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DFG - Projektnummer 495148486

Grundlagenuntersuchung zur Vermeidung des Regenerativeffekts in Fräsprozessen durch gezielte Auslegung von Werkzeugen mit asymmetrischen dynamischen Eigenschaften

Das Forschungsvorhaben „Grundlagenuntersuchung zur Vermeidung des Regenerativeffekts in Fräsprozessen durch gezielte Auslegung von Werkzeugen mit asymmetrischen dynamischen Eigenschaften“ ist ein Kooperationsprojekt zwischen dem Institut für Spanende Fertigung der Fakultät Machinenbau und der Arbeitsgruppe Virtual Machining der Fakultät für Informatik und untersucht die Störung des Regenerativeffekts bei Fräsprozessen durch den Einsatz von Fräswerkzeugen mit richtungsabhängiger dynamischer Nachgiebigkeit (AsymWZ). Dies soll durch die Einbringung von Nuten in den Werkzeugschaft, was die Modulation der Spanungsdicke beeinflusst, realisiert werden. Dadurch werden unterschiedliche Eigenfrequenzen des Werkzeugs bei aufeinanderfolgenden Zahneingriffen angeregt. Jeder Schnitt wird also nach wie vor durch dynamische Effekte beeinflusst, die resultierende Spanungsdickenvariation, also die Beeinflussung der Spanungsdicke durch die Schwingungen, korrespondiert allerdings nicht mehr direkt mit der Eigenfrequenz des schneidenden Zahns.

Eine Untersuchung der grundsätzlichen Wirkmechanismen soll zunächst im Experiment erfolgen. Anschließend soll eine Methodik zur gezielten Auslegung von AsymWZ auf Basis einer geometrisch-physikalischen Prozesssimulation entwickelt werden. Der Fokus der experimentellen Analysen liegt auf den Einflüssen von AsymWZ auf die Prozesskräfte, die auftretenden Schwingungsformen, -frequenzen und -amplituden, die Beschaffenheit der erzeugten Oberfläche und die Werkzeugstandzeit. Eine zentrale Forschungsfrage ist daher die Untersuchung der prozessstabilisierenden Wirkung von AsymWZ. Darauf aufbauend sollen Prozessmodelle entwickelt werden, die eine Simulation der Prozessdynamik unter Berücksichtigung der asymmetrischen dynamischen Eigenschaften von Fräswerkzeugen in der geometrisch-physikalischen Prozesssimulation ermöglichen. Des Weiteren sollen die Werkzeugnachgiebigkeiten bei mit unterschiedlichen Drehzahlen rotierender Spindel untersucht werden. Die erweiterte Prozesssimulation erlaubt eine Evaluation des erwarteten Einsatzverhaltens der AsymWZ bei unterschiedlichen Prozesskonfigurationen. Dabei soll insbesondere das Stabilitätsverhalten analysiert werden, um anhand werkzeugmodifikationsabhängiger Stabilitätskarten eine Werkzeug- und Prozessoptimierung durchführen zu können.

Ansprechpartner

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 15- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Interaktive Karte

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark.

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