Grundlagen der Verschleißmechanismen und Verschleißmodellierung für instationäre Drehprozesse

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470846572

Bei der spanenden Bearbeitung treten hohe thermomechanische Beanspruchungen des Schneidkeils auf, die Verschleiß am Werkzeug verursachen. Dabei bilden sich charakteristische Verschleißformen aus. Diese Verschleißformen werden von der Materialpaarung Werkzeug - Werkstoff, der Werkzeuggeometrie und von den Prozessbedingungen beeinflusst. Die Beanspruchung des Schneidkeils bei der Drehbearbeitung im kontinuierlichen Schnitt und stationären Prozessstellgrößen ist, abgesehen von Verschleißeffekten, nahezu konstant. Hierdurch breitet sich der Verschleiß im Bereich der höchsten Belastung am Schneidkeil kontinuierlich aus. Dies kann den Schneidkeil mechanisch schwächen und zu einem Schneidkantenbruch führen, der ein Totalversagen des Werkzeugs bedeutet und das Werkstück maßgeblich beschädigen kann. Durch Verwendung von instationären Prozessstellgrößen kann die maximale Belastung und der Ort, an dem sie wirkt, zeitlich verändert werden. Voruntersuchungen zu diesem Vorhaben haben gezeigt, dass dadurch die Standzeit um bis zu 40 % gegenüber stationären Prozessen gesteigert werden kann. Allerdings besteht heute nur wenig Wissen über den Einfluss instationärer Prozessführung in Zer-spanprozessen auf das Werkzeugverschleißverhalten. Eine Prozessauslegung mittels existierender Verschleißmodelle ist nicht möglich, da diese von einer zeitlich konstanten Belastung ausgehen. In dem hier beantragten Vorhaben sollen daher die grundlegenden Zusammenhänge zwischen den Stellgrößen instationärer Zerspanprozesse, der resultierenden Belastung und den hierdurch bedingten Werkzeugverschleißmechanismen erforscht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen