Kleiner Radius, große Wirkung : Gestaltung energieeffizienter Fräsprozesse durch Simulation der Schneidkantenverrundung

Titelangaben

Rosemann, Bernd ; Westermann, Hans-Henrik:
Kleiner Radius, große Wirkung : Gestaltung energieeffizienter Fräsprozesse durch Simulation der Schneidkantenverrundung.
2015
Veranstaltung: Deutsche Simulia Konferenz 2015 , 12.-13. Dez. 2015 , Aachen.
(Veranstaltungsbeitrag: Kongress/Konferenz/Symposium/Tagung , Vortrag )

Angaben zu Projekten

Abstract

Energieeffiziente Fertigungstechnologien und -verfahren sind für das produzierende Gewerbe vor dem Hintergrund steigender Energiepreise ökonomisch und ökologisch äußerst bedeutsam. Die Verfahrensgruppe der spanenden Fertigungsverfahren, insbesondere Verfahren mit geometrisch bestimmten Schneiden – Drehen, Fräsen und Bohren –, nehmen dabei wegen deren Flexibilitäts- und Produktivitätsvorteilen bei hohen erzielbaren Bauteilgenauigkeiten und Oberflächenqualitäten in der Stückgutfertigung eine dominante Stellung ein.
Der Vortrag stellt aktuelle Forschungsergebnisse zur Auswirkung gezielt variierter Schneidkantenverrundungen auf die Leistungsfähigkeit von Zerspanwerkzeugen und den Zerspanprozess vor. Dabei werden sowohl die zugehörige FEM-Simulation als auch deren versuchstechnische Validierung dargestellt.
Grundlage der erzielten Prozessverbesserungen ist die Entwicklung, Validierung und Anwendung eines Orthogonalschnittmodells, welches mit Hilfe der FEM unter Einsatz von Abaqus modelliert und simuliert wurde. Unter Nutzung der Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE)-Formulierung gelang eine hochauflösende Analyse der unmittelbaren Schneidkanteneinflusszone, in der unterschiedliche Schneidkeilgeometrien und -verrundungen im Hinblick auf das thermo-mechanische Lastkollektiv analysiert wurden.
Die anschließende Adaption der Simulationsergebnisse und die Validierung der optimierten Schneidkantengeometrien werden exemplarisch anhand des Einsatzes eines Vollhartmetall-Schaftfräsers im realen Fertigungsprozess diskutiert. Dabei erfolgt der Vergleich ausgewählter Simulationsergebnisse mit Messdaten aus dem realen Zerspanprozess.