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Fakultät für Informatik
DFG Projekt (460191483)

Grundlagenuntersuchung zu prozessstabilisierenden Dämpfungseffekten beim Fräsen durch den Einsatz funktionell strukturierter Umfangsschneiden

Dynamische Effekte begrenzen häufig die Produktivität spanender Fertigungsprozesse. Eine gezielte Erhöhung der Steifigkeit oder strukturellen Dämpfung des Fertigungssystems bspw.  stellt konstruktiv eine große Herausforderung dar und erfordert bauartspezfische Lösungen. Die Auslegung und Optimierung von Zerpanprozessen zur Erhöhung der Produktivität etwa unter Ausnutzung stabiler Drehzahlbereiche setzt bspw. eine detaillierte Kenntnis prozessspezifischer dynamischer Eigenschaften des Produktionssystems und ein umfangreiches Expertenwissen auf dem Gebiet der Prozessdynamik voraus. Im Gegensatz zu den beiden genannten Herangehensweisen ist eine Störung des Regenerativeffekts weitgehend unabhängig von den durch Produktionssystem und -prozess vorgegebenen Rahmenbedingungen, weshalb diese Methode im Sinne einer universell anwendbaren Strategie zur Produktivitätssteigerung besonders interessant ist.

Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen dieses Projektes das prozessstabilisierende Potential einer gezielten Funktionsflächenmodifikation von Fräswerkzeugen evaluiert. Dieser Ansatz sieht eine Dämpfung regenerativer Ratterschwingungen durch den Einsatz funktionell strukturierter Umfangsschneiden vor. Diese freiflächenseitig applizierten Strukturen sollen bei Kontakt mit dem Werkstoff dynamischen Auslenkungen entgegen- und eine gezielte Dämpfung des Prozesses bewirken, verursacht durch dissipative Vorgänge etwa infolge erhöhter Reibung. Die Auslegung funktionell strukturierter Werkzeuge zur gezielten Dämpfung von Fräsprozessen ist die zentrale Zielsetzung dieses Kooperationsprojektes zwischen dem Institut für Spanende Fertigung der Fakultät Maschinenbau und der Arbeitsgruppe Virtual Machining der Fakultät für Informatik. Hierzu sollen geeignete experimentelle und simulative Versuchsumgebungen entwickelt werden, die eine grundlegende Erforschung der Wirkzusammenhänge zwischen Strukturgestalt und Prozessdynamik erlauben und nachfolgend einen gezielten Strukturtransfer auf Fräswerkzeuge ermöglichen. 

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