Auslegung eines Schrupp-Schlicht-Werkzeugs

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533921562

Aufgrund unterschiedlicher Zielgrößen werden Fräsprozesse in Schrupp- und Schlichtprozesse unterteilt. Das Ziel von Schruppprozessen ist die Erreichung einer hohen Produktivität. Dies kann durch Freiflächenfasen erreicht werden, die im Prozess auftretende Schwingungen bei hohen Schnitttiefen unterdrücken. Der Kontakt zwischen Fase und der finalen Oberfläche führt jedoch zu einer reduzierten Oberflächenqualität. Für Schlichtprozesse werden daher ungefaste Werkzeuge zur Generierung der finalen Oberfläche verwendet. Dies hat zur Folge, dass Werkzeugwechsel und lange Schlichtzeiten die Prozesszeiten deutlich erhöhen. Der Einsatz eines einzelnen Werkzeugs könnte Prozesszeiten beim Fräsen daher signifikant reduzieren. Dies lässt sich realisieren, indem ein Werkzeug sowohl gefaste als auch ungefaste Schneiden besitzt. Indem zusätzlich die gefasten Schneiden radial zurückgesetzt sind, kommen sie nicht in Kontakt mit der finalen Oberfläche. Diese wird lediglich von den ungefasten Schneiden generiert. Im abgeschlossenen DFG-Projekt 281989189 konnte eine signifikante Steigerung der Prozessstabilität gegenüber konventionellen Schlichtwerkzeugen und gleichzeitig die Gewährleistung einer hohen Oberflächengüte demonstriert werden. Bisher bestehen jedoch keine Ansätze zur geometrischen Gestaltung des Schrupp-Schlicht-Werkzeugkonzepts. Es muss beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine größere Fasenbreite zwar eine erhöhte Produktivität ermöglich, aber gleichzeitig mit einem größeren Verschleiß einhergeht. Zudem ist aufgrund der geringen Abmessung des radialen Versatzes die Fertigungsgenauigkeit von entscheidender Bedeutung. Wird der radiale Versatz zu klein gewählt, kann es aufgrund von Fertigungsabweichungen zu einem Kontakt der Fase mit der finalen Oberfläche kommen. Ein zu großer radialer Versatz beeinflusst dagegen die Produktivität negativ. Neben der Fasengeometrie besitzt auch die Schneidkantenverrundung einen entscheidenden Einfluss auf das Verschleißverhalten und die Oberflächengüte. Diese wurde bisher für den Schrupp-Schlicht Fräser lediglich auf Basis von Erfahrungswissen ausgewählt. Potenziale zur Optimierung bietet hierbei eine substratspezifische Auslegung in Anlehnung an das abgeschlossene DFG-Vorhaben. Entsprechend der genannten offenen Fragestellung ist das Ziel des geplanten Projekts die Verfügbarkeit einer praxisnahen Methode zur geometrischen Auslegung des Schrupp-Schlicht Werkzeugs. Diese soll in diesem Vorhaben zusammen mit dem Anwendungspartner Josef Neumüller Werkzeugschleiferei GmbH entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: Josef Neumüller Werkzeugschleiferei GmbH