Effektive Prozessauslegung beim Werkzeugschleifen unter Berücksichtigung der Prozess-Struktur-Wechselwirkungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Volker Böß
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318848309

Schleifmaschinen- und Schleifscheibenhersteller bieten ihren Kunden neben den reinen Produkten vermehrt auch Lösungen von kompletten Prozessen für zu fertigende Bauteile und Bauteilfamilien mit hohen Qualitätsanforderungen an. Hierzu gehört die Auswahl von geeigneten Schleifscheiben, die sich je nach Bearbeitungsfall hinsichtlich Form, Grundkörpermaterial sowie Bindungs- und Körnungsspezifikation unterscheiden. Zu der Prozessauslegung gehören zudem die Planung der für die Fertigung benötigten Schleifbahnen und die Festlegung der Prozessparameter, z. B. Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. Ein wichtiges Qualitätskriterium bei der Prozessauslegung ist die Vermeidung von geometrischen Formfehlern, die auf Wechselwirkungen von Prozess und Bauteil zurückzuführen sind. Die Nachgiebigkeit des Werkstücks wird dabei primär durch die Prozesskräfte, die Materialeigenschaften und die sich im zeitlichen Verlauf verändernde Gestalt des Werkstücks bestimmt. Aufgrund der Komplexität der Zusammenhänge ist daher aktuell für die Auslegung von Schleifprozessen eine hohe Anzahl an Versuchen erforderlich, bis der Prozess den Kundenwünschen entsprechend eingestellt ist. Diese Thematik ist in besonderer Weise bei der Auslegung von Werkzeugschleifprozessen relevant. Ziel dieses Projektes ist es, die Auslegung von Werkzeugschleifprozessen durch die Weiterentwicklung von modellbasierten Verfahren zu verbessern, so dass die Anwender in die Lage versetzt werden, die Zeit zur Auslegung neuer Werkzeugschleifprozesse zu verkürzen und die Anzahl an erforderlichen Schleifversuchen deutlich zu reduzieren. Der Forschungsansatz besteht darin, Schleifprozesse, die bereits erfolgreich ausgelegt wurden, simulationsbasiert zu analysieren und die abgeleiteten Zusammenhänge auf neu auszulegende Prozesse zu übertragen. Diese Methodik wird in einen anwendergerechten Arbeitsablauf zur simulationsgestützten Bahnplanung überführt, der im industriellen Arbeitsumfeld erprobt werden soll Hierbei soll auf die im Schwerpunktprogramm 1180 "Prozess-Struktur Wechselwirkungen" innerhalb des Forschungsprojekts zum Werkzeugschleifen erzielten Ergebnissen aufgebaut werden. In diesem Forschungsprojekt wurde insbesondere der Einfluss der Eingriffsbedingungen beim Werkzeugschleifen auf die wirkenden Kräfte und auftretenden Verformungen untersucht und Methoden entwickelt, um die entstehenden Gestaltfehler durch Anpassung der Schleifbahn zu kompensieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Saint-Gobain Diamantwerkzeuge GmbH & Co. KG; VOLLMER WERKE Maschinenfabrik GmbH
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena