Tiefbohren

Ratterschwingungen dämpfen beim Einlippen-Tiefbohren

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Im Vergleich der Zeitreihen bei gleichen Schnittdaten und der Verwendung der Adaptronik kann gezeigt werden, dass der erste Ratterbereich, der sich nahezu direkt nach dem Anbohrvorgang anschließt, durch die Adaptronik vollkommen gedämpft wird. Darüber hinaus ist ersichtlich, dass auch der zweite Ratterbereich gegen Ende des Prozesses erheblich gedämpft werden kann (Bild 4).

Die größten Verbesserungen ließen sich mit ungeregelter Adaptronik (konstant höchste Stromstärke und somit maximal übertragbares Drehmoment) bei der Schnittdatenkombination vc = 70 m/min und f = 0,02 erzielen (Versuch 3). Dabei betrug die Verminderung des Ratterns 62%. Für die geregelte Adaptronik konnte die größte Verbesserung mit 55% weniger Rattern bei vc = 70 m/min und Vorschub f = 0,03 (Versuch 4) erreicht werden. Im Vergleich über die Schnittgeschwindigkeiten kann besonders bei vc = 50 m/min und vc = 70 m/min (gemittelt über alle Vorschübe) ein Vorteil durch die Adaptronik erzielt werden.

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Bei Betrachtung der Ratterstärken, gemittelt über alle Schnittgeschwindigkeiten, fällt auf, dass besonders bei geringen Vorschüben eine erhebliche Beruhigung des Prozesses möglich ist. Ein Quervergleich liefert das Ergebnis, dass durch die Verwendung der geregelten Adaptronik der Prozess bei vc = 50 m/min und einem Vorschub von f = 0,05 stabiler verläuft als bei Verwendung mit starrer Werkzeugaufnahme und f = 0,03 (Bild 5). Somit kann davon ausgegangen werden, dass sich durch die Verwendung der Adaptronik eine Effizienzsteigerung von in diesem Fall 67% erzielt werden kann, ohne negative Effekte wie Schneidenverschleiß und Abnahme der Bohrungsqualität hinnehmen zu müssen.

Adaptronik-Werkzeughalter dämpft das Rattern

Durch den Einsatz des adaptronischen Werkzeughalters kann das Auftreten von Rattern erheblich gedämpft werden, so dass signifikante Vorschubsteigerungen bei gleichbleibender Prozessstabilität möglich sind. Allerdings konnte nicht immer mit dem geregelten Ansatz die größte Prozessdämpfung erzielt werden, sondern teilweise waren mit dem ungeregelten Ansatz bessere Ergebnisse darstellbar. Dies weist auf ein großes Potenzial durch eine Verbesserung des Regelungsalgorithmus hin, der, wie bereits erwähnt, bisher einen einfachen Regelungsansatz enthält. Somit sollte es möglich sein, mit relativ wenig Aufwand noch deutlich bessere Ergebnisse zu erzielen. Es ist noch erhebliches Optimierungspotenzial vorhanden.

Literatur

[1] N.N.: VDI-Richtlinie 3208 – Richtwerte für das Tiefbohren mit Einlippenbohrern. Düsseldorf: VDI-Verlag 1996.

[2] Weinert, K., und M. Kersting: Conceptual Development of an Adaptronic Tool Holder for Single Lip Drills, Production Engineering – Research and Development. Annals of the German Academic Society for Production Engineering, XIII/1 (2006), S. 9—12.

[3] Weinert, K., und M. Kersting: Konzeptionelle Entwicklung eines adaptiven Werkzeughalters. ZWF — Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 6/2005, S. 352—356.

[4] Hauger, R: Untersuchungen des Stabilitätsverhaltens von Einlippenbohrwerkzeugen. Dissertation Universität Stuttgart 1992.

[5] Lampe, D.: Untersuchungen zum Einsatz von magnetorheologischen Fluiden in Kupplungen. Dissertation Universität Dresden 2000.

Prof. Dr.-Ing. Dirk Biermann ist Leiter des Instituts für Spanende Fertigung der Technischen Universität Dortmund; Dipl.-Ing. Michael Kersting ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut.

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