Entwicklung eines Analogieversuchsstands zur verschleißabhängigen Prozesscharakterisierung bei der Fräsbearbeitung von Inconel 718

Inconel 718 wird in unterschiedlichen industriellen Anwendungsbereichen aufgrund der guten Materialeigenschaften, wie der hohen Festigkeit und der guten Korrosionsbeständigkeit eingesetzt. Ein Anwendungsbeispiel stellt die Fräsbearbeitung von Blisks und Turbinenschaufeln dar. Die positiven Eigenschaften des Werkstoffs erschweren die Zerspanung. Um die Produktivität zu erhöhen, können Prozesssimulationen genutzt werden, mit denen insbesondere eine zeit- und kostenintensive Auslegung von Fertigungsprozessen im Vorhinein vermieden werden kann.
Ein Ziel dieser Arbeit war die Generierung eines umfangreichen Prozessverständnis. Hierzu wurden Grundlagenuntersuchungen durchgeführt, bei denen Prozessparameter variiert wurden und der Einfluss auf die Prozesskräfte, den Werkzeugverschleiß und die Oberflächengüte analysiert wurde. Weiter wurde der Einfluss von KSS und einer trochoidalen Bearbeitungsstrategie auf die Oberflächenbeschaffenheit und den Verschleiß untersucht und Prozessschwingungen für unterschiedliche Verschleißzustände betrachtet.
Für eine gezielte Untersuchung des Werkzeugverschleißes wurde eine Methodik entwickelt, mit dem der Werkzeugverschleiß vom Fräsprozess entkoppelt werden kann. Durch eine detaillierte Analyse und Einsatzversuche repräsentativer Verschleißzustände konnte die Methodik validiert werden.
Aufbauend auf den Ergebnissen wurde ein Analogieversuchsstand entwickelt, mit dem eine kontinuierliche verschleißabhängige Prozesscharakterisierung bei der Fräsbearbeitung von Inconel 718 möglich ist. Mit Hilfe des Analogieversuchsstands konnte erfolgreich eine mehrstufige Prozesscharakterisierung umgesetzt werden.