Modellierung des Stirnplanfräsprozesses von parallel angeordneten Werkstoffverbunden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Grundlage dieses Forschungsvorhabens war es, ein fundiertes Verständnis der physikalischen Wirkzusammenhänge bei der Planfräsbearbeitung von parallel angeordneten Werkstoffverbunden hinsichtlich der resultierenden Werkstückqualität zu erhalten. Anhand von experimentellen und numerischen Untersuchungen wurde dieses Verständnis geschaffen. Die Arbeitshypothese, dass eine hinreichend genaue Berechnung der Gestaltabweichungen (siehe DIN 4760, Gestaltabweichung 1. bis 4. Ordnung) durch Überlagerung empirischer und analytischer Modelle möglich ist, wurde mit Einschränkungen bestätigt. Die Einschränkungen beziehen sich insbesondere auf die Rauheitsprognosen bei der Verbundbearbeitung. Ausbrüche und Kratzer werden bisher nicht prognostiziert. Diese können jedoch insbesondere durch die Bearbeitungsrichtung vermieden werden. Des Weiteren beeinflussen thermomechanische Wechselwirkungen die Oberflächenrauheiten, sowie die Werkzeugschneide. Dieses wird im aktuellen Modell nicht berücksichtigt. Dennoch können insbesondere die mechanische Belastung, das Schwingverhalten und somit die Werkzeugauslenkung und die kinematische Rauheit berechnet werden. Diese geben bereits detaillierte Informationen über die Bearbeitungsempfehlung. Zudem stimmten FEM-Berechnungen des Übergangs bei der Bearbeitungsrichtung „niederfest“ in „hochfest“ mit experimentellen Untersuchungen überein. In Bezug auf das Ausgangsergebnis können signifikante Gestaltabweichungen, wie Kratzer und Ausbrüche vermieden sowie hohe Ebenheitsabweichungen wesentlich reduziert werden. Die Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen sowie analytischen und numerischen Berechnungen dieses Forschungsvorhabens konnten maßgeblich zum Verständnis der Wirkzusammenhänge bei der Multimaterialzerspanung beitragen. Hieraus können signifikante Handlungsempfehlungen für die Praxis abgeleitet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Workpiece shape deviations in face milling of workpiece compounds, 14th Materials Forum, Hannover Messe, 10. April 2014, Hannover, 2014
Denkena, B., Hasselberg, E.
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Influence of the cutting tool compliance on the workpiece surface shape in face milling of workpiece compounds. 15th CIRP Conference on Modelling of Machining Operations, 11.-12. Juni 2015, Karlsruhe, 2015
Hasselberg, E.
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Influence of the cutting tool compliance on the workpiece surface shape in face milling of workpiece compounds. Procedia CIRP 31, S. 7-12, 2015
Denkena, B., Hasselberg, E.
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Workpiece shape deviations in face milling of hybrid structures, Materials Science Forum, Vol. 825-826, S. 336-343, 2015
Denkena, B., Grove, T., Hasselberg, E.
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Workpiece shape deviations in face milling of hybrid structures. 20. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, 01.-03. Juli 2015, Wien, 2015
Hasselberg, E.
