Entwicklung einer energieverbrauchsoptimierten Schneidengeometrie für Vollhartmetall-Schaftfräser:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2016
|
| Schriftenreihe: | Fortschritte in Konstruktion und Produktion
Band 36 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | III, 231 Seiten Illustrationen Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 360 g |
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| adam_text | INHALT
1.
AUSGANGSSITUATION................................................................................................................................
1
1.1 HINTERGRUND UND
PROBLEMSTELLUNG......................................................................................................
1
1.2
ZIELSETZUNG............................................................................................................................................
5
1.3
VORGEHENSWEISE..................................................................................................................................
6
2. STAND DER
ERKENNTNISSE........................................................................................................................9
2.1 ENTWICKLUNG UND ALLGEMEINE ZUSAMMENHAENGE
................................................................................
9
2.2 ZERSPANUNG MIT GEOMETRISCH BESTIMMTER
SCHNEIDE........................................................................
11
2.2.1 KINEMATIK, GEOMETRIE, EINGRIFFS- UND
SPANUNGSGROESSEN.........................................................12
2.2.2 ZERSPANKRAEFTE UND
SCHNITTLEISTUNG.............................................................................................18
2.2.3 FRAESVERFAHREN UND
-WERKZEUGE.................................................................................................27
2.2.4 SCHNEIDSTOFFE, VERSCHLEISSFORMEN UND
BESCHICHTUNGEN..........................................................32
2.3 VOLLHARTMETALL
(VHM)-SCHAFTFRAESER....................................................................................................41
2.3.1
BAUFORMEN...................................................................................................................................
41
2.3.2
ANWENDUNGSGEBIETE...................................................................................................................
43
2.3.3
SCHNEIDENGEOMETRIE..................................................................................................................45
2.4 ENERGIEEFFIZIENZ IN DER SPANENDEN FERTIGUNG
.................................................................................
49
2.4.1 ENERGIEEFFIZIENZ VON
WERKZEUGMASCHINEN.............................................................................
49
2.4.2 EINFLUSSFAKTOREN AUF DEN
ENERGIEVERBRAUCH............................................................................
50
2.4.3 ANSAETZE ZUR STEIGERUNG DER ENERGIEEFFIZIENZ VON FRAESPROZESSEN
........................................
52
2.5 ZUSAMMENFASSUNG DES STANDS DER
ERKENNTNISSE..........................................................................
54
3. ANALYSE UND BEWERTUNG DER EINSATZBEDINGUNGEN VON VHM-SCHAFTFRAESERN
..........................
55
3.1 AUSWAHL CHARAKTERISTISCHER
ZERSPANUNGSAUFGABEN........................................................................55
3.1.1 AUSGEWAEHLTE CHARAKTERISTISCHE
ZERSPANUNGSAUFGABEN..........................................................56
3.1.2 ERFASSUNG SPEZIFISCHER BEARBEITUNGSARTEN, VERWENDETER
PROZESSPARAMETER UND
EINGESETZTER
VHM-SCHAFTFRAESER.................................................................................................63
3.2 ENERGIEVERBRAUCHSAUFNAHMEN DER AUSGEWAEHLTEN ZERSPANUNGSAUFGABEN
..................................
66
3.2.1 EINGESETZTE
MESSTECHNIK............................................................................................................66
3.2.2 SCHALTUNGSAUFBAU UND
MESSDATENAUFNAHME..........................................................................
67
3.2.3 AUFBEREITUNG UND KATEGORISIERUNG DER MESSDATEN
.................................................................
69
3.3 SPEZIFISCHE ENERGIEVERBRAEUCHE DER AUSGEWAEHLTEN
ZERSPANUNGSAUFGABEN.................................71
4. ENTWICKLUNG EINES
REFERENZWERKSTUECKS........................................................................................75
4.1 DAS ENERGIEEFFIZIENZLABEL DER EUROPAEISCHEN UNION ALS MASSGABE
..............................................
75
4.2 REFERENZWERKSTUECKE AUS WISSENSCHAFT UND PRAXIS
.......................................................................
77
4.3 KRITIK AN BESTEHENDEN REFERENZWERKSTUECKEN
..................................................................................
78
4.4 VORGEHEN ZUR
ENTWICKLUNG.................................................................................................................79
4.4.1 CHARAKTERISTISCHE ZERSPANUNGSAUFGABEN ALS GRUNDLAGE
......................................................
79
4.4.2 KLASSIFIKATION UND SEGMENTIERUNG DER GEOMETRISCHEN
WERKSTUECKGESTALT MIT DEM
FEATUREANSATZ NACH ISO
14649-10:2004(E)...........................................................................81
4.4.3 AUSWAHL DES
REFERENZWERKSTOFFS.............................................................................................
66
4.4 ABLEITUNG DES
REFERENZWERKSTUECKS...................................................................................................67
4.5 FESTLEGUNG DER BEARBEITUNGS- UND
HILFSPARAMETER.........................................................................91
5. ENTWICKLUNG UND DURCHFUEHRUNG VON
SIMULATIONSLAEUFEN..................................
.
.......................
