Zerspankraft, Werkzeugbeanspruchung Und Verschleiß Beim Fräsen Mit Hartmetall

ISBN-13: 9783540115069 / Niemiecki / Miękka / 1982 / 238 str.

M. Ma1/4ller

Opis

1.1 Vorbemerkungen Die Entwicklung neuer und die Verbesserung konventioneller Produktionstechnologien mit dem Ziel der Minimierung der Ge samtkosten eines Fertigungsprozesses bei gleichbleibender guter Funktionsfahigkeit des Endprodukts gewinnt vor dem Hintergrund der heutigen Wirtschaftssituation entscheidende Bedeutung. Die herkammlichen Produktionstechnologien verftigen auch heute noch tiber betrachtliche Reserven, die durch gezielte Verfahrensverbesserungen nutzbar gemacht werden kannen [1J. Bei den spanenden Bearbeitungsverfahren Drehen und Frasen wurde bisher versucht, auf zwei grundsatzlich verschiedenen Wegen eine Wirtschaftlichkeitssteigerung zu erreichen: ProzeBlenkung mit ACO-Systemen Gezielte Beeinflussung der Randbedingungen des Prozesses aufbauend auf den Ergebnissen von Zerspanungsuntersuchungen Wahrend der industrielle Einsatz von ACO-Regelungen, ins besondere beim Frasen, bisher am Fehlen geeigneter Ver schleiBsensoren scheiterte, bestehen bei der Anwendung von Zerspankraft- und VerschleiBkenngraBen erhebliche Unsicher heiten dartiber, inwieweit die bei bestimmten Randbedingun gen ermi ttel ten Forschungsergebniss'e auf andere Eingangs graBen tibertragen werden dtirfen, und mit welchen Abweichun gen gegebenenfalls zu rechnen ist. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zur Klarung dieser letztgenannten Zusammenhange am Beispiel des Frasens einen Beitrag zu leisten. - 19 - 1.2 Stand des Wissens 1.2.1 Verfahren Frasen Das Fertigungsverfahren Frasen ist nach DIN 8580 [2J in die Hauptgruppe Trennen einzuordnen. Es gehort zu den spanenden Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Das Frasen ist gekennzeichnet durch eine zykloidenformige Schnittbewe gung, durch den unterbrochenen Schnitt und eine vom Ein griffswinkel abhangige, variable Spanungsdicke."

Spis treści

0. Bezeichnungen und Abkürzungen.- 0.1 Bezeichnungen.- 0.2 Abkürzungen.- 1. Einleitung.- 1.1 Vorbemerkungen.- 1.2 Stand des Wissens.- 1.2.1 Verfahren Fräsen.- 1.2.2 Zerspankraft beim Fräsen.- 1.2.3 Die Werkzeugbeanspruchung bei der spanenden Bearbeitung.- 1.2.4 Der Werkzeugverschleiß beim Fräsen.- 1.2.5 Standzeitfunktionen.- 1.3 Aufgabenstellung und Abgrenzung des Versuchsbereichs.- 2. Versuchsdurchführung und Messgeräte.- 2.1 Versuchsmaschine.- 2.2 3-Komponenten-Me3plattform.- 2.2.1 Allgemeine Anforderungen.- 2.2.2 Ausgeführte Anlage.- 2.3 Datenerfassungsanlage.- 2.3.1 Hardwarekonfiguration.- 2.3.2 Softwarekonfiguration.- 2.4 Verschleißmessung.- 2.4.1 Verschleißmessung mittels kapazitivem Verschleißsensor.- 2.4.2 Verschleißmessung mittels Meßmikroskop.- 2.4.3 Rasterelektronenmikroskop und Mikrosonde.- 2.5 Versuchswerkzeuge und Versuchswerkstücke.- 2.6 Fehlerabschätzung.- 3 Analyse der Mechanischen und Thermischen Schneidteilbeanspruchung beim Fräsen.- 3.1 Belastung des Schneidteils durch äußere Kräfte.- 3.1.1 Grundlagen.- 3.1.2 Zerspankraftkomponenten und ihre Ein£lußgrößen.- 3.1.2.1 Berechnung der Zerspankraftkomponenten beim Fräsen.- 3.1.2.2 Einfluß des Fertigungsverfahrens.- 3.1.2.3 Einfluß des Fräsverfahrens.- 3.1.2.4 Einfluß der Schnittgeschwindigkeit.- 3.1.2.5 Einfluß der Werkzeugwinkel.- 3.1.2.6 Einfluß des Werkstoffs.- 3.1.2.7 Einfluß des Kühlschmiermittels.- 3.1.2.8 Einfluß des Werkzeugverschleißes.- 3.1.3 Berechnung der Zerspankraftkomponenten an vollbestückten Fräsern.- 3.2 Mechanische und thermische Beanspruchung des Schneidteils.- 3.2.1 Mechanische Beanspruchung des Schneidteils durch äußere Kräfte.- 3.2.1.1 Berechnungsmethode.- 3.2.1.2 Randbedingungen.- 3.2.1.3 Aufbau des Rechenmodells (MFE-Netz).- 3.2.1.4 Ergebnisse der MFE-Berechnungen.- 3.2.1.4.1 Verformungen.- 3.2.1.4.2 Spannungsverteilung bei neuwertiger Schneide.- 3.2.1.4.3 Spannungsverteilung bei verschlissener Schneide.- 3.2.1.4.4 Hauptspannungsrichtungen.- 3.2.1.4.5 Folgerungen aus den MFE-Berechnungen im Hinblick auf die Geometrie und den Verschleiß des Schneidteils.- 3.2.2 Thermische Beanspruchung des Schneidteils.- 3.2.2.1 Grundlagen.- 3.2.2.2 Wärmeleitungsmodell und Randbedingungen.- 3.2.2.3 Temperaturverlauf und temperaturbedingter Spannungsverlauf im Schneidteil.- 4. Analyse des Verschleissprozesses beim Fräsen.- 4.1 Systemanalyse.- 4.2 Verschleißmechanismen.- 4.2.1 Abrasion.- 4.2.1.1 Grundlagen.- 4.2.1.2 Meßstellen und Darstellungsmöglichkeiten.- 4.2.1.3 FreiflächenverschleiB.- 4.2.2 Plastische Deformation.- 4.2.2.1 Grundlagen.- 4.2.2.2 Erscheinungsformen.- 4.2.3 RiBbildung.- 4.2.3.1 Grundlagen.- 4.2.3.2 Berechnungsmöglichkeiten.- 4.2.3.3 RiBverlauf.- 4.2.3.3.1 Kammrisse.- 4.2.3.3.2 Querrisse auf der Sparfläche.- 4.2.3.3.3 Querrisse auf der Freifläche.- 4.2.3.3.4 Verschleißformen beim Einsatz von Kühlschmiermittel.- 4.2.4 Diffusion.- 4.2.4.1 Grundlagen.- 4.2.4.2 Meßstellen.- 4.2.4.3 Kolkverschleiß.- 5. Verschleissmodell.- 5.1 Analytische Beschreibungsmöglichkeiten von Verschleißvorgängen.- 5.2 Entwicklung eines Modells zur Beschreibung des Freiflächenverschleißes beim Fräsen.- 5.3 Bestimmung der Parameter der Verschleißfunktion.- 5.4 Gegenüberstellung gemessener und berechneter Verschleißkurven.- 5.5 Kurzprüfverfahren zur Berechnung des Freiflächenverschleißes für die Anwendung in der Praxis.- 6. Zusammenfassung.- 7. Schrifttum.