Werkzeugversagen durch minimale Veränderung

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Bei Fräswerkzeugen gibt es ja sehr unterschiedliche Verschleisserscheinungen an den Schneiden. Können Sie sagen, welche besonders kritisch sind und welche weniger?

Dr. J. Rechberger: Ich denke, jeder kennt den gleichmässigen abrasiven Verschleiss, welcher praktisch linear mit der Einsatzdauer des Werkzeuges fortschreitet. Gesteigerte Einsatzbedingungen wie höhere Schnittgeschwindigkeit führen einfach zu einem entsprechend rascheren Anstieg des Verschleisses. Das Werkzeug muss schlussendlich aus dem Einsatz genommen werden, weil einfach die Schneidenmikrogeometrie zu stark verändert worden ist und damit die Schnittkräfte möglicherweise so hoch werden, dass es zum Schneiden- oder Werkzeugbruch kommt. Bei solchem Verschleissverhalten können sehr anschaulich Unterschiede im zu bearbeitenden Werkstoff erkannt werden, wenn z. B. über längere Zeit vergleichbare Bearbeitungsaufgaben anstehen. Bezüglich Prozesssicherheit typischerweise eine wenig problematische Verschleisssituation.

Was sind aus Ihrer Sicht problematische Parameter bezüglich Prozesssicherheit?

Dr. J. Rechberger: Wesentlich schwierigere Situationen treten auf bei lokaler Überbeanspruchung der Schneide. Beim Bearbeiten im unterbrochenen Schnitt kommt zusätzlich der Faktor der Wechselbeanspruchung sowohl thermisch wie auch mechanisch dazu. Die Folge sind dann anfänglich fast unscheinbare, kleine Schneidenausbrüche, welche aber sehr rasch zum katastrophalen, plötzlichen Werkzeugversagen führen können. Eine ganz entscheidende Rolle spielt dabei der zu bearbeitende Werkstoff. Hohe Kaltverfestigung, hohe Warmfestigkeit und eine hohe Bruchdehnung sind nur ein paar Stichworte.

Welche Rolle spielen Mikrogeometrien in diesem Zusammenhang?

Dr. J. Rechberger: Nur eine minimale Veränderung der Schneiden-Mikrogeometrie durch Verschleiss führt bei solchen Werkstoffen sehr rasch zu sehr hohen Schneidkantenbelastungen und dann oft zum Werkzeugversagen. In solchen Anwendungen liegt die Prozesssicherheit in einer besonders stabil ausgestalteten Mikrogeometrie der Schneide, damit ein unkontrollierter Initialverschleiss möglichst verhindert wird. Insbesondere müssen aber auch hier wieder Strategie und Werkzeug auf die Bearbeitungsaufgabe abgestimmt sein. Dies tönt selbstverständlich, muss aber insbesondere bei komplexen Bauteilen unbedingt beachtet werden, kann doch unkontrolliertes Werkzeugversagen sehr teure Folgen haben.

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