Deformationskontrolle zur Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit bei dünnwandigen Werkstücken

Bei der Drehbearbeitung wird das Werkstück durch Spannfutter mit drei oder vier Spannbacken in der Werkzeugmaschine fixiert. Bei der Bearbeitung dünnwandiger Werkstücke besteht dabei die Herausforderung, dass durch zu hoch eingestellte Spannkräfte das Werkstück unzulässig hoch deformiert wird. Die Fertigungstoleranz kann folglich nicht oder nur mit hohem Aufwand eingehalten werden. Mit einem neuartigen Spannfutter soll durch eine DEFormationsKONtrolle im Forschungsprojekt „DefCon“ Werkstückdeformationen gemindert und somit die Bearbeitungsgenauigkeit gesteigert werden. Dazu werden im Forschungsprojekt die folgenden Teilfunktionen erforscht und zu einem neuartigen Spannfutter zusammengeführt:

Mit einem elektro-hydraulischen Spannaktor wird ein hochkompakter Aktor entwickelt, der eine präzise Einstellung der Spannkraft ermöglicht. Die Spannkraft selbst wird dabei mittels einer neu entwickelten sensorischen Spannbacken detektiert. Mit der Kombination aus Spannaktor und sensorische Spannbacke eröffnet sich eine Regelung der Spannkraft, um z.B. fliehkraftbedingte Spannkraftschwankungen zu kompensieren. Hierbei soll die Spannbacke nicht nur eine Messung der Spannkraft, sondern auch die Messung von Prozesskräften ermöglichen. Die Spannkraft kann folglich auch an instationäre Prozesskräfte adaptiert werden. Zudem ermöglicht ein weiteres Messsystem erstmals die direkte Messung auftretender Werkstückdeformationen. Mit der Regelung der Spannkraft kann folglich auch eine Regelung von Werkstückdeformationen erfolgen. Hier lässt sich Ausschuss potentiell vermeiden.