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EFB-Forschungsbericht Nr. 022

Untersuchungen zum Lamellenradschleifen und Bandschleifen an Kontaktscheiben

Verfasser:
Prof. Dr.-ing. Hans Kurt Tönshoff, Dipl.-Ing. Gerd Hinzmann, Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen der Universität Hannover

117 Seiten (Sw 80 Abb., 6 Tab.)

ISBN: 978-3-86776-101-7

Preis (Digital) EUR 57,00

Preis (Print) EUR 64,20

Schlagwörter: entgraten, Spannungsanalyse, Lamellen

Zusammenfassung

Gegenstand der Untersuchungen war die Wirkung wesentlicher Einflußgrößen auf Prozeßkenngrößen beim Bandschleifen an Kontaktscheiben und beim Lamellenradschleifen.

Zur Abgrenzung der Feinbearbeitungsverfahren gegeneinander wurde anschließend eine Gegenüberstellung hinsichtlich technologischer Aspekte, Farmanpassungsfähigkeit und Kostenverursachung vorgenommen.

Da die Steifigkeit von Lamellen und damit die Eingriffsbedingungen wesentlich durch die Zentrifugalkraft bestimmt werden, wurde zunächst anhand von Modellversuchen mit einem Einlamellenwerkzeug der Einfluß dieser Trägheitskraft auf die erste Biegeeigenfrequenz ermittelt und hiermit auf die Änderung der Biegesteifigkeit geschlossen. Es konnte gezeigt werden, daß nicht nur die Stei fi gkei t der einzelnen Lamelle, sondern auch die Stützwirkung benachbarter Lamellen den Prozeß entscheidend beeinflussen. Hierauf aufbauend wurden Versuche zur tangentialen und axialen Formanpassungsfähigkeit der Werkzeuge durchgeführt.

Der Einfluß der Lamellenspezifikation, der Schleifradgeometrie und der Maschineneinstellung wurde hinsichtlich der Kriterien Volumenrate, Rauhtiefen, Tangentialkraft und Eigenspannungen untersucht. Das Verschleißverhalten von Lamellenschleifrädern wird beschrieben und Regelstrategien zur Kompensation der verschleißbedingten Änderungen im Arbeitsverhalten angeführt.
Für ausgewählte Metall i sehe Werkstoffe wurden Zerspanbarkeitskennwerte beim Lamellenradschleifen ermittelt.

Für das Bandschleifen wurde der Einfluß der Maschineneinstellung und der Schleifband- und Kontaktscheibenspezifikation auf das Arbeitsverhalten und das Arbeitsergebnis ermittelt. Das Standzeitverhalten von Schleifbändern wurde beschrieben. Auch hier wurde die axiale Formanpassungsfähigkeit der Werkzeuge untersucht.
Der Einfluß von Kühlschmiermitteln auf das Arbeitsergebnis wird beschrieben. Abschließend wurde eine Gegenüberstellung der Verfahren vorgenommen.

Es werden Hinweise zur Verfahrensauswahl gegeben. Aufgrund der Verschiedenartigkeit der Verfahren und der großen Breite der Anwendungsmöglichkeiten wird auf eine generelle Bewertung verzichtet. Wesentlicher Vorteil des Bandschleifens ist die höhere erreichbare Volumenrate bei gleicher Rauhtiefe.

Lamellenschleifräder weisen eine gleichmäßigere Schärfe bei wesentlich höherer Standzeit auf und die thermische Randzonenbeeinflussung ist deutlich niedriger. Die Bearbeitungskosten können durch den weniger häufigen Werkzeugwechsel beim Lamellenradschleifen günstiger sein.
Mit Hilfe des vorliegenden Berichts wird eine gezieltere Anpassung der Verfahren an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe möglich.

Das Forschungsvorhaben "Untersuchungen zum Lamellenradschleifen und Bandschleifen an Kontaktscheiben" wurde von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V., Köln, (AiF) aus Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums über die DFB gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 22 erschienen und ist bei der EFB-Geschäftsstelle erhältlich.

Inhalt

1 Einleitung
2 Stand der Kenntnisse
2.1 Lamellenradschleifen
2.2 Bandschleifen an Kontaktscheiben
2.3 Eigene Vorarbeiten
3 Aufgabenstellung
4 Versuchsbedingungen und Meßverfahren
4.1 Versuchsmaschinen
4.2 Werkzeuge und Werkstücke
4.3 Meßverfahren
4.3.1 Tangentialkraftmessung
4.3.2 Schwingungsmessung am Einlamellenwerkzeug
4.3.3 Eigenspannungsmessung
4.3.4 Mikrohärtemessung
4.4 Versuchsprogramm
5 Untersuchungen zum Lamellenradschleifen
5.1 Einflußgrößen auf das Prozeßverhalten
5.1.1 Maschineneinstellung
5.1.2 Lamellenspezifikation
5.1.3 Schleifradgeometrie
5.1.3.1 Lamellenlänge und Kerndurchmesser
5.1.3.2 Lamellenpackungsdichte
5.1.4 Lamellenverschleiß und Regelstrategien
5.2 Formanpassungsfähigkeit
5.2.1 Biegesteifigkeit von Lamellen
5.2.2 Tangentiale Formanpassungsfähigkeit
5.2.3 Axiale Formanpassungsfähigkeit
5.2.4 Profil abrichten
5.3 Auswahl günstiger Parameter
5.4 Zerspanbarkeitskennwerte verschiedener Werkstoffe
6 Untersuchungen zum Bandschleifen an Kontaktscheiben
6.1 Einflußgrößen auf das Prozeßverhalten
6.1.1 Verschleißverhalten
6.1.2 Maschineneinstellung
6.1.3 Kontaktscheibe und "freies Band"
6.1.4 Schleifbandspezifikation
6.2 Axiale Formanpassungsfähigkeit
6.3 Auswahl günstiger Parameter
6.4 Einsatz von Kühlschmiermitteln
7 Werkstückerwärmung und Eigenspannungen
8 Gegenüberstellung der Verfahren
8.1 Prozeßverhalten
8.2 Formanpassungsfähigkeit
8.3 Kosten
9 Zusammenfassung
Schrifttum