ProstKühl2

Schleifprozesse bergen das Risiko thermischer Schädigungen, weshalb Kühlschmierstoffe (KSS) zur Wärmeableitung und Reibungsreduktion eingesetzt werden. Trotz empirischer Erkenntnisse fehlen detaillierte Untersuchungen zum Strömungsverhalten des KSS nach dem Auftreffen auf die bewegte Schleifscheibe sowie geeignete Messmethoden für die Kontaktzone.

Dieses Projekt zielt darauf ab, das Strömungsverhalten und den Wärmeübergang während des Schleifens grundlegend zu verstehen, um die Kühlleistung zu optimieren und den Kühlmittelverbrauch zu minimieren.Dazu werden sowohl die KSS-Strömung in der Kontaktzone als auch der strömungsabhängige Wärmeübergangskoeffizient bei der Interaktion zwischen Werkzeug und Werkstück untersucht. Zur Analyse der Strömung wird ein transparenter Werkstückersatz in der Schleifmaschine integriert, der eine optische Zugänglichkeit zur Kontaktzone ermöglicht. Mittels Particle Image Velocimetry (PIV) und Shadow Image Velocimetry (SIV) wird die Strömung in diesem Bereich erfasst und analysiert. Gleichzeitig werden auftretende Störeinflüsse identifiziert und quantifiziert. Die Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten erfolgt durch die Erweiterung eines Versuchsstands mit zusätzlichen Temperatursensoren, um systematische Abweichungen in der Wärmebilanzierung zu analysieren und zu minimieren.

Die Erkenntnisse fließen in ein Schleifprozessmodell ein, das zur Vorhersage der Kühlleistung dient. Validierungen mit Schleifversuchen helfen, notwendige Anpassungen für Fertigungs- und Materialparameter zu identifizieren, um ein optimiertes Modell zur Beschreibung des Einflusses der Strömungsbedingungen auf Kühlleistung und Werkstücktemperatur zu entwickeln.