Honen

Verbessertes Kurzhubhonen durch Simulation

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Vorgehensweise beim Arbeitsschwerpunkt Kurzhubhonen

Das Kurzhubhonen ist ein Prozess, der speziell bei der Bearbeitung von hochbelasteten Funktionsflächen eingesetzt wird [1-4]. Durch Schaffung eines plateauartigen Oberflächenprofils, das durch die Beseitigung der Profilspitzen einer Oberfläche entsteht, wird das Funktionsverhalten positiv beeinflusst. Charakteristikum des Honverfahrens sind sich kreuzende Riefen, die erzeugt werden weil eine der Wirkbewegungen während der Bearbeitung oszilliert. Beim Kurzhubhonen wird als Werkzeug entweder ein Finishstein oder ein Finishband mit Andrückvorrichtung eingesetzt [4].

Mit einer kontinuierlichen Zuführung des Finishbandes, wodurch stets unverschlissene Schneidkörner in Eingriff gebracht werden, wird ein gleichbleibendes Schnittverhalten erzielt. Bei der Außenrundbearbeitung wird das Finishband pneumatisch über einen Stempel und eine Andrückrolle aus Vulcolan gegen das rotierende Werkstück gedrückt (Bild 1). In axialer Richtung erfolgt eine kurzhubige, hochfrequente Oszillation des Werkzeuges. Betrachtet man die Eingriffspur eines Schneidkorns, erkennt man einen sinusförmigen Verlauf [4]. Denn anders als bei den meisten anderen Schleifverfahren berühren sich Werkstück und Werkzeug ständig. Bei größeren Wellen, wie sie in der Papierindustrie üblich sind, findet meist eine Vorschubbewegung in axialer Richtung statt, um die gesamte Werkstückoberfläche bearbeiten zu können.

Die nötigen Eingangsgrößen, um das Ersatzmodell zu erhalten, sind die variablen Parameter Umfangsgeschwindigkeit vu, die Anpresskraft F (respektive Anpressdruck p), die Bearbeitungszeit t sowie der Bandvorschub vb. Als Konstanten fließen die Schwingfrequenz f (oder die Oszillationsgeschwindigkeit vosz), die Amplitudenhöhe lhub, die Härte der Andrückrolle, die Bandspezifikation sowie das Werkstückmaterial in die Modellierung mit ein. Die Prozessmodellierung und -simulation wird immer wichtiger, da sie ein sehr gutes Werkzeug ist, um das Prozessverständnis zu erhöhen, um stete Optimierungen zu erreichen [5]. Die Entwicklung von Schleifsimulationen wird dabei durch stets leistungsfähigere Rechner unterstützt. Bei der kinematischen Simulation wird eine numerische Nachbildungen des Werkzeuges und des Werkstückes in zeitdiskreten Schnitten und unter Berücksichtigung der Prozessparameter durch eine Relativbewegung miteinander verschnitten [5].

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