Schleifen von PKD - Analyse der Verschleißmechanismen beim PKD-Schleifen mit keramisch gebundenen Diamantschleifscheiben auf Basis eines Reibmodells

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.01.2018 bis 31.12.2019
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Technologieplanung und Schleiftechnik
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

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+49 241 80 28188

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Eine wirtschaftliche Bearbeitung von faserverstärkten Kunststoffen, Titanlegierungen oder auch siliziumhaltigen Aluminiumlegierungen ist oftmals nur mit polykritstallinen Diamantschneidstoffen (PKD-Schneidstoffen) möglich. Die Formgebung von PKD-Werkzeugen erfolgt oftmals mittels Schleifen. Dabei führt die hohe Härte von PKD jedoch zu einem hohen Schleifscheibenverschleiß und zu langen Bearbeitungszeiten. Durch eine Steigerung der Produktivität und eine Verringerung des Schleifscheibenverschleißes ließe sich der PKD-Schleifprozess wesentlich verbessern. Dazu bedarf es der Kenntnis über die thermischen und mechanischen Lasten im Schleifprozess und deren Auswirkung auf die Zerspanungs- bzw. Abtragsmechanismen sowie auf den Schleifscheibenverschleiß, um den Schleifprozess unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zielgerichtet auszulegen.

Auf Basis von Schleifversuchen werden die vorliegenden thermischen und mechanischen Prozesslasten beim PKD-Schleifen und die daraus resultierenden Werkstückrandzonen analysiert. Auf den gewonnenen Erkenntnissen können Ursache-Wirkungszusammenhänge formuliert werden, die die vorherrschenden Zerspanungs- bzw. Abtragsmechanismen bei der schleifenden Bearbeitung von PKD-Werkstoffen in Abhängigkeit von den vorherrschenden Prozessparametern erklären.

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist es, ein parameterabhängiges Reibungsmodell zu entwickeln, welches eine Vorhersage der mechanischen und thermischen Prozesslast für die Schleifbearbeitung von verschiedenen PKD-Werkstoffen mit unterschiedlichen Schleifscheibenspezifikationen sowie veränderlichen Prozessparametern erlaubt.