Messung und Modellierung der frequenz- und positionsabhängigen Nachgiebigkeiten von HSC-Maschinen

Zabel, A.1, a; Odendahl, S.1, b; Peuker, A.1, c; Krechting, D.1, d

1)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) zabel@isf.de; b) odendahl@isf.de; c) peuker@isf.de; d) krechting@isf.de

Kurzfassung

Zur Abbildung und Optimierung der spanenden Bearbeitungsprozesse des SFB 708, die Fräs- und Schleifverfahren umfassen, wird im Teilprojekt B2 ein Simulationssystem mit unterschiedlichen, umschaltbaren Detailstufen entwickelt. Auf der höheren Genauigkeitsstufe der Frässimulation lassen sich Zerspankraftverläufe für jede Schneide sehr hoch aufgelöst über jede einzelne Fräserumdrehung berechnen. Durch Einbeziehung eines dynamischen Maschinen¬modells, dessen Parameter aus Nachgiebigkeitsfrequenzgängen gewonnen werden, können dynamische Effekte, wie z. B. Rattern, simuliert werden. Dieses Nachgiebigkeitsverhalten ist aufgrund des konstruktiven Aufbaus der Werkzeugmaschine im Allgemeinen über den Arbeitsraum nicht konstant, auch wenn dies bisher zur Vereinfachung in Zerspansimulationen in der Regel angenommen wird. Daher werden in diesem Artikel die Ortsabhängigkeit der Maschinennachgiebigkeit und deren Einfluss auf den Fräsprozess durch die Berechnung von Stabilitätsdiagrammen, die die Rattergrenzen eines Prozesses in Abhängigkeit von relevanten Eingriffsparametern darstellen, ermittelt. Es wird weiterhin untersucht, wie stark die Klemmfunktion von Maschinenachsen die ratterfrei fräsbare Schnitttiefe beeinflusst, um analysieren zu können, bei welchen Prozessbedingungen diese Effekte in der Simulation berücksichtigt werden müssen.

Schlüsselwörter

Fräsen, Modellierung, Prozessdynamik, Stabilitätsdiagramm

Veröffentlichung

In: SFB 708 - 5. öffentliches Kolloquium, 20.11. 2012, Dortmund, Tillmann, W. (Hrsg.), ISBN 978-3-86975-071-2, S. 89-97