Beschreibung

Die Herstellung von Produkten mit Hilfe von Zerspanprozessen stellt einen maßgeblichen Teil der modernen Fertigungsindustrie dar. Systematische Untersuchungen spanender Fertigungsverfahren, die seit der letzten Hälfte des 19. Jahrhunderts durchgeführt wurden, haben über die zunehmende Aufklärung der Gesetzmäßigkeiten des Zerspanprozesses und deren Wirkung auf die Umgebung ständig zur Erhöhung der Produktivität beigetragen. Trotz einer großen Anzahl solcher Untersuchungen, existiert aber bis heute noch kein allgemein gültiges Prozessmodel des Zerspanens sowie seiner Wechselwirkungen mit den Maschinenstrukturen. Das Ziel der Arbeit ist deshalb die Identifikation und mathematische Beschreibung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungen zwischen dem Zerspanprozess und der beteiligten Maschinenstruktur. Am Ende des Projekts soll ein Simulationswerkzeug für die Prognose und gezielte Beeinflussung der dynamischen und thermischen Wechselwirkungen zwischen Zerspanprozess und Maschinenstruktur beim Zerspanen metallischer Werkstoffe zur Verfügung stehen. Das zu entwickelnde Simulationswerkzeug setzt sich aus drei Modulen zusammen: ein Programm zur Simulation des dreidimensionalen Zerspanprozesses auf Basis der Molekulardynamik (Diskrete Element Methode) sowie jeweils ein Programm zur Simulation des dynamischen und thermischen Verhaltens der mechanischen Struktur von Werkzeugmaschinen. Letztendlich werden die Module zu einer einheitlichen Simulationsumgebung gekoppelt. Zur Verfizierung der entwickelten Modelle werden die Module jeweils experimentell verifiziert. Das Projekt findet in Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Werkzeugmaschinen IfW von Prof. Heisel und dem Institut für Technische und Numerische Mechanik (ITM) statt. Alle experimentellen Arbeiten werden am Institut für Werkzeugmaschinen durchgeführt, die Simulationstools werden am ITM entwickelt.

Ansprechpartner

• Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Peter Eberhard