Modellierung und Simulation von Schleifprozessen unter Berücksichtigung der Materialabtragsvorgänge

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In den Kundenmärkten der modernen Produktionstechnik reduzieren sich die Stückzahlen, da die Produkte zunehmend kundenindividuell gestaltet werden. Infolge dessen müssen die Einfahr- und Anlaufvorgänge bei der Installation neuer Prozesse und Prozessketten verkürzt werden. Zur Verringerung kosten- und zeitintensiver experimenteller Untersuchungen wird seit Jahren die Entwicklung von Systemen zur Modellierung und Simulation voran getrieben. Die Ansätze der Modellierung in der Zerspantechnik lassen sich in zwei Kategorien unterteilen. Zum Einen wird die Entwicklung von Modellen zur detaillierten Untersuchung des Materialverhaltens bei der Zerspanung vorangetrieben. Der Zeit- und Arbeitsaufwand zur Erstellung und Anwendung solcher Materialmodelle ist jedoch sehr hoch. Auf der anderen Seite kommen bei der Regelung, Optimierung und Auslegung von Maschinenoperationen Modelle zum Einsatz, die aufgrund stark vereinfachter Modellkonzepte nur eine sehr kurze Berechnungszeit bei vergleichsweise geringem Erstellungsaufwand benötigen. Zwischen den einfacheren Prozessmodellen sowie den komplexeren Materialmodellen gibt es bislang nur wenige Verknüpfungen. Es fehlt ein ganzheitlicher Modellansatz, der sowohl den Maschinenprozess als auch den Zerspanvorgang unter Einbeziehung der Materialvorgänge umfasst. Der vorliegende Antrag verfolgt das Ziel, diese Lücke für den Anwendungsfall der Schleifbearbeitung zu schließen und auf Basis von Ein- und Mehrkornritzversuchen ein Modellsystem zur Simulation des Materialabtragsverhaltens beim Hochleistungsschleifen zu erstellen. Das am FBK vorliegende Konzept zur kinematischen Simulation soll dabei zusammen mit den Ergebnissen der Ritzuntersuchungen als Grundlage dienen.