Simulationsmodell zur Analyse von nassen Zerspanungsprozessen

Bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide ist der Einsatz von Kühlschmierstoff (KSS) in der industriellen Praxis weit verbreitet. Trotz intensiver vorangegangener Forschungstätigkeiten sind die Mechanismen der Spanbildung unter dem Einfluss von KSS bisher nicht vollständig verstanden. Dies ist auch darin ursächlich, dass numerische Methoden zur Beschreibung des Prozesses bisher erhebliche Restriktionen aufweisen.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Simulationsmodell auf Basis der Finiten-Pointset-Methode entwickelt, das KSS-bedingte Effekte der nassen Spanbildung abbildet. Dazu werden die drei Hauptwirkungsmechanismen Kühlung, Schmierung sowie hydrodynamische Kraft zur Förderung des Spanabtransports schrittweise modelliert, verifiziert und in einem gesamtheitlichen Simulationsmodell der Zerspanung mit KSS zusammengeführt. Die Simulationsergebnisse ermöglichen durch die Bereitstellung von weiterführenden Informationen wie Spannungs- und Temperaturfeldern neue tiefgehende Einblicke in den Prozess. Damit können bestehende wissenschaftliche Theoreme überprüft und neue Schlussfolgerungen abgeleitet werden.