Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung reparaturgeschweißter Bauteile

Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung reparaturgeschweißter Bauteile von Denkena,  Berend, Mücke,  Arne
Bis zu 67 % des Gesamtertrags der Instandhaltung erzielen Triebwerkshersteller mit der Reparaturbearbeitung. Dabei ist die Reparatur von Komponenten durch Auftragschweißen und anschließender Wiederherstellung der ursprünglichen Geometrie, genannt Rekonturierung, ein wesentlicher Bestandteil. Für die Rekonturierung werden spanende Verfahren, beispielsweise das Fräsen, verwendet. Die Individualität der Reparaturfälle, unterschiedliche Materialeigenschaften und oftmals enge geometrischen Toleranzen der Bauteile erfordern eine individuelle Prozessauslegung, um minimale, prozessbedingte Gestaltabweichungen zu erreichen. Das Ziel dieser Arbeit ist Verständnis über die Ursachen der Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung durch Kugelkopffräsen zu generieren und die Gestaltabweichungen schließlich zu minimieren. Dafür wurde der Lösungsansatz einer flexiblen Prozesssimulation verfolgt, die in Kombination mit experimentellen Zerspanuntersuchungen zur Bestimmung der wesentlichen Ursachen der Gestaltabweichungen verwendet wurde. Mit der Kenntnis der Ursachen und der Prozesssimulation können gezielt Rekonturierungsprozesse zur Minimierung der Gestaltabweichungen ausgelegt werden.
Aktualisiert: 2020-11-18
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Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung reparaturgeschweißter Bauteile

Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung reparaturgeschweißter Bauteile von Denkena,  Berend, Mücke,  Arne
Bis zu 67 % des Gesamtertrags der Instandhaltung erzielen Triebwerkshersteller mit der Reparaturbearbeitung. Dabei ist die Reparatur von Komponenten durch Auftragschweißen und anschließender Wiederherstellung der ursprünglichen Geometrie, genannt Rekonturierung, ein wesentlicher Bestandteil. Für die Rekonturierung werden spanende Verfahren, beispielsweise das Fräsen, verwendet. Die Individualität der Reparaturfälle, unterschiedliche Materialeigenschaften und oftmals enge geometrischen Toleranzen der Bauteile erfordern eine individuelle Prozessauslegung, um minimale, prozessbedingte Gestaltabweichungen zu erreichen. Das Ziel dieser Arbeit ist Verständnis über die Ursachen der Gestaltabweichungen nach der Rekonturierung durch Kugelkopffräsen zu generieren und die Gestaltabweichungen schließlich zu minimieren. Dafür wurde der Lösungsansatz einer flexiblen Prozesssimulation verfolgt, die in Kombination mit experimentellen Zerspanuntersuchungen zur Bestimmung der wesentlichen Ursachen der Gestaltabweichungen verwendet wurde. Mit der Kenntnis der Ursachen und der Prozesssimulation können gezielt Rekonturierungsprozesse zur Minimierung der Gestaltabweichungen ausgelegt werden.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Kinematische und mechanische Wirkungen des Kugelkopffräsens

Kinematische und mechanische Wirkungen des Kugelkopffräsens von Denkena,  Berend, Urban,  Bernhard
In der vorliegenden Arbeit wird ein analytisches Berechnungsmodell der Eingriffsgrößen beim Kugelkopffräsen vorgestellt. Die Eingangsgrößen des Modells sind Werkzeugkugelradius, Schnitttiefe, Zeilenbreite, Zahnvorschub und Werkzeuganstellung zur Oberfläche. Berechnet werden Eingriffswinkel, Einstellwinkel, Schnittlänge, Spanungsdicke und Spanungsquerschnitt. Der Einfluss der unterschiedlichen Eingangsgrößen auf die Ausgangsgrößen wird systematisch analysiert und diskutiert. In Zerspanversuchen wird der Einfluss der Fräsparameter auf die Zerspankräfte beim Schlichtfräsen von hochvergütetem Kaltarbeitsstahl untersucht. Dominanten Einfluss haben der Freiflächenverschleiß und die Schnittge-schwindigkeit. Durch Freiflächenverschleiß werden Quetsch- und Reibkräfte verstärkt. Bei steigender Schnittgeschwindigkeit werden die Zerspankräfte mit dynamischen Kräften überlagert, die durch den Fräsereintrittsimpuls hervor-gerufen werden. Die dynamischen Kräfte steigen linear mit der Schnittge-schwindigkeit. Darüber hinaus werden die Energien beim Fräsen, die resul-tierende Oberflächenbeschaffenheit und der Werkzeugverschleiß untersucht.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Randzonenbeeinflussung durch die Rekonturierung komplexer Investitionsgüter aus Ti-6Al-4V

Randzonenbeeinflussung durch die Rekonturierung komplexer Investitionsgüter aus Ti-6Al-4V von Denkena,  Berend, Nespor,  Dennis
Bei der Regeneration komplexer Investitionsgüter können Schäden durch lokales Aufschweißen repariert werden. Ein wichtiger Schritt der Regeneration ist die Rekonturierung, durch die mittels spanender Verfahren die ursprüngliche Werkstückgestalt wiederhergestellt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Rekonturierungsprozess am Beispiel der häufig eingesetzten Titanlegierung Ti-6Al-4V im Hinblick auf die Randzoneneigenschaften erforscht. Zunächst wurden die signifikanten Einflussgrößen identifiziert, welche die Randzoneneigenschaften beeinflussen. Für die Eigenspannungen ist dies der Schneidkantenradius des Fräswerkzeugs und für die Oberflächentopographie die Kinematik des Fräsprozesses sowie die Schneidkantenmikrogestalt. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurden mit Hilfe der Materialabtragssimulation CutS mathematische Modelle erstellt, mit denen die Oberflächentopographie und die Eigenspannungen prognostizierbar sind.
Aktualisiert: 2019-11-07
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