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2 Stand von Wissenschaft und Technik
Zerspanung resultiert in einer Fülle von Messdaten und daraus abgeleiteten Modellvorstellungen
für diese Fertigungsverfahren.
Die meisten Ansätze zur Formulierung eines Zerspankraftgesetzes basieren auf
experimentell ermittelten Zerspankraftdaten und beschreiben den Zusammenhang
zwischen Spanungsgrößen und resultierender Schnittkraft. Die gemessenen
Zusammenhänge werden dabei durch mathematische Gleichungen angenähert.
KIENZLE (1952) und VICTOR (1956) lieferten hier anhand von Zerspanversuchen
bei Verfahren mit gleich bleibender Spanungsdicke den Grundstein für die Berechnung
von Zerspankräften. Im Folgenden ist die Grundgleichung der Schnittkraftberechnung
dargestellt, wie sie für das Drehen abgeleitet wurde:
·· (2-1)
Dabei ergeben sich die Spanungsbreite b und die Spanungsdicke h aus den geometrischen
und kinematischen Eingriffsverhältnissen an der Zerspanstelle. kc bezeichnet
die spezifische Schnittkraft je Flächeneinheit. kc ist maßgeblich vom zu
zerspanenden Werkstoff abhängig, jedoch nicht als Werkstoffkennziffer zu betrachten,
da der Wert auch von einer Reihe anderer Spanungsgrößen abhängig ist.
So kann nach KIENZLE (1952) über den Zusammenhang
.
die Schnittkraft Fc auch über
(2-2)
· · . (2-3)
berechnet werden. Der Faktor kc1.1 bezeichnet hierbei den Hauptwert der spezifischen
Schnittkraft bei einem gedachten Spanungsquerschnitt von 1 mm Spanungsbreite
und 1 mm Spanungsdicke. Der Exponent 1-m stellt den sog. Anstiegswert
dar. kc1.1 und m sind vom Werkstoff abhängig und müssen durch Versuche
ermittelt werden. Sie können Tabellenwerken wie z. B. KÖNIG ET AL.
(1982) entnommen werden. Diese Grundgleichung hat sich auch deshalb als
zweckmäßiges Berechnungsverfahren erwiesen, da sie auf die anderen Verfahren
der Zerspanung mit bestimmter und unbestimmter Schneide (z. B.: Schleifen)
übertragen werden kann. Einen allgemeinen Überblick dazu liefern DEGNER ET
AL. (1985) oder TÖNSHOFF (1995).
Dieses meist für statische Zerspankraftanteile verwendete Prozesskraftmodell
liefert auch die Basis für die Betrachtung des dynamischen Verhaltens von
Werkzeugmaschinen während des Zerspanprozesses. Nach MILBERG (1971)
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