 | 2005 |
Abstract:
Die spanende Bearbeitung von dünnwandigen, verstärkten und unverstärkten Leichtmetallstrangpressprofilen und den daraus hervorgehenden Rahmenstrukturen wird aufgrund der vielfältigen Einflussfaktoren des komplexen Zerspanprozesses häufig als kritisch angesehen. Insbesondere die qualitätsgerechte Bohrungsfertigung mit konventionellen Bohrwerkzeugen an gewölbten, schrägen aber auch geraden Werkstückoberflächen ist oftmals geprägt von erheblichen Gratbildungen an den Bohrungsrändern sowie prozessbedingten Werkstückdeformationen und den daraus resultierenden Form- und Lageabweichungen der Bohrungen [1, 2]. Darüber hinaus begünstigen duktile Aluminium-Knetlegierungen, wie sie beim Strangpressen üblicherweise zum Einsatz kommen, ein frühzeitiges Werkzeugversagen aufgrund von starken Materialablagerungen an den Spanflächen und -kanälen der Bohrwerkzeuge. Zur Erlangung eines umfangreichen Prozessverständnisses werden daher im Folgenden experimentelle Untersuchungen zum Zirkularfräsen von Bohrungen sowie begleitende FEM-Analysen zur Bauteilbelastung während des Zerspanvorganges dargestellt. Simulationsergebnisse zu den werkzeugbezogenen zeitabhängigen Kraftverläufen und den zeitlichen Änderungen des Spanvolumens geben zudem detaillierten Aufschluss über den speziellen Verfahrensverlauf beim Zirkularfräsen. Im Vergleich zum konventionellen Bohrprozess mit Wendelbohrern bietet die Bohrungsfertigung mittels Zirkularfräsen verschiedene Vorteile [3]. Während beim Bohren der Bohrungsdurchmesser durch das Werkzeug bestimmt ist, ermöglicht das Zirkularfräsen, also das Fräsen mit einer helixbahnförmigen Zustellbewegung, die flexible Fertigung verschiedener Bohrungsdurchmesser mit einem Werkzeug. Ferner lassen sich in vergleichenden Untersuchungen erheblich gesteigerte Bearbeitungsqualitäten beobachten [4]. Sowohl der verfahrensbedingte unterbrochene Schnitt und die daraus resultierende begünstigte Spanbildung und -abfuhr als auch die deutlich geringere Gratbildung an den Bohrungsrändern prädestinieren das Zirkularfräsen für den Einsatz bei der Bearbeitung dünnwandiger Rahmenstrukturen.