Abstract:

Mit der immer weiter fortschreitenden Entwicklung im Bereich der Werkstofftechnik in den letzten Jahren ergeben sich für die weiterführende Bearbeitung stranggepresster Bauteile neue Herausforderungen. Die Kombination verschiedener Werkstoffe wie Stahl und Aluminium zu einem inhomogen Werkstückverbund stellt vielschichtige Anforderungen an das Werkzeug und den Prozess. Ein an diese Bearbeitungsaufgabe angepasstes Werkzeug muss somit die stark unterschiedlichen Anforderungen im Hinblick auf z.B. Beständigkeit gegen Adhäsion (Aluminium) oder Abrasion durch hohe Härte (Stahl) bewältigen. Die spanende Bearbeitung von Bauteilen mittels Zirkularfräsen besitzt gegenüber der konven-tionellen Bohrungsbearbeitung einige Vorteile. So können mit nur einem Werkzeug Bohrun-gen unterschiedlicher Durchmesser in das Bauteil eingebracht werden. Zudem ist, im Ver-gleich zum Bohren, die Fertigung von qualitativ sehr hochwertigen Oberflächen möglich, da die Gratbildung weitestgehend minimiert werden kann. Nachteilig sind jedoch die hohen An-schaffungskosten für entsprechende Maschinen und Schutzeinrichtungen sowie die höheren Hauptzeiten. Zudem wird der Prozess von Verhältnis von Werkzeugdurchmesser d zu Loch-durchmesser D begrenzt. Aufgrund der komplexen Kinematik des Zirkularfräsens im Vergleich zum Bohren gestaltet sich eine Prozessauslegung aufwändiger. Auch bei diesem Verfahren sind praktische Versuche zur Bestimmung der gewünschten Prozessparameter, z.B. der Schnittgeschwindigkeit oder dem Vorschub, für eine einzelne Bearbeitungsaufgabe nicht wirtschaftlich durchführbar. Darüber hinaus ist es von immer größerer Bedeutung welche Eigenschaften die Bauteile nach der Bearbeitung aufweisen. Eine hohe mechanische und thermische Belastung kann die späte-ren Gebrauchseigenschaften nachhaltig mindern. Deshalb soll die Simulation den Prozesspla-ner in sofern unterstützen, dass er abschätzen kann, welche Belastungen im Bauteil vorliegen. Hierzu trägt die Finite-Elemente-Methode (FEM) einen wesentlichen Teil bei. Durch den Einsatz der FEM ist es, im Gegensatz zu Experimenten, möglich Spannungen und Dehnungen in-situ zu erfassen und zu analysieren. Jedoch besteht auch bei der Anwendung dieser Methode in der zur Prozessplanung der spanenden Fertigung noch entsprechender Forschungsbedarf im Hinblick auf neue Werkstückwerkstoffe, Verfahrenserweiterungen und Schneidstoffe.