 | 2004 |
Abstract:
Dünnwandige Leichtmetallrahmenstrukturen gewinnen in modernen Konstruktionsprozessen, beispielsweise für Anwendungen im Schienen-, Luft- und Straßenfahrzeugbau, zunehmend an Bedeutung [1]. Die spanende Bearbeitung von dünnwandigen Rahmenstrukturen auf der Basis von Leichtmetall-Strangpressprofilen wird jedoch aus der Sicht der industriellen Fertigungstechnik häufig als kritisch beurteilet. So stellt u. a. die Einhaltung von Form- und Lagetoleranzen, die Gratbildung an den Bohrungsrändern, das qualitätsgerechte direkte An- und Ausbohren an gekrümmten bzw. schrägen Oberflächen sowie die Fertigung hoher Oberflächengüten unter den Randbedingungen der flexiblen Serienfertigung eine große technologische Herausforderung dar. Zudem erschweren die relativ weichen und duktile Profilwerkstoffe aus Aluminium und/oder Magnesium die Spanabfuhr und -ablösung von den Werkzeugen. Ferner ergeben sich aus der Bearbeitung eines filigranen und instabilen Systems, wie es eine komplex geformte Tragwerkstruktur prinzipbedingt darstellt sowie den speziellen Gegebenheiten der spanenden Fertigung, wie z. B. Schwingungen und Deformationen, hohe Anforderungen an das Gesamtsystem Werkzeug-Werkstück-Maschine [2]. Vor diesem Hintergrund sollen in diesem Beitrag experimentelle Untersuchungen zur Verfahrensauswahl und -charakterisierung für die spanende Bearbeitung von dünnwandigen, verstärkten und unverstärkten Leichtmetallprofilen vorgestellt werden. Neben den Analysen zur Prozessgestaltung stehen dabei ferner Aspekte der Bearbeitungsqualität sowie der prozessbedingten Gratbildung, -vermeidung bzw. -entfernung im Fokus des Interesses, da Insbesondere unter der Zielsetzung einer prozesssicheren und wirtschaftlichen Montage einer Gesamtrahmenstruktur bzw. zur Anbringung von Anbauteilen gratfrei Bohrungen unerlässlich sind. Darüber hinaus erfolgt im Rahmen dieses Artikels die Darstellung der Kooperationen zu weiteren Forschungsprojekten im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Transregio 10 „Integration von Umformen, Trennen und Fügen für die flexible Fertigung von leichten Tragwerkstrukturen“. Den Schwerpunkt bilden in diesem Zusammenhang sowohl die gemeinschaftlichen Analysen zur prozessbezogenen FEM-Simulation [3], etabliert im Teilprojekt B3, als auch Untersuchungen zur werkstofflichen Beeinflussung der Bauteilrandzonen im Teilprojekt A9.