Modellierung des Räumprozesses mittels mehrskaliger Diskretisierung

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.04.2017 bis 31.03.2019
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

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+49 241 80 28181

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Bei der Auslegung von Räumprozessen werden wichtige Prozessparameter bereits während der Werkzeugkonstruktion festgelegt und können nach der Werkzeugfertigung mit Ausnahme der Schnittgeschwindigkeit nicht mehr verändert werden. In Abhängigkeit von der Schneidstoff- und Werkstoffkombination und Anforderungen des Werkstücks müssen Entscheidungen über die Zahnteilung, den Zahnsprung und die Zahnmakro- und -mikrogeometrie etc. getroffen werden. Die Konstruktionsparameter beeinflussen jedoch in hohem Maße die Produktivität, Spanbildung, den Verschleiß sowie die Zerspankräfte. Räumwerkzeuge werden aus diesem Grund meist funktionssicher ausgelegt, auch wenn die Lösung nicht optimal an die Belastung des Werkzeugs, die Werkzeugmaschine und die Bauteilanforderungen angepasst ist.

Das Ziel des geplanten Vorhabens ist es ein Mehrskalenmodell des Räumprozesses zu entwickeln, um eine erfahrungsbasierte Prozess- und Werkzeugauslegung durch eine modellbasierte Auslegung zu ersetzen. Ein Modell, das die Wirkzusammenhänge des Prozesses zwischen Einstell-, Design- und Zielgrößen quantitativ beschreibt, bietet dem Fertigungstechnologen grundlegend neue Möglichkeiten. Mit dem Modell wird eine belastungsgerechte Räumwerkzeugauslegung hinsichtlich der maximalen Produktivität, optimierten Verschleißverhalten, problemloser Spanbildung sowie zulässigen Prozesskraftkomponenten ermöglicht. Das Modell besteht aus Teilmodellen, die den Prozess auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen diskretisieren, um die Abbildungsgenauigkeit physikalischer Phänomene, die während der Spanbildung auf Mikroebene auftreten mit einem recheneffizienten Makromodell zu koppeln.