Effective planning of tool grinding processes considering process machine interactions
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Erkenntnistransfers wurde gemeinsam mit zwei industriellen Projektpartnern und basierend auf den Erkenntnissen des Grundlagenprojekts aus dem Schwerpunktprogramm 1180 das Ziel verfolgt, eine Methode zur modellbasierten, schnellen und sicheren Auslegung individueller Werkzeugschleifprozesse zu entwickeln und im industriellen Umfeld zu erforschen. Dies sollte durch die Anwendung einer simulationsbasierten Analyse und Optimierung der Werkzeugschleifprozesse zur Einhaltung der geforderten Fertigungsqualität sichergestellt werden. Infolge der Projektergebnisse sollte die bislang erforderliche, hohe Anzahl an Einstellversuchen sowie die Notwendigkeit einer Abstützung des Rohlings durch die Vorhersage von Prozess-Werkstück-Wechselwirkungen deutlich reduziert werden, um den Ressourceneinsatz nachhaltig zu verbessern. Die im Verlauf des Projektes erarbeiteten Ergebnisse sind im Folgenden zusammengefasst: Gemeinsam mit den Industriepartnern wurden zwei Anwendungsfälle bestimmt und ihr Verhalten durch Versuche zur Auswirkung der Stellgrößenvariation auf die Ausgangsgrößen Oberflächengüte, Prozesszeit und Gestaltabweichung untersucht. - Es wurde eine Methodik zur Bestimmung werkstoffpaarungsspezifischer Kraftmodellkoeffizienten erarbeitet, mit der die Koeffizienten auf der Grundlage von Kraftmessdaten aus Flachschleifversuchen abgeleitet wurden. - Die aus dem Grundlagenprojekt vorhandenen Methoden wurden für einen Transfer in die industrielle Anwendung gezielt evaluiert und weiterentwickelt, um eine nutzbare simulationsbasierte Prozessanalyse und Formfehlerkompensation umzusetzen. - Die automatische Bestimmung geeigneter Prozessstellgrößen kann mit Hilfe der entwickelten Methodik umgesetzt werden. Dabei ist es möglich, bei wechselnden Geometrien eine Steigerung der individuellen Zielgrößen zu erlangen oder bestimmte Grenzwerte nicht zu überschreiten, um eine gleichmäßige Schleifscheibenbelastung zu erreichen. - Insgesamt wurde in Kooperation mit den Projektpartnern ein vorwettbewerblicher Prototyp mit einer integrierten Prozesssimulation der Wechselwirkungen sowie Kompensationsmöglichkeiten entwickelt und anhand von drei Phasen validiert.
Publications
- Self-learning process planning for optimization of tool grinding. Production Engineering, 2019
Denkena, B.; Böß, V.; Dittrich, M.-A.; Wichmann, M., Friebe, S.
(See online at https://doi.org/10.1007/s11740-019-00908-0) - Simulation-based compensation of deflection errors in helical flute grinding. JMST, 2019
Dittrich, M.-A.; Böß, V.; Wichmann, M.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2019.11.002)
