Numerische Beschreibung von Wechselwirkungen zwischen Zerspanprozess und Maschine am Beispiel Räumen

Beim Fertigungsverfahren Räumen treten infolge der Schnittkräfte, der Querkräfte und der Antriebselemente selbsterregte Schwingungen auf. Da die Kräfte in starkem Maße von den Prozessparametern abhängen, die wiederum durch das Schwingungsverhalten der Maschinenstruktur beeinflusst werden, kommt es zu Prozess-Maschine-Interaktionen. Die Wechselwirkungen führen in der Regel zu Geometrieabweichungen und zu unterschiedlichen Oberflächentopografien am Werkstück, die die Qualität der Bauteile beeinträchtigen. Nur bei genauer Kenntnis der wechselwirkenden Teilsysteme lassen sich die Maschinenschwingungen und die daraus resultierenden Abweichungen vorhersagen. Aus diesen Überlegungen ergibt sich das Ziel der vorliegenden Arbeit: Die Entwicklung eines neuartigen Simulationsmodells zur Prognose von prozess- und maschinenbedingten Oberflächenabweichungen am Bauteil für das Fertigungsverfahren Räumen. Das Simulationsmodell soll die Prozess- und die Maschinensimulation in einem gemeinsamen Modell miteinander verbinden, durch das sich die Geometrieabweichungen und die resultierende Oberflächentopografie am Werkstück vorhersagen lassen. Dabei werden in einem kombinierten Simulationsmodell sowohl die Mikrogeometrie ─ im Sinne von analytischen Modellen ─ als auch die Makrogeometrie des Werkzeugs berücksichtigt.