Simulationsbasierte Entgratwerkzeugentwicklung für Kreuzbohrungen

Das automatisierte und prozesssichere Entgraten von zwei sich kreuzenden Bohrungen ist ein allgegenwärtiges Problem der Fertigungstechnik. Aus diesem Grund existieren zahlreiche kostengünstige, mechanische Entgratwerkzeuge. Der Nachteil dieser Werkzeuge ist jedoch, dass diese den im Bauteilinneren anhaftenden Grat nicht prozesssicher entfernen. Nicht oder unzureichend entfernte Grate beeinträchtigen die Funktionsfähigkeit von Bauteilen und können zum Ausfall ganzer Systeme führen. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Verfahren basiert, entgegen der Funktionsweise herkömmlicher Rückwärtsentgratwerkzeuge mit definierter Schneidengeometrie, nicht auf einem rotatorischen, sondern auf einem translatorischen Funktionsprinzip. Es wird ein methodisches Vorgehen mithilfe der Entwicklungsmethodik TRIZ verwendet, um eine neuartige, prozesssichere und auf die komplexe Verschneidungssituation abgestimmte Entgratlösung zu entwickeln. Das Ergebnis der TRIZ basierten Entgratwerkzeugentwicklung stellt die Konzeptlösung dar, welche in einem Simulationsmodell bestehend aus einer Synchronisation eines analytischen und eines werkzeugseitigen Ansatzes in der Entwicklungsumgebung Matlab® implementiert wird. Ziel des analytischen Ansatzes ist die Beschreibung der mathematischen Verschneidungskurve zweier sich schneidender Zylinder, um eine Werkzeugschneide entlang dieser berechneten Bahn zu führen und den Gratfuß definiert abzutrennen. Der werkzeugseitige Ansatz verfolgt das Ziel, eine Schneidengeometrie zu berechnen, welche speziell auf die stark variierenden Steigungen der Verschneidungskurve einer Kreuzbohrung abgestimmt ist, das Anbringen einer definierten Fasenbreite am Umfang der Bohrungsverschneidung ermöglicht und eine prozesssichere Entfernung des Primärgrats erlaubt.