Analyse der mechanischen Belastungsverteilung in der Kontaktzone beim Längs-Umfangs-Planschleifen

Noyen, M.

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Analyse der mechanischen Belastungsverteilung in der Kontaktzone zwischen Werkstück und Schleifscheibe, die beim Längs-Umfangs-Planschleifen mit konventionellen Schleifmitteln auf das Werkstück einwirkt. Hierzu erfolgt mithilfe einer speziellen Versuchsvorrichtung eine experimentelle Untersuchung der Verteilung der mechanischen Belastung über die Eingriffslänge in Vorschubrichtung und über die Eingriffsbreite quer zur Vorschubrichtung. Die mechanische Belastung wird anhand der auf die Eingriffsbreite bezogenen Normal- und Tangentialkräfte sowie der Flächenpressung und der Schubspannung charakterisiert.

Darüber hinaus werden die effektive Kontaktlänge und zur Beurteilung der generierten Oberflächengüte die Oberflächenkennwerte Mittenrauwert und gemittelte Rautiefe ermittelt. In der Arbeit erfolgt eine Analyse der genannten Zielgrößen in Abhängigkeit von den Einflussgrößen Zustellung, Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit, Schleifstrategie (Gegen- und Gleichlaufschleifen) und Schleifscheibenspezifikation. Es stellt sich heraus, dass die ermittelte tatsächliche Flächenpressung und Schubspannung erheblich von der oft getroffenen vereinfachten Annahme einer konstanten Verteilung der mechanischen Belastung in der Kontaktfläche abweichen. Zudem zeichnet sich ein deutlicher Einfluss der Schleifscheibenspezifikation auf die resultierende mechanische Belastung ab.

Die erzielten Ergebnisse erweitern die grundlegenden wissenschaftlichen Erkenntnisse zum Schleifen und ermöglichen eine fundierte Beschreibung der tatsächlichen mechanischen Belastungsverteilung in der Kontaktzone zwischen Schleifscheibe und Werkstück. Über die ermittelte Verteilung der mechanischen Belastung wird eine Grundlage zur Bestimmung der zugehörigen thermischen Belastungsverteilung geschaffen. Im Bereich der Schleifprozesssimulation können die Belastungsprofile als Basis für die Modellierung der mechanischen und thermischen Belastungen in der Kontaktzone dienen.

Veröffentlicht als

Dissertation Technische Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2008, ISBN 978-3-8027-8744-7