Labor Spanende Werkzeugmaschinen

Fertigungstechnik praxisnah erlernen

Lehre

Das Labor Spanende Werkzeugmaschinen bietet jedes Semester verschiedene Laborübungen für Studierende aus MAB/PS (6te Sem.) und im Rahmen eines Wahlpflichtmoduls an.
Die einzelnen Laborthemen sind:

Vorrichtungsbau (Spannen eines Werkstücks für eine Bearbeitung auf einer Fräsmaschine)
Drehen und Glattwalzen (CNC-Drehen mit unterschiedlichen Vorschüben und anschließendem Glattwalzen, um Oberflächen im Bereich von Rz 1μm zu erzeugen. Derartigen Prozesse kommen in vielen Bereichen der industriellen Fertigung vo (z.B. Hydraulikzylinder),
Hartdrehen und Schleifen eines gehärteten Bauteils (Vergleich der beiden in der industriellen Fertigung verwendeten Verfahren zur Herstellung hochbeanspruchter Präzisionsbauteile wie Getriebewellen oder Dehnschrauben),
Kraftmessung und Spanbildung beim Drehen (zur Bestimmung der Energieumsetzung beim Drehen (Kienzlesche Schnittkraftbeziehung) und Spanbildung bei unterschiedlichen Stellgrößen des Prozesses und
Zahnradbearbeitung (Herstellung und Prüfung eines Zahnrades durch Wälzfräsen und Profilfräsen).

Interessante Messtechnik am LSW

Röntgendiffratometer während der Messung

Röntgendiffraktometer

Die notwendige Erhöhung der Leistungsdichte antriebstechnischer Systeme sowohl durch Gewichtsreduzierung als auch durch verbesserte Werkstoffe führt zu immer höheren Anforderungen an die Fertigungsprozesse.
Seit 2011 nutzt das Labor Spanende Werkzeugmaschinen ein Röntgendiffraktometer der Firma Stresstech zur Messung von Eigenspannungen in kristallinen Werkstoffen, um Zusammenhänge zwischen der Prozessführung verschiedener Fertigungsverfahren und dem Festigkeitsverhalten von hochbelasteten Bauteilen (Antriebsachsen, Zahnräder, Dehnschrauben,...) aufzuzeigen. Dabei werden die Atomabstände in Tiefen von wenigen Mikrometern unterhalb der Oberfläche mit einer „weichen“ Röntgenstrahlung vermessen und die Spannungszustände im Werkstoff bestimmt,

Konfokalmikroskop

Seit 2016 besitzt das Labor Spanende Werkzeugmaschinen ein konfokales Laserscanningmikroskop VK-X150 der Firma KEYENCE. Damit lassen sich Oberflächen mit einer Auflösung im Nanometerbereich mikroskopieren, visuell darstellen und digital vermessen.

Ausstattung

Drehen
CNC-Drehmaschine GILDEMEISTER CTX400 (2001)
zyklengesteuerte DMT/KERN CD322 (2016)
PITTLER Drehautomat (ca. 1960)

Fräsen
5-achs Fräsmaschine von SPINNER VC360 (2010/2016)
3-achs Fräsmaschine KUNZMANN WF600MC
mit elektronischem Teilapparat (2016)

Zahnradfräsen
PFAUTER Wälzfräsmaschine (ca. 1960)
UNION (1952)

Glatt- und Festwalzen
diverse Werkzeuge von ECOROLL

Schleifen
Planschleifen – GEIBEL&HOTZ FS640Z (2016)
Außenrundschleifen – ROT CNC mit hydrostatischer Schleifspindel (2014/2016)

Röntgendiffraktometer
zur Bestimmung von Eigenspannungen und Restaustenit in metallischen Werkstoffen STRESSTECH G2 (2011)

Kraftmessung
zur Bestimmung von Bearbeitungskräften: div. KISTLER

Längenmessung
berühungslose Wegmesssysteme von μ-EPSYLON, WAYCON

Oberflächenanalytik
taktile Rauheitsmessgeräte von MAHR und TAYLOR HOBSEN

3D-Mikroskopie
hochauflösendes digitales Konfokalmikroskop von KEYENCE VK-X100

Modalanalyse
Schwingungsanalysator (M+P)

Bauteilfestigkeit
4-Punkt-Umlaufbiegeprüfstand POWER ROTABEND (SincoTec)

Wuchttechnik
Anlayse von Unwuchten (z.B. Schleifscheiben) PROFILINE (MPM)

Forschung

Seit 2010 werden im Fachgebiet Werkzeugmaschinen, Fertigungstechnik, Montage & Qualität verschiedene Forschungsvorhaben zusammen mit Unternehmen aus der Region (auch bilateral) durchgeführt.

Öffentlich geförderte Projekte unter Leitung von Prof. Lierse:

InnoDressTec - Innovatives Konzept zum Abrichten keramisch gebundener Schleifscheiben
BMWi/ZIM - zusammen mit DR. KAISER DIAMANTWERKZEUGE, Celle - Laufzeit: 2013-2015
Ziel: Erforschung neuer Parametergrenzen für den Einsatz einer neuer Abrichtwerkzeuggeneration beim Abrichten konventioneller Schleifscheiben

FeWaZahn - Inline-Festwalzen von Zahnradfußbereichen zur Steigerung der Tragfähigkeit
BMWi/ZIM - zusammen mit ECOROLL AG, Celle und SINCOTEC, Clausthal Zellerfeld - Laufzeit: 2015-2017
Ziel: Im Rahmen des Projektes wurde ein Werkzeugsystem zum Inline-Festwalzen des Zahnfußbereiches geradverzahnter Zahnräder entwickelt,
um höhere Druckeigenspannungen als beim Kugelstrahlen zu induzieren und die Zahnfußtragfähigkeit zu steigern.

ReduStressGear - Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur prozessabhängigen Steuerung eines Abrichtspindelsystems für die Reduktion von
Zugeigenspannungen beim Zahnflankenprofilschleifen
BMWi/ZIM - zusammen mit DR. KASIER DIAMANTWERKZEUGE, Celle - Laufzeit 2016-2019
Ziel: Im Rahmen des Projektes wird eine neuartige Prozessstrategie zum Abrichten von Profilschleifscheiben entwickelt.
MikroReib - Mikrostrukturschleifen von tribologisch hoch belasteten Kurbelwellen zur Reibungsreduzierung
EFRE - zusammen mit BÜCKER UND ESSING, Lingen - Laufzeit: 2018-2020 - mikroreib.wp.hs-hannover.de
Ziel: Im Projekt werden hochharte Kurbelwellenlagersitze durch einen Schleifprozess mikrostrukturiert, um die Reibverhältnisse
von Gleitlagersitzen mittels einer verbesserten Schmierfilmbildung zu verbessern.

Sowie bilateral, direkt geförderte Projekte:

Einfluss unterschiedlicher Schleifkornqualitäten und Abrichtregime auf die Ausbildung von Druckeigenspannungen an geschliffenen Werkstücken - FGS - Forschungsgemeinschaft Schleiftechnik e.V.
diverse Industrieprojekte

Die beiden wissenschaftlichen Mitarbeiter Timo-Rouven Kaul und Steffen Schulze promovieren an der Universität Magdeburg bei Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h.c. Dr. h.c. Dr. h.c. B.Karpuschewski (jetzt Universität Bremen).

Das Fachgebiet Werkzeugmaschinen, Fertigungstechnik, Montage & Qualität und das Labor Spanende Werkzeugmaschinen beteiligt sich am Forschungscluster Industrie 4.0 der Hochschlue Hannover forschungscluster.hs-hannover.de/industrie-40/.