Entwicklung gedämpfter Werkzeugaufnahmen für lang auskragende, rotierende Werkzeuge

In der Zerspanung stellt die Werkzeugaufnahme als Schnittstelle zwischen Werk­zeug und Spindel eine wesentliche Einflussgröße auf den Prozess dar.

Insbe­sondere bei lang auskragenden Werkzeugen haben die dynamischen Eigenschaften der Aufnahme eine ent­schei­dende Einfluss auf die Prozessqualität.

Der Einsatz solcher Auf­nahmen ist erforderlich, wenn an schwer zugänglichen Stellen bearbeitet werden muss, tiefe Taschen zu fräsen sind oder tiefe Bohrungen erzeugt werden müssen. Durch das hohe Länge-zu-Durch­messer-Verhältnis werden bereits bei geringen Schnitttiefen Prozessinstabilitäten hervorgerufen. Diese erzeugen Aus­schuss und können zu Verschleiß oder Bruch des Werkzeugs oder der Aufnahme führen. Zur Vermeidung müssen Prozessparameter und somit das Zeitspanvolumen und die Ausbringung reduziert werden.

Bislang am Markt erhältliche Systeme zur Dämpfung lang auskragender Werkzeuge setzen zumeist auf die Kompensation der Schwingung durch Hilfsmassendämpfer. Dadurch entstehen allerdings zwei zusätzliche, benachbarte Resonanzen. Zudem wirkt der Tilger nur bei einer Frequenz optimal. Bei einer Verstimmung des Systems, z. B. durch den Einsatz eines anderen Werkzeugs, ver­schlechtert sich die Dämpfung.

Aufgabe des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung und Erforschung einer neuartigen Werkzeugaufnahme auf Basis von Reibleistendämpfern. Ziel ist es, die Dämpfungswirkung und Steifigkeit sowie die daraus resultierende Produktivität gegen­über bekannten Werkzeug­auf­nah­men für einen breiten Frequenzbereich zu steigern.