Dissertation/Thesis Abstract

Einsatzverhalten und Leistungsbedarfe unterschiedlicher Kühlkonzepte beim Außen-Längs-Runddrehen
by Fürstmann, Paul Günter, Ph.D., Technische Universitaet Berlin (Germany), 2018, 159; 27610092
Abstract (Summary)

Hochwarmfeste Werkstoffe bewirken bei der Drehbearbeitung eine hohe thermo-mechanische Beanspruchung der Zerspanwerkzeuge. Neben der Erforschung neuer Schneidstoffe und Hartstoffschichten ist die Kühlschmierung der Zerspanzone das wirksamste Mittel, die Produktivität zu steigern und den Werkzeugverschleiß zu verringern. Neben der Überflutungskühlung mit Kühlschmierstoff können auch geschlossen-innengekühlte Drehwerkzeuge eingesetzt werden, um die Werkzeugschneide zu kühlen. Diese technische Alternative konnte sich im industriellen Einsatz nicht durchsetzen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die allgemeinen Grenzen und Möglichkeiten geschlossen-innengekühlter Drehwerkzeuge aufgezeigt. Dafür sind das Einsatzverhalten unterschiedlicher Zerspanwerkzeuge und der Energiebedarf eines CNC-Dreh-Fräszentrums bei Außen-Längs-Runddrehprozessen für die reine Trockenzerspanung, die Trockenzerspanung mit geschlossenem Innenkühlsystem und die Überflutungskühlung mit Kühlschmierstoff analysiert worden. Durch eine Variation der Hartmetallsubstrate, Hartstoffbeschichtungen und Wendeschneidplattenmikrogeometrien konnte nachgewiesen werden, dass sich tiefkalter Stickstoff für die Kühlung von Hartmetallwerkzeugen nicht eignet. Weiterhin konnten durch den Vergleich zur Trockenzerspanung und Überflutungskühlung neue Erkenntnisse über die Verschleißmechanismen beim Zerspanen von TiAl6V4 gewonnenen werden. Für die verschiedenen Kühlungsmethoden ist ein Energiebilanzierungsmodell erstellt worden, welches die Energiebedarfe der Werkzeugmaschine, der Werkzeugherstellung und der Prozesskühlung berücksichtigt. Anhand dieses Modells wurde mit Parameterstudien die energetisch effizienteste und wirtschaftlichste Kühlschmiermethode bestimmt. Durch das Energiebilanzierungsmodell ist es möglich, die Wirkung technischer Verbesserungen auf den Prozesswirkungsgrad zu berechnen. Dadurch lassen sich frühzeitig technische Fehlentwicklungen vermeiden und die Entwicklung besonders effizienzsteigernder Maßnahmen forcieren.

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Advisor: Uhlmann, Eckart
Commitee:
School: Technische Universitaet Berlin (Germany)
School Location: Germany
Source: DAI-C 81/4(E), Dissertation Abstracts International
Source Type: DISSERTATION
Subjects: Mechanical engineering, Thermodynamics
Keywords: Titanium alloy, Cutting tools, Thermo-mechanical load
Publication Number: 27610092
ISBN: 9781392341599
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