Spindelschwingungen beim Hochgeschwindigkeitsfräsen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Spindelschwingungen beim Hochgeschwindigkeitsfräsen untersucht. Charakteristisch ist dabei, dass die biegekritische Eigenfrequenz der eingesetzten Motorspindeln durch die Zahneingriffsfrequenz direkt angeregt werden kann. Für diese Untersuchungen wurde ein Messverfahren zur Ermittlung der Relativbewegung zwischen Spindelwelle und -gehäuse entwickelt. Des Weiteren wurde ein Programm zur numerischen Simulation des Schwingungsverhaltens von Motorspindeln beim Hochgeschwindigkeitsfräsen erstellt. Es konnten drei Betriebszustände identifiziert werden, bei denen es zu übermäßig starken Schwingungen kommt: im Fall der direkten Anregung der biegekritischen Eigenfrequenz durch die Zahneingriffsfrequenz, bei Auftreten selbsterregter, radialer Schwingungen und insbesondere bei Auftreten selbsterregter, axialer Schwingungen. Die Schwingungsamplituden der Werkzeugspitze überschreiten in diesen Fällen die Spandicke bzw. den Zahnvorschub. Die Hertzsche Flächenpressung im Kugelkontakt des höchstbelasteten Lagers übersteigt dabei den der statischen Tragfähigkeit zu Grunde gelegten Wert.