Die Prozeßüberwachung während des Schleifprozesses – das „in-process-monitoring“ – gewinnt zunehmend an Bedeutung. Insbesondere direkt in der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück gemessene Prozeßgrößen wie z.B. die Schleiftemperaturen haben einen großen Einfluß auf die Werkstückqualität und sind nicht zuletzt für eine wirtschaftliche Prozeßgestaltung wichtig.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden werkzeug- sowie werkstückseitig Meßketten aufgebaut und die Funktionsnachweise mit Hilfe stationärer Spannungs- und Wärmequellen erbracht. Anschließend wird die Spannungsreihe der eingesetzten Thermoelemente experimentell überprüft und durch die Gegenüberstellung mit den theoretischen Werten der Verstärkungsfaktor des eingesetzten Telemetriesystems ermittelt. Neben der stationären Verifizierung werden Stichversuche beim Flachschleifen durchgeführt und anschließend die Einsetzbarkeit der Versuchseinrichtungen für Kontaktzonentemperaturmessungen im Flachschleifprozeß beurteilt.
In der werkzeugseitigen Meßkette wird ein Telemetriesystem zur drahtlosen Datenübertragung eingesetzt. Die Vorversuche haben gezeigt, daß dieses System die Datenübertragung aus der Schleifscheibe gewährleistet und die Meßwertaufzeichnung ermöglicht. Während der Stichversuche bereitet die rotierende Schleifscheibe mit integriertem Telemetriering ebenfalls keine Probleme bei der Datenerfassung. Die Schleifscheibenspezifikation und der vorliegende Thermoelementeinbau ermöglichten keine Messung der unmittelbaren Kontaktzonentemperatur. Es wurde allerdings durch einen provozierten Werkzeugbruch auf Grund der gewählten Zustellung deutliche Temperatursignale erfaßt. Die Versuchsserie bestätigt zudem die in der Fachliteratur genannte Beobachtung, daß die Schleiftemperaturen mit zunehmender Vorschubgeschwindigkeit ansteigen. Werkstückseitig ist die Meßwerterfassung durch stationäre Spannungs- und Wärmequellen mit der entwickelten Meßkette erfolgreich durchgeführt worden
Inhaltsverzeichnis
- Abstract
- Aufgabenstellung und Zielsetzung
- Technologischer Kenntnisstand
- Flachschleifen
- Energiebilanz und Wärmeverteilung. Technologische Kenngrößen
- Schleifscheibenaufbau und Einsatzvorbereitung
- Thermische Prozeßüberwachung
- Das Thermoelement
- Werkstückseitige Temperaturmessung
- Werkzeugseitige Temperaturmessung
- Konzeptentwicklung
- Werkstückseitige Konzeptionierung
- Werkzeugseitige Konzeptionierung
- Kalibrierung
- Aufbau der Meßkette und Funktionsnachweis
- Werkstückseitige Meßkette
- Werkzeugseitige Meẞkette
- Funktionsnachweis der werkstückseitigen Meẞkette
- Batterie als stationäre Spannungsquelle
- Flamme als stationäre Wärmequelle
- Funktionsnachweis der werkzeugseitigen Meẞkette
- Batterie als stationäre Spannungsquelle
- Flamme als stationäre Wärmequelle
- Kalibrierung der Thermoelemente
- Die Thermoelementspannungsreihe
- Einfluß des Telemetriesystems
- Bestimmung im Wasserdampf
- Bestimmung am Heizblock
- Der Telemetrieverstärkungsfaktor
- Durchführung der Stichversuche
- Die Werkzeugmaschine
- Das Versuchswerkstück
- Das Versuchswerkzeug
- Vorbereitung und Einbau der Thermoelemente
- Schleifscheibenvorbereitung
- Die Schleifversuche
- Darstellung und Diskussion der Versuchsergebnisse
- Werkstückseitige Meßwertaufnahme
- Werkzeugseitige Meßwertaufnahme
- Werkzeugbruch
- Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Studienarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Verifizierung einer Versuchseinrichtung zur werkstück- und werkzeugseitigen Temperaturmessung beim Flachschleifen. Ziel ist es, ein Messkonzept zu entwickeln, das die genaue und zuverlässige Temperaturmessung während des Schleifprozesses ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Studie sollen einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung des Verständnisses der Wärmeverteilung im Schleifprozess und zur Optimierung der Prozessparameter leisten.
- Konzeptionierung und Aufbau einer Versuchseinrichtung zur Temperaturmessung
- Kalibrierung und Funktionsnachweis der Messkette
- Analyse der Temperaturverteilung während des Schleifprozesses
- Bewertung der Messergebnisse und Identifizierung von Verbesserungspotenzialen
- Erstellung eines Ausblicks auf zukünftige Forschungsaktivitäten
Zusammenfassung der Kapitel
Die Studienarbeit gliedert sich in mehrere Kapitel, die die Entwicklung und Verifizierung der Versuchseinrichtung detailliert beschreiben. In Kapitel 1 werden die Aufgabenstellung und die Zielsetzung der Arbeit dargelegt. Kapitel 2 bietet einen Überblick über den technologischen Kenntnisstand im Bereich des Flachschleifens, einschließlich der Energiebilanz, der Wärmeverteilung und der thermischen Prozessüberwachung. Kapitel 3 behandelt die Konzeptentwicklung der Versuchseinrichtung, einschließlich der werkstück- und werkzeugseitigen Konzeptionierung sowie der Kalibrierung. In Kapitel 4 wird der Aufbau der Messkette und der Funktionsnachweis der verschiedenen Komponenten ausführlich beschrieben. Kapitel 5 widmet sich der Durchführung der Stichversuche und der Analyse der gewonnenen Messdaten. In Kapitel 6 werden die Ergebnisse der Stichversuche dargestellt und diskutiert. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse, einem Ausblick auf zukünftige Forschungsaktivitäten und einem Literaturverzeichnis ab.
Schlüsselwörter
Die vorliegende Studienarbeit konzentriert sich auf die Bereiche Flachschleifen, thermische Prozessüberwachung, Temperaturmessung, Werkstück- und Werkzeugseite, Messkette, Kalibrierung, Versuchseinrichtung, Energiebilanz, Wärmeverteilung und Stichversuche. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Verifizierung eines innovativen Messkonzepts, das zur Verbesserung des Verständnisses des Schleifprozesses und zur Optimierung der Prozessparameter beitragen soll.
- Quote paper
- Detlef Armin Kube (Author), 2002, Konzeptentwicklung und Verifizierung einer Versuchseinrichtung zur werkstück- und werkzeugseitigen Temperaturmessung beim Flachschleifen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/19196
