Erzeugung hoher Oberflächengüten an partikelverstärkten Werkstoffen

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Technische Universität Chemnitz

Ein Ansatz besteht in der Nutzung von Wendeschneidplatten mit eingelaserten Spanleitstufen. Durch diese Struktur wird der Spanwinkel verändert und es ergibt sich ein anderer Spannungszustand in der Scherebene. Über die damit verbundenen Auswirkungen auf die Spanbildung lässt sich die entstehende Oberflächenstruktur beeinflussen. In Bild 3 sind die CVD-Diamant-Bestückungen der verwendeten Wendeschneidplatten mit einem Eckenradius von 0,8 mm dargestellt.

Die Schnittkraft ist die domonierende Komponente

Außer den vier Werkzeugen mit verschiedenen Spanleitstufen wurde als Vergleichsbasis auch eine Wendeschneidplatte mit ebener Spanfläche eingesetzt. Die einzelnen Werkzeuge unterscheiden sich in der Größe und Form der Spanleitstufen sowie den Spanwinkeln.

Während bei den Untersuchungen die Schnitttiefe mit ap = 0,5 mm sowie die Schnittgeschwindigkeit mit vc = 150 m/min konstant waren, wurde der Vorschub als wesentliche Einflussgröße auf die Oberflächenrauheit im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm variiert. Die Verschleißmarkenbreite der Werkzeuge mit Spanleitstufen lag bei den Versuchen im Bereich von 30 bis 60 µm und bei der Wendeschneidplatte mit ebener Spanfläche betrug sie etwa 70 bis 80 µm.

Wie Bild 4 zeigt, ist die Schnittkraft bei allen Werkzeugen die dominierende Kraftkomponente. Die höchsten Kräfte wurden beim Einsatz der Wendeschneidplatten ohne Spanleitstufe ermittelt, was allerdings auf die größere Verschleißmarkenbreite zurückzuführen ist. Die Bearbeitung mit dem Werkzeug 3 führte zu den niedrigsten Kräften, wohingegen die Werte für die anderen Wendeschneidplatten mit Spanleitstufe in etwa auf demselben Niveau liegen.

In Bild 5 ist ersichtlich, dass die Spanleitgeometrie auch bei unterschiedlichen Vorschüben wesentlichen Einfluss auf die Oberflächenrauheit hat. Eine Verringerung der Rauheit, die mit dem Werkzeug ohne Spanleitgeometrie erzielt worden ist, konnte jedoch ausschließlich mit der Wendeschneidplatte 3 erreicht werden.

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