Frässpindel mit motorintegrierter aktiver Dämpfung

Die Produktivität aktueller Zerspanprozesse wird oftmals durch das Auftreten unerwünschter Schwingungseffekte an der Hauptspindel, sogenannten Ratterschwingungen, begrenzt.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine innovative Methode zur Dämpfung bzw. Unterdrückung von Ratterschwingungen an Hauptspindeln in Werkzeugmaschinen und damit zur Erhöhung der Prozessproduktivität entwickelt und untersucht. Grundlage der Methode ist eine elektromagnetische Schwingungsdämpfung durch einen Aktor, der in das Aktivteil einer Motorspindel integriert wird und damit Dämpfungskräfte direkt auf die Spindelwelle appliziert. Auf Basis von Finite-Elemente-Simulationen wird die Dämpfungsmethode eingehend theoretisch untersucht. Mit dem Entwurf und Aufbau eines aktiv gedämpften Frässpindelprototyps wird ferner eine experimentelle Untersuchung der Methode durchgeführt. Je nach verwendetem Fräswerkzeug wird durch die aktive Dämpfung eine Erhöhung der stabilen Schnitttiefe und damit der Produktivität des Fräsprozesses um bis zu 300% erreicht.