Werkzeugverhalten unter thermomechanischer Wechselbelastung beim Fräsen von Verbunden

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Bei der Zerspanung von Verbunden, bei denen die Werkstoffe nebeneinander angeordnet sind (Parallelverbunde), z.B. bei der Fräsbearbeitung von Zylinderkopfflächen mit eingepressten Laufbuchsen, kommen beide Werkstoffe abwechselnd in den Eingriff der Werkzeugschneide. Die hieraus resultierende wechselnde thermomechanische Belastung führt zu hohem Werkzeugverschleiß. Ziel des Vorhabens ist die Erstellung von Zerspanmodellen, welche eine Vorhersage des Verschleißverhaltens in Abhängigkeit der Werkstoffeigenschaften für die Fräsbearbeitung von Verbunden ermöglichen. Mittels Experimenten und Simulationen sollen, nach Aufbau und Anpassung der Simulationssysteme, die zeitlich und lokal wirkenden Temperaturen und Spannungen am Schneidkeil ermittelt und mit deren Hilfe die grundlegenden Ursachen des Verschleißverhaltens ergründet werden. Für die erfolgreiche numerische Simulation des Spanvorganges sind experimentell basierende, geschlossen formulierte Materialmodelle zur Beschreibung des Fließverhaltens der einzelnen Werkstoffe der Parallelverbunde aufzustellen. Neben dem mechanischen Verhalten werden die thermischen Eigenschaften der Einzelwerkstoffe ermittelt und entsprechend berücksichtigt. Die gemessenen Kräfte und Temperaturen im Zerspanprozess dienen zur Validierung der Materialmodelle und des Simulations-Setups.