Simulation of grinding processes using finite element analysis and geometric simulation of individual grains. Production Engineering. Research and Development, (2014)
Siebrecht, T.; Biermann, D.; Ludwig, H.; Rausch, S.; Kersting, P.; Blum, H.; Rademacher, A.
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Influence of the handling parameters on residual stresses of HVOF-sprayed WC-12Co coatings. Surface & Coutings Technology, 268 (2015), S. 30-35
Selvadurai, U.; Hollingsworth, P.; Baumann, I.; Hussong, B.; Tillmann, W.; Rausch, S.; Biermann, D.
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NC-Formschleifen von hartstoffbeschichten Tiefziehwerkzeugen. Diamond Business, (2015) 2, S. 10-17
Rausch, S.; Kersting, P.; Biermann, D.
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Thermally sprayed finestructured WC-12Co coatings finished by ball burnishing and grinding as an innovative approach to protect forming tools against wear. Surface & Coatings Technology, 268 (2015), S. 134-141
Tillmann, W.; Hollingsworth, P.; Baumann, I.; Hiegemann, L.; Weddeling, C.; Tekkaya, A.E.; Rausch, S.; Biermann, D.
