Influence of the grinding wheel topography on the formation of the thermo-mechanical stress collective in the grinding process
Final Report Abstract
Eine hohe Anzahl von Kontaktflächen zwischen den geometrisch undefinierten Schneiden der Schleifscheibe und der Werkstückoberfläche sowie die ungünstigen Spanwinkel können zu hohen Temperaturen und Kräften im Schleifprozess führen. Diese müssen durch eine geeignete Prozessauslegung vermieden werden. Bedingt durch die hohe Komplexität ist eine ganzheitlich wissensbasierte Auslegung von Schleifprozessen bisher jedoch nicht möglich. Einen entscheidenden Einflussfaktor in Schleifprozessen stellt die Schleifscheibe mit ihrer Topographie dar. Um den Einfluss der Schleifscheibentopographie auf das thermo-mechanische Belastungskollektiv im Schleifprozess zu erklären, muss die Topographie der Schleifscheibe präzise beschrieben werden. Die Beschreibung der Topographie anhand von messbaren, quantitativen Kenngrößen ist jedoch nicht Stand der Technik. Ziel dieses Forschungsprojekts war die systematische Erforschung des Einflusses der Schleifscheibentopographie auf das thermo-mechanische Belastungskollektiv beim Schleifen anhand von quantitativen Kenngrößen. Dazu wurde die Topographie von Schleifscheiben systematisch durch die Variation der volumetrischen Zusammensetzung und der Abrichtparameter verändert. Durch die Erfassung der jeweiligen Topographie einerseits und des im Schleifprozess resultierenden thermo-mechanischen Belastungskollektivs andererseits wurden Kenngrößen abgeleitet, die eine Beschreibung des Einflusses der Topographie auf das thermo-mechanische Belastungskollektiv erlauben. Darauf aufbauend wurden die Ursache-Wirkung-Zusammenhänge zwischen der Schleifscheibenspezifikation, der Schleifscheibentopographie und dem thermo-mechanischen Belastungskollektiv beim Schleifen abgeleitet. Auf Basis der Erkenntnisse wurden bestehende Modelle zur Vorhersage der Schleifkraftkomponenten und der maximalen Schleiftemperatur um den Einfluss der Schleifscheibentopographie erweitert und validiert. Diese Forschungsarbeit liefert einen Wissensbeitrag zum Verständnis der Ursache-Wirkung-Zusammenhänge zwischen der Spezifikation der Schleifscheibe und deren Topographie auf das thermo-mechanische Belastungskollektiv beim Schleifen. Weiterhin leistet diese Arbeit einen Beitrag zur wissensbasierten Auslegung von Schleifscheiben und legt eine werkzeugseitige Grundlage für die Auslegung von Schleifprozessen.
Publications
- Influence of the grinding wheel topography on the thermomechanical stress collective in grinding. In: Inventions, 2017
Barth, S.; Klocke, F.
(See online at https://doi.org/10.3390/inventions2040034) - Quantitative Beschreibung der Schleifscheibentopographie. In: wt Werkstatttechnik online, 2018
Barth, S.; Röttger, J.; Trauth, D.; Mattfeld, P.; Bergs, T.; Klocke, F.
(See online at https://doi.org/10.37544/1436-4980-2018-06-67) - Einfluss der Schleifscheibentopographie kunstharzgebundener CBN-Schleifscheiben auf das thermo-mechanische Belastungskollektiv beim Schleifen, Dissertation der RTWH Aachen, 2019
Barth, S
