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Mikrozerspanung mit magnetostriktiv oszillierenden Spindeln

Mario G Rothenburg

Published by Shaker Verlag Jan 2003, 2003
ISBN 10: 383221075X / ISBN 13: 9783832210755
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Bibliographic Details


Title: Mikrozerspanung mit magnetostriktiv ...

Publisher: Shaker Verlag Jan 2003

Publication Date: 2003

Binding: Taschenbuch

Book Condition: Neu

Description:

Neuware - Die Dissertationsschrift setzt sich mit der Entwicklung und dem praktischen Einsatz von oszillierenden Bearbeitungsvorrichtungen bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide auseinander, um den Einfluss der rotierenden und axial schwingenden Werkzeugbewegung beim Bohren anhand unterschiedlicher Werkstoffe zu untersuchen. Der erste Teil der Arbeit dient der Vorbereitung der konstruktiven Auslegung der verwendeten magnetostriktiven Oszillatoren. Es steht die Charakterisierung des schwingungsfähigen Werkstoffes Terfenol-D im Vordergrund. Mithilfe von vorgestellten Messeinrichtungen für statische und dynamische Untersuchungen, werden die wichtigsten Eigenschaften ermittelt und diskutiert, die für die Anwendung dieses Werkstoffes von Nutzen sind. Die statischen Untersuchungen beschäftigen sich mit der Abhängigkeit der magnetostriktiven Längsdehnung vom aufgebrachten magnetischen Feld, der mechanischen Vorsparmung und der Temperatur. Bei den dynamischen Untersuchungen werden die Auswirkungen der Trägheitskräfte, der unterschiedlichen Aussteuerungsforrnen und der Einfluss der Wirbelströme näher betrachtet. Aus den gewonnenen Kennlinien werden wichtige Kenndaten und Zusannnenhänge extrahiert, die bei der konstruktiven Gestaltung eines magnetostriktiven Oszillators maßgebend sind. Die vorgefundenen physikalischen Abhängigkeiten werden größtenteils für einen Querschnitt der auf dem Markt befindlichen Materialien beschrieben. Der angrenzende Themenkomplex beschäftigt sich mit den einzelnen Aspekten der Konzeption von oszillierenden Bearbeitungsvorrichtungen. Neben den allgemeinen Anforderungen werden hier die Anordnung und der Aufbau der einzelnen mechanischen Komponenten grob beschrieben. Anschließend werden die konstruktiven Eigenarten, die sich aus dem Einsatz von Terfenol-D ergeben, genauer betrachtet. Eingegangen wird auf die Auslegung der mechanischen Vorspannung, die Definition und Berechnung des schwingungsfahigen Systems, die Wahl der Werkstoffe der einzelnen Funktionselemente und die Auslegung des elektromagnetischen Systems mit einer optimalen Magnetspule und einem magnetischen Rückfluss. Im weiteren werden aufgrund der Problematik der verlustbedingten Erwärmung der Bauteile, die unterschiedlichen Wärmequellen genannt, Vermeidungsstrategien vorgeschlagen und Möglichkeiten der Kühlung aufgezeigt. Abschließend werden zwei verwirklichte Vorrichtungen vorgestellt. Für die Bearbeitung von metallischen Werkstoffen ist dies erstens ein Schwingkopf, der für Schwingungsfrequenzen bis 3kHz geeignet ist. Im weiteren wird eine spezielle Spindel beschrieben, die bei Frequenzen bis 10kHz und somit zur Bearbeitung von sprödharten Materialen eingesetzt werden kann. Der letzte Themenbereich der Arbeit setzt sich mit den durchgeführten zerspanungstechnologischen Untersuchungen auseinander. Es werden Versuche aufgeführt, die unter Einsatz der entwickelten Bearbeitungsmaschinen erarbeitet wurden. Um in den Bereich der Mikrozerspanung zu gelangen, wurden handelsübliche Spiralbohrer mit Durchmessern unter 500µm eingesetzt. Bei der Bearbeitung von Metallen stellte sich heraus, dass sich eine Reduzierung der Vorschubkraft, eine Verringerung der Spanlängen und höhere Standzeiten durch die Schwingungsüberlagerung ergeben. Der zugrundeliegende Zerspanungsmechanismus wird theoretisch ausgearbeitet und praktisch verifiziert. Auch bei der Bearbeitung von Silizium konnten Auswirkungen auf die Vorschubkraft festgestellt werden. Verbesserungen des Bearbeitungsprozesses ergaben sich in der Reduzierung der typischen Materialschädigungen im Oberflächenbereich und durch die Stabilisierung des Bohrprozesses. Außerdem wirkt das Bohrverfahren offensichtlich dem Verlauf des Bohrers entgegen. 194 pp. Deutsch. Bookseller Inventory # 9783832210755

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