93
5.1 EINFUEHRUNG, VERKNUEPFUNG UND ZIELE DER
SIMULATION......................................................................
93
5.2 ORTHOGONALSCHNITTSIMULATION MIT DER
FINITE-ELEMENTE-METHODE....................................................94
5.2.1 EINSATZZWECK UND GRUNDLAGEN ZUR
MODELLBILDUNG..................................................................
95
5.2.2 MOEGLICHE
FEHLERQUELLEN.............................................................................................................
97
5.2.3 RANDBEDINGUNGEN UND
MODELLPARAMETER................................................................................
98
5.3 VALIDIERUNG DES
SIMULATIONSMODELLS..............................................................................................
101
5.4 ERGEBNISSE DER
SIMULATIONSLAEUFE....................................................................................................104
6. EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN...................................................................................................111
6.1 STATISTISCHE
VERSUCHSPLANUNG.........................................................................................................
111
6.1.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE ZUR STATISTISCHEN
VERSUCHSPLANUNG..............................................111
6.1.2 ZIELGROESSEN UND
FAKTORENAUSWAHL...........................................................................................
114
6.1.3
VERSUCHSPLAENE...........................................................................................................................115
6.2 VERSUCHSAUFBAU UND
-DURCHFUEHRUNG................................................................................................119
6.2.1 WERKZEUGMASCHINE UND
SPANNMITTEL.....................................................................................119
6.2.2 VHM-FRAESER, TESTWERKSTUECK UND
SCHNITTPARAMETER.............................................................120
6.2.3 MESSTECHNIK FUER DIE EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN.........................................................123
6.3 ERGEBNISSE DER EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN........................................................................126
6.3.1 ERSTER VERSUCHSDURCHLAUF:
SCREENING.....................................................................................126
6.3.2 ZWEITER VERSUCHSDURCHLAUF: CENTRAL COMPOSITE DESIGN
......................................................
126
7. ABLEITUNG UND ERPROBUNG EINER ENERGIEVERBRAUCHSOPTIMIERTEN
SCHNEIDENGEOMETRIE... 133
7.1 KONSOLIDIERUNG DER GEWONNENEN ERKENNTNISSE
........................................................................
133
7.1.1 DETAILANALYSE DER
ZIELGROESSENVARIATION....................................................................................133
7.1.2 GEWICHTETE
OPTIMIERUNG...........................................................................................................141
7.1.3 GEOMETRISCH-MATHEMATISCHE
UEBERLEGUNGEN.........................................................................
143
7.2 TECHNISCHE
UMSETZUNG...................................................................................................................
149
7.2.1
CAD-KONSTRUKTION......................................................................................................................149
7.2.2 HERSTELLUNG VON DEMONSTRATORWERKZEUGEN
...........................................................................
150
7.2.3
RESTRIKTIONEN.............................................................................................................................
154
7.3 ERPROBUNG DER ENTWICKELTEN GEOMETRIE
.........................................................................................
155
7.3.1 VALIDIERUNG AUF BASIS DES ENTWICKELTEN REFERENZWERKSTUECKS
..............................................
155
7.3.2 VALIDIERUNG IM INDUSTRIELLEN EINSATZUMFELD
............................................................................
159
7.3.3 ERKENNTNISSE ZUM
EINSATZVERHALTEN.......................................................................................
162
7.4 QUANTIFIZIERUNG DES
EINSPARPOTENZIALS............................................................................................164
8. ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK..................................................................................................
169
9. CONCLUSION AND O
UTLOOK.................................................................................................................
173
10. ABKUERZUNGEN UND
FORMELZEICHEN...............................................................................................177
11.
ABBILDUNGSVERZEICHNIS..................................................................................................................
183
12.
TABELLENVERZEICHNIS........................................................................................................................189
13.
LITERATURVERZEICHNIS........................................................................................................................191
14.
ANHANG..............................................................................................................................................
209
14.1 ENERGETISCHE AUSWERTUNG DER CHARAKTERISTISCHEN
ZERSPANUNGSAUFGABEN...............................209
14.2 DETAILBESCHREIBUNG AUSGEWAEHLTER BESCHICHTUNGEN
...................................................................
219
14.3 ANWENDUNGSGRUPPEN NACH DIN EN ISO
513..............................................................................
220
14.4 EIGENSCHAFTEN VON UNTERSCHIEDLICHEN
HARTMETALLSORTEN.............................................................221
14.5 FERTIGUNGSZEICHNUNG DES ENTWICKELTEN REFERENZWERKSTUECKS
....................................................
222
14.6 PARAMETER DER
MODELLBILDUNG........................................................................................................
223
14.7 SCREENING
VERSUCHSPLAN................................................................................................................224
14.8 CCD
VERSUCHSPLAN........................................................................................................................
225
14.9 DATENBLATT HARTMETALL
CTS20D.....................................................................................................226
14.10 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE
SCHNITTLEISTUNG.............................................................................
227
14.11 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE
VERSCHLEISSMARKENBREITE..............................................................228
14.12 RESIDUENDIAGRAMME FUER DIE
OBERFLAECHENRAUHEIT......................................................................229
LEBENSLAUF
231
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