Entwicklung des Softwaremoduls ToolSimulation zur Bestimmung der Zerspanungsleistung von Gewindewerkzeugen unter Einsatz des Konstruktionsmoduls ToolDesign

Schniering, B.1, a; Özkaya, E.2, b; Koenen, H.-G.1, c

1)
Schumacher Precision Tools GmbH, Kueppelsteiner Strasse 18-20, 42857 Remscheid
2)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) schniering@schumachertool.de; b) oezkaya@isf.de; c) koenen@schumachertool.de

Kurzfassung

Werkzeughersteller sind bei der Konstruktion von Gewindewerkzeugen für neue Aufgabenstellungen auf die variantenreiche Produktion von Testwerkzeugen und deren Feldversuche angewiesen. Allein bei der Schumacher Precision Tools GmbH werden jährlich 3.000 bis 4.000 neue Werkzeuge konstruiert. Für diese ist derzeit bei neuen Einsatzfeldern eine gesicherte Aussage über den späteren Einsatzerfolg nur durch zeit- und kostenaufwändige Prototypen möglich. Da sich dieser Entwicklungsaufwand, für neue Produkte im Bereich aller Ressourcen vom Materialeinsatz bis zum Energieverbrauch, marktbedingt nicht im Produktpreis wiederspiegelt, ist es notwendig, schlankere Entwicklungsverfahren für neue Präzisionswerkzeuge zu entwickeln.

Mit aktueller Standardsimulationssoftware kann die Werkzeugentwicklung nur in geringem Umfang unterstützt werden, da trotz der Fortschritte der letzten Jahre weiterhin große Unsicherheiten hinsichtlich der quantitativen Resultate herrschen. Insbesondere beim Gewindebohren ist die Rechenzeit einer Simulation, basierend auf der Finiten Element Methode (FEM), aufgrund der hohen geometrischen Werkzeugkomplexität mit einer Vielzahl an Schneiden mit unterschiedlichen Eingriffssituationen zu lang.

Der Anspruch des Präzisionswerkzeugherstellers Schumacher Precision Tools GmbH war es, ein System zu schaffen, mit dem aus ökonomischer Sicht für Werkzeughersteller der KMU-Klasse Wettbewerbsvorteile generierbar sind. In einem Kooperationsprojekt mit dem Institut für spanende Fertigung (ISF) der Technischen Universität Dortmund wurde ein Softwaremodul entwickelt, welches es dem Konstrukteur ermöglicht, bereits während des Konstruktionsprozesses Werkzeuggeometrien mit Hilfe eines FEM-basierten Zerspanungsprozesses zu testen [1].

Schlüsselwörter

FEM-Spanbildungssimulation, 3D-Gewindebohrsimulation, FEM-basiertes Softwareentwicklung

Veröffentlichung

In: Spanende Fertigung, 7. Ausgabe, Biermann, D. (Hrsg.), Vulkan Verlag, Essen, 2017, ISBN 978-3-8027-2989-8 (print), 978-3-8027-3052-8 (ebook), S. 191-198