Karriere am WZL

 

Masterarbeit oder Bachelorarbeit

am Forschungsbereich Technologie der Fertigungsverfahren, Abteilung Zerspantechnologie, Gruppe Produkt- und Prozessüberwachung
 

Analytische Kraftmodellierung

Seit den 1950er Jahren gibt es verschiedene Ansätze die Zerspankraft durch empirische Modelle zu simulieren. Bedeutend sind u.a. das exponentielle Kraftmodell nach Kienzle (1952) und der lineare Ansatz nach Altintas (2012). Analytische Modelle können durch eine mathematische Gleichung ausgedrückt werden, benötigen jedoch häufig empirisch ermittelte Koeffizienten. Sie gelten nur für einen bestimmten Prozessbereich und müssen daher jeweils neu identifiziert werden. Die Modelle können anschließend, z.B. zur Prozessauslegung verwendet werden. Dafür wird der Kraftverlauf mit Hilfe des Modells und den geometrischen Eingriffsbedingungen des Fräsers simuliert.

Diese Modelle sind in der Regel für gerade Schnitte und ideale Fräser erstellt worden. Um komplexere Geometrien, wie z.B. gedrallte Fräser abbilden zu können, wird die Fräserachse in kleine Segmente unterteilt, in denen die Schneide als gerade angenommen wird. Bei mehrschneidigen Fräsern kommt durch Ungenauigkeiten in der Herstellung des Werkzeugs ein sogenannter Rundlauffehler hinzu. Dieser kann nicht wie beim Autoreifen ausgewuchtet werden, muss also im Modell abgebildet werden. Auch hierfür existieren unterschiedliche Ansätze.

Die Modellkoeffizienten und der Rundlauffehler können anhand von Messschrieben bestimmt werden. Dazu wird eine einfache Optimierung unter Nebenbedingungen durchgeführt (in diesem Fall auch als „curve fitting“ bezeichnet). Verschiedene Optimierungsalgorithmen stehen als Softwaretools zur Verfügung.
Im Kontext der analytischen Modellierung der Aktivkraft beim Fräsen werden verschiedene Arbeiten angeboten. Diese können die Bereiche
• Kraftmodelle
• Rundlauffehlermodellierung
• Erweiterung der Fräsergeometrien
• Identifikation
umfassen.
 
Voraussetzungen:

• Motivation für das Thema
• Zuverlässige und eigenständige Arbeitsweise
• Kenntnisse in Programmierung (zur nummerischen Simulation in Matlab) sind nicht nötig und können im Laufe der Arbeit erworben werden



Geboten wird:
• Umfangreiche Betreuung
• detailierte Einarbeitung in Matlab
• Die Anwednung von im Studium erlerntem Wissen in der Praxis
• Sehr gutes Arbeitsklima
Zeitaufwand: 300,00 Arbeitsstunden

Ansprechpartner(in):
Max Schwenzer
 
Herwart-Opitz-Haus 53B 314
Tel.: +49 241 80-28021
Fax: +49 241 80-22293
Mail: M.Schwenzer@wzl.rwth-aachen.de