Entwicklung eines Prognosetools zur Identifizierung von stabilen Fräsprozessen

• Antragsteller: Professor Dr. Dietmar Hömberg; Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5449086

Das Ratterphänomen als dynamische Instabilität des Maschinensystems, hervorgerufen durch die Wechselwirkung zwischen Struktur und Prozess, hat einen negativen Einfluss auf die Produktivität und Arbeitsgenauigkeit. Ziel des beantragten Projektes ist die Gewinnung eines ganzheitlichen Verständnisses über das Prozess-, Werkzeugmaschinen- und Werkstückverhalten beim Umfangsstirnfräsen unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen. Durch den interdisziplinären Ansatz der Vorgehensweise wird ein erweitertes Modell entwickelt und implementiert, dass sowohl die Werkstoffeigenschaften des Werkstücks durch ein kontinuierliches Modell als auch die Einflüsse durch den Fräsprozess und die Werkzeugmaschine berücksichtigt. Letztere wird als ein diskreter Mehrmassenschwinger beschrieben. Die notwendigen Modellparameter werden durch Messungen und numerische Berechnungen vom Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb bereitgestellt. Die Schwerpunkte der Arbeiten in der letzten Förderperiode sind eine systematisierte Untersuchung der Stabilitätseigenschaften in Abhängigkeit von Werkstückvarianten und die Entwicklung von Strategien der Übertragbarkeit auf andere Maschinen. Weitere Arbeiten betreffen die Identifizierung von Schwachstellen im Maschinendesign und die Realisierung eines prototypischen Softwaretools für eine effiziente Stabilitätsanalyse unter Berücksichtigung des Werkstückeinflusses.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1180: Prognose und Beeinflussung der Wechselwirkungen von Strukturen und Prozessen (Prediction and manipulation of interaction between Structure and Process)