Verfügbarkeit: Entwicklung einer energieverbrauchsoptimierten Schneidengeometrie für Vollhartmetall-Schaftfräser

Entwicklung einer energieverbrauchsoptimierten Schneidengeometrie für Vollhartmetall-Schaftfräser:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Westermann, Hans-Henrik 1982- (VerfasserIn)
Format:	Hochschulschrift/Dissertation Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Aachen Shaker 2016
Schriftenreihe:	Fortschritte in Konstruktion und Produktion Band 36
Schlagwörter:	Hartmetall Schneidengeometrie Geometrisch bestimmte Schneide Fräsen Schaftfräser Gestaltoptimierung Energieeinsparung Energieeffizienz Vollhartmetall-Schaftfräser Zerspanung Hochschulschrift
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Umfang:	III, 231 Seiten Illustrationen Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 360 g
ISBN:	9783844047097 3844047093

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adam_text	INHALT 1. AUSGANGSSITUATION................................................................................................................................ 1 1.1 HINTERGRUND UND PROBLEMSTELLUNG...................................................................................................... 1 1.2 ZIELSETZUNG............................................................................................................................................ 5 1.3 VORGEHENSWEISE.................................................................................................................................. 6 2. STAND DER ERKENNTNISSE........................................................................................................................9 2.1 ENTWICKLUNG UND ALLGEMEINE ZUSAMMENHAENGE ................................................................................ 9 2.2 ZERSPANUNG MIT GEOMETRISCH BESTIMMTER SCHNEIDE........................................................................ 11 2.2.1 KINEMATIK, GEOMETRIE, EINGRIFFS- UND SPANUNGSGROESSEN.........................................................12 2.2.2 ZERSPANKRAEFTE UND SCHNITTLEISTUNG.............................................................................................18 2.2.3 FRAESVERFAHREN UND -WERKZEUGE.................................................................................................27 2.2.4 SCHNEIDSTOFFE, VERSCHLEISSFORMEN UND BESCHICHTUNGEN..........................................................32 2.3 VOLLHARTMETALL (VHM)-SCHAFTFRAESER....................................................................................................41 2.3.1 BAUFORMEN................................................................................................................................... 41 2.3.2 ANWENDUNGSGEBIETE................................................................................................................... 43 2.3.3 SCHNEIDENGEOMETRIE..................................................................................................................45 2.4 ENERGIEEFFIZIENZ IN DER SPANENDEN FERTIGUNG ................................................................................. 49 2.4.1 ENERGIEEFFIZIENZ VON WERKZEUGMASCHINEN............................................................................. 49 2.4.2 EINFLUSSFAKTOREN AUF DEN ENERGIEVERBRAUCH............................................................................ 50 2.4.3 ANSAETZE ZUR STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ VON FRAESPROZESSEN ........................................ 52 2.5 ZUSAMMENFASSUNG DES STANDS DER ERKENNTNISSE.......................................................................... 54 3. ANALYSE UND BEWERTUNG DER EINSATZBEDINGUNGEN VON VHM-SCHAFTFRAESERN .......................... 55 3.1 AUSWAHL CHARAKTERISTISCHER ZERSPANUNGSAUFGABEN........................................................................55 3.1.1 AUSGEWAEHLTE CHARAKTERISTISCHE ZERSPANUNGSAUFGABEN..........................................................56 3.1.2 ERFASSUNG SPEZIFISCHER BEARBEITUNGSARTEN, VERWENDETER PROZESSPARAMETER UND EINGESETZTER VHM-SCHAFTFRAESER.................................................................................................63 3.2 ENERGIEVERBRAUCHSAUFNAHMEN DER AUSGEWAEHLTEN ZERSPANUNGSAUFGABEN .................................. 66 3.2.1 EINGESETZTE MESSTECHNIK............................................................................................................66 3.2.2 SCHALTUNGSAUFBAU UND MESSDATENAUFNAHME.......................................................................... 67 3.2.3 AUFBEREITUNG UND KATEGORISIERUNG DER MESSDATEN ................................................................. 69 3.3 SPEZIFISCHE ENERGIEVERBRAEUCHE DER AUSGEWAEHLTEN ZERSPANUNGSAUFGABEN.................................71 4. ENTWICKLUNG EINES REFERENZWERKSTUECKS........................................................................................75 4.1 DAS ENERGIEEFFIZIENZLABEL DER EUROPAEISCHEN UNION ALS MASSGABE .............................................. 75 4.2 REFERENZWERKSTUECKE AUS WISSENSCHAFT UND PRAXIS ....................................................................... 77 4.3 KRITIK AN BESTEHENDEN REFERENZWERKSTUECKEN .................................................................................. 78 4.4 VORGEHEN ZUR ENTWICKLUNG.................................................................................................................79 4.4.1 CHARAKTERISTISCHE ZERSPANUNGSAUFGABEN ALS GRUNDLAGE ...................................................... 79 4.4.2 KLASSIFIKATION UND SEGMENTIERUNG DER GEOMETRISCHEN WERKSTUECKGESTALT MIT DEM FEATUREANSATZ NACH ISO 14649-10:2004(E)...........................................................................81 4.4.3 AUSWAHL DES REFERENZWERKSTOFFS............................................................................................. 66 4.4 ABLEITUNG DES REFERENZWERKSTUECKS...................................................................................................67 4.5 FESTLEGUNG DER BEARBEITUNGS- UND HILFSPARAMETER.........................................................................91 5. ENTWICKLUNG UND DURCHFUEHRUNG VON SIMULATIONSLAEUFEN.................................. . ....................... 93 5.1 EINFUEHRUNG, VERKNUEPFUNG UND ZIELE DER SIMULATION...................................................................... 93 5.2 ORTHOGONALSCHNITTSIMULATION MIT DER FINITE-ELEMENTE-METHODE....................................................94 5.2.1 EINSATZZWECK UND GRUNDLAGEN ZUR MODELLBILDUNG.................................................................. 