Aufbau eines Kinematikmodells zur Vorhersage der Relativgeschwindigkeit zwischen Schleifkörpern und Werkstück im ungeführten Vibrationsgleitschleifprozess

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs, seit 7/2019
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262963126

Das Vibrationsgleitschleifen ist ein Fertigungsverfahren zur Bearbeitung der Oberflächen und Kanten von Bauteilen, die z. B. in der Luft- und Raumfahrttechnik, der Medizintechnik oder der Verzahnungsindustrie eingesetzt werden. Aufgrund seines vielfältigen Einsatzgebietes ist das Vibrationsgleitschleifen in der industriellen Fertigung weit verbreitet. Dieser industriellen Bedeutung steht jedoch nur ein geringes Maß an wissenschaftlichen Arbeiten gegenüber. Die im Prozess auftretenden Beschleunigungen von Schleifkörpern und Werkstück beeinflussen im Wesentlichen deren Wurfbewegung. Die Wurfbewegung von Schleifkörpern und Werkstück beeinflusst wiederum deren Kontaktbedingungen (Kontaktkräfte und Relativgeschwindigkeiten) und damit z. B. Prozessergebnisgrößen wie das zerspante Volumen pro Flächeneinheit. Eine Kenntnis über die Beschleunigungen sowie über den Einfluss relevanter Prozesseinstellgrößen auf die Beschleunigungen existiert bisher nicht. Das übergeordnete Ziel dieses Fortsetzungsantrages ist ein empirisches Kinematikmodell, mit dem die vorherrschenden Kontaktbedingungen von Schleifkörpern und Werkstück auf Basis des Übertragungsverhaltens der Arbeitsbehälterbeschleunigung auf die Beschleunigung von Schleifkörpern und Werkstück in Abhängigkeit von den signifikanten maschinen- und werkzeugseitigen Prozesseingangsgrößen beim ungeführten Vibrationsgleitschleifen erklärt werden können. In einem ersten Schritt wird grundlegend das Übertragungsverhalten der Arbeitsbehälterbeschleunigung auf die Beschleunigung von Schleifkörpern und Werkstück systematisch untersucht. Dazu werden zwei Messsysteme in Form eines sensorintegrierten Schleifkörpers und eines sensorintegrierten Werkstückes entwickelt und aufgebaut. Darauf aufbauend erfolgen in einem zweiten Schritt die Bestimmung und Erklärung der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen der Beschleunigung der Wirkpartner und den vorherrschenden Kontaktbedingungen. Abschließend erfolgt in einem dritten Schritt die Entwicklung des empirischen Kinematikmodells zur Erklärung der vorherrschenden Kontaktbedingungen zwischen Schleifkörpern und Werkstück auf Basis des Übertragungsverhaltens der Arbeitsbehälterbeschleunigung auf die Beschleunigung von Schleifkörpern und Werkstück.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Patrick Mattfeld
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke, bis 6/2019