SFB TR96 – Thermo-Energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen - Modell und Methode zur Erfassung und Bilanzierung der im Schleifprozess umgesetzten Energie

 

Ein Großteil der im Schleifprozess eingebrachten Zerspanenergie wird in Wärme umgewandelt. Die entstehende Wärme wird auf die Komponenten Werkzeug, Werkstück, Kühlschmierstoff und Späne aufgeteilt. Je nach Auslegung dieser Komponenten, der Kühlschmierstrategie und der Prozessführung variieren die Größe und die Verteilung der Energieströme und beeinflussen damit die thermo-elastische Verlagerung der Maschinenstruktur während der Schleifbearbeitung. Die Zerspanung des Werkstückwerkstoffes erfolgt beim Schleifen durch unregelmäßig geformte, stochastisch angeordnete Schleifkörner auf der Schleifscheibentopographie und ist daher sehr komplex. Da der Verschleiß und die Kühlschmierstoffstrategie bei jedem Prozess verschieden ist, 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.

Ziel des Forschungsvorhabens ist das bestehende Energiemodell für den Schleifprozess um den Einfluss der Schleifscheibenverschleißes auf die Wärmeentstehung und Wärmeausbreitung zu erweitern. Des Weiteren gilt es für die thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen zu erforschen, wie die variierende Wärmeentstehung und Wärmeausbreitung über dem instationären Verschleißzustand des Schleifwerkzeugs durch eine bedarfsgerechte Kühlschmierstoffzufuhrstrategie thermo-energetisch ausgelegt werden kann