Untersuchungen zur numerischen Simulation des Schleifhärteprozesses zur Berechnung von Temperaturverteilung, Gefügeumwandlung und Bauteilverzug

研究磨削硬化过程的数值模拟，以计算温度分布、结构转变和部件变形

• 批准号: 13819468
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Ekkard Brinksmeier
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/13819468?language=en
• 关键词: Untersuchungen; zur; numerischen; Simulation; des

Ein neuartiger Ansatz zur Nutzung der beim Schleifen entstehenden Prozesswärme zur fertigungsintegrierten Randschichthärtung von Stahlbauteilen ist das Schleifhärten. Das Härtungsergebnis kann beim Schleifhärten durch die Stellgrößen des Schleifhärteprozesses gesteuert werden. Aus eigenen wissenschaftlichen Arbeiten und einer Reihe von Untersuchungen zur Industrietauglichkeit des Schleifhärtens in Kooperation mit deutschen Firmen der Antriebstechnik ergibt sich zur Zeit folgender Wissensstand: Aufgrund der Vielzahl von Einflussgrößen auf das Härtungsergebnis sind für eine Prozessauslegung bisher experimentelle Untersuchungen sowie eine aufwändige werkstoffkundliche Analyse der schleifgehärteten Versuchswerkstücke unverzichtbar. Zudem wird der Eigenspannungszustand des Werkstückes aufgrund der hohen Energieeinbringung und Gefügeumwandlungen wesentlich verändert, wodurch sich Verzüge ergeben, die insbesondere bei komplexen Werkstückgeometrien nicht vorhersehbar sind. Ein weiterer Aspekt, der eine breite industrielle Einführung der Schleifhärtetechnologie gegenwärtig noch verzögert, ist der so genannte Härteschlupf. Vor diesem Hintergrund ist es die Zielsetzung des geplanten Forschungsvorhabens, ein Simulationsmodell zu entwickeln, mit dem der Schleifhärteprozess für Bauteile mit komplexen Geometrien durch numerische Berechnungen mit Hilfe der Finite- Elemente-Methode ausgelegt, der entstehende Bauteilverzug berechnet sowie die Entstehung des Härteschlupfes bei der Rundbearbeitung vermieden oder minimiert werden kann. Es soll somit ein auf der Finite-Elemente-Methode basierendes methodisches Vorgehen erarbeitet werden, das rechnergestützte Fallstudien für Bauteile komplexer Geometrie ermöglicht, anhand derer die praktische Einsetzbarkeit des Schleifhärteverfahrens für spezifische Anwendungsfälle untersucht sowie die Prozessführung und geeignete Bearbeitungsbedingungen rechnergestützt ermittelt werden können. Es wird erwartet, dass ein erfolgreicher Vorhabensabschluss die Voraussetzungen für eine breite industrielle Anwendung des viel versprechenden Schleifhärteprozesses liefern wird.

Ein neuartiger Anchor zur Nutzung der beim Schleifen entstehenden Prozesswärme zur fertigungsintegrierten Randschichthärtung von Stahlbauteilen ist das Schleifhärten.这一点可以通过韦尔登程序的施特尔格森来实现。Aus eigenen wissenschaftlichen Arbeiten und einer Reihe von Untersuchungen zur Industrietauglichkeit des Schleifhärtens in Cooperation with deutschen Firmen der Antriebstechnik ergibt sich zur Zeit folgender Wissensstand：Aufgrund der Vielzahl von Einflussgrößen auf das Härtungsergebnis sind für eine Prozessauslegung bisher experimentelle Untersuchungen sowie eine aufwändige werkstoffkundliche Analyse der schleifgehärteten Versuchswerkstücke unverzichtbar. Zudem wird der Eigenspannungszustand des Werkstückes aufgrund der hohen Energieinbringung und Gefügeumwandlungen wesentlich verändert，woddsich Verzüge ergeben，die insbesondere bei komplexen Werkstückgeometrien nicht vorhersehbar sind. Ein weiterer Aspekt，der eine breite industrielle Einführung der Schleifhärtetechnologie gegenwärtig noch verzögert，ist der so genannte Härteschlupf.这是一个复杂的模拟模型，通过有限元法数值求解复杂的几何问题，可以得到一个精确的或最小的计算结果。这是一种基于基本单元法的方法，它能使韦尔登的几何形状复杂化，使工件的几何形状复杂化，并使工件的几何形状复杂化，从而使工件的加工过程和工件的几何形状复杂化韦尔登变得复杂。Es wird wartet，dass ein erfolgreicher Vorhabensabschluss die Voraussetzungen für eine breite industrielle Anwendung des viel versprechenden Schleifhärteprozesses liefern wird.