Analyse der Kräfte bei der Kombinationsbearbeitung mit Schwerpunkt auf die kraftgebundene Zustellung beim Langhubhonen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Stand der Technik

2.1 Honen

2.1.1 Grundlagen

2.1.2 Kraft-/weggebundene Zustellung

2.1.3 Verfahrensvarianten des Honens

2.2 Schleifen

2.3 Drehen

2.4 Überblick bisher realisierter Konzepte zur Messung der Prozesskräfte

beim Honen

2.5 Linearantriebe

3 Zielsetzung

4 Versuchsplanung und -durchführung

4.1 Versuchsmaschine

4.2 Versuchswerkstück

4.3 Versuchswerkzeuge

4.3.1 Drehwerkzeug

4.3.2 Schleifwerkzeug

4.3.3 Honwerkzeug

5 Experimentelle Kraftmessung

5.1 Analyse der auftretenden Kräfte am Honprozess

5.1.1 Referenzkraftermittlung an der Kombinationsmaschine

5.1.2 Kraftgebundene Zustellung beim Langhubhonen

5.2 Prinzipielle Ermittlung der Bearbeitungskraft

5.2.1 Messaufbau

5.2.2 Vorspannung der Messwerkzeuge

5.2.3 Kalibrierung der Messwerkzeuge

5.3 Praktische Analyse der auftretenden Kräfte am Honprozess

5.3.1 Einführung und Analyse des Referenzversuchs

5.3.2 Analyse der Prozesskräfte in Bezug auf die Werkstücklage in

z-Richtung

5.3.3 Variation der Umfangsgeschwindigkeit vu

5.3.4 Variation der Axialgeschwindigkeit va

5.3.5 Variation der Zustellkraft Fn

5.3.6 Zusammenfassung der Erkenntnisse

6 Zusammenfassung

7 Ausblick

8 Literaturverzeichnis

9 Anhang

9.1 Honen

9.1.1 Kräfte bei kraftgebundenen Zustellsystemen

9.2 Schleifen

9.2.1 Herleitung der Gesamthauptschnittkraft

9.3 Drehen

9.3.1 Spanungs- und Schnittgrößen

9.4 Kalibrierung des 2-Leisten-Messwerkzeugs -

9.4.1 Einführung der Übertragungsfunktion ÜF

Zielsetzung & Themen

Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die detaillierte Analyse der Prozesskräfte beim kraftgebundenen Langhubhonen auf einer Kombinationsmaschine. Dabei soll insbesondere untersucht werden, wie sich Prozessparameter wie die Axial- und Umfangsgeschwindigkeit sowie die Zustellkraft auf die tangentialen und axialen Schnittkraftkomponenten auswirken und ob eine Korrelation zwischen der Leistungsaufnahme des Linearantriebs und den tatsächlich auftretenden Prozesskräften besteht.

• Analyse von Prozesskräften (Normal- und Tangentialkräfte) beim Langhubhonen
• Entwicklung und Kalibrierung spezieller Messwerkzeuge zur Kraftaufnahme
• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Motorstrom und Prozesskraft
• Einfluss von Prozessparametern (va, vu, Fn) auf die Prozessstabilität
• Optimierung der Kraftmessung durch Übertragungsfunktionen

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Diese Einleitung stellt die wachsende Bedeutung flexibler Kombinationsbearbeitung vor und begründet die Notwendigkeit der Analyse von Prozesskräften beim Langhubhonen.

2 Stand der Technik: Es werden die Grundlagen der Fertigungsverfahren Honen, Schleifen und Drehen erläutert, inklusive physikalischer Kinematik und existierender Kraftmesskonzepte.

3 Zielsetzung: Dieses Kapitel definiert die wissenschaftliche Zielstellung der Arbeit, die sich auf die Analyse der Prozesskräfte und die Korrelation mit der Leistungsaufnahme des Antriebs konzentriert.

4 Versuchsplanung und -durchführung: Die verwendete Kombinationsmaschine, die Werkstücke und die spezifisch für das Forschungsprojekt entwickelten 2- und 3-Leisten-Messwerkzeuge werden detailliert spezifiziert.

5 Experimentelle Kraftmessung: Der umfangreiche Hauptteil beschreibt die Referenzkraftermittlung, die Kalibrierung der Messwerkzeuge und die praktische Analyse unter Variation verschiedener Prozessparameter.

6 Zusammenfassung: Die Arbeit schließt mit einer Bilanz der erzielten Ergebnisse zur Kraftmessung und den gewonnenen Erkenntnissen zur Prozessstabilität beim Langhubhonen.

7 Ausblick: Es werden Potenziale für weiterführende Analysen aufgezeigt, etwa zur Kopplung des Abrichtvorgangs mit der Leistungsaufnahme oder zur detaillierten Untersuchung der relativen Achslage.

Schlüsselwörter

Langhubhonen, Kombinationsbearbeitung, Prozesskräfte, Kraftgebundene Zustellung, Messwerkzeug, Piezoelektrischer Effekt, Schnittgeschwindigkeit, Axialgeschwindigkeit, Zustellkraft, Werkzeugverschleiß, Linearantrieb, Prozessstabilität, Übertragungsfaktor, Oberflächengüte, Fertighonen.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundlegend?

Die Arbeit analysiert die auftretenden Kräfte beim kraftgeregelten Langhubhonen auf einer Kombinationsmaschine, insbesondere um das Verständnis für Prozesskräfte und deren Abhängigkeit von verschiedenen Parametern zu vertiefen.

Welche Fertigungsverfahren werden kombiniert?

Die Kombinationsmaschine vereint die spanenden Verfahren Hartdrehen, Schleifen und Honen in einer einzigen Aufspannung.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Ziel ist es, eine Korrelation zwischen der Stromaufnahme des Linearantriebs und der realen Normalkraft herzustellen, um eine zuverlässige Kraftüberwachung während des Prozesses zu ermöglichen.

Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?

Es werden experimentelle Kraftmessungen mit neu entwickelten piezoelektrischen Messwerkzeugen durchgeführt, die durch eine Kalibrierung gegenüber einer externen Kraftmessdose validiert wurden.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Der Hauptteil befasst sich mit der Kalibrierung der Messsysteme, der theoretischen Herleitung von Zusammenhängen sowie der praktischen Variation von Parametern wie Umfangs- und Axialgeschwindigkeit.

Welche Keywords charakterisieren die Arbeit am besten?

Langhubhonen, Prozesskräfte, Kombinationsbearbeitung, Piezo-Kraftmessung und Prozessstabilität sind die zentralen Begriffe der Forschungsarbeit.

Warum wurde das 3-Leisten-Messwerkzeug überarbeitet?

Das ursprüngliche 3-Leisten-Messwerkzeug wies einen zu hohen Messfehler auf, da die nötige Vorspannkraft der Sensoren nicht optimal aufgebracht werden konnte.

Welche Rolle spielt die Lage des Werkstücks in z-Richtung?

Die z-Lage beeinflusst den Überlauf der Honleisten und damit die Flächenlast, was zu schwankenden Prozesskräften und einer notwendigen nachregulierenden Maschinenbewegung führt.