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Main Title: Spanbildung und Randzonenbeeinflussung beim Drehen intermetallischer Titanaluminide
Translated Title: Chip formation and workpiece subsurface impact during turning of intermetallic titanium aluminides
Author(s): Herter, Stefan
Advisor(s): Uhlmann, Eckart
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Das Anwendungspotenzial intermetallischer Titanaluminide lässt sich nur ausschöpfen, wenn auch eine schädigungsminimierte und wirtschaftliche spanende Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide möglich ist. In der hier vorliegenden Arbeit wird die Eignung verschiedener Schneidstoffsysteme anhand von tribologischen Versuchen abgeschätzt. Darüber hinaus werden der Einfluss der Prozessparameter auf die Spanbildungsmechanismen und die Randzonenausprägung vorgestellt. Anhand von Standzeituntersuchungen und Umlaufbiegeversuchen werden die ermittelten Erkenntnisse verifiziert. Die Analogiezerspanversuche lassen erkennen, dass neben der Temperatur der Spannungszustand in der Spanbildungszone wesentlichen Einfluss auf die Spanbildung und Schnittflächenintegrität hat. Weder die thermoplastische Theorie noch die Lokalisierung infolge Rissbildung kann alleinig zur Beschreibung der Segmentspanbildung bei der Bearbeitung intermetallischer Titanaluminide herangezogen werden. Die bezogene Spanungsdicke als Verhältnis aus Spanungsdicke und Schneidkantenrundung erweist sich als bestimmende Einflussgröße. Ein vereinfachtes Modell erlaubt die Berechnung der Schnittkraft unter Berücksichtigung der Eingriffsverhältnisse und der Werkstoffeigenschaften. Die Schnittflächenrandzonen aller gedrehten Proben weisen Druckeigenspannungen auf. Diese wirken sich jedoch nicht eindeutig positiv auf die erreichbaren Wechselfestigkeiten aus. Die Standversuche bestätigen das Anwendungspotenzial runder Wendeschneidplatten aus unbeschichtetem Hartmetall.
Tailored cutting technologies are necessary to tap the full potential of intermetallic titanium aluminides. Within this thesis the applicability of different cutting tool materials get compared using modelled wear tests. Cutting experiments show the influence of the process parameters on chip formation and subsurface characteristics. The results are verified with tool life experiments and rotating bending tests. Beside temperature the stress state in the chip formation zone is determining the chip formation and workpiece surface integrity. Neither the thermoplastic nor the brittle theory can be used alone to describe the chip formation in cutting intermetallic titanium aluminides. The specific undeformed chip thickness derived from undeformed chip thickness and cutting edge rounding can be used as determing parameter. The cutting force can be calculated using the specific undeformed chip thickness and the workpiece characteristics. All turned probes have shown residual pressure stresses. A positive effect of them cut not be observed significantly. The tool life tests approve the potential of uncoated cemented carbides and round tool geometries for turning titanium aluminides.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-27274
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2832
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2535
Exam Date: 14-Jun-2010
Issue Date: 5-Aug-2010
Date Available: 5-Aug-2010
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Intermetallische Titanaluminide
Randzonenbeeinflussung
Spanbildung
Chip formation
Intermetallic titanium aluminides
Workpiece subsurface influence
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