Machine-Tool for Research in Synchronous Grinding

Matthias Steffan

Research output: ThesisDoctoral ThesisResearch

Abstract

Die vorliegende Dissertation untersucht die neuartige Finishing-Technologie des Drehzahlsynchron-
Schleifens. Außerdem stellt die Entwicklung und Anwendung einer maßgeschneidertenWerkzeugmaschine
für die Erforschung von Hochleistungs-Schleifprozessen den Kern
dieser Arbeit dar.
Die Betrachtung der Maschinenkonstruktion befasst sich sowohl mit der Umsetzung von konventionellem
Hochleistungsschleifen als auch mit dem Drehzahlsynchron-Schleifen. Die Konstruktion
und Auslegung sowie die Antriebs- und Führungskomponenten samt dessen Steuerung
sind speziell für die Untersuchung aktueller und zukünftiger Forschungsthemen das
Rund- und Unrundschleifen betreend ausgelegt. Eine gewichtsoptimierte Struktur des Kreuzschlittens
der X1-Z1-Achse in Kombination mit hydrostatischen Lagerungen ermöglicht die
Ezienzsteigerung des konventionellen Unrundschleifprozesses und beschleunigt das Abrichten
von unrunden oder strukturierten Schleifscheiben für den Drehzahlsynchron-Schleifprozess.
Durch detaillierte Parameterstudien und durch den Benchmark verschiedenerWerkzeuge hinsichtlich
Körnung, Bindung und Porosität werden Prozessfenster für den Drehzahlsynchron-
Schleifprozess gefunden. Die spezielle Kinematik des Prozesses, beiwelcher dieselben Schneidkanten
an der Schleifscheibe immer dieselben Punkte amWerkstück bearbeiten, erönet großes
Potential. So können Mikro-Strukturen wie Riblets zur Reibungsminimierung und Makro-
Stukturen in Form von beliebigen dreidimensional unrunden Geometrien hergestellt werden.
Darüber hinaus können mithilfe des Drehzahlsynchron-Schleifprozesses diese beiden Eigenschaften
der Makro und Mirko-Strukturierung auf demselben Bauteil unter derselben Aufspannung
in nur einem Einstech-Schleifzyklus für Schruppen und einem für Schlichten abgebildet
werden.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen erstmals, dass mithilfe des Drehzahlsynchron-Schleifens
Oberächengüten erzeugt werden können, die den hohen Anforderungen an Finishing-Verfahren
entsprechen. Ein externer Regelkreis, welcher im Zuge des FFG Projektes Adaptive
Grinding Process (AGriPro) entwickelt wurde, hilft das Ziel zu erreichen. Dieser ermöglicht
eine Prozesssadaptierung, welche vorrangig beim Schlichten eingesetzt wird. Beim Schruppen
können nachweislich gleiche Zeitspanvolumina wie beim konventionellen Schleifen erreicht
werden und das bei gleichzeitig reduzierten Bearbeitungskräften und somit reduziertem
Schleifscheiben-Verschleiß.
Translated title of the contributionWerkzeugmaschine zur Erforschung des Drehzahlsynchron-Schleifens
Original languageEnglish
QualificationDoctor of Philosophy
Awarding Institution
  • Graz University of Technology (90000)
Supervisors/Advisors
  • Haas, Franz, Supervisor
Award date15 Jan 2018
Publication statusPublished - 15 Jan 2018

Keywords

    Fields of Expertise

    • Mobility & Production

    Projects

    AGriPro - Adaptive Grinding Process

    Steffan, M.

    1/01/1531/03/17

    Project: Research project

    Cite this