Karriere am WZL

 

Masterarbeit oder Bachelorarbeit oder Projektarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Umformen, Gruppe Umformende Fertigungsverfahren
 

Echtzeitanalyse der Eindringtiefe beim maschinellen Oberflächenhämmern

Oberflächenermüdung, wie es beispielsweise in Form von Grübchenbildung bei Zahnräder auftritt, ist oft die Folge höchster Belastung der Randzone von Werkstücken. Der Verschleiß führt letztendlich zum Ausfall des Bauteils. Gegenmaßnahmen bestehen in der lokalen Modifikation der mechanischen Eigenschaften der Randzone mittels mechanischer Randzonenbearbeitungsverfahren wie dem maschinellen Oberflächenhämmern (MOH).

Das MOH ist ein inkrementelles Umformverfahren, welches sich durch hochfrequente Schläge eines sphärischen Hammerkopfes auf eine Werkstückoberfläche auszeichnet. Dabei werden Druckeigenspannungen in das Werkstück induziert, die Oberfläche eingeglättet oder strukturiert und eine Kaltverfestigung in der Bauteilrandzone erreicht.

 
Ein Vorteil des MOH gegenüber dem Kugelstrahlen ist die Möglichkeit Einzelschläge deterministisch zu positionieren. Zudem ist die eingebrachte Energie im idealisierten Prozess für jeden Hammerschlag identisch. Sie wird über Prozessparameter, wie dem Abstand des Stößels zur Werkstückoberfläche (Stößelhub), beeinflusst.

Die Hammerschläge erzeugen eine plastische und elastische Verformung der Bauteiloberfläche. Die entstehende Eindrucktiefe wird derzeit nach dem Prozess taktil bestimmt. Die Regelung des Prozesses mit der Eindringtiefe als Regelgröße ist nur möglich, wenn diese in Echtzeit bestimmt wird. Das verwendete MOH-System ist mit einem Distanzsensor zur Bestimmung der Stößelposition, sowie einem Kraftsensor zur Bestimmung der Stößelkraft ausgestattet. Es ist zu zeigen, dass die Eindringtiefe verlässlich mithilfe der Messdaten zu bestimmen ist.

Das Ziel dieser Arbeit besteht daher in der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Stößelposition, Stößelkraft und Eindringtiefe.

Im Rahmen deiner Arbeit wirst du an einem Industrieroboter IRB6660 MOH-Versuche durchführen. Dazu gehört ebenfalls die Charakterisierung des Ausgangszustands sowie des bearbeiteten Zustands. Du wirst die Eindringtief aus der gemessenen Stößelposition und Kraft bestimmen. Die taktil gemessene Tiefe dient der Validierung. Der Umfang wird entsprechend der Art der Arbeit angepasst. Eine Anpassung der Themenstellung an deine Interessen ist ebenfalls möglich.
 
Voraussetzungen:

- Interesse an einer experimentellen Arbeit
- Motivation und Einsatzbereitschaft
- Interesse am Einbringen von eige-nen Ideen

Geboten wird:

– Eigenständige Zeiteinteilung
– Umfassende Betreuung
– Klar abgegrenzte Aufgabenstellung

Beginn: ab sofort.
Zeitaufwand: 11,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Lars Uhlmann, M.Sc.
 
Cluster Produktionstechnik 3A 344
Tel.: +49 241 80-27428
Fax: +49 241 80-22293
Mail: L.Uhlmann@wzl.rwth-aachen.de