Ansatz zur numerischen Modellierung des Bruchverhaltens von CBN beim Einkornabrichten

von Thomas Bergs, Marius Ohlert, Maximilian Lachenmaier, Sebastian Barth, WZL RWTH Aachen 18. November 2019
Darstellung der Kornformen Tetraeder (A), Hexaeder (B) und Oktaeder (C) des CBN-Kornmodells
Die Leistungsfähigkeit von Schleifprozessen wird maßgeblich durch die anforderungsgerechte Einsatzvorbereitung der Schleifwerkzeuge bestimmt [WEGE12].

Das Abrichten und das Reinigen bilden zusammen den Prozess der Einsatzvorbereitung. Durch den Abrichtprozess werden das Schleifscheibenprofil sowie die Schleifscheibentopographie erzeugt und auf den Schleifprozess abgestimmt. Der Abrichtprozess kann je nach Anwendungsfall durch ein stehendes oder ein rotierendes Abrichtverfahren durchgeführt werden. Rotierende Abrichtverfahren haben gegenüber den stehenden Verfahren den Vorteil, dass viele Körner des Abrichtwerkzeugs am Abrichtprozess der Schleifscheibe beteiligt sind und somit die einzelnen Körner des Abrichtwerkzeugs weniger verschleißen. Dies führt zu einer höheren Standzeit der Abrichtwerkzeuge sowie einem genaueren Abrichtergebnis aufgrund der geringeren Form- und Profilabweichung der Abrichtwerkzeuge [KLOC08].

Der Abrichtprozess wird dabei so ausgelegt, dass bei einer höchst möglichen Produktivität die Anforderungen an die Werkstückoberfläche und -geometrie erfüllt werden. Die Schleifscheibentopographie, die sich maßgeblich auf die mögliche Produktivität und die Werkstückqualität auswirkt, sowie das Verschleißverhalten der Schleifscheibe werden infolge der Belastungen durch die Prozessparameter des Abrichtprozesses beeinflusst [TAWA06]. Nach Linke treten die Belastungen in Form von mechanischen Stoßvorgängen zwischen Schleifscheibe und Abrichtkörnern auf [LINK07]. Infolge der mechanischen Stoßvorgänge erzeugt der Abrichtprozess die Topographie der Schleifscheibe durch verschiedene Wirkmechanismen wie Kornbruch, Kornsplittern oder Kornausbruch [LINK07]. Das Bruchverhalten der Körner hängt neben den Abrichtparametern auch von Eigenschaften wie der vorhandenen Kornform, der Kornorientierung und der Einbettungstiefe in der Bindung ab.

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