Tiefbohren Ratterschwingungen dämpfen beim Einlippen-Tiefbohren

Autor / Redakteur: Dirk Biermann und Michael Kersting / Bernhard Kuttkat

Der Einsatz eines adaptronischen Werkzeughalters kann das Auftreten von Rattern beim Einlippen-Tiefbohren erheblich dämpfen, so dass signifikante Vorschubsteigerungen bei gleichbleibender Prozessstabilität möglich sind. Adaptronische Konzepte stellen aufgrund ihrer Fähigkeit zur prozesszustandsabhängigen Anpassung eine Lösungsmöglichkeit mit hohem Potenzial dar.

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Mit der Adaptronik kann beim Einlippen-Tiefbohren eine Effizienzsteigerung von über 60% erreicht werden, ohne höheren Schneidenverschleiß und ohne Abnahme der Bohrungsqualität.Bilder: ISF
Mit der Adaptronik kann beim Einlippen-Tiefbohren eine Effizienzsteigerung von über 60% erreicht werden, ohne höheren Schneidenverschleiß und ohne Abnahme der Bohrungsqualität.Bilder: ISF
( Archiv: Vogel Business Media )

Das Tiefbohren ist ein spanendes Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von Bohrungen mit Länge-zu-Durchmesser-Verhältnissen (l/d) bis zu 250. Bei der spanenden Fertigung von Bohrungen mit großem l/d-Verhältnis treten besonders bei hohen Vorschubwerten aufgrund der notwendigen schlanken Werkzeuggestalt häufig dynamische Instabilitäten auf. Das daraus resultierende Rattern beeinträchtigt sowohl die Qualität der erzeugten Bohrungen als auch die Lebensdauer der eingesetzten Werkzeuge [1]. Nachfolgend wird die Entwicklung und Erprobung eines adaptronischen Werkzeughalters zur Dämpfung der auftretenden Torsionsschwingungen beschrieben und die dadurch erreichbare Prozessberuhigung beziffert.

Die Steigerung von Vorschubgeschwindigkeiten zur Reduzierung der Hauptzeit wird für spanende Fertigungsverfahren wie das Tiefbohren als ein wichtiges Ziel angestrebt. Jedoch treten dadurch in den meisten Fällen Werkzeug- und Maschinenschwingungen auf, so dass eine Steigerung der Produktivität nicht gegeben ist. Werkzeugseitig lassen sich Biegeschwingungen mit Hilfe von Lünetten verringern, jedoch ist es bisher schwierig, Torsionsschwingungen zu dämpfen.

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Adaptiver Werkzeughalter passt sich dem Prozess an

Am Institut für Spanende Fertigung (ISF) wurde zu diesem Zweck ein adaptiver Werkzeughalter für das Einlippen-Tiefbohren entwickelt (Bild 1). Aufgrund ihrer Fähigkeit zur prozesszustandsabhängigen Anpassung stellen adaptronische Konzepte eine Lösungsmöglichkeit mit hohem Potenzial dar. Zusätzliche Anforderung bei der Entwicklung des Systems war eine Umsetzung als kompakte, autark funktionierende Einheit, die ohne größeren Aufwand in bestehende Maschinenkonzepte integrierbar ist [2 und 3].

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