Kugeln werden seit 100 Jahren für die verschiedensten Anwendungen als Massenprodukt mit sehr hohen Anforderungen an die Genauigkeit industriell gefertigt. Das Verfahren Kugelschleifen wird als wesentlicher Fertigungsschritt dargestellt. Aus Versuchen an einem Grundlagenversuchsstand und einer Produktionskugelschleifmaschine werden Einflußgrößen auf das Arbeitsergebnis beim Kugelschleifen abgeleitet. Die beim Kugelschleifen aufzuwendende Zerspanleistung wird theoretisch und experimentell ermittelt. Die Bewegung der Kugel während der Bearbeitung bestimmt die Fertigungsqualität maßgeblich und…mehr
Kugeln werden seit 100 Jahren für die verschiedensten Anwendungen als Massenprodukt mit sehr hohen Anforderungen an die Genauigkeit industriell gefertigt. Das Verfahren Kugelschleifen wird als wesentlicher Fertigungsschritt dargestellt. Aus Versuchen an einem Grundlagenversuchsstand und einer Produktionskugelschleifmaschine werden Einflußgrößen auf das Arbeitsergebnis beim Kugelschleifen abgeleitet. Die beim Kugelschleifen aufzuwendende Zerspanleistung wird theoretisch und experimentell ermittelt. Die Bewegung der Kugel während der Bearbeitung bestimmt die Fertigungsqualität maßgeblich und bildet daher einen Schwerpunkt der Untersuchungen. Es werden Maschinenkonzepte vorgestellt und untersucht, mit denen die Lage der Kugeleigendrehachse gezielt von außen beeinflußbar ist. Zugehörige Schleifkurven sind numerisch ermittelt.
1 Einleitung.- 2 Stand der Technik und Aufgabenstellung.- 2.1 Technologie der Herstellung von Kugeln für Wälzlager aus Stahl.- 2.2 Schrifttum.- 2.3 Zielsetzung und Aufgabenstellung.- 3 Das Verfahren Kugelschleifen.- 3.1 Arbeitsprinzip.- 3.2 Abtragsverhältnisse beim Kugelschleifen.- 3.3 Kenngrößen des Bearbeitungsprozesses Kugelschleifen.- 4 Versuchseinrichtungen und Meßsystem.- 4.1 Versuchsstand konventionelle Drehmaschine.- 4.2 Versuchsstand Kugelschleifmaschine.- 4.3 Meßsystem.- 5 Schleifversuche.- 5.1 Verschleiß an Kugel und Rille.- 5.2 Rillengeometrie und Schmiegungswinkel.- 5.3 Rundheit der Kugeln.- 5.4 Härtemessungen an Kugeln.- 5.5 Gegenüberstellung von Prozeßkenngrößen und Arbeitsergebnis.- 5.6 Zusammenfassung und Bewertung.- 6 Leistung beim Kugelschleifen.- 6.1 Rechnerische Ermittlung der Leistung beim Kugelschleifen.- 6.2 Experimentelle Ermittlung der Leistung beim Kugelschleifen.- 6.3 Vergleich und Zusammenfassung.- 7 Die Lage der Kugeleigendrehachse.- 7.1 Messung des Lage winkeis der KED.- 7.2 Die Lage der KED bei Einschleifversuchen.- 7.3 Einflußgrößen auf die Lage der KED.- 7.4 Messungen mit Transientenrecorder.- 7.5 Bestimmung der Lage der KED aus der Leistungsberechnung.- 7.6 Wertung der Ergebnisse.- 8 Einfluß des Maschinenaufbaues auf den Bearbeitungsprozeß.- 8.1 Anpreßkraftverteilung und resultierender Verschleiß.- 8.2 Betriebsmessungen an der Kugelschleifmaschine.- 8.3 Modifikationen am Maschinenaufbau.- 8.4 Zusammenfassung.- 9 Theoretische Ermittlung von Schleifkurven.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Sinusförmiger Wechsel der KED-Lage.- 9.3 Sprungförmige Änderung der KED-Lage.- 9.4 Radiale Kraftbeaufschlagung.- 9.5 Zusammenfassung.- 10 Gezielte Beeinflussung der Lage der Kugeldrehachse.- 10.1 Möglichkeiten und Auswahl.- 10.2 Versuchemit einer axial geteilten Führungsscheibe.- 10.3 Radiale Kraftbeaufschlagung der Führungsscheibe.- 10.4 Zusammenfassung.- 11 Zusammenfassung.- 12 Literaturverzeichnis.
1 Einleitung.- 2 Stand der Technik und Aufgabenstellung.- 2.1 Technologie der Herstellung von Kugeln für Wälzlager aus Stahl.- 2.2 Schrifttum.- 2.3 Zielsetzung und Aufgabenstellung.- 3 Das Verfahren Kugelschleifen.- 3.1 Arbeitsprinzip.- 3.2 Abtragsverhältnisse beim Kugelschleifen.- 3.3 Kenngrößen des Bearbeitungsprozesses Kugelschleifen.- 4 Versuchseinrichtungen und Meßsystem.- 4.1 Versuchsstand konventionelle Drehmaschine.- 4.2 Versuchsstand Kugelschleifmaschine.- 4.3 Meßsystem.- 5 Schleifversuche.- 5.1 Verschleiß an Kugel und Rille.- 5.2 Rillengeometrie und Schmiegungswinkel.- 5.3 Rundheit der Kugeln.- 5.4 Härtemessungen an Kugeln.- 5.5 Gegenüberstellung von Prozeßkenngrößen und Arbeitsergebnis.- 5.6 Zusammenfassung und Bewertung.- 6 Leistung beim Kugelschleifen.- 6.1 Rechnerische Ermittlung der Leistung beim Kugelschleifen.- 6.2 Experimentelle Ermittlung der Leistung beim Kugelschleifen.- 6.3 Vergleich und Zusammenfassung.- 7 Die Lage der Kugeleigendrehachse.- 7.1 Messung des Lage winkeis der KED.- 7.2 Die Lage der KED bei Einschleifversuchen.- 7.3 Einflußgrößen auf die Lage der KED.- 7.4 Messungen mit Transientenrecorder.- 7.5 Bestimmung der Lage der KED aus der Leistungsberechnung.- 7.6 Wertung der Ergebnisse.- 8 Einfluß des Maschinenaufbaues auf den Bearbeitungsprozeß.- 8.1 Anpreßkraftverteilung und resultierender Verschleiß.- 8.2 Betriebsmessungen an der Kugelschleifmaschine.- 8.3 Modifikationen am Maschinenaufbau.- 8.4 Zusammenfassung.- 9 Theoretische Ermittlung von Schleifkurven.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Sinusförmiger Wechsel der KED-Lage.- 9.3 Sprungförmige Änderung der KED-Lage.- 9.4 Radiale Kraftbeaufschlagung.- 9.5 Zusammenfassung.- 10 Gezielte Beeinflussung der Lage der Kugeldrehachse.- 10.1 Möglichkeiten und Auswahl.- 10.2 Versuchemit einer axial geteilten Führungsscheibe.- 10.3 Radiale Kraftbeaufschlagung der Führungsscheibe.- 10.4 Zusammenfassung.- 11 Zusammenfassung.- 12 Literaturverzeichnis.
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