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Fakultät Maschinenbau

Simulationsgestützte Werkzeug- und Prozessauslegung beim Microfinishen mit metallisch gebundenen Honwerkzeugen (Transfer SimHonen) (Projektnummer: 450792335)

Dieses Ergebnistransfprojekt basiert auf dem Grundlagenprojekt „Experimentelle und simulationsgestützte Grund­lagen­unter­suchungen zur Ober­flächen­strukturierung durch das Kurz- und Langhubhonen“. Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen werden Untersuchungen zur Herstellung balliger Konturen mittels Microfinishen durchgeführt und Simulationsmodelle zur prototypischen Prozess- und Werkzeugauslegung entwickelt. Die bisher gewonnenen Erkenntnisse sollen im Rahmen des Transferprojektes prototypisch auf eine industrielle Anwendung und ein neues Werkzeugkonzept übertragen werden. Das Institut für Spanende Fertigung (ISF) und der Lehrstuhl XIV (LS XIV) werden gemeinsam mit den Firmen NAGEL Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH, ELGAN-Diamantwerkzeuge GmbH & Co. KG und der Alicona Imaging GmbH die im Rahmen des Transfervorhabens notwendigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchführen.

Das zentrale Ziel des Vorhabens ist die experimentelle und simulative Werkzeug- und Prozessauslegung zur gezielten Einstellung einer gewünschten balligen Form an Wellenabsätzen mittels Microfinishbearbeitung unter Berücksichtigung der gewünschten Topographie. Die Basis der Untersuchungen bildet ein neu entwickeltes Werkzeug des Projektpartners ELGAN, welches sich durch seinen speziellen Aufbau auszeichnet.

Aufbauend auf den bisherigen Erkenntnissen und dem entwickelten Simulationsmodell aus dem vorangegangenen Grundlagenforschungsprojekt findet hier der Transfer zum industriellen Anwendungsfall statt. Die Simulationsentwicklungen berücksichtigt hierbei sowohl den Werkzeugverschleiß als auch eine präzisere Modellierung der Prozesskräfte in Abhängigkeit von Einflussparametern, wie dem Kühlschmierstoffeinsatz. Die experimentellen Untersuchungen betreffen die Analyse der Wechselwirkungen von Werkzeugspezifikationen und Prozessparametern bei der Microfinishbearbeitung mit metallisch gebundenen Honstein. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wird das Simulationsmodell erweitert, um die Zielgrößen Balligkeit und Oberflächentopographie bei Variation der Werkzeug- und Prozesseinstellgrößen vorhersagen zu können. In diesem Kontext wird die Werkzeug- und Prozessanalyse zum Aufbau des Simulationsmodells genutzt, das wiederum zur Reduzierung experimenteller Versuche in der zukünftigen Werkzeug- und Prozessauslegung sowie -optimierung führen kann.

Versuchsaufbau mit Werten und Darstellung eines Honsteins © ISF
Fig.: Schematische Darstellung der experimentellen Versuche zur Beeinflussung der Werkzeugkontur beim Microfinishen mit Honstein