Verfahren- und Werkzeugentwicklung zum Entgraten von Kreuzbohrungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eberhard Abele
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279559647

Ziel des Vorhabens ist die TRIZ (Teorija Reschenija Isobretatjelskich Zadatch - Theorie zur Lösung erfinderischer Probleme) basierte Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte, Schneidengeometrien und Verfahren für das prozesssichere und automatisierte Entgraten von sich kreuzenden Bohrungen. Die TRIZ basierte Entwicklungsmethodik ist ein systematisches und strukturiertes Vorgehen zur Lösung technischer Probleme. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll zunächst ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge durch eine vollständige mathematische Beschreibung der Bohrungsverschneidungen bei unterschiedlichen Durchmessern von Vor- und Querbohrung, auftretendem Achsversatz sowie durch Drehungen der Vorbohrung erfolgen. Im Anschluss sollen unter anderem die auftretenden Steigungen der Verschneidungskurve sowie Einfahrstrategien über die Quer- und Vorbohrung analysiert werden. Die Steigungen variieren bei unterschiedlichen Bohrungsverschneidungen und selbst über den Umfang einer einzigen Bohrungsverschneidung sehr stark und bereiten herkömmlichen Entgratwerkzeugen Probleme bei der vollständigen Entfernung des Gratfußes. Eine Kugel bildet alle Steigungen ab und kann bei entsprechender Bahnführung variierenden Steigungen der Verschneidungskurve kompensieren. Daher ist ein möglicher Ansatz die Verwendung von kugel- oder sichelförmigen Schneiden. Die Implementierung von Vorhersagemodellen zur Grathöhe soll zudem das Umbiegen von Graten durch die Einfahrt des Werkzeuges an gratarmen Bereichen der Verschneidungskurve vermeiden und somit zur prozesssicheren Gratentfernung beitragen. Durch das Ausnutzen der zuvor mathematisch beschriebenen Lage der Verschneidungskurve soll das Entgratwerkzeug entlang dieser Kurve bewegt werden und den Grat entfernen. Dazu ist eine Zusammenführung von werkzeugseitigem und steuerungstechnischem Ansatz notwendig, um eine Bewegungssynchronisation zwischen Werkzeug und Bohrungsverschneidung (Maschinenbewegung) herzustellen. Im Anschluss erfolgen experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Einfahrstrategien, des Vorschubs und der Schnittgeschwindigkeit auf die Sekundärgrathöhe. Innerhalb des dritten Forschungsjahres wird der Fokus auf den Aufbau eines Modells zur Bestimmung der Einsatzgrenzen des entwickelten Entgratwerkzeuges sowie der experimentellen Untersuchung der Mikro- und Markgeometrie der Werkzeugscheide auf die Sekundärgratbildung gelegt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen