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58,80 €
ISBN 978-3-8191-0580-7
Softcover
190 pages
90 figures
260 g
21 x 14,8 cm
German
Thesis
April 2026
New publication
Florian Wöste
Grundlagenuntersuchung zur Differenzierung und Modellierung prozessstabilisierender Kontaktwirkmechanismen der Freiflächeninteraktion in der Zerspanung
Die Produktivität spanender Fertigungsverfahren wird durch regenerative Ratterschwingungen beeinträchtigt. Eine wirksame Einflussgröße zur Rattervermeidung ist die Prozessdämpfung. Diese ist insbesondere auf einen dynamischen Kontakt zwischen der Werkzeugfreifläche und der Werkstückoberfläche zurückzuführen und wird in der Literatur in der Regel als dissipativer Vorgang interpretiert.
Die Untersuchung der verantwortlichen Wirkmechanismen ist ein Schwerpunkt aktueller Forschungsarbeiten. Deren Verständnis ist sowohl für die Modellentwicklung als auch für die Erforschung innovativer Strategien zur Rattervermeidung elementar. Daher wurden Grundlagenuntersuchungen zu prozessstabilisierenden Kontaktwirkmechanismen der Freiflächeninteraktion durchgeführt, deren Ergebnisse in der vorliegenden Arbeit präsentiert werden. Demnach konnte der Freiflächeninteraktion ein gesteigerter Einfluss linearer Kontakt- und elastischer Werkstoffeffekte nachgewiesen werden. Abhängig von den modalen, kontaktspezifischen und kinematischen Randbedingungen des Prozesses kann es zu einer temporären Versteifung zwischen Werkzeug und Werkstück kommen. Dies erfordert eine differenzierte Betrachtung prozessinhärenter Kontakteffekte, sodass im Kontext der Prozessstabilisierung die Einflussgröße der Prozessversteifung zusätzlich zur Prozessdämpfung eingeführt wurde.
Zur Differenzierung elementarer Wirkmechanismen wurden gezielt modifizierte Werkzeuge zunächst im Orthogonalschnitt eingesetzt. Aufbauend hierauf wurde eine Methodik zur Modellierung prozessstabilisierender Kontakteffekte entwickelt. Durch eine Analyse der Prozessdynamik beim Fräsen ließen sich stabilisierende Potentiale modifizierter Werkzeuge aufzeigen und spezifische Folgerungen im Kontext der Modellierung und Rattervermeidung ableiten.
Keywords: Zerspanung; Fräsen; Prozessdynamik; Prozessstabilität; Prozessdämpfung; Prozessversteifung; Modellierung
Schriftenreihe Virtual Machining
Edited by Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Inform. Petra Wiederkehr, Dortmund
Volume 9
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