Entwicklung eines numerisch basierten Verfahrens zur Bewertung und Optimierung der Kühlschmierstoffzufuhr beim Schleifen

En savoir plus sur le livre

Schleifen ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen mit hohen Oberflächengüten. Der hohe Leistungsbedarf beim Hochleistungsschleifen führt jedoch zu großen Wärmemengen, die abgeführt werden müssen. Aus ökologischer und ökonomischer Sicht rückt die Reduktion der oft ungenutzt zugeführten Kühlschmierstoffmenge in den Vordergrund. Diese Arbeit entwickelt ein numerisch basiertes Verfahren zur Optimierung der Kühlschmierstoffzufuhr, beginnend mit einer Dimensionenanalyse. Die gewonnenen Kennzahlen werden Ziel- und Einflussgrößen zugeordnet und systematisch verändert. Zielgrößen zur Bewertung der Zufuhr sind der Wärmeübergang im Schleifspalt und der nutzbare Kühlschmierstoffvolumenstrom, ergänzt durch hydrodynamische Kräfte und Drücke. Das numerische Modell bietet Informationen über die Strömung, um Schwachpunkte der Zufuhr aufzudecken. Die Genauigkeit des Verfahrens wird anhand ausgewählter Versuche überprüft, unter Verwendung einer Schleifscheibe mit galvanisch gebundenen CBN-Körnern. Beim Flachschleifen von Stegen werden die hydrodynamischen Kräfte ermittelt. Es zeigt sich, dass diese Kräfte und Drücke mit wachsender Korngröße sinken, während die Werkstückbreite zu überproportional wachsenden Kräften und Drücken führt. Die Düse sollte auf den Schleifspalt und nicht auf das Werkstück gerichtet sein. Der Volumenanteil von Luft am Schleifspalteintritt dient als Bewertungskriterium der Zufuhr.