Coated tools wear prediction in milling explained by the strain rate affected film fatigue failure

Die Kenntnis der Verschleißmechanismen beschichteter Werkzeuge beim Fräsen spielt bei der Erklärung des Schichtversagens sowie bei der Auswahl einer geeigneten Frässtrategie und der entsprechenden Schnittparameter eine entscheidende Rolle. Bei den durgeführten Untersuchungen wurden beschichtete Wendeschneidplatten an Fräsköpfen mit verschiedenen Durchmessern im Gleich- sowie im Gegenlauf bei variierten Schnittparametern eingesetzt. Die an der Werkzeugschneide während des Fräsvorgangs entwickelten Spannungs-, Dehnungs- und Dehnungsgeschwindigkeitsfelder beeinflussen die Verformung des beschichteten Werkzeugs und bestimmen die Belastungen an der Schicht, die ein Ermüdungsversagen auslösen können. Die Standzeit bis zu einer bestimmten Verschleißmarkenbreite wurde experimentell ermittelt und mit der Impulsdauer des Schneideneintritts (CEEID) in das Werkstück verglichen. Mit Hilfe von einem kommerziellen CAD/CAM-Programm wurden die Span- sowie die Kontaktgeometrie zwischen der Scheide und dem Werkstück berechnet und dadurch die Verschleißentwicklung bei unterschiedlichen Fräsbeispielen vorausgesagt. Dabei zeigte die Verschleißentwicklung eine gute Korrelation mit der Impulsdauer des Schneideneintritts sowie mit der entsprechenden kritischen Belastung, die von der Dehnungsgeschwindigkeit beeinflusst wird