Einflüsse auf thermische Prozessgrenzen beim Schleifen gehärteter Stähle

Von:

Nikolai Guba

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Das Schleifen stellt in der Wertschöpfungskette mechanischer Bauteile aus gehärtetem Stahl überwiegend den letzten Prozessschritt dar. Prozessbedingt kann es während der Schleifbearbeitung zu einer hohen Wärmeentwicklung innerhalb der Kontaktzone kommen. Die Vermeidung einer ungewollten thermischen Beeinflussung des Werkstücks infolge dieser hohen Wärmeentwicklung (oft als Schleifbrand bezeichnet) stellt nach wie vor eine erhebliche technologische Herausforderung in der industriellen Praxis dar. Etablierte Verfahren zur Identifikation einer derartigen Randzonenbeeinflussung haben u.a. die Nachteile, dass diese zeit- sowie kostenintensiv sind und erst nach dem Schleifprozess Anwendung finden. Zur Vermeidung der genannten Nachteile ist perspektivisch der Einsatz von Schleifassistenzsystemen für die In-Prozess-Identifikation einer thermischen Randzonenbeeinflussung erstrebenswert. Die Bestimmung thermischer Prozessgrenzen im Randzonendiagramm (kontaktflächenbezog. Schleifleistung über Kontaktzeit aufgetragen) erweist sich dabei als ein vielversprechender und vor allem im industriellen Umfeld einfach umzusetzender Ansatz für ein derartiges Assistenzsystem. Obwohl die generelle Anwendbarkeit dieses Ansatzes bereits demonstriert wurde, ist das Nutzungspotenzial bis jetzt nicht vollumfänglich gegeben, da wissenschaftliche Erkenntnisse zu den Einflüssen auf thermische Prozessgrenzen gänzlich fehlen. Ziel dieser Dissertationsschrift ist somit, die fehlenden wissenschaftlichen Grundlagen durch eine systematische Betrachtung des Einflusses des gehärteten Stahls, der Wärmebehandlung, der System- und Stellgrößen auf thermische Prozessgrenzen zu erarbeiten und somit eine breite Anwendbarkeit dieses Ansatzes sowie eine zeitnahe Umsetzung eines Schleifassistenzsystems zu ermöglichen.