Analysis of force-controlled grinding processes with diamond abrasive belts
Final Report Abstract
Diamant-Schleifbänder bieten aufgrund der im Vergleich zu konventionellen Schleifbändern erhöhten Standzeiten großes Potenzial zur Bearbeitung von Gusseisen. Wissen über Diamant-Schleifbänder mit definierten Schleifinselmustern und deren Wechselwirkung insbesondere mit Gusseisen ist bisher jedoch nur sehr begrenzt dem Stand der Technik zu entnehmen. Das Einsatzverhalten unterscheidet sich dabei signifikant von Schleifbändern mit konventionellen Schleifmitteln auf Korund- oder Siliziumkarbid(SiC)-Basis. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurden erste grundlegende Erkenntnisse über das Einsatzpotenzial von Diamant-Schleifbändern mit galvanischer Bindung bei der Trockenbearbeitung von Gusseisen erarbeitet. Das Ziel der Untersuchungen war insbesondere das Schaffen neuer Erkenntnisse zum mikro- und makroskopischen Einsatzverhalten von Diamant-Schleifbändern mit unterschiedlichen Inselbelegungsmustern bei der kraftgeregelten, robotergeführten Trockenbearbeitung von Gusseisen. Dazu wurden beschreibende Kennwerte der Makro- und Mikrotopographie der Schleifbänder entwickelt und das Abtrenn- sowie Verschleißverhalten unter Berücksichtigung unterschiedlicher Werkzeugspezifikationen und Prozessstellgrößen untersucht. Abschließend konnten mittels analytischer, regressiver Ansätze Prozessmodelle aufgestellt werden, die eine Vorhersage des Arbeitsergebnisses in Abhängigkeit von Prozessstellgrößen und Werkzeugspezifikationen ermöglichen. Die im Förderzeitraum untersuchten Prozessfenster wurden entsprechend des temperaturabhängigen Verhaltens hinsichtlich Werkzeugversagen ausgewählt. Somit wurde die ursprünglich vorgesehene Variation der bezogenen Schleifnormalkraft F‘n durch die Variation der Kontaktrollenhärte HKr ersetzt, was eine deutlich geringere Wärmeentwicklung im Prozess zur Folge hatte. Die technologischen Untersuchungen führten unter diesen Voraussetzungen zu weitestgehend reproduzierbaren Ergebnisdaten und hohen Modellgüten.
Publications
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Diamant-Schleifbänder mit Inselbelegung. wt Werkstattstechnik online (2018) 7/8, S. 506 - 512
Bülter, M.; Uhlmann, E.
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Belt grinding of cast iron without cooling lubricant. Procedia Manufacturing 33 (2019), S. 746 ‑ 753
Uhlmann, E.; Buelter, M.
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Operational behaviour of diamond belts with abrasive island. Proceedings of the 22nd International Symposium on Advances in Abrasive Technology 7-8 December 2019
Uhlmann, E.; Buelter, M.
