Pulsierende Zuführung des Kühlschmierstoffes bei der Drehbearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien unter erhöhten Drücken

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.05.2018 bis 30.04.2020
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Zerspantechnologie
Fördergeber:
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi
Status:
Abgeschlossen

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+49 241 80 20524

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Förderhinweis

Das IGF-Vorhaben Nr. 19962 N des VDW wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

 

Das Vorhaben zielt auf die Lösung eines bekannten Problems bei der Drehbearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen ab. Die bislang angewandte konstante Zufuhr von Kühlschmierstoffen (KSS) minimiert zwar durch eine weitgehende Vermeidung von Band- und Wirrspänen die Maschinenstillstandszeiten, erzeugt aber umherfliegende kurzbrüchige Späne mit hohem Impuls, die zur Verschmutzung des Arbeitsraums beitragen und Werkstücke beschädigen können, was Ausschuss zur Folge hat. Die zielgerichtete Zuführung des Kühlschmierstoffs zur Zerspanstelle mit hohem Druck (Hochdruck-KSS-Zufuhr) stellt vor allem bei der Drehbearbeitung eine potentialträchtige Technologie zur Erhöhung der Produktivität und Prozesssicherheit dar. Trotz des hohen Leistungspotentials wird diese innovative KSS-Strategie bis heute vorwiegend in der Schruppbearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen eingesetzt.

Verfahrensbedingt entstehen bei der Zerspanung unter Hochdruck-KSS-Zufuhr häufig kurzbrüchige Späne, die durch den hohen dynamischen Druck und der daraus resultierenden Austrittsgeschwindigkeit des Kühlschmierstoffs im Arbeitsraum der Maschine umher gewirbelt werden. Dies erschwert zum einen die Säuberung der Abluft durch starke Nebel- bzw. Aerosolbildung. Zum anderen kollidieren die kurz gebrochenen Späne mit der neu generierten Werkstückoberfläche. Dadurch kann es zu unerwünschten Oberflächenanomalien kommen, sodass die Bauteile als Ausschuss aussortiert werden müssen. Hiervon ausgehend ist es die Zielsetzung des vorliegenden Forschungsvorhabens, durch eine innovative KSS-Pulsationstechnologie die technologischen Nachteile einer dauerhaften Hochdruck-KSS-Zufuhr zu eliminieren und somit eine Erweiterung der Einsatzgebiete der Hochdruck-Technologie, insbesondere bei KMUs zu ermöglichen. Im Fokus der Arbeiten stehen die Wirkmechanismen bei der Drehbearbeitung mit pulsierender Hochdruck-KSS-Zufuhr, die Erarbeitung technisch geeigneter Zuführungskonzepte, die Ermittlung geeigneter Einsatzbedingungen und die Bewertung des energetischen und ökonomischen Potentials der pulsierenden Hochdruck-KSS-Zufuhr insbesondere bei KMUs.

Der Schlussbericht des Projekts wird in Kürze durch die Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB) veröffentlicht.