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Untersuchungen zur thermisch bedingten Werkstückverformung

Numerische Simulation und Experimente
  • Ulrich Semmler , Michael Bräunig , Matthias Putz , Gerhard Schmidt und Volker Wittstock
Veröffentlicht/Copyright: 20. März 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
Aus der Zeitschrift Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Band 109 Heft 7-8

Kurzfassung

Die Wärmequelle aus dem Zerspanungsprozess erzeugt Wärmeströme und resultierende thermo-elastische Verformungen auf Seiten des Werkstücks und dessen Spannvorrichtung. Diese Wärmeströme und Verformungen werden in einem Versuchsstand in Kombination mit numerischer Simulation untersucht und bewertet. Die Identifikation der thermischen Rand- und Kontaktbedingungen wird durch Finite-Elemente-Modelle unterstützt. Die Thematik ordnet sich in einen Sonderforschungsbereich der DFG ein, in dem die thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen untersucht wird.

Abstract

The heat source from the cutting process generates heat fluxes and thermo-elastic deformations on the workpiece and its clamping system. These fluxes and deformations are investigated and evaluated by a combination of measurement and numerical simulation of the temperatures and the deformations. In this context the Finite Element Method helps to identify the thermal boundary and contact conditions. This work is part of a Collaborative Research Center of the German Research Foundation investigating the thermo-energetic behavior of machine tools

Prof. Dr.-Ing. Matthias Putz, geb. 1957, ist mit der Wahrnehmung der Professur für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik an der TU Chemnitz beauftragt. Gleichzeitig ist er Mitglied der Institutsleitung des Fraunhofer-Institutes für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU und dort Leiter der Wissenschaftsbereiche Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme sowie Zerspanungstechnik.

Dr.-Ing. Gerhard Schmidt, geb. 1955, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut IWU und leitet dort die Arbeitsgruppe Numerische Simulation der Abteilung Zerspanungstechnologie.

Dr. rer. nat. Ulrich Semmler, geb. 1952, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut IWU in der Arbeitsgruppe Numerische Simulation der Abteilung Zerspanungstechnologie.

Dr.-Ing. Volker Wittstock, geb. 1969, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse (IWP) der TU Chemnitz. Er ist dort Leiter der Hauptabteilung Werkzeugmaschinen/Steuerungstechnik.

Dipl.-Ing. Michael Bräunig, geb. 1981, ist Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Lehr- und Forschungsabteilung Werkzeugmaschinen am IWP der TU Chemnitz.

References

1. Neugebauer, R.: Werkzeugmaschinen – Aufau, Funktion und Anwendung von spanenden und abtragenden Werkzeugmaschinen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2012, S. 1110.1007/978-3-642-30078-3Suche in Google Scholar

2. Drossel, W.-G.; Wittstock, V.; Bräunig, M.; Schmidt, G.: Untersuchung der thermischen Werkzeugverformung. wt Werkstattstechnik online103 (2013) 11/12, S. 882–88710.37544/1436-4980-2013-11-12-882Suche in Google Scholar

3. Semmler, U.; Bräunig, M.; Drossel, W.-G.; Schmidt, G.; Wittstock, V.: Thermal Deformations of Cutting Tools: Measurement and Numerical Simulation. Production Engineering8 (2014) 4, S. 543–55010.1007/s11740-014-0538-ySuche in Google Scholar

4. Pabst, R.: Mathematische Modellierung der Wärmestromdichte zur Simulation des thermischen Bauteilverhaltens bei der Trockenbearbeitung. Dissertation, Universität Karlsruhe, 2008Suche in Google Scholar

5. Degner, W.; Lutze, H.; Smejkal, E.: Spanende Formung: Theorie, Berechnung, Richtwerte. Carl Hanser Verlag, München, Wien1993Suche in Google Scholar

6. Tönshoff, H.K.; Denkena, B.: Spanen: Grundlagen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2004, S. 10510.1007/978-3-662-09963-6_6Suche in Google Scholar

