Karriere am WZL

 

Masterarbeit oder Bachelorarbeit oder Projektarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Schleifen, Umformen und Technologieplanung, Gruppe Schleiftechnik
 

Instationäre Temperaturausbreitung im Schleifwerkzeug bei Hochleistungsschleifprozessen

Ausgangssituation
Hochleistungsschleifprozesse zeichnen sich im Vergleich zum industriellen Standard durch deutlich höhere Zerspanraten bei der Schleifbearbeitung aus. Hierdurch kommt es im Prozess zu einer erhöhten Wärmeentstehung in der Zerspanzone, wodurch sich die instationären Temperaturausbreitung im Schleifwerkzeug ändert. Es ist Anzunehmen, dass sich durch die höhere werkzeugseitige Temperaturbelastung die Fertigungsgenauigkeit infolge thermischer Dehnungen und Verlagerungen reduziert.

Problemstellung
In den bisherigen Untersuchungen zu Hochleistungsschleifprozessen wurde der Einfluss des Wärmeeintrags in das Schleifwerkzeug auf das sich ausbildende instationäre Temperaturfeld im Werkzeug noch nicht systematisch untersucht. Es ist daher unbekannt, inwiefern die Fertigungsgenauigkeit durch thermische Dehnungen und Verlagerungen infolge einer veränderten instationären Temperaturausbreitung im Schleifwerkzeug beeinflusst wird und dieses bei der Auslegung von Hochleistungsschleifprozessen berücksichtigt werden muss.

 
Aufgabenstellung
Aufgabe wird es im Rahmen der Arbeit sein, zu untersuchen, ob und unter welchen Randbedingungen (z. B. Schleifscheibendurchmesser, Schleifscheibendrehzahl, Bearbeitungsdauer) der Einfluss der instationären Temperaturausbreitung im Schleifwerkzeug auf die Fertigungsgenauigkeit bei der Auslegung von Hochleistungsschleifprozessen zu berücksichtigen ist.
Hierzu soll mit Hilfe der Partial Differential Equation Toolbox von Matlab ein vereinfachtes 2D-Modell einer Schleifscheibe erstellt werden, um das instationäre Temperaturfeld im Werkzeug zu modellieren (Arbeitspaket 1). Über eine Parameterstudie soll anschließend der Einfluss der Prozessparameter und des Werkzeugranddurchmessers auf die Temperaturausbreitung im Werkzeug untersucht werden (Arbeitspaket 2). Aus den errechneten Temperaturfeldern soll im nächsten Schritt eine Bewertung der thermischen Dehnungen im Schleifwerkzeug mittels 2D FE-Simulationen in Abaqus erfolgen (Arbeitspaket 3). Schließlich erfolgt eine Bewertung der Berechnungsmodelle auf Basis schleiftechnischer Untersuchungen mit Wärmebildkamera (Arbeitspaket 4).
Projektarbeit: Arbeitspaket 1 + 2
Bachelorarbeit: Arbeitspaket 1 + 2 + 3
Masterarbeit: Arbeitspaket 1 + 2 + 3 + 4
 
Voraussetzungen:
– Selbstständige, zuverlässige Arbeitsweise
– Interesse am anwendungsbezogenen Arbeiten mit Matlab und Abaqus
– Interesse an der experimentellen Schleifuntersuchungen

Geboten wird:
– Klare Abgrenzung deiner Aufgaben
– Umfangreiche Betreuung
– Schnelle Korrekturschleifen
– Eigenständige Zeiteinteilung
– Exzellentes Arbeitsklima zwischen Assistenten, Hiwis, Abschluss- und Projektarbeitern
Zeitaufwand: 0,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Christian Wrobel, M.Sc. RWTH
 
Cluster Produktionstechnik 3A 346
Tel.: +49 241 80-27372
Fax: +49 241 80-22293
Mail: C.Wrobel@wzl.rwth-aachen.de