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BIBEBUVABSc in MaschinentechnikSpannutgeometrie eines HochleistungsfräsersForschung und Entwicklung / Betreuer: Prof. Christian KobletExperte: Andreas ThülerProjektpartner: Fraisa SA, BellachDas Zerspanen von Materialien mit höheren Festigkeiten gewinnt in der heutigen Zeit immer mehr an Bedeutung.Damit das spanabhebende Fräsverfahren auch unter diesen Bedingungen wirtschaftlich bleibt,benötigt es eine ständige Entwicklung der Fräswerkzeuge.In dieser Arbeit galt es, das Spanverhalten in der Spannut zu untersuchen. Mit den gewonnenen Erkenntnissenkonnte die Spannut für einen optimalen Spanfluss sowie Spanauswurf ausgelegt werden. Durch dieNeuauslegung der Spannut sollte eine Leistungssteigerung von 20–30 % erreicht werden.Simon HugiAusgangslageHeute können durch die enormeEntwicklung in den letzten JahrenMaterialien bearbeitet werden, beidenen früher der Fräsprozess keinThema war. Das heutige Fräswerkzeugist mit all den optimiertenMikrogeometrien hoch komplex,bis auf die Spannut, welcheimmer noch nach früheren Annahmenausgelegt ist. Die Firma FraisaSA führte im Dezember 2011zum ersten Mal Werkzeuganalysenmittels einer Hochgeschwindigkeitskameradurch. Dabeikonnte ein enormes Leistungspotentialin der Optimierung derSpannut eruiert werden.VorgehenUm eine vertiefte Basis in der Spanentstehungsowie im Spanflusszu erhalten, startete die Arbeit miteiner erneuten und auf den Spanflussausgelegten Aufnahme desFräsprozesses. Mit 30’000 Bildernpro Sekunde konnte eine Tiefe derAnalyseform erreicht werden diebis jetzt noch nicht vorhandenwar. Die Auswertung der Videoszeigte einen Ansatz der Spanführung,welche die Spannut nur umeinen geringen Prozentsatz ausnützte.Um den genauen Spanflusszu eruieren, kam eine alteMethode der Auswertetechnikzum Einsatz. Mit einem normalenMarker wurde der ganze Fräsereingefärbt. Das Ziel war anhandden Schleifspuren die beim Fräsenentstehen, den genauen Spanflusszu ermitteln. Die Auswertungzeigte eine variable Ausnutzungder Spannut. In der Nähe derStirnfläche benötigt der Span wenigerPlatz als im Bereich der oberenSchneide. Ab einer Höhe vonetwa 5mm beginnt sich der Spanzu öffnen und kringelt nicht mehrso stark wie am Anfang. Durch dieSpananalyse ergaben sich die genauenMasse der benötigtenSpannut. Anhand dieser Erkenntnissekonnte die Spannut neu undoptimiert an den Spanfluss ausgelegtwerden.ErgebnisLeider konnte in der Zeit der Thesisarbeitder entworfene Prototypnicht produziert werden. Dadurchwurde ein Leistungstest hinfällig.Anhand eines Spannungsvergleicheswurde auf eine Leistungssteigerunggeschlossen. Der Vergleichergab eine Zunahme vonüber 20 %. Der rechnerische Vergleichder Festigkeit ergab nichtdas erhoffte Ziel, jedoch sind dabeidie thermischen sowie mechanischenEigenschaften nicht berücksichtigtworden. Die Er kenntnissedieser Arbeit sind trotzdeminnovativ und können die Entwicklungder Fräser beeinflussen.Hochgeschwindigkeitsaufnahme206 ti.bfh.ch