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Spanbildungssimulation bei der Prozessanalyse

Einsatzmöglichkeiten des Werkzeugs am Beispiel der Automobilindustrie
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Published/Copyright: March 7, 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 101 Issue 11

Kurzfassung

Bei der Planung und Optimierung von Fertigungsprozessen mit geometrisch bestimmter Schneide werden nach wie vor hauptsächlich nicht-rechnerunterstützte Analysemethoden eingesetzt. Sie gehen einher mit einem hohen Kostenaufwand, wobei manche Messgrößen, wie z.B. die in der Spanbildungszone vorherrschenden Temperaturen, schwer zu erfassen sind. Die in den letzten Jahren an zahlreichen Forschungseinrichtungen entwickelte Spanbildungssimulation mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) stellt deshalb ein interessantes Werkzeug dar. Es kommt bei vielen Schneidwerkzeugherstellern bereits heute zur Untersuchung der mechanischen und thermischen Werkzeugbelastung zum Einsatz. Dieser Beitrag zeigt anhand eines Beispiels aus der Automobilindustrie, inwieweit die vielfältigen Analysemöglichkeiten auch zur Werkzeugauswahl beim Endanwender beitragen können. Verglichen werden zwei Wendeschneidplatten mit unterschiedlicher Schneiden- und Spanleitgeometrie, jedoch mit identischer Grundform. Dabei werden die sich ausbildende Spanform, die entstehenden Temperaturen und die auftretenden Spannungen in Abhängigkeit der Schnitttiefe betrachtet.

Abstract

Regarding planning and optimization of machining processes, non-computer-assisted analysing methods are still often used nowadays. These analysing methods are very costly. Some quantities to be measured, such as temperatures occurring in the chip formation zone, are difficult to be determined. The chip building simulation which was developed at various research departments over the last years using Finite Element Analysis (FEA) is an interesting tool. It has already been adopted by many cutting tool manufacturers in order to examine mechanical and thermal tool loads. Using an example from the automotive industry we want to point out how the various analysing options can assist the end user in choosing the proper cutting tool. Two inserts with varieties in the geometry of the wedge and the chip breaker, but with identical basic shapes, will be compared. Thereby chip shape, temperatures and stresses depending on the cutting depth are being examined.

Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Eckart Uhlmann, geb. 1958, studierte an der TU Berlin und promovierte 1993 zum Thema „Tiefschleifen hochfester keramischer Werkstoffe“. Anschließend war er in verantwortlichen Positionen im Bereich der Forschung, Entwicklung und Anwendungstechnik in der Firmengruppe Hermes Schleifmittel GmbH & Co., Hamburg, tätig und seit 1995 auch Prokurist bei diesem Unternehmen. Seit September 1997 ist er Leiter des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) sowie Leiter des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der Technischen Universität Berlin im Produktionstechnischen Zentrum Berlin.

Dipl.-Ing Alexander Mattes, geb. 1978, studierte Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Produktionstechnik an der Universität Karlsruhe (TH). Seit November 2004 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPK in Berlin.

References

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Online erschienen: 2017-03-07
Erschienen im Druck: 2006-11-28

© 2006, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Editorial
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  29. Branchenstudie
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  31. IKT-Entwicklung
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  33. Digitale Produktdaten
  34. Einführung von 3D-CAD und PLM-System im Mittelstand
  35. Vorschau/Preview
  36. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.101073

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