Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen – Energiemodell für Schleifprozesse (SFB/TR96)

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.07.2019 bis 30.06.2023
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Technologieplanung und Schleiftechnik
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Laufend

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+49 241 80 25416

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Ein Großteil der im Schleifprozess eingebrachten Zerspanenergie wird in Wärme umgewandelt. Die entstehende Wärme verteilt sich auf die Komponenten Werkzeug, Werkstück, Kühlschmierstoff und Späne. Je nach Auslegung dieser Komponenten, der Kühlschmierstrategie und der Prozessführung variieren die Größe und die Verteilung der Energieströme und beeinflusst damit die thermo-elastische Verlagerung der Maschinenstruktur während der Schleifbearbeitung. Die Zerspanung des Werkstückwerkstoffes erfolgt beim Schleifen durch die vielen unregelmäßig geformten, stochastisch angeordneten Schleifkörner auf der Schleifscheibentopographie und ist daher sehr komplex. Aus diesem Grund ist die Energieumwandlung und Wärmestromaufteilung im Schleifprozess nur unzureichend erforscht. Eine genaue Vorhersage der resultierenden Wärmeströme und Temperaturfelder im Schleifprozess ist daher bisher nicht möglich.

Die Wärmestromverteilung und die daraus resultierenden Temperaturfelder in der Zerspanzone sind jedoch von signifikanter Bedeutung für den Schleifprozess. So sind z. B. bei der Schleifbearbeitung einige Verschleißphänomene direkt oder indirekt temperaturgetrieben. In der Werkstückrandzone können zudem Werkstoffmodifikationen und Eigenspannungen entstehen, die das Einsatzverhalten und die Funktionalität des Bauteils beeinflussen. In der Werkzeugmaschine führen die Temperaturfelder und Wärmeströme aus der Zerspanzone zu einer thermo-elastischen Verlagerung der Maschinenstruktur.

Das Ziel von dem Forschungsvorhaben ist die Entwicklung eines parametrisierten Prozessmodells zur Beschreibung der Energieströme im Schleifprozess.