In-situ Dehnungsmessung bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide

• Antragsteller: Professor Dr. Walter Reimers; Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 185778203

Der Zerspanprozess mit geometrisch bestimmter Schneide ist durch einen hochkomplexen Spanbildungsvorgang gekennzeichnet. Bis heute wurden zahlreiche Modelle entwickelt, die die Fließvorgänge bei der Spanbildung beschreiben und daraus eine analytische Berechnung von mechanischen und thermischen Zustandsgrößen wie Umformgrad, Spannung und Temperatur in der Spanbildungszone ableiten. Ein Grund, warum bis heute die Modelle zur Kinematik und Kinetik der Spanbildung jedoch auf zahlreichen vereinfachenden Annahmen beruhen, liegt in der stark erschwerten messtechnischen Erfassbarkeit des Prozesses selbst. Inhalt des ersten Forschungszeitraums war es, den Spannungszustand in der Spanbildungszone während des Zerspanprozesses mittels Synchrotron-Röntgenstrahlung ortsaufgelöst zu messen und dabei den Einfluss verschiedener Schnittparameter auf den Spannungszustand zu ermitteln. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen zur Überprüfung und Erweiterung bestehender Modellvorstellungen über die Spanbildung bei. Im beantragen zweiten Forschungszeitraum sollen weitere wesentliche Einflussgrößen auf den Spannungszustand mitbetrachtet werden. Dies sind die Aufbauschneidenbildung, die Mehrphasigkeit des Werkstoffgefüges sowie durch den Zerspanvorgang hervorgerufene mikrostrukturelle Veränderungen im Werkstoffgefüge. Materialkennwerte für letztgenannte Vorgänge sollen durch ECAP-Versuche (Equal Channel Angular Pressure) ermittelt und in ein Modell für die Zerspansimulation übertragen werden. Auf diese Weise können die Mikrostruktureigenschaften gezielt variiert und deren Einfluss auf den Spannungszustand untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen