Taumelfräsen zur schädigungsarmen Bohrbearbeitung von Kompositwerkstoffen

Abstract

Kurzfassung Mechanisches Bohren von Kompositwerkstoffen kann auf Grund der Prozesskräfte zu Schädigungen der Bauteile, speziell an den Decklagen, führen. Die in der Regel flächigen Bauteile weisen hohe Festigkeiten in der Werkstückebene auf, sind allerdings wegen ihres heterogenen Aufbaus anfällig, wenn Kräfte senkrecht dazu eingeleitet werden. Besonders beim Bohren kann diese Problematik nur schwer umgangen werden. Vorhandene Ansätze reichen von speziell gestalteten Werkzeuggeometrien, der Verwendung von Abstützplatten bis zu mehrachsiger Bearbeitung in Form von Zirkularfräsen. Das gemeinsame Ziel dieser Ansätze ist es, die an den Decklagen nach außen wirkenden Axialkraftkomponenten zu reduzieren. Durch das hier vorgestellte Verfahren Taumelfräsen sollen im Gegensatz dazu die Kräfte nicht nur reduziert, sondern die an den Decklagen resultierenden Axialkräfte gezielt ins Werkstückinnere gerichtet werden. Damit lassen sich Bohrungen mit geringeren Decklagenschädigungen herstellen. In diesem Artikel werden die Prozesskinematik und die sich dadurch ergebenen Prozesskräfte analytisch beschrieben sowie experimentelle Referenzergebnisse vorgestellt.

A voxel-based kinematic simulation model for force analyses of complex milling operations such as wobble milling

“…Two milling strategies, which follow a different basic approach, have been investigated by Schulze et al [10,11]: a combined circular and spiral milling process as well as the five-axial process of wobble milling. These machining strategies aim not only at reducing machining forces when machining the workpiece's top layers, but at directing the resultant process forces toward the center of the workpiece.…”