Problemstellung:
Beim Einsatz von Fräswerkzeugen stellt die Werkzeugaufnahme als Schnittstelle zwischen Werkzeug und Spindel eine wesentliche Einflussgröße auf das Prozessverhalten dar. Insbesondere bei lang auskragenden Werkzeugaufnahmen spielen die dynamischen Eigenschaften der Werkzeugaufnahme eine entscheidende Rolle für die Prozessstabilität. Der Einsatz lang auskragender Werkzeugaufnahmen ist erforderlich, wenn an schwer zugänglichen Stellen bearbeitet werden muss, tiefe Taschen zu fräsen sind oder tiefe Bohrungen erzeugt werden sollen. Durch die hohe Auskraglänge des Werkzeughalter-Werkzeug-Systems und das hohe Länge-zu-urchmesser-Verhältnis kommt es leicht zu Prozessinstabilitäten bei denen die dynamischen Eigenschaften des Werkzeughalters eine maßgebliche Rolle spielen. Während bei Fräsprozessen hauptsächlich Biegeschwingungen zur Instabilität führen, sind bei Bohrprozessen Torsionsschwingungen problematisch. Unzulänglich gedämpfte Werkzeugaufnahmen vermindern die Prozessstabilität und die Oberflächenqualität, erhöhen den Verschleiß und erzeugen einen belastenden Lärmpegel. Instabile Prozesse erzeugen Ausschuss und können überdies zum Bruch der Werkzeugaufnahme oder des Werkzeugs führen. Als Folge müssen Prozessparameter wie Drehzahl und Schnitttiefe reduziert werden, wodurch wiederum das Zeitspanvolumen und somit die Ausbringungsrate sinkt. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit der Maschine nicht ausreichend ausgenutzt.
Forschungsziel:
Erhöhung der Prozessstabilität bei der Zerspanung mit lang auskragenden rotierenden Werkzeugen durch den Einsatz einer neuartigen gedämpften Werkzeugaufnahme. Die Werkzeugaufnahme kompensiert die Nachteile der hohen dynamischen Nachgiebigkeit.
Forschungszeitraum: 2017 - 2018