Berechnung der Zerspankräfte bei variierenden Spanungsquerschnittsformen

Empirische Modelle bezüglich Zerspankräfte und Spanbildungsmechanismen sind derzeit hinsichtlich einer minimalen Spanungsdicke und des Verhältnisses aus Schnitttiefe zu Vorschub nur eingeschränkt gültig. Ein neuer Ansatz basiert auf der Prognose der Spanfließrichtung sowie der Bestimmung effektiver Spanungsgrößen. Die Spanfließrichtung korreliert dabei mit der resultierenden Richtung aus Vorschub und Passivkraft, der Drangkraft. Der Spanungsquerschnitt kann über die effektive Spanungsbreite und effektive Spanungsdicke beschrieben werden. Die Schnittkraft ist dabei direkt proportional zur effektiven Spanungsbreite. Daher wird eine bezogene Schnittkraft definiert, welche von der effektiven Spanungsdicke abhängt. Ein vergleichbarer Zusammenhang gilt auch für die Drangkraft. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird ein Kraftmodell hergeleitet, welches einen breiten Spanungsdickenbereich und beliebige Spanungsquerschnittsformen berücksichtigt. Hinsichtlich des Skalierungseffektes, der bei reduzierten Spanungsdicken zu erhöhten spezifischen Kräften führt, wird herausgearbeitet, dass dieser im Wesentlichen auf veränderte Temperaturen in der Spanbildungszone zurückzuführen ist.