Oberflächenstrukturierung durch Hochvorschubfräsen

Beschreibung des Themas: Der Trend beim Fräsen geht in Richtung Reduzierung der Bearbeitungsaufmaße und zu kleinen Zahnvorschüben. Der heraus resultierende Produktivitätsverlust wird durch erhöhte Drehzahlen und somit über hohe Vorschubgeschwindigkeiten und Schnittgeschwindigkeiten kompensiert. Dies führt wiederum zu einem veränderten, unerwünschten Verschleißverhalten der Werkzeugschneide und erhöhten Werkzeugkosten. Da die Oberflächenbeschaffenheit bei der spanenden Bearbeitung maßgeblich durch den Zahnvorschub und den Eckenradius der Schneide im Kontaktbereich bestimmt wird, hat der Anwender wenig Alternativen zu dieser Bearbeitungsstrategie. Aus dieser Strategie ergeben sich noch weitere Nachteile wie, ein ungünstiges Spanungsverhältnis und ein Verlust der Prozessstabilität mit negativen Folgen für die Oberflächenbeschaffenheit. Somit kommt zum Erreichen eines stabilen Fräsprozesses vor allem dem Spanungsverhältnis b/h eine große Bedeutung zu. Bei einem zu großen Spanungsverhältnis entstehen Schwingungen durch kurzzeitige Unterschreitung der Mindestspanungsdicke h/min. Durch eine Anpassung der Schnittwerte (Verringerung der Schnitttiefe (ap) und Steigerung des Zahnvorschubes (fz )) hin zum geringeren Spanungsverhältnis wird der Prozess stabilisiert. Die Reduzierung des Spanungsverhältnisses bewirkt eine Veränderung der Richtung des Drangkraftvektors hin zur Spindelachse. In diesem Zusammenhang muss sich ein kleines Spanungsverhältnis zwangsläufig positiv auf das dynamische Prozessverhalten und somit auf die Oberflächenbeschaffenheit auswirken. So besteht die Zielstellung des vorliegenden Projektantrages zum einen darin, Untersuchungen zum Nachweis der Wirkung eines veränderten b/h-Verhältnis auf das Kraft- und Schwingungsverhalten sowie Temperaturverhalten beim Fräsen durchzuführen. Die Auswirkungen auf das Ziel der Fräsbearbeitung, die Oberflächenbeschaffenheit, stehen im Zentrum der Betrachtungen.