Mehr Info - iwb

6 Prozessmodellierung
6.2.3.2 Kraftkomponenten durch Werkstofftransport um das Werkzeug
Wie bereits in Abschnitt 2.6 erläutert, existieren für verschiedenste Fertigungsprozesse
bewährte und verlässliche Modelle zur Prozesskraftberechnung. Dabei
sind vor allem die Modelle zur Beschreibung der Schnitt-, Vorschub- und Passivkräfte
bei der Zerspanung hervorzuheben. Diese Betrachtungen sollen als
Ausgangspunkt zur Berechnung der Prozesskräfte beim Rührreibschweißen dienen.
Bereits NUNES (2006) zog erste Vergleiche zwischen diesen beiden Verfahren
bzw. Verfahrensgruppen und beschrieb einige Ähnlichkeiten der Prozesse
näher. Demnach sind die Scherebene um den Pin beim Rührreibschweißen und
die Scherebene bei der Zerspanung Zonen hoher Geschwindigkeitsgradienten
und sehr hoher Verformungsgeschwindigkeit (siehe Abbildung 6-8). Das Material,
das um den Pin gefördert wird, entspräche dann dem abgetrennten Span. Außerdem
sind bei beiden Verfahren die Verformungsgrade hoch genug, um eine
Rekristallisation in der Scherebene hervorzurufen. Diese Tatsachen legen nun
nahe, den Prozesskraftgleichungen für das Rührreibschweißen ähnliche Betrachtungen
wie für die Zerspanung zugrunde zu legen.
Span
Werkzeug
Pin
Abbildung 6-8: Vergleich des Rührreibschweißens mit der Zerspanung (nach
NUNES 2006)
Die Zerspankraftgleichungen basieren, wie bereits in Abschnitt 2.6 vorgestellt,
auf dem durch die Spanungsbreite b und die Spanungsdicke h aufgespannten
Spanungsquerschnitt. Dieser wird mit der spezifischen Schnittkraft kc multipliziert.
Dabei kann sich der Spanungsquerschnitt über den Drehwinkel φ, wie z. B.
88
Rührreibschweißen
Scherebene
Zerspanung