Simulationsgestützte Werkzeug- und Prozessauslegung beim Microfinishen mit metallisch gebundenen Honwerkzeugen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Aufbauend auf den Ergebnissen des vorangegangenen Grundlagenprojektes wurden innerhalb dieses Ergebnistransfers Untersuchungen zur Herstellung konvexer Konturen mittels Microfinishen durchgeführt und Simulationsmodelle zur prototypischen Prozess- und Werkzeugauslegung entwickelt. Die ursprünglichen Erkenntnisse wurden dazu prototypisch auf eine industrielle Anwendung und ein neues Werkzeugkonzept übertragen. Hierzu haben das Institut für Spanende Fertigung (ISF) und der Lehrstuhl Virtual Machining (VM) gemeinsam mit mehreren Industriepartnern die notwendigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt. Auf Basis technologischer Untersuchungen erfolgte zunächst die Definition einer geeigneten Prozesskette für das Profilieren, Schärfen sowie das Einlaufen metallisch gebundener Honwerkzeuge. Parallel dazu wurde eine geometrisch-physikalische Honsimulation mit dem Ziel entwickelt, unterschiedliche Werkzeugkonfigurationen, bspw. durch eine Variation der Korngröße oder der Werkzeuggestalt, und Prozesskenngrößen im Hinblick auf die resultierende Kontur der bearbeiteten Wellenabsätze analysieren und gezielt einstellen zu können. Zur detaillierten Abbildung der komplexen Prozessführung wurden neben der Modellierung der Kraftregelung weitere Modelle entwickelt, welche bspw. bei der Berechnung der Einzelkornkraft die Orientierung der Korntopographie in Relation zur Schnittrichtung berücksichtigten. Die Ergebnisse der experimentellen Werkzeug- und Prozessanalyse konnten dazu eingesetzt werden, die Simulationsparametrierung zu optimieren und den Einfluss unterschiedlicher Werkzeugkonfigurationen auf die resultierende Werkstückgestalt zu analysieren. Durch die gewonnenen Erkenntnisse konnten die Projektpartner reproduzierbare Ergebnisse für die Werkzeugkonditionierung durch die neu entwickelten Methoden erzielen. Zusätzlich konnte das Potenzial aufgezeigt werden, durch eine simulationsgestützte Werkzeugauslegung den ökonomische Aufwand bei der Werkzeugentwicklung für die Projektpartner perspektivisch zu reduzieren.
Link zum Abschlussbericht
https://oa.tib.eu/renate/handle/123456789/18899
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Potenziale von Schleifprozesssimulationen zur Analyse einzelner Korneingriffe und vollständiger Schleifprozesse. Vortrag: Schweizer Schleifsymposium, Zürich, 06.09.2022 - 07.09.2022.
P. Wiederkehr, A. Grimmert, I. Heining, T. Siebrecht & F. Wöste
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Modellierung und Simulation weg- und kraftgeregelter Schleifprozesse. Vortrag: Schleiftagung, Fellbach, 25.01.2023 - 26.01.2023.
P. Wiederkehr, T. Siebrecht, F. Finkeldey, A. Grimmert, I. Heining & F. Wöste
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Potentials of grinding process simulations for the analysis of individual grain engagement and complete grinding processes. Frontiers in Manufacturing Technology, 2.
Wiederkehr, Petra; Grimmert, Adina; Heining, Ines; Siebrecht, Tobias & Wöste, Florian
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Werkzeug-Einlaufverhalten beim Microfinishen/Analysis of the running-in behavior of metal-bonded diamond finishing tools – Tool run-in behavior during microfinishing. wt Werkstattstechnik online, 113(11-12), 482-488.
Tilger, Meik & Biermann, Dirk
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Aktuelle Erkenntnisse zu Microfinishing und zur Innenrundbearbeitung. Vortrag: Schleiftagung, Fellbach, 31.01.2024 - 01.02.2024.
D. Biermann, T. T. Dereli, M. Tilger, N. Schmidt & I. Heining
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Geometric physically-based simulation of microfinishing: tool design impact on workpiece shape. Production Engineering, 19(2), 275-281.
Siebrecht, Tobias; Bergmann, Jim A.; Heining, Ines; Tilger, Meik; Biermann, Dirk & Wiederkehr, Petra
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Simulation of process forces and topographical characteristics of single grains in microfinishing processes. Production Engineering, 18(6), 975-982.
Heining, Ines; Bergmann, Jim A.; Tilger, Meik; Biermann, Dirk & Wiederkehr, Petra
