Abstract:

Die Kosten- und Zeitreduzierung gewinnt durch den stetig wachsenden Wettbewerb zunehmend an Bedeutung, vor allem im Hochlohnland Deutschland. Die Auseinandersetzung mit dieser Problematik und die Erforschung neuer und effizienterer Methoden zur Prozessoptimierung spielen deshalb für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens eine immer größere Rolle. Eine Möglichkeit zur Kostenersparnis entsteht durch die Optimierung von Bearbeitungsprozessen. Der Trend der letzten Jahre ging in Richtung Trokenbearbeitung, Hochgeschwindigkeitszerspanung und Hochleistungs-zerspanung sowie dem Einsatz von Hochleistungswerkzeugen mit größerem Standzeit-verhalten. Diese Studienarbeit entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereiches /Transregio 10 an dem die Universitäten Dortmund, Karlsruhe und München beteiligt sind. Es handelt sich hierbei um ein Forschungsprojekt zur Entwicklung von leichten, flexiblen und kostengünstigen Tragwerken in der Verkehrstechnik. Das Ziel ist es, „die wissenschaftlichen Grundlagen und Methoden zur Gestaltung von integrierten Prozessketten für die automatisierte und produktflexible Kleinserienfertigung leichter Tragwerkstrukturen zu erarbeiten“. Die zentrale Frage hierbei ist, wie die Herstellung leichter Rahmenstrukturen zum Beispiel in so genannten Aluminium-Spaceframes so gestaltet werden kann, dass eine wirtschaftliche Fertigung auch in sehr kleinen Stückzahlen möglich ist. Eine weitere Möglichkeit zur Kosten- und Zeitersparnis ist die Simulation eines Prozesses, denn somit entfällt beispielsweise die Durchführung eines Bearbeitungsschrittes mit Prozessparametern, die zu einem unerwünschten Ergebnis führen würden. Mit der Modellierung und Simulation eines Bearbeitungsvorgangs werden zudem noch weitere Ziele verfolgt. Einerseits soll das Prozessverständnis gesteigert werden, andererseits soll es zukünftig möglich sein, das Prozessverhalten und die Bauteilqualität vorherzusagen und optimale Prozessparameter bereits vor der Fertigung zu bestimmen. Somit werden aufwändige Voruntersuchungen oder Entwicklungszeiten reduziert. Die vorliegende Arbeit dokumentiert die Erstellung der Simulation eines Zirkularfräsprozesses und dessen Auswirkung auf das Belastungsverhalten der Bauteile während und nach dem Prozess. Im Vordergrund der Analyse steht hierbei die Betrachtung der mechanischen Einflüsse auf die Bauteilenden während der Bearbeitung. Somit wird die Anwendung des Zirkularfräsens, welches bisher erfolgreich zur Herstellung von Bohrungen eingesetzt wurde, um die Endenbearbeitung von Leichtbauprofilen erweitert.