Oberflächenqualität beim Fräsen mit zylindrischen Werkzeugen

Biermann, D.^{1, a}; Surmann, T.^{1, b}; Enk, D.^{1, c}; Kahleyß, F.^{1, d}

1)

Institut für Spanende Fertigung, Universität Dortmund, Baroper Str. 301, 44227 Dortmund

a) biermann@isf.de; b) surmann@isf.de; c) enk@isf.de; d) kahleyss@isf.de

Kurzfassung

Werkzeug- und Maschinenschwingungen haben nicht nur einen großen Einfluss auf das Verschleißverhalten der Werkzeuge, sondern auch auf die resultierende Oberflächenqualität. In diesem Beitrag sind die Auswirkungen von selbsterregten Werkzeugschwingungen auf die vom Werkzeug erzeugten Oberflächen bezüglich Mikrostrukturen und Konturabweichungen in Abhängigkeit der Spindeldrehzahl für das Planfräsen mit schlanken zylindrischen Fräsern beschrieben. Die Analyse der auftretenden Effekte wird durch eine am Institut für Spanende Fertigungstechnik entwickelte Simulation durchgeführt und mit Ergebnissen realer Experimente verglichen. Kommt es dabei zu einer Übereinstimmung der Zahneingriffsfrequenz, bzw. eines ganzzahligen Vielfachen der Zahneingriffsfrequenz mit der Eigenfrequenz des Werkzeuges, erlaubt dies zwar hohe axiale Zustellungen, der Prozess liefert jedoch nicht die optimale Oberflächenqualität. Weiterhin kann durch geschickte Wahl der Drehzahl eine definierte Oberflächenrauheit erzielt werden.

Vibrations of tools and machines affect the toolwear as well as the surface quality. This paper describes the influence of self induced tool vibrations on the surface in respect to microstructures and contour deviations depending on the rotation frequency of slender cylindric milling tools in face milling operations. The analysis of the occurring effects is performed by simulation software which has been developed by the Department of Machining Technology in Dortmund. It will be compared to the results of real machining processes. A compliance of the tooth engagement frequency or a multiple of it and the Eigen frequencies of the system allows for a high axial infeed. On the other hand this does not bring about the best surface quality. Furthermore a defined surface finish can be accomplished by the choice of the tool rotation frequency.

Schlüsselwörter

Computer Aided Engineering, Fräsdynamik, Oberflächenmodellierung

Veröffentlichung

ZWF – Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 102 (2007) 7/8, S. 432-436