Entwicklung eines 3D-Multiphysikmodells zur Analyse der thermo-mechanischen Kühlschmierstoffwirkung in der Zerspanung

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.10.2018 bis 30.09.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

Telephone

work Phone
+49 241 80 24975

E-Mail

 

Kühlschmierstoffe - KSS - werden in der spanenden Fertigung zur Kühlung und Schmierung der Bearbeitungsstelle sowie zum Abtransport der Späne eingesetzt. Neben der konventionellen Überflutungskühlung wird heutzutage zunehmend Hochdruck-KSS-Zufuhr eingesetzt, welche den Spanbruch begünstigen und die Kühlung des Zerspanprozesses verbessern kann. Um das Hochdruck-KSS-System prozesstechnisch erfolgreich einzuführen, muss für jede Anwendung den passenden Druck und die korrekte Ausrichtung der Zuführungsdüse ausgewählt werden. Allerding ist die Wechselwirkung zwischen Kühlschmierstoffstrahl und Spanbildung aufgrund deren zeitlichen und räumlichen Komplexität nicht prozessübergreifend bekannt, deshalb kann das Hochdruck-KSS-System nicht ihr volles Potenzial ausschöpfen.

Vor diesem Hintergrund wird am WZL im Rahmen des DFG-Projektes ein 3D-Multiphysikmodell entwickelt, mit denen die thermo-mechanische Kühlschmierstoffwirkung in der Zerspannung analysiert werden können. In der bisherigen Forschung ließ sich zeigen, dass es generell möglich ist, das KSS-Strömungsverhalten unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Spanbildung zu untersuchen. Mit dem zu entwickelnden 3D Simulationsmodell könnten in Zukunft weiterführende physikalische Effekte der Fluid- und Strukturmechanik sowie Thermodynamik qualitativ analysieren, die komplexen Zusammenhänge der Zerspanung besser zu verstehen und den Anwender bei der Auslegung von Prozess, Werkzeug und Maschine zu unterstützen.