Spanende Fertigungsverfahren nehmen einen hohen Stellenwert bei der in­dus­tri­el­len Herstellung von Bauteilen ein. Für die Gewährleistung der Prozesssicherheit und zur Vermeidung von Ausschuss sind verschleißbestän­dige Werkzeuge er­for­der­lich. Zur Ver­bes­se­rung des Ein­satz- und Verschleiß­verhaltens von Vollhartmetall-Zerspanungswerkzeugen ist die Schneidkanten­präparation mittlerweile ein etablierter Prozessschritt in der Herstellungskette. Durch die Schneidkantenpräparation lassen sich Mikrodefekte, die aus dem Werkzeugschleifprozess stam­men, reduzieren und die Stabilität der Schneide durch die Erzeugung einer Schneidkantenverrundung erhöhen. Aktuelle Ent­wick­lungen zeigen, dass die Kenntnis der jeweiligen Prozessanforderungen hinsichtlich thermomechanischer Be­las­tung eine anwendungsfallabhängige Abstimmung der Schneidkantengestalt er­mög­licht. Hierdurch kann eine deut­liche Leistungssteigerung gegenüber einer nicht prozessangepassten Kanten­gestalt realisiert wer­den.

Mit dem Ein­satz von Zerspanungswerkzeugen, die eine prozessangepasste Schneidkantengestalt besitzen, ergeben sich jedoch auch neue Heraus­forderungen. Aufgrund der verrundeten und teilweise auch asymmetrischen Schneidkantengestalten sind klas­si­sche Verschleißkenngrößen, wie bspw. die Verschleißmarkenbreite oder der Kolkverschleiß, zunehmend ungeeignet für die adäquate Beurteilung des vorliegenden Verschleißzustandes. Dies führt dazu, dass eine Definition von zuverlässigen Standkriterien deutlich erschwert wird.

In der Abbildung wird die erschwerte Verschleißcharakterisierung bei ei­nem präparierten VHM-Bohrwerkzeug ersichtlich. Nach ei­nem Bohrweg von L_f > 28 m bei der Bearbeitung von Vergütungsstahl kann über die licht­mikroskopische Auf­nah­me noch kein messbarer Verschleiß festgestellt wer­den. Erst die hochauflösende REM-Auf­nah­me lässt den vorliegenden Verschleiß der Freifläche, der sich in Form einer Furche unterhalb der Schneidekante ausbil­det, erkennen. Diese Verschleißerscheinung wird über keine der klassischen Kenngrößen beschrieben und bedarf darüber hinaus ge­eig­ne­ter Mikroskoptechnik zu deren Erfassung. So kann bei nur geringer messbarer Verschleißmarkenbreite mit dem konventionellen Lichtmikroskop das Stand­zeitende plötzlich durch einen unerwarteten Werkzeugbruch eintreten. Die Folge hieraus ist eine deutlich verringerte Prozesssicherheit, da die Pro­duk­tion von Ausschuss begünstigt wird.

Im Rah­men dieses Forschungsvorhabens wer­den daher erste, bereits ent­wi­ckel­te, praxisnahe Verschleißkenngrößen, mit deren Hilfe die Verän­derung der Mikrogestalt über den Bearbeitungsweg bzw. die Bearbeitungszeit beschrieben wer­den kann, weiterentwickelt und auf stark veränderte Rah­men­be­ding­ung­en übertragen. Ziel des Projektes ist es, basierend auf den weiterentwickelten Verschleißkenngrößen anwendungsorientiert den Ver­schleiß an Werkzeugen mit geometrisch bestimmter Schneide bei unter­schiedlichen Verschleißformen zu charakterisieren und das Standzeitende zu be­stim­men. Hierdurch soll die Prozesssicherheit für spanende Bearbei­tungsprozesse unter Ein­satz präparierter Werkzeuge deutlich erhöht wer­den.