Hämmerndes Drehen

Entwicklung eines hybriden Prozesses zur hauptzeitparallelen mechanischen Oberflächenbehandlung und Oberflächentexturierung während der Zerspanung

von Jannik Konstantin Schwalm

221 Seiten, Taschenbuch

Kurzbeschreibung des Verlags

Die Herstellung hochbelastbarer metallischer Bauteile umfasst in vielen Fällen eine mehrstufige Prozesskette, die von der spanenden Fertigung über die mechanische Oberflächenbehandlung bis hin zur Oberflächentexturierung reicht. Dies erfolgt in einzelnen Prozessschritten, die sequentiell aufeinander aufbauen. In der vorliegenden Arbeit wird eine Prozesskombination der vibrationsunterstützten Zerspanung, bezeichnet als "Hämmernendes Drehen", vorgestellt, welche eine mechanische Oberflächenbehandlung und Mikrotexturierung mit der Zerspanung verbindet. Hierfür wurde ein spezieller piezoelektrisches Werkzeugsystem entwickelt, welches eine biaxiale, synchrone Bewegung des Zerpanungswerkzugs ermöglicht. Alleinstellungsmerkmal des Hämmernden Drehens ist eine der Schnittgeschwindigkeit überlagerte Schwingung, die bei korrekter Wahl der Stellgrößen zu einer periodischen Unterbrechung der Zerspanung führt. Während dieser Entkoppelung führt das Zerspanungswerkzeug eine hämmerähnliche Bewegung aus, die eine plastische Deformation und Verfertigung der Randschicht hervorruft, infolge derer es zu einer Einbringung von Druckeigenspannungen, begleite von einer Oberflächentexturierung, kommt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit erfolgt eine experimentelle sowie mittels FEM-Simulation unterstützten Untersuchung der Modifikation der Randschicht durch die Prozesskombination. Der Einfluss dieser veränderten Randschichtzustände auf die Bauteileigenschaften wird anschließend in tribologischen Untersuchungen, in denen der Gleit- und Haftreibungskoeffizient bestimmt wird, sowie das Verschleißverhalten untersucht. Weiter erfolgt eine Schwingfestigkeitsuntersuchung, die näher analysiert, wie die Texturierung der Oberfläche und die Druckeigenspannungen wechselwirken und diese beeinflussen.

• Reihe: Forschungsberichte aus dem wbk, Institut für Produktionstechnik Universität Karlsruhe
• ISBN: 9783819105968
• Erscheinungsdatum: 20.04.2026
• Genre: Technik/Maschinenbau, Fertigungstechnik
• Verlag: Shaker