Modellbildung und Simulation von Honprozessen für thermisch beschichtete Zylinderlaufbahnen

Die vorliegende Dissertation thematisiert den Honprozess von thermisch beschichteten Zylinderlaufbahnen. Betrachtet werden zunächst die elastischen Verformungen eines Zylinderkurbelgehäuses durch Bearbeitungskräfte. Diese Verformungen haben Formabweichungen aufgrund unterschiedlicher Steifigkeiten der Zylinderlaufbahn zur Folge. Mit Hilfe der Methode der finiten Elemente wird die am Honstein wirkende Normalkraft ermittelt und anschließend die Zylinderverformungen berechnet. Im Anschluss erfolgt die Verifikation der simulierten Ergebnisse durch entsprechende Experimente und Messungen. In einem weiteren Schritt werden sämtliche am Honstein wirkenden Kräfte durch geeignete Messtechniken erfasst und mit entsprechenden Maschinendaten kalibriert, so dass zukünftig Schnittkraftmessungen auf Basis der kalibrierten Daten durchgeführt werden können. Weiterhin werden für die Schneidstoffe Diamant und Siliziumkarbid die Ursache-Wirkungszusammenhänge zwischen den Eingangs- und Ausgangsgrößen durch Regressionsmodelle ermittelt. Dabei werden für den Schneidstoff Diamant die Einflüsse der Honsteinspezifikation und der Maschinenparameter auf die Zielgrößen untersucht (Bearbeitungskräfte und Oberflächenrauigkeit). Für das erstmalig bei thermisch beschichteten Zylinderlaufbahnen eingesetzte Siliziumkarbid als Schneidstoff wird im Fertighonprozess durch geeignete Parametrierung die Problematik der hohen Hauptzeitstreuung analysiert. Für den letzten Prozessschritt, das kraftgesteuerte Glätthonen mit Siliziumkarbid, werden die Einflüsse der Maschinenparameter auf die Kennwerte der Endoberfläche untersucht. Abschließend werden auf Basis der Erkenntnisse dieser Arbeit Optimierungsmaßnahmen für die Auslegung zukünftiger Honprozesse aufgezeigt.