Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Simulation und Optimierung der doppelspindligen Fräsbearbeitung

Simulation and optimisation of double spindle milling processes
 
: Brecher, C.; Epple, A.; Bäumler, S.; Trofimov, Y.

Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb : ZWF 108 (2013), No.7/8, pp.509-513
ISSN: 0947-0085
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()

Abstract
Zur Steigerung der Produktivität kommen zunehmend mehrspindlige Fräsbearbeitungszentren zum Einsatz. Allerdings ist die prozessstabil umsetzbare Zerspanleistung dieser Maschinensysteme pro Spindel geringer als bei konventionellen Maschinen mit nur einer Spindel. Durch die Kenntnis der Stabilitätsgrenzen für unterschiedliche Kombinationen der Prozessparameter lässt sich ein großes Potenzial zur Ausschöpfung von Produktivitätsreserven erschließen. In diesem Beitrag wird eine Methode zur Vorhersage der Stabilitätsgrenzen vorgestellt und diskutiert. Das für die doppelspindlige Fräsbearbeitung erweiterte Simulationsmodell ermöglicht einerseits die Vorhersage von Stabilitätsgrenzen für doppelspindlige Bearbeitungszentren in Abhängigkeit konventioneller Prozessparameterveränderungen, wie z.B. Drehzahl oder Werkzeugschneidenzahl. Andererseits ist auch die Berechnung der Stabilitätsgrenze von doppelspindlerspezifischen Parametern, wie z.B. relative Winkelstellung oder unterschiedliche Drehzahlen, möglich. Das Modell wurde dazu um die Abbildung dieser Parametereinstellungen durch Veränderung der Totzeitverhalten erweitert. Die Validierung der Simulationsergebnisse mittels Bearbeitungsversuchen zeigt eine gute Übereinstimmung des Modells mit realen Zerspanversuchen. Besonders die relative Winkelstellung zeigt ein großes Potenzial, das prozessstabil umsetzbare Zerspanungsvolumen zu erhöhen. Aber auch die aktive Drehzahlvariation verspricht bei geeigneter Parametrierung weiteres Potenzial, die Prozessstabilität der doppelspindligen Fräsbearbeitung deutlich zu verbessern. Die große Anzahl an Parametern mit Einfluss auf die Prozessstabilität macht deutlich, wie wichtig eine Abschätzung der Stabilitätsgrenze mit Hilfe geeigneter Simulationsmodelle ist. Nur durch die effiziente Auswahl der Winkelstellung lässt sich das Zeitspanungsvolumen verdoppeln. Möglicherweise würde eine Kombination der richtigen Winkelstellung mit einer Drehzahlvariation das Zeitspanungsvolumen weiter steigern.

 

To increase productivity, more and more multi-spindle milling centres are used. However material removal rate per spindle is lower than the rate of conventional machines with only one spindle, because of regenerative chattering effects. By knowing the stability limits for different process parameter combinations, a huge potential to increase productivity can be tapped. In this paper, a method to predict the stability limits of double-spindlemachines is presented and discussed.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-266481.html