Simulationsgestützte Prozessgestaltung von Zerspanprozessen in der Automobilindustrie

Koehler, W.1, a; Wiederkehr, P.2, b

1)
Robert Bosch GmbH, Robert-Bosch-Str. 40, 96050 Bamberg
2)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) Wolfgang.Koehler4@de.bosch.com; b) wiederkehr@isf.de

Kurzfassung

Die heutigen Anforderungen an die Serienproduktion, u. a. in Form von verkürzten Produktentstehungszyklen sowie reduzierten Takt- und Lieferzeiten bei gleichzeitiger Einhaltung der Qualität, steigen stetig an. Um kosten- und zeitintensive Einfahrprozesse zu reduzieren und die Fertigung zu optimieren, können Prozesssimulationen eingesetzt werden. Diese Simulationen bieten aber nicht nur die Möglichkeit, bestehende Prozesse simulationsgestützt zu analysieren, sondern auch diese bereits in die konstruktive Auslegung der Prozesse zu integrieren, um die geforderten Bauteile fertigungsgerecht und damit effizient und wirtschaftlich gestalten zu können. Am Institut für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dortmund wird eine derartige Software zur Simulation von spanenden Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide entwickelt. In einer gemeinsamen Studie der Robert Bosch GmbH und des Instituts für Spanende Fertigung wurde die Einsatzfähigkeit dieses Simulationssystems zur Analyse und Optimierung von Fertigungsprozessen in der Großserienfertigung untersucht. Als beispielhafter Fertigungsprozess wurde die Fräsbearbeitung von Einspritzpumpen analysiert. Aufgrund der hohen Stückzahl der zu fertigenden Gehäuse besteht ein großer Bedarf, die Linientaktzeit zu reduzieren. Dabei müssen allerdings sämtliche Operationen aufeinander abgestimmt werden, um insbesondere auch die Taktzeit an Engpassmaschinen durch eine Reduktion der Bearbeitungszeit bzw. ein Verschieben der Zerspanprozesse zu senken (Line-Balancing). Zur Bewertung der Einsatzfähigkeit der Prozesssimulation wurde das Fräsen axialer Planflächen an den genannten Pumpengehäusen untersucht. Hierbei konnte ein Abgleich zur bestehenden Fertigung durchgeführt und Ansätze für eine spätere Optimierung aufgezeigt werden. In einem weiteren Schritt wurde ein Bauteil aus der Entwicklungsphase analysiert, für dessen Bearbeitung die Maschinen und Prozessketten noch nicht endgültig festgelegt waren. Das Ziel der virtuellen Fertigung bestand darin, den geplanten Fräsprozess und das ausgewählte Maschinenkonzept zu beurteilen und die Prozessschritte gegebenenfalls auf den Anwendungsfall anzupassen und zerspanungsgerecht auszulegen.

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. 436-443