Einfluss der Resonanz auf die Rauhigkeit eines gefrästen Teils

Bei praktischen Anwendungen im Zusammenhang mit der Bearbeitung eines Werkstücks ist die Resonanzfrequenz immer ein wichtiger Parameter, der berücksichtigt werden muss. Der Materialabtrag ist ein fester Bestandteil des gesamten Bearbeitungsprozesses, daher gibt es Schwankungen in der Masse des Werkstücks. Da sich die Geometrie des Werkstücks ändert, gibt es außerdem Schwankungen in der Steifigkeit in einer bestimmten Richtung. Diese beiden Parameter bestimmen die Eigenfrequenz eines Objekts und bestimmen zusammen mit dem Dämpfungsfaktor auch die Resonanzfrequenz. Bei einem Fräsprozess, bei dem das Werkzeug mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, können zu verschiedenen Zeitpunkten Erregungswerte nahe der Resonanzfrequenz des Werkstücks (die sich mit dem Materialabtrag ständig ändert) erreicht werden. Dieser Zustand sollte vermieden werden, da ein in seiner Resonanzfrequenz erregtes Werkstück dazu neigt, große Schwingungsamplituden zu erreichen, was für den Prozess katastrophale Folgen haben kann, die zu einer schlechten Oberflächengüte und in kritischeren Situationen zu katastrophalen Maschinen- und Werkzeugausfällen führen. Um Erregungen unter diesen Bedingungen zu vermeiden, ist die numerische Simulation ein geeignetes Verfahren zur Vorhersage der Schwingungsfrequenzen.