Modellbasierte Bestimmung der Wärmeaufteilung in praxisrelevanten Trockenbearbeitungsverfahren

• Antragsteller: Dr.-Ing. Jens Sölter
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389472108

Das Ziel des Vorhabens ist es, den Wärmeeintrag aus der primären Scherzone in das Werkstück für kühlschmierstofffreie, praxisrelevante Zerspanverfahren in grundlegender, allgemein verwendbarer Form zu beschreiben. In der 1. Förderphase wurden hierzu Wärmeaufteilungsmodelle für die Prozesse Quasi-Orthogonalfräsen und Planumfangsfräsen erfolgreich entwickelt, validiert und angewandt. Das daraus entstandene Wärmeaufteilungsdiagramm ist in der Lage, den im Werkstück verbleibenden Anteil der Scherleistung in Abhängigkeit von zwei dimensionslosen Kennzahlen vorherzusagen. Dabei sind in den beiden Kennzahlen bislang die Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit, die Schnitttiefe, die Spanungsdicke, der Scherwinkel sowie eine hergeleitete prozessabhängige geometrische Konstante und die Temperaturleitfähigkeit des Werkstückmaterials berücksichtigt. In der hier beantragten 2. Förderphase soll die Methodik erweitert werden, um die Gültigkeit des Ansatzes für das Außenlängs-Runddrehen zu prüfen. Die veränderte Prozesskinematik ist in dem Wärmeaufteilungsmodell abzubilden. Vor allem aufgrund der Analogie des Einstellwinkels (Bezugsebene) mit dem Scherwinkel (Schneidennormalebene) ist der Einfluss der Werkzeuggeometrie auf die Wärmeaufteilung zu untersuchen. Durch eine systematische, modellbasierte Analyse aller untersuchten Prozesse soll ein prozessübergreifender funktionaler Zusammenhang für die Wärmeaufteilung gefunden werden. Der wissenschaftliche Neuheitsgrad und die Originalität des Vorhabens bestehen vor allem in der Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Wärmeaufteilung in praxisrelevanten Zerspanprozessen und deren Beschreibung durch prozessübergreifend gültige Größen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen