Die Reibung stellt eine essentielle Größe des Zerspanungsprozesses dar. Sie beeinflusst nicht nur die Kräfte und Temperaturen am Werkzeug signifikant, sondern hat hierdurch auch einen entscheidenden Einfluss auf das Verschleißverhalten. Um die Reibung am Zerspanungswerkzeug genauer zu untersuchen, kommt am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover in einem aktuellen Forschungsprojekt modernste Kameratechnik bei der Analyse des orthogonalen Schnitts zum Einsatz.
In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt „Modellierung der Reibungsverhältnisse entlang verrundeter Schneidkanten“ ist es das Ziel, Reibkoeffizienten lokal aufgelöst entlang der Werkzeugschneide zu ermitteln. Hierzu werden Prozesskraftmessungen in Abhängigkeit der Spanungsdicke mit Kontaktlängen an der Spanfläche korreliert. Die Kontaktlängen werden auf Basis von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zeitaufgelöst bestimmt. „Durch die Kenntnis des lokalen Reibkoeffizienten können Werkzeuge und Prozesse optimiert werden, etwa durch eine angepasste Mikrogeometrie, verbesserte Schichtsysteme oder eine zielgerichtete Kühlschmierstoffzufuhr“ erläutert Projektbearbeiter Lars Ellersiek. Neben der Analyse lokaler Reibkoeffizienten lassen die Hochgeschwindigkeitsaufnahmen zudem die Bestimmung lokaler Materialfließgeschwindigkeiten, Dehnungen und Dehnraten zu, woraus sich erweiterte Kenntnisse über die Vorgänge im Zerspanungsprozess ableiten lassen.
Die Aufzeichnung des Zerspanungsprozesses wird mit einer neu angeschafften Hochgeschwindigkeitskamera Photron Fastcam Nova S20 realisiert. Um auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 500 m/min scharfe Bilder zu erzeugen, sind am Prüfstand zusätzlich zwei Hochleistungs-Lichtquellen integriert. Darüber hinaus wird derzeit eine Thermografiekamera zur Bewertung thermischer Effekte auf den Reibkoeffizienten beschafft. Der Zerspanungsprozess kann mit der vorhandenen Analysetechnik somit nahezu vollumfänglich charakterisiert werden.
Kontakt:
Für weitere Informationen steht Ihnen Lars Ellersiek telefonisch unter 0511 762 18234 oder per Mail unter [email protected] zur Verfügung.
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