Inverse Spanungstechnik - eine neue Strategie beim Fräskopf-Fräsen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernhard Karpuschewski, seit 12/2020
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316141494

Das Forschungsvorhaben basierend auf dem Projekt GZ: (GZ entfernt) fokussiert eine Erhöhung der Prozessstabilität, verbunden mit der Erhaltung oder Steigerung der Produktivität beim Planfräsen. Diese werden durch die Reduzierung des Spanungsverhältnisses SV (Spanungsbreite b zu Spanungsdicke h) realisiert. Wird die Strategie zur Realisierung kleiner Spanungsverhältnisse bis zu SV < 1 verfolgt, kehren sich viele Spanungskenngrößen und Wirkmechanismen um. Dies wird als „inverse“ Spanungstechnik (lat. invers ≙ umgekehrt, entgegenwirkend) definiert. Durch eine Anpassung der Schnittwerte (Verringerung der Schnitttiefe ap und Steigerung des Zahnvorschubes fz) hin zum geringeren Spanungsverhältnis wird der Zerspanprozess stabilisiert. Die Reduzierung des Spanungsverhältnisses bewirkt eine Veränderung der Richtung des Drangkraftvektors hin zur Spindelachse. In diesem Zusammenhang sollte sich ein kleines Spanungsverhältnis positiv auf die Prozessdynamik auswirken.Die Zielsetzung des Projektes beinhaltet als Schwerpunkte grundlegende Untersuchungen zum Einfluss des inversen Spannungsverhältnisses auf die resultierende Zerspankraft, das Schwingungs- und Temperaturverhalten beim Fräsen bis hin zur praxisrelevanten Werkzeug- und Prozessgestaltung. Die wichtigsten Meilensteine sind die Entwicklung der Prozesskraft-, Werkzeugauslenkungs- und Eigenspannungsmodelle. Es erfolgen detaillierte Untersuchungen der Schnittaufteilung und Spiralanordnung der Schneiden, eine Erweiterung des Kraftmodells nach Kienzle, die Gestaltung der Mikro- und Makrogeometrie der Schneide, eine Untersuchung des Einflusses der Schnittgeschwindigkeit auf die Oberflächenbeschaffenheit bei inverser Spanbildung. Final soll die Kombination der inversen Spanbildung und des High-Speed-Cutting die Fräsbearbeitung von Planflächen in Bezug auf die erzeugbare Oberflächenqualität und Produktivität deutlich optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Thomas Emmer
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Florian Welzel, bis 11/2020