Untersuchung von Schneidkantenarchitekturen im Bezug auf den Zerspanprozess

In frühen Untersuchungen der Zerspantechnik wurden lediglich makrogeometrische Einflüsse wie der Spanwinkel bzw. technologische Parameter, wie die Schnittgeschwindigkeit oder die Vorschubgeschwindigkeit hinsichtlich ihres Einflusses auf die Zerspankraft oder Verschleißverhalten betrachtet. Vorzeitiger Werkzeugausfall durch Überlastung der Schneidkante wurde vorwiegend durch „Einfahren“ verhindert. In der Phase des „Einfahrens“ wird ein neues Werkzeug mit verringerten Schnittparametern eingesetzt. Dies führt zu einem minimalen Verschleiß der Werkzeugkante, welcher dann diese vor dem Bruch schützt. Aus wirtschaftlicher Sicht ist eine solche Werkzeugbehandlung aufgrund der verringerten Zerspanleistung während des „Einfahrens“ äußerst ungünstig. Eine weitere Möglichkeit zur Verhinderung eines frühzeitigen Kantenausbruches, war das manuelle Anbringen, z. B. durch Schleifen, eines Anfangsverschleißes. Durch diese Methode kann der durch den Verschleiß aufgetretene Schneidkantenversatz direkt gemessen und korrigiert werden. Hierdurch wird ein konstanteres Arbeitsergebnis gewährleistet. Der Erfolg dieser Methode war hauptsächlich durch die Erfahrung des Kantenpräparators bestimmt. Durch Verbesserung der Messtechnik konnten „eingefahrene“ Schneidkanten vermessen werden, wodurch erkannt wurde, dass verrundete Schneidkanten weniger zum Ausbruch neigen als scharfe Schneidkanten. Dies wiederum löste die Erforschung des Einflusses der Schneidkantenverrundung auf den Zerspanprozess aus. Durch das definierte Anbringen einer Werkzeugverrundung können die Werkzeuge direkt mit den Einsatzparametern genutzt werden. Durch weiterführende Forschung konnte herausgefunden werden, dass die Kombination aus Kantenverrundung und einer Fase weitere Vorteile birgt. Das Ziel sollte somit sein, solche kombinierten Schneidkantenarchitekturen unter Berücksichtigung der Einflüsse der einzelnen Architekturparameter bezüglich des Zerspanprozesses sowie dem Verschleißverhaltens des Werkzeuges, an neue Schneidkanten definiert anzubringen. In dieser Arbeit wird daher der Einfluss einzelner Einstellparameter einer kombinierten Schneidkantenarchitektur, am Beispiel der Zerspanung von C45E mit einem Schneidkeil aus der Hartmetallsorte CTS18D, dargestellt. Hierzu wird eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, definierte Schneidkantenarchitekturen herzustellen. Ein weiterer Teil dieser Arbeit ist die Erstellung eines Modells, mit welchem der sich an der Schneidkantenarchitektur einstellende, effektive Spanwinkel ermittelt wird. Unter Zuhilfenahme des ermittelten effektiven Spanwinkels können die ermittelten Ergebnisse zum Teil mit den bekannten Gesetzen aus den makrogeometrischen Untersuchungen erklärt werden.