Drehen von Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffen

Analyse thermischer und mechanischer Einflüsse auf die Fertigungsgenauigkeit bei der Trockenbearbeitung

Auteurs

• Marco Zimmermann

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Metallische Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch hervorragende Funktionseigenschaften aus, die ihren Einsatz in technischen Komponenten fördern. Allerdings führt die Verstärkung von Leichtmetalllegierungen zu einer schlechten Zerspanbarkeit, was hohe thermische und mechanische Belastungen für das Werkstück mit sich bringt. Diese Belastungen führen zu Abweichungen zwischen der nominellen und der realen Schnitttiefe, wodurch die Ist-Geometrie vom Soll abweicht. Besonders durch die weitestgehend trockene spanende Bearbeitung dieser Werkstoffe wird diese Abweichung verstärkt. Daher ist es entscheidend, die thermischen Belastungen durch optimierte Prozessabläufe zu minimieren. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des Prozessablaufs und der Verstärkungsphase von partikelverstärkten Aluminium-Matrix-Verbundwerkstoffen auf die thermomechanischen Belastungen und die Fertigungsgenauigkeit untersucht. Dazu wurden verschiedene Al-MMC mit unterschiedlichen Partikelvolumenanteilen und Partikelgrößen sowie deren nicht-verstärkte Aluminiummatrix bearbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fertigungsgenauigkeit stark von den Prozessparametern und der Verstärkungsphase abhängt. Hohe Genauigkeiten erfordern unabhängig vom Werkstoff hohe Schnittgeschwindigkeiten, große Vorschübe und geringe Schnitttiefen. Trotz höherer thermischer Belastungen erzielte die Trockenbearbeitung der Al-MMC bessere Fertigungsgenauigkeiten als die Bearbeitung

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• Année de publication: 2015