Untersuchung und Optimierung der Werkzeuggestalt von Schaftfräsern für die Hochleistungsbearbeitung von Holzwerkstoffen

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Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist eine Optimierung der Werkzeuggestaltung (Geometrie des Grundkörpers, des Spanraums und der Schneidenanordnung}, die zu einer Leistungssteigerung sowie zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens von Hochleistungsschaftfräsern für die Bearbeitung plattenförmiger Holzwerkstoffe führen soll. Der Lösungsansatz besteht in einer optimalen Abstimmung der gegenläufigen Parameter der Spanraumgröße und des verbleibenden Werkzeugquerschnitts. Dazu werden der Zusammenhang zwischen der Werkzeuggestaltung (Durchmesser, Länge, Spanraumgröße und -form) und den Eigenschaften des Werkzeugs (statische und dynamische Steifigkeit) in der Zerspanung experimentell analysiert und Grenzwerte für die Werkzeuggestaltung formuliert. Weiterhin wird unter den Randbedingungen der Hochleistungsbearbeitung ein Berechnungsprogramm zur Ermittlung einer optimalen Spanraumgröße entwickelt. In FE-Untersuchungen, die anschließend eine experimentelle Ergänzung zur Verifikation finden, werden steifigkeitsoptimierte Prototypen erzeugt, die in der Zerspanung unter industriellen Bedingungen erprobt werden. Den Schluss des Vorhabens bilden experimentelle Untersuchungen an ausgewählten Prototypen zur Überprüfung der Wirksamkeit der durchgeführten Maßnahmen für die Steigerung der Werkzeugsteifigkeit. Die Maßnahmen selbst werden in einem Katalog als Hilfsmittel für den Werkzeugkonstrukteur in der Praxis zusammengefasst dargestellt.