Geometrisch-physikalische Simulation der Prozessdynamik für das fünfachsige Fräsen von Freiformflächen:
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Essen
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2006
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Stand der Technik 5
2.1 Der Fräsprozess 5
2.1.1 NC-Programme 6
2.1.2 ProzessVarianten und -abschnitte 6
2.1.3 Prozessparameter 8
2.1.4 Prozessdynamik 9
2.2 Simulation der Präsbearbeitung 9
2.3 Ausgangssituation 14
3 Simulation des dynamischen Fräsprozesses 17
3.1 Zielsetzung 17
3.2 Modellierung des Fräsprozesses 20
3.2.1 Mengentheoretische Betrachtung des Fräsprozesses 21
3.3 Constructive Solid Geometry (CSG) 24
3.3.1 Schnittberechnung mit einer Geraden 25
3.4 Konstruktion der Spanungsform 28
3.4.1 Geometrische Modellierung der Spanungsform ... 29
3.4.2 Gewinnung potentiell notwendiger NC-Sätze ... 34
3.5 Zerspankraftberechnung 38
3.5.1 Parametrische Beschreibung der gedrallten Schnei¬
de eines allgemeinen torischen Fräsers 38
3.5.2 Kraftberechnung 42
3.5.3 Anwendung der Prozesskraftberechnung auf das
fünfachsige Fräsen von Freiformflächen 47
3.5.4 Parametrierung 51
3.6 Laufzeitkomplexität und Optimierung des
Simulationsalgorithmus 52
3.6.1 Laufzeitanalyse 52
3.6.2 Entfernung redundanter Blätter aus dem CSG-
Modell der Spanungsform 55
3.7 Modellierung der entstehenden Oberfläche 60
3.7.1 Oberflächenpunkte als Nebenprodukt der Kraftbe¬
rechnung 61
3.7.2 Darstellung und Analyse der Oberfläche 64
3.8 Simulation regenerativer Werkzeugschwingungen 66
3.8.1 Antwort eines gedämpften harmonischen Oszilla¬
tors auf Einwirkung beliebiger Kräfte 68
3.8.2 Oszillatormodell des Fräswerkzeugs 71
3.8.3 Rückführung der Werkzeugdeformation in die
Modellierung der Spanungsform 73
3.8.4 Rahmenalgorithmus .74
3.9 Analyse der Prozessdynamik .... . . . . . . . . ] [ [ . 77
3.9.1 Nichtlineare Dynamik, Poincare-Schnitte und
Bifurkation 77
3.9.2 Bestimmung der Ratterstärke ............ 80
3-9.3 Stabilitätsdiagramme 81
3-9.4 Verifikation des Simulationssystems durch Analyse
V ngUngsmustern ¦ ¦ • 86
3-9.5 Modellierung der Oberflächenstruktur 90
d.9.b Anwendung auf den instationären Fall 97
4 Zusammenfassung und Ausblick 111
4.1 Zusammenfassung ,, 1
4-2 Ausblick ]]
llo
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Stand der Technik 5
2.1 Der Fräsprozess 5
2.1.1 NC-Programme 6
2.1.2 ProzessVarianten und -abschnitte 6
2.1.3 Prozessparameter 8
2.1.4 Prozessdynamik 9
2.2 Simulation der Präsbearbeitung 9
2.3 Ausgangssituation 14
3 Simulation des dynamischen Fräsprozesses 17
3.1 Zielsetzung 17
3.2 Modellierung des Fräsprozesses 20
3.2.1 Mengentheoretische Betrachtung des Fräsprozesses 21
3.3 Constructive Solid Geometry (CSG) 24
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3.4.2 Gewinnung potentiell notwendiger NC-Sätze . 34
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3.5.2 Kraftberechnung 42
3.5.3 Anwendung der Prozesskraftberechnung auf das
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3.7 Modellierung der entstehenden Oberfläche 60
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