Entwicklung und Integration eines FEM basierten Modells zur Berechnung des Werkzeugverschleißes

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Die Simulation von Zerspanungsprozessen hat in der Vergangenheit durch steigende Zuverlässigkeit weitere Anwendungsbereiche eröffnet, die den Bedürfnissen einer industriellen Anwendung der Simulation entsprechen. Werkzeugverschleiß ist dabei eine der prozesskritischsten Größen während der Zerspanung. Prädiktive Vorhersagen zur Beschreibung der Verschleißentwicklung sind daher von besonderem Interesse. Damit wäre der Grundstein zur Anwendung der Zerspanungssimulation als weitere Methode zur wirtschaftlichen Prozessausiegung gelegt. Ziel dieser Untersuchungen ist die Entwicklung und die Implementierung eines Verschleißmodells basierend auf der Finiten Element Methode in die Zerspanungssimulation. Damit lässt sich die Werkzeugverschleißentwicklung bei der spanenden Metallbearbeitung berechnen. Die in der Literatur vorhandenen Verschleißmodelle sind nur für einen eingegrenzten Anwendungsbereich konzipiert. Sie besitzen meist nur für ein bestimmtes Bearbeitungsverfahren mit einem eingeschränkten Zerspanparameterbereich Gültigkeit. Daher sind neue Modelle und Methoden für die FEM zu entwickeln, um eine umfassende Verschleißsimulation für einen erweiterten Anwendungsbereich zu ermöglichen. Diese Untersuchung bildet die Grundlage zur Anwendung der Verschleißsimulation auf Bearbeitungsverfahren wie zum Beispiel das Fräsen, das Drehen, das Räumen, oder andere. Eine Übertragbarkeit ist bei gleichen Werkstoff/Schneidstoff-Randbedingungen ohne weiteres möglich, sofern ein kinematisches Zerspanungssimulationprogramm vorliegt oder erstellt werden kann.