Beim Reiben mit Mehrschneidenreibahlen aus Vollhartmetall kann, in direkter Abhängigkeit zum Teilungswinkel zwischen den einzelnen Schneiden, die Ausbildung von unrunden bzw. n-eckigen Bohrungen beobachtet werden. Dieses Phänomen kann auf laterale Pendelschwingungen der Werkzeugspitze zurückgeführt werden. Auch kann ein direkter Zusammenhang zwischen Werkzeugverschleiß und Teilungswinkel beobachtet werden. Diese Interdependenz zwischen den beiden Phänomenen erzeugt einen Konflikt innerhalb der wirtschaftlichen Prozessgestaltung hinsichtlich Werkstückqualität und Werkzeugstandzeit.
In der vorliegenden Arbeit wird das Werkzeugverhalten beim Reiben mit Mehrschneidenreibahlen unter Zuhilfenahme eines Modells in der Entwicklungsumgebung MATLAB® abgebildet. Ein, für eine realitätsnahe Simulation erforderliches, Kraftmodell für die Nebenschneiden der Reibahle wird durch experimentelle Untersuchungen mit nachfolgender Regression erstellt und in das Prozessmodell implementiert. Hieraus ergibt sich ein ganzheitliches Simulationsmodell zur Vorhersage der Bohrungsqualität und die Möglichkeit zur Untersuchung von lateralen Pendelschwingungen des Werkzeugs während des Reibprozesses.
Auf Basis der simulierten und experimentell validierten Ergebnisse, werden in einem zweiten Schritt die lateralen Pendelschwingungen eingehender untersucht. Hieraus er-geben sich hilfreiche Informationen sowohl für die geometrische Gestaltung von Mehrschneidenreibahlen als auch zur Wahl prozesssicherer Bearbeitungsparameter zur Vermeidung von lateralen Schwingungen bei gleichzeitig verringertem Werkzeugverschleiß.
Zusätzlich ermöglicht das Simulationsmodell eine Grundlage zur Erklärung der entstehenden Amplitude und Frequenz der lateralen Pendelschwingungen, welche direkt die Bohrungsqualität beeinflusst.
Aktualisiert: 2021-07-08
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