Strukturierung der Werkstückoberfläche und Bahnplanung für die hochproduktive, fünfachsig simultane Fräsbearbeitung von Formwerkzeugen

Zabel, A.1, a; Peuker, A.1, b

1)
Institut für Spanende Fertigung, Universität Dortmund, Baroper Str. 301, 44227 Dortmund

a) zabel@isf.de; b) peuker@isf.de

Kurzfassung

Die Herstellung hartstoffbeschichteter Tiefziehwerkzeuge erfordert gegenüber der herkömmlichen Prozesskette zusätzliche Prozessschritte. Um den Einsatz der Werkzeuge wirtschaftlich zuzulassen, ist eine Optimierung jedes Einzelverfahrens erforderlich. Um das bisher notwendige Aufrauen der Oberfläche durch Strahlverfahren zu eliminieren, muss während der Fräsbearbeitung gezielt eine Strukturierung eingebracht werden. Mit einem der untersuchten High-Feed-Fräser lassen sich ausgeprägte Strukturen erzielen, die mit einer Rauheit von Rz = 22 µm jedoch noch nicht ganz das benötigte Rz = 40 µm erreichen. Durch eine weitere Variation der Schnittparameter soll diese Lücke geschlossen werden.

In einem simulativen Vergleich wurde das Potenzial verschiedener fünfachsiger Vorschlicht- und Schlichtstrategien gegenüber konventioneller dreiachsiger Bearbeitung ermittelt. Durch die Wahl angepasster torischer Werkzeuge und der Integration der Strukturierung in den Schlichtprozess konnten Zeiteinsparungen von über 55 % errechnet werden. Die Schruppbearbeitung hat an der übrigen Bearbeitungszeit einen Anteil von fast 50 %. Durch die Entwicklung fünfachsiger Schruppstrategien soll hier weiteres Optimierungspotenzial erschlossen werden, indem eine Vorschlichtbearbeitung nach Möglichkeit überflüssig gemacht wird. Zusätzlich sollen die Schnittparameter weiter gesteigert werden. Dazu wird eine detaillierte multiskalige Simulation entwickelt, um die Prozesssicherheit bei der erwarteten hohen Werkzeugbelastung weiterhin gewährleisten zu können.

Schlüsselwörter

Bahnplanung, Oberflächenstrukturierung, 5-achsiges Fräsen

Veröffentlichung

In: Tagungsband zum: 1. öffentlichen Kolloquium des SFB 708 – 3D-Surface Engineering für Werkzeuge der Blechformteilefertigung – Erzeugung, Modellierung, Bearbeitung, 23.11. 2007, ISBN 978-3-89957-062-5, S. 102-103