Aufbau eines Kraftmodells zur Vorhersage der Kontaktkräfte und -häufigkeiten zwischen Schleifkörpern und Werkstück im ungeführten Vibrationsgleitschleifprozess

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244325741

Die Kontaktkräfte sowie Kontakthäufigkeiten von Werkstücken und Schleifkörpern in Vibrationsgleitschleifanlagen sind eine wesentliche Einflussgröße des ungeführten Vibrationsgleitschleifprozesses, die das Zerspanungsverhalten und somit die Oberflächenqualität, die Kantenverrundung und das Zeitspanungsvolumen maßgeblich beeinflussen. Die Kontaktkräfte sowie -häufigkeiten in ungeführten Vibrationsgleitschleifprozessen können bis heute weder beschrieben noch messtechnisch erfasst werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird daher ein Messsystem entwickelt, welches erstmals in der Lage ist, die Kontaktkraft sowie häufigkeit an Werkstückkanten und -flächen, die beim Kontakt mit den Schleifkörpern hervorgerufen werden, abhängig von relevanten Einflussgrößen im ungeführten Vibrationsgleitschleifprozess zu bestimmen. Diese Kraftgrößen dienen im Anschluss als Grundlage für eine modellhafte, analytische Beschreibung der Werkstück- und Schleifkörperinteraktion. Trotz der hohen wirtschaftlichen Bedeutung der Gleitschleiftechnologie in Vibrationsgleitschleifanlagen existieren keine ganzheitlichen Prozessmodelle zur Vorhersage des Prozessergebnisses. Als Basis für ein solches Prozessmodell soll im Rahmen dieses DFG-Forschungsprojekts ein analytisches Kraftmodell aufgebaut werden, welches die Wechselwirkungen zwischen Schleifkörpern und Werkstück innerhalb des ungeführten Vibrationsgleitschleifprozesses beschreibt und die Kraftgrößen vorhersagt. Die Kraftgrößen können daraufhin neben kinematischen Größen, z.B. die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Schleifkörpern, als Eingangsgröße für die Beschreibung des tribologischen Systems, welches im ungeführten Vibrationsgleitschleifprozess vorherrscht, dienen. Auf Basis dieser Erkenntnisse sind in Zukunft Aussagen hinsichtlich des Zerspanverhaltens bezüglich vorherrschender Zerspanmechanismen möglich. Dies umfasst auch wichtige Erkenntnisse, die eine gezielte Steuerung des Zeitspanungsvolumens, der Oberflächenqualität und der Kantenverrundung am Werkstück ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen