Temperatur beim NC-Formschleifen hängt auch von der Scheibe ab

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TU Dortmund Institut für Spanende Fertigung

Eingriffsbedingungen beim Formschleifen variieren

Die Schleifversuche mit unterschiedlichen Schleifscheibenformen zeigten, dass die Temperatur im Bauteil exponentiell mit dem Abstand von der Wärmequelle abnimmt, wie in der Literatur [5 und 6] beschrieben. Abhängig von den Prozessparametern nimmt die Temperatur mit zunehmender Werkstückgeschwindigkeit v_w, Zustellung a_e und Kontaktfläche zu. Eine Erhöhung der seitlichen Zustellung hat keinen Einfluss auf die Temperaturentwicklung im Bauteil. Die Abhängigkeit der Temperatur von der Werkstückgeschwindigkeit für die Profilschleifscheibe wird in Bild 2 exemplarisch gezeigt.

Beim NC-Formschleifen variieren die Eingriffsbedingungen und damit die Kontaktfläche zwischen Schleifscheibe und Werkstück über die Werkstücklänge. Dieses hat zur Folge, dass die entstehenden Temperaturen ebenfalls variieren und kritische Bereiche überprüft werden müssen. Die Positionierung der Thermoelemente im Werkstück bereitet aufgrund der komplexen Geometrie und der eingeschränkten Positioniergenauigkeit der Flachschleifmaschine in Vorschubrichtung Probleme.

Dementsprechend ist der Einsatz der Thermografiekamera besser geeignet.

Die Thermografiekamera bietet die Möglichkeit, zweidimensionale Werkstückkonturen zu analysieren und somit die Temperaturen an der Bauteilwand zu erfassen. Der Fokus der Betrachtung lag dabei auf der Temperaturentwicklung an den konvexen Teilen der Werkstückkontur, weil dort die größten Kontaktflächen zwischen Schleifscheibe und Werkstück vorliegen.

Die Bearbeitung konvexer Oberflächen zeigt, dass die Temperaturverläufe über den Schleifweg gleiche Tendenzen aufweisen wie die Prozesskräfte. Die Temperatur nimmt dabei mit zunehmender Kontaktfläche zu. Eine exemplarische Gegenüberstellung der Temperatur und der Radialkraft über einen Konturverlauf zeigt Bild 3.

Temperaturmessverfahren sind unterschiedlich gut geeignet

Die eingesetzten Messverfahren zur Ermittlung der Temperatur am/im Werkstück beim NC-Formschleifen mit verschiedenen Scheiben wurden gegenübergestellt. Dazu wurden die Temperaturen im selben Abstand zur Kontaktfläche miteinander verglichen, um eine Abschätzung der Genauigkeit dieser zu erhalten. Es zeigt sich, dass die Messverfahren für verschiedene Schleifscheibenformen unterschiedlich gut geeignet sind.

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