95 5.2.2 MOEGLICHE FEHLERQUELLEN............................................................................................................. 97 5.2.3 RANDBEDINGUNGEN UND MODELLPARAMETER................................................................................ 98 5.3 VALIDIERUNG DES SIMULATIONSMODELLS.............................................................................................. 101 5.4 ERGEBNISSE DER SIMULATIONSLAEUFE....................................................................................................104 6. EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN...................................................................................................111 6.1 STATISTISCHE VERSUCHSPLANUNG......................................................................................................... 111 6.1.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE ZUR STATISTISCHEN VERSUCHSPLANUNG..............................................111 6.1.2 ZIELGROESSEN UND FAKTORENAUSWAHL........................................................................................... 114 6.1.3 VERSUCHSPLAENE...........................................................................................................................115 6.2 VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG................................................................................................119 6.2.1 WERKZEUGMASCHINE UND SPANNMITTEL.....................................................................................119 6.2.2 VHM-FRAESER, TESTWERKSTUECK UND SCHNITTPARAMETER.............................................................120 6.2.3 MESSTECHNIK FUER DIE EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN.........................................................123 6.3 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN........................................................................126 6.3.1 ERSTER VERSUCHSDURCHLAUF: SCREENING.....................................................................................126 6.3.2 ZWEITER VERSUCHSDURCHLAUF: CENTRAL COMPOSITE DESIGN ...................................................... 126 7. ABLEITUNG UND ERPROBUNG EINER ENERGIEVERBRAUCHSOPTIMIERTEN SCHNEIDENGEOMETRIE... 133 7.1 KONSOLIDIERUNG DER GEWONNENEN ERKENNTNISSE ........................................................................ 133 7.1.1 DETAILANALYSE DER ZIELGROESSENVARIATION....................................................................................133 7.1.2 GEWICHTETE OPTIMIERUNG...........................................................................................................141 7.1.3 GEOMETRISCH-MATHEMATISCHE UEBERLEGUNGEN......................................................................... 143 7.2 TECHNISCHE UMSETZUNG................................................................................................................... 149 7.2.1 CAD-KONSTRUKTION......................................................................................................................149 7.2.2 HERSTELLUNG VON DEMONSTRATORWERKZEUGEN ........................................................................... 150 7.2.3 RESTRIKTIONEN............................................................................................................................. 154 7.3 ERPROBUNG DER ENTWICKELTEN GEOMETRIE ......................................................................................... 155 7.3.1 VALIDIERUNG AUF BASIS DES ENTWICKELTEN REFERENZWERKSTUECKS .............................................. 155 7.3.2 VALIDIERUNG IM INDUSTRIELLEN EINSATZUMFELD ............................................................................ 159 7.3.3 ERKENNTNISSE ZUM EINSATZVERHALTEN....................................................................................... 162 7.4 QUANTIFIZIERUNG DES EINSPARPOTENZIALS............................................................................................164 8. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK.................................................................................................. 169 9. CONCLUSION AND O UTLOOK................................................................................................................. 173 10. ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN...............................................................................................177 11. ABBILDUNGSVERZEICHNIS.................................................................................................................. 183 12. TABELLENVERZEICHNIS........................................................................................................................189 13. LITERATURVERZEICHNIS........................................................................................................................191 14. ANHANG.............................................................................................................................................. 209 14.1 ENERGETISCHE AUSWERTUNG DER CHARAKTERISTISCHEN ZERSPANUNGSAUFGABEN...............................209 14.2 DETAILBESCHREIBUNG AUSGEWAEHLTER BESCHICHTUNGEN ................................................................... 219 14.3 ANWENDUNGSGRUPPEN NACH DIN EN ISO 513.............................................................................. 220 14.4 EIGENSCHAFTEN VON UNTERSCHIEDLICHEN HARTMETALLSORTEN.............................................................221 14.5 FERTIGUNGSZEICHNUNG DES ENTWICKELTEN REFERENZWERKSTUECKS .................................................... 222 14.6 PARAMETER DER MODELLBILDUNG........................................................................................................ 223 14.7 SCREENING VERSUCHSPLAN................................................................................................................224 14.8 CCD VERSUCHSPLAN........................................................................................................................ 225 14.9 DATENBLATT HARTMETALL CTS20D.....................................................................................................226 14.10 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE SCHNITTLEISTUNG............................................................................. 227 14.11 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE VERSCHLEISSMARKENBREITE..............................................................228 14.12 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE OBERFLAECHENRAUHEIT......................................................................229 LEBENSLAUF 231
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