Dynamische Parameteranpassung bei der Bohrungsherstellung in faserverstärkten Kunststoffen unter zusätzlicher Berücksichtigung der Einspannsituation

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eröffnen neue Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung für hochbelastete Bauteile in zahlreichen Industriesegmenten. Zur Ermöglichung der zahlreichen Anwendungen muss innerhalb der Prozesskette auch die Bohrungsbearbeitung und die Spanntechnik zur Vermeidung von Schädigungen beherrscht werden.
Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung einer neuen Bearbeitungsstrategie, die Schädigungen bei der Bohrungsbearbeitung von CFK reduziert und zusätzlich die Werkzeugstandzeit erhöht. Zur Realisierung dieses Ziels wird die Vorschubgeschwindigkeit dynamisch in Abhängigkeit des Verschleißzustandes des Bohrers angepasst, um vordefinierte Eingriffsverhältnisse zwischen der Schneidkante und dem Werkstück konstant zu halten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Werkstückschädigungen geringer sind, wenn Eingriffsverhältnisse eingestellt werden, bei denen der Vorschub je Zahn senkrecht zur Schneidkante größer ist als der aktuelle Schneidkantenverschleiß. Zudem wird mit einer Variation der Eingriffsverhältnisse die Möglichkeit der Selbstschärfung der Schneidkanten untersucht.
Mit den Untersuchungen der Spanntechnik konnte festgestellt werden, dass unterhalb eines werkstoffspezifischen Einspannabstandes keine Verschlechterung der Qualität entsteht. In weiteren Untersuchungen wurde die Variation der Bohrungsparameter aufgrund der Durchbiegung des Bauteils untersucht. Diese Untersuchungen zeigen, dass der tatsächliche Vorschub je Zahn in den unterschiedlichen Bohrungsphasen nicht konstant ist.
Zuletzt wird mit der Kombination der Methode der dynamischen Vorschubanpassung und der Spanntechnik eine Vorgehensweise vorgestellt, die die Einhaltung des voreingestellten Vorschubs je Zahn unabhängig von der aktuellen Durchbiegung des Bauteils ermöglicht.