Verzeichnis der Abkürzungen ................................. IV
Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole .................... V
1 Einführung ................................................... 1
1.1 Technische Oberfläche als Bindeglied zwischen
Funktion und Fertigung .................................. 1
1.2 Problemstellung bei der Charakterisierung technischer
Oberflächen ............................................. 3
1.3 Darstellung des Problems am Beispiel der Herstellung
und Verarbeitung von Feinblech .......................... 5
2 Zielstellung der Arbeit ...................................... 9
3 Funktionsorientierte Beschreibung und Herstellung
technischer Oberflächen ..................................... 11
3.1 Voraussetzungen für die funktionsorientierte
Herstellung der Oberflächenbeschaffenheit .............. 11
3.2 Messung und Charakterisierung der geometrischen
Beschaffenheit technischer Oberflächen ................. 12
3.2.1 Die geometrische Beschaffenheit technischer
Oberflächen und deren quantitative
Charakterisierung ............................... 12
3.2.2 Schematisierung der Gestaltrepräsentation
technischer Oberflächen ......................... 21
3.2.3 Messtechnische Erfassung der geometrischen
Oberflächenbeschaffenheit ....................... 22
3.2.4 Trennung der Gestaltanteile ..................... 26
3.2.5 Quantifizierung der Oberflächenbeschaffenheit
durch Kenngrößen ................................ 30
3.2.6 Zusammenhänge zwischen Oberflächenkenngrößen .... 44
3.3 Auswahl und Tolerierung funktionsorientierter
Oberflächenkenngrößen .................................. 48
3.3.1 Die funktionsorientierte Festlegung und
Herstellung der Oberflächenbeschaffenheit in
der Praxis ...................................... 48
3.3.2 Verfahren zur Auswahl funktionsrelevanter
Oberflächenkenngrößen ........................... 49
3.3.3 Modelle für den Zusammenhang zwischen
Oberflächengestalt, Fertigung und Funktion ...... 53
4 Funktionsorientierte Festlegung der geometrischen
Oberflächenbeschaffenheit ................................... 55
4.1 Das Selektionsverfahren für Oberflächenkenngrößen ...... 55
4.2 Methodische Grundlagen des Selektionsverfahrens für
Oberflächenkenngrößen .................................. 59
4.2.1 Modellbildung durch Klassifikation .............. 59
4.2.2 Klassenbildung im Funktionsmerkmalsraum ......... 63
4.2.3 Objektrepräsentation im Gestalt- und
Funktionsmerkmalsraum ........................... 66
4.2.4 Zur Bewertbarkeit der Funktionsrelevanz von
Oberflächenkenngrößen anhand von
Ähnlichkeitsbeziehungen ......................... 70
4.3 Das Auswahlverfahren ................................... 77
4.4 Kriterien für die Bewertung der
Ähnlichkeitsstruktur und Klassifizierbarkeit ........... 80
4.4.1 Verwendung von Distanzmaßen ..................... 80
4.4.2 Verwendung von Homogenitätsmaßen ................ 84
4.4.3 Aufbau des Kriteriums Q2 für die
Ähnlichkeitsstruktur ............................ 91
4.4.4 Kriterium zur Bewertung der
Klassifikationsgüte Q1 .......................... 95
4.5 Verfahren zur Klassifikation und zum Aufbau des
Klassifikators ......................................... 98
4.5.1 Auswahl eines geeigneten
Klassifikationsverfahrens ....................... 98
4.5.2 Nutzung von Entscheidungsbaum-
Klassifikatoren ................................ 100
4.5.3 Einsatz weiterer Klassifikationsverfahren ...... 108
4.6 Anwendung des Verfahrens zur Kenngrößenselektion
für die Festlegung der Beschaffenheit von EDT-
Walzenoberflächen ..................................... 111
4.6.1 Zielstellung ................................... 111
4.6.2 Datenakquisition und funktionale
Klassifikation ................................. 113
4.6.3 Parameterbildung ............................... 114
4.6.4 Kenngrößenselektion ............................ 117
4.6.5 Grenzwertfestlegung ............................ 121
4.7 Anwendung der Kenngrößenselektion bei der
Untersuchung von Feinblechoberflächen.................. 122
4.7.1 Anforderungen an Feinblechoberflächen beim
Tiefziehen ..................................... 123
4.7.2 Repräsentative Funktionsoberflächen
und Funktionsklassenbildung .................... 124
4.7.3 Quantitative Charakterisierung der
Feinblechoberflächen ........................... 129
4.7.4 Quantitative Merkmalsanalyse,
Kenngrößenselektion und
Grenzwertfestlegung ........................... 136
4.7.5 Schlussfolgerungen ............................. 146
5 Vorgehensweise zur zielgerichteten Herstellung
funktioneller technischer Oberflächen ...................... 147
5.1 Entwicklung des Ansatzes .............................. 147
5.2 Aufbau des Teilsystems zur funktionsorientierten
Charakterisierung ..................................... 152
5.3 Teilsystem zur Realisierung der geforderten
funktionsorientierten Oberflächenbeschaffenheit ....... 156
5.4 Anwendung der Vorgehensweise zur
funktionsorientierten Herstellung von
Feinblechoberflächen .................................. 159
6 Umsetzung von Forderungen an die geometrische
Oberflächenbeschaffenheit im Herstellprozess ............... 165
6.1 Realisierung geforderter Oberflächenbeschaffenheit
bei der Herstellung technischer Oberflächen ........... 165
6.1.1 Voraussetzungen und Annahmen ................... 165
6.1.2 Modellansatz für den Zusammenhang zwischen
Oberfläche und technologischen
Einstellgrößen ................................. 166
6.1.3 Aufbau und Nutzung der Prozessmodelle für die
Erzeugung funktionsorientierter
Oberflächenkenngrößen .......................... 169
6.1.4 Versuchsplanung ................................ 175
6.1.5 Berechnung der Modellkoeffizienten ............. 177
6.2 Zielgerichtete Herstellung der
Oberflächenbeschaffenheit von Arbeitswalzen ........... 179
6.2.1 Erzeugung von EDT-Walzentexturen ............... 179
6.2.2 Voruntersuchungen zur geometrischen
Beschaffenheit von EDT-Walzenoberflächen ....... 183
6.2.3 Modellaufbau am Beispiel einer
Zielgrößenforderung ............................ 192
6.2.4 Modellanwendung ................................ 203
7 Zusammenfassung und Ausblick ............................... 209
7.1 Zusammenfassung ....................................... 209
7.2 Ausblick .............................................. 218
8 Literatur .................................................. 221
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