ISF DORTMUND,  Stand F15 / Halle 14
81
81

Simulation zur Einflussanalyse des Kühlschmierstoffes beim Wendeltiefbohren

Marketing Technische Universität Dortmund Institut für Spanende Fertigung am 11. Dezember 2019 um 13:09 Uhr
tu-dortmund-isf Blog Image

Das Tiefbohren gewinnt insbesondere bei der Fertigung von Bohrungen mit kleinen Durchmessern immer mehr an Bedeutung und wird in unterschied­lichen Industriezweigen eingesetzt. Als Verfahren kommen vor allem das Einlippen- und Wendeltiefbohren zum Einsatz, wobei mit Letzterem aufgrund der Gestaltmerkmale des Werkzeugs größere Vorschubwerte und eine höhere Produktivität erreicht werden können. Eine effiziente Versorgung der Werk­zeugschneide mit Kühlschmierstoff (KSS) vermindert insbesondere bei der Bearbeitung von schwer zerspanbaren Werkstoffen den Verschleiß, erhöht die Werkzeugstandzeit und sorgt für eine verbesserte Prozesssicherheit durch einen stetigen Spanabtransport. Die prozessinterne Ermittlung des mechani­schen und des thermischen Belastungskollektivs zur Analyse und Optimierung dieser Tiefbohrprozesse erfordert in der Regel dedizierte Messtechnik und erzeugt einen hohen Aufwand bei der experimentellen Untersuchung. Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung eines geeigneten Modells für die simulative Abbildung des Prozesses zur Einflussanalyse des Kühlschmier­stoffes beim Wendeltiefbohren mit kleinen Durchmessern.

Bestehende thermische Finite-Elemente-Methode-Simulationen (FEM) beschränken sich bei der Integration der Kühlschmierstoffzuführung auf die Annahme konstanter und gleichmäßiger Konvektionsbedingungen. Die Abhängigkeiten der lokalen Konvektion von der Strömungsgeschwindigkeit, von Turbulenzen in der Strömung und den Temperaturgradienten zwischen Medium und der Werkzeug- und Werkstückoberfläche bleiben unberück­sichtigt. In konventionellen Computational-Fluid-Dynamics-Simulationen (CFD) werden auf der anderen Seite Gestaltänderungen des Werkstück-Werkzeug-Modells durch die Spanbildung bei der Vorhersage der Strömungen des KSS in der Kontaktzone nicht berücksichtigt (Abb.). Die Kopplung der beiden Simulationen im Rahmen der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) ermöglicht eine deutlich genau­ere Berechnung der resultierenden Temperaturfelder und der thermischen Lasten innerhalb des Werkzeugs und des Werkstücks in Abhängigkeit vom KSS-Druck. Mit dem entwickelten Modell lässt sich so die Werkzeuggestalt hinsichtlich der KSS-Strömung am Kühlkanalaustritt optimieren, sowie der nötige KSS-Druck in Bezug auf eine effektive Prozesskühlung bei gleichzeitig reduzierter Antriebs- bzw. Pumpenleistung berechnen.

Die Datenbasis für die Entwicklung und Verifizierung des simulativen Modells liefern experimentelle Untersuchungen an einer Mikrotiefbohrmaschine. Der Werkzeugdurchmesser für den untersuchten Wendeltiefbohrprozess liegt dabei bei d = 5 mm. Dieser Durchmesser ist noch dem Mikrobereich zugeordnet und ermöglicht die Übertragung des entwickelten Modells auf kleinere Durchmesser. Als Werkstoff kommt der nichtrostende Stahl X2CrNi17-12-2 zum Einsatz. Die dabei auftretenden mechanischen und thermischen Lasten können durch piezo­elektrische Sensoren und Thermoelemente aufgezeichnet werden. Mittels Hochgeschwindigkeitskamera und speziellen Versuchsaufbauten lassen sich dabei zudem die Spanbildung und die KSS-Strömung unter realen Prozess­bedingungen beