Einfluss der Regelscheibe auf Kräfte und Werkstückgeschwindigkeiten beim spitzenlosen Einstechschleifen von Werkstücken mit unterschiedlichen Absatzdurchmessern

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Kennzeichnend für das Fertigungsverfahren Spitzenlosschleifen ist die gleichzeitige Bearbeitung und Führung des Werkstückes an seiner Mantelfläche. Bei der simultanen Bearbeitung von unterschiedlichen Werkstückdurchmessern mit gestuften Schleif- und Regelscheibensätzen treten unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten zwischen den rotierenden Körpern auf. Eine kontrollierte und konstante Abrollbewegung mit einer Relativgeschwindigkeit von vrel=0, wie es zwischen Regelscheibe und Werkstück gewünscht ist, kann somit nicht an allen Kontaktstellen auftreten. Eine Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Regelscheibe verringert die Reproduzierbarkeit sowie Stabilität des Prozesses und wirkt sich negativ auf die Qualität der Bauteile aus. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die Reibungsverhältnisse zwischen Werkstück und Regelscheibe bei der Bearbeitung gestufter Werkstücke grundlegend zu erforschen, um geeignete Stellgrößen für eine gezielte Steuerung der Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Regelscheibe zu erarbeiten. Um die Werkstückgeschwindigkeit zu modellieren, wird ein ganzheitliches Prozessmodell erstellt, welches die Kräfte an der Auflageschiene, Schleif- und Regelscheibe auf den einzelnen Werkstückabsätzen berücksichtigt und mit dessen Hilfe die Beschleunigungskräfte auf das Werkstück bestimmt werden können. Dazu ist es notwendig, die bisher unbekannten Haft- und Gleitreibungskoeffizienten an der Regelscheibe für unterschiedliche Durchmesserpaarungen und Regelscheibenspezifikationen zu kennen. Zur Bestimmung der Reibungsverhältnisse wird ein neuartiger Versuchsstand vorgestellt, mit dem das Werkstückantriebsmoment bei unterschiedlichen Reibungsbedingungen und unterschiedlichen Normalkräften experimentell ermittelt wird. Das aufgestellte gesamtheitliche Prozessmodell wird durch Messen der Prozesskräfte und Werkstückdrehzahlen in realen Einstechschleifversuchen verifiziert. Auf der Grundlage dieses Modells wird es möglich, das Schleifsystem anforderungsgerecht auszulegen und zu optimieren. Darüber hinaus ist das Prozessmodell geeignet, Eingangsgrößen für Stabilitäts- und Störungsuntersuchungen beim spitzenlosen Schleifen zu ermitteln.