Spanende Bearbeitung endlos stahlverstärkter Aluminiummatrixstrangpressprofile

Hammer, N.

Die vorliegende Dissertationsschrift beschreibt die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Bohrungsfertigung an dünnwandigen unverstärkten und endlos stahlverstärkten Aluminiumstrangpressprofilen. Aufgrund erschwerter Zerspanbedingungen resultierend aus dem filigranen Profilaufbau, der stets vorherrschenden Adhäsionsneigung von Aluminiumknetlegierungen an Zerspanwerkzeugen sowie den verstärkungsbedingt auftretenden Prozessbeeinflussungen erfolgt eine vergleichende Einsatzqualifizierung sowohl des klassischen Bohrprozesses als auch der frästechnischen Fertigung von Bohrungen. Insbesondere für die Profilbearbeitung eröffnet das Zirkularfräsen, also die Bohrungsfertigung durch Fräsen mittels einer helixförmigen Vorschubbewegung im Vergleich zum konventionellen Bohren, vielfältige Potentiale hinsichtlich einer größere Prozessflexibilität, einer verbesserten Bearbeitungsgüte sowie einer gesteigerten Prozesssicherheit.

Ausgehend von einer Vorstellung der Strangpresstechnologie zur Herstellung der neuartigen Verbundprofile und einer Einordnung des Standes der Technik für die Profilbearbeitung erfolgt die Analyse der mechanischen Bearbeitung von herkömmlichen und verstärkten Strangpressprofilen. Die Bewertung der Prozesseignung wird dabei anhand der Zielgrößen Bearbeitungsgüte, Werkzeugverschleiß, Bauteilbeeinflussung sowie der erforderlichen Fertigungszeit vorgenommen. Die Untersuchungsergebnisse verdeutlichen, dass für die Bearbeitung von Aluminium-Stahl-Verbundprofilen verfahrensunabhängig sowohl die verstärkungsbedingt auftretende Oberflächenzerrüttung an den Wirkflächen der Zerspanwerkzeuge als auch der aus der Aluminiummatrix resultierende Adhäsionsverschleiß als wesentliche Einflussfaktoren der Werkzeugstandzeit und damit der Prozesssicherheit anzuführen sind. Signifikante Prozessverbesserungen lassen sich allerdings durch den Einsatz einer angepassten Werkzeuggestalt und der Verwendung beanspruchungsgerechter Werkzeugbeschichtungen sowie einer bauteilspezifischen Bearbeitungsstrategie erzielen. Die gewonnenen Erkenntnisse zum Bohren und Zirkularfräsen erlauben neben einer anforderungsgerechten Verfahrensauswahl die Bestimmung geeigneter Schneidstoffe und Beschichtungssysteme sowie verschleiß- bzw. qualitätsgerechter Schnittwerte und können als Basis einer technologie- und ablauforientierten Prozessgestaltung dienen.

Veröffentlicht als

Dissertation Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2007, ISBN 978-3-8027-8742-3