Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Maschinensignaldaten und modellierter thermomechanischer Energie beim Wälzschleifen

Mariana Mendes Wilfinger

Zusammenfassung

Das kontinuierliche Wälzschleifen ist ein hochproduktives Verfahren zur Hartfeinbearbeitung von Zahnrädern. Mit dem kontinuierlichen Wälzschleifen können eine hohe Oberflächenqualität erreicht werden. Das Ausmaß der Materialverformung in diesem Prozess trägt maßgeblich zum Energieverbrauch bei, der sich hauptsächlich in thermischen Belastungen äußert, wodurch ein Risiko für die Oberflächenintegrität aufgrund von Schleifbrand resultiert. Der Zusammenhang zwischen der Energieerzeugung und dem Auftreten von Schleifbrand stellt eine Herausforderung für die Optimierung der Prozessparameter dar, ohne die Qualität der Teile zu beeinträchtigen. Zur quantitativen Bewertung der beim Schleifen entstehenden Energie ermöglicht ein von LÖHRER entwickeltes Modell die Berechnung der Energie beim Wälzschleifen auf der Grundlage der Mikro-Spanbildungscharakteristik des Prozesses. Basierend auf diesem Modell kann die Prozessparametrierung hinsichtlich der Produktivität optimiert werden.

Obwohl die tatsächlich im Prozess erzeugte Energie nicht in-situ messbar ist, sind durch Analyse von Leistungssignalen der Schleifmaschinen Synergien erkennbar. Das Ziel dieses Berichts ist daher die Entwicklung eines Ansatzes zur Untersuchung der Korrelationen zwischen der Prozessenergie und den Leistungssignalen der Werkzeugspindel beim Schleifen. Mithilfe dieses Ansatzes soll eine Verbindung des theoretischen Energiemodells nach LÖHRER mit der Prozessüberwachung anhand von Leistungssignalen ermöglicht werden. Der Ansatz basiert auf der Aufbereitung des Signals und der anschließenden Extraktion der charakteristischen Merkmale, um statistische Korrelationskoeffizienten als Mittel zur Untersuchung der Beziehungen zwischen theoretischer Energie und Spindelleistung während des Prozesses anzuwenden. Die Anwendung dieser Methode ermöglicht die Detektion des Zusammenhangs zwischen der berechneten Prozessenergie und den Echtzeit-Prozesssignalen und anschließend eine Korrelation zwischen beiden herzustellen.