Fraunhofer-Gesellschaft

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Innovative Schleifverfahren für die wirtschaftliche Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen

 
: Uhlmann, E.; Borsoi Klein, T.; Mihotovic, V.

Industriediamantenrundschau : IDR 42 (2008), No.4, pp.28-34
ISSN: 0935-1469
German
Journal Article
Fraunhofer IPK ()
Fertigungskosten; Prozessanalyse; Hochgeschwindigkeitsschleifen; Schnitttiefe; Planschleifen; Planetenbewegung; Kinematik; Bearbeitungszeit; Schleifscheibe; Verschleißverhalten; numerische Simulation; Ultraschalltechnik; Kühlschmiermittel; numerische Strömungssimulation; Software; nicht Newtonsche Flüssigkeit; rheologische Eigenschaft; keramischer Werkstoff; keramisches Werkzeug; Substrat; Schaftfräser; Nickelsuperlegierung; Schleifverfahren; Hochleistungswerkstoff

Abstract
Innovative Kinematikkonzepte erlauben die Senkung der Fertigungskosten aufgrund der stetigen Leistungssteigerung von Maschinensystemen in Kombination mit einer verbesserten Prozessanalyse. So konnten beim Schnellhubschleifen mit hohen Tischgeschwindigkeiten deutlich über v(ind ft)=30m/min hohe Zeitspanungsvolumina bei geringer Eingriffstiefe erreicht werden. Beim Hochleistungsplanschleifen mit Planetenkinematik liegen die optimalen Schnittbedingungen im Bereich erhöhter Schnittgeschwindigkeiten und Schleifkräfte. Mit der neuesten Generation von Maschinensystemen lässt sich teilweise die Bearbeitungszeit um bis zu 80% reduzieren. Außerdem wurden die Prozessführung und das Verschleißverhalten der Schleifscheibe deutlich verbessert. Durch die Simulation der elementaren Vorgänge in der Wirkzone ist es möglich, die Partikelbahnen beim ultraschallunterstützten Quer-Seiten-Schleifen zu beobachten und das Abtrennverhalten zu beurteilen. Die Erkenntnisse lassen sich auf weitere Kinematiken und Schleifoperationen mit Kühlschmierung übertragen. Für das Strömungsschleifen ist die CFD-Simulation ein geeignetes Werkzeug, um Einstellparameter für einen Bearbeitungsprozess zu identifizieren und das Arbeitsergebnis zu verbessern. Die Simulation nichtnewtonscher Fluide erfordert, für das Schleifmedium rheologische Kenngrößen zu integrieren. Durch die Entwicklung eines Prozessmodells lassen sich mithilfe der Simulation Arbeitsergebnisse an komplexen Bauteilgeometrien antizipieren. Ein weiterer Fokus der Untersuchungen ist die technologisch-wirtschaftliche Umsetzung des Potenzials keramischer Hochleistungswerkstoffe für die spanende Fertigung. Dabei wurde Keramik sowohl als Schneidstoff als auch als Substrat-Werkstoff untersucht. Durch den Einsatz eines vollkeramischen Schaftfräsers konnten die Schnittgeschwindigkeiten bei Ni-Basis-Superlegierungen um den Faktor 40 gesteigert werden.
Entnommen aus TEMA

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-87048.html