Modellgestützte Regelung der Bauteilrandzoneneigenschaften beim Hartdrehen

Ziel des Projekts ist die kombinierte direkte sowie indirekte Prozessüberwachung und -regelung definierter Randzoneneigenschaften bei der Drehbearbeitung des Vergütungsstahls 42CrMo4 im vergüteten Zustand mit CBN oder Hartmetallwerkzeugen. Im Prozess sollen Modifikationen der Randzoneneigenschaften, Korngrößenverteilung, Eigenspannungen und Phasenanteile überwacht werden. In der ersten Förderperiode wird eine verlässliche Überwachung realisiert, welche dann um eine Prozessregelung in der zweiten Förderperiode erweitert werden soll.
Aufgrund eingeschränkter Zugänglichkeit ist es nicht möglich, im Drehprozess eine Überwachung der thermischen und mechanischen Zustandsgrößen mit hoher Orts- und Zeitauflösung zu realisieren. Industrielle Sensorik, bspw. Dynamometer und Pyrometer, erlaubt allerdings eine punktuelle oder integrale Überwachung der Zustandsgrößen. Im Rahmen des Projekts wird nun eine Korrelation zwischen diesen gering zeit- und ortsaufgelösten Zustandsgrößen und hochaufgelösten Zustandsgrößen in der gesamten Zerspanzone erarbeitet. Dieser Zusammenhang wird im orthogonalen Schnitt untersucht, welcher die Bedingungen des Drehprozess annähert und gleichzeitig eine Zugänglichkeit für integrale sowie hoch orts- und zeitauflösende Sensorik zulässt. Über die genaue Kenntnis des thermomechanischen Belastungskollektivs ist es mit Hilfe von numerischen oder analytischen Modellen nun möglich, eine Modifikation der Randzoneneigenschaften zu bestimmen und vorherzusagen.