7. Ustinov, V.; Kneer, R.; Al-Sibai, F.; Schulz, S.G.; El-Magd, E.: Influence of Surface Roughness on the Contact Heat Transfer, 14th Int. Heat Transfer Conference IHTC14, Aug 7 – 13, 2010, Washington D.C, USA 10.1115/ihtc14-22288Suche in Google Scholar

8. Biermann, D.; Iovkov, I.: Modeling and Simulation of Heat Input in Deep-hole Drilling with Twist Drills and MQL. Procedia CIRP8 (2013), S. 87–9210.1016/j.procir.2013.06.070Suche in Google Scholar

9. Wernsing, H.; Gulpak, M.; Büskens, C.; Sölter, J.; Brinksmeier, J.: Enhanced Method for the Evaluation of the Thermal Impact of Dry Machining Processes. Production Engineering3 (2014), S. 291–30010.1007/s11740-013-0523-xSuche in Google Scholar

Online erschienen: 2017-03-20
Erschienen im Druck: 2014-08-18

© 2014, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Editorial
  2. Motivation als zentraler Wirkfaktor
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. WiGeP-Mitteilungen
  6. WiGeP-Mitteilungen
  7. Produktarchitektur
  8. Implementierung eines Produktarchitekturentwicklungsprozesses
  9. Produktionslogistik
  10. Praxisgerechte Auswahlsystematik zur produktionslogistischen Leistungssteigerung
  11. Planung von effizienten Kommissionierprozessen mit Excel-Spreadsheets
  12. Industrielle Steuerung
  13. Kapazitätsanalyse in kritischen Produktionsbereichen
  14. Lieferantenmanagement
  15. Mit Spezifikationsoptimierung verborgene Einsparpotenziale heben
  16. Montage
  17. Eine selbsteinstellende Zuführeinrichtung
  18. Werkzeugmaschinen
  19. UHPC – ein geeigneter Werkstoff für Komponenten von Werkzeugmaschinen?
  20. Untersuchungen zur thermisch bedingten Werkstückverformung
  21. Erfassung und Modellierung der thermischen Wechselwirkungen von Umgebung und Maschine
  22. Spanende Fertigung
  23. Randschichthärten bei der Edelstahlbearbeitung
  24. Technologie zur spanenden Bearbeitung von Elastomeren mit kryogener Kühlung
  25. Industrie 4.0 in der Zerspanung
  26. Intelligente Werkzeuge
  27. Smart Tool
  28. Smarter statt schneller
  29. Datenerfassung
  30. Kennzahlen und Prozessgrößen wohl definiert
  31. Vorschau/Preview
  32. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.111186

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  1. Editorial
  2. Motivation als zentraler Wirkfaktor
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. WiGeP-Mitteilungen
  6. WiGeP-Mitteilungen
  7. Produktarchitektur
  8. Implementierung eines Produktarchitekturentwicklungsprozesses
  9. Produktionslogistik
  10. Praxisgerechte Auswahlsystematik zur produktionslogistischen Leistungssteigerung
  11. Planung von effizienten Kommissionierprozessen mit Excel-Spreadsheets
  12. Industrielle Steuerung
  13. Kapazitätsanalyse in kritischen Produktionsbereichen
  14. Lieferantenmanagement
  15. Mit Spezifikationsoptimierung verborgene Einsparpotenziale heben
  16. Montage
  17. Eine selbsteinstellende Zuführeinrichtung
  18. Werkzeugmaschinen
  19. UHPC – ein geeigneter Werkstoff für Komponenten von Werkzeugmaschinen?
  20. Untersuchungen zur thermisch bedingten Werkstückverformung
  21. Erfassung und Modellierung der thermischen Wechselwirkungen von Umgebung und Maschine
  22. Spanende Fertigung
  23. Randschichthärten bei der Edelstahlbearbeitung
  24. Technologie zur spanenden Bearbeitung von Elastomeren mit kryogener Kühlung
  25. Industrie 4.0 in der Zerspanung
  26. Intelligente Werkzeuge
  27. Smart Tool
  28. Smarter statt schneller
  29. Datenerfassung
  30. Kennzahlen und Prozessgrößen wohl definiert
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