Entwicklung und Verifizierung eines konstitutiven Ansatzes zur Ermittlung von Hochgeschwindigkeitsfließkurven mittels des Zerspanprozesses

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.01.2018 bis 31.12.2019
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

Telephone

work Phone
+49 241 80 28174

E-Mail

 

Die simulationsgestützte Prozessentwicklung und -auslegung bietet im Vergleich zur konventionellen empirischen Prozessauslegung auf Basis von experimentellen Zerspanversuchen das Potential zur Reduzierung der Entwicklungszeit und -kosten von Zerspanprozessen. Zur Modellierung von Zerspanprozessen sind verschiedene Eingangsmodelle notwendig. Neben dem Reibmodell zur Beschreibung der mechanischen Interaktion zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück werden thermische Modelle und Materialmodelle benötigt. Die Ermittlung von Materialmodellen stellt die Fertigungstechnik aufgrund des im Zerspanprozess wirkenden thermo-mechanischen Belastungskollektivs vor große Herausforderungen. Dies ist dadurch begründet, dass die im Zerspanprozess auftretenden Dehnungen, Dehnraten und Temperaturen nur unzureichend durch konventionelle Materialtests abgebildet werden können.

In diesem Forschungsprojekt wird daher ein inverser Ansatz verfolgt, bei dem mittels der FEM-Spanbildungssimulation eine Methodik zur Bestimmung von Parametern von Materialmodellen geschaffen wird. Hierzu werden die aus experimentellen orthogonalen Zerspanversuchen ermittelten Zerspankraftkomponenten, Zerspantemperaturen und -felder sowie die Spanform und -bildung als Validierungsgrößen der FEM-Spanbildungssimulation herangezogen. Durch einen Vergleich zwischen experimentell und simulativ ermittelten Kenngrößen kann bei ausreichend guter Übereinstimmung das Materialmodell sowie die ermittelten Parameter als valide angenommen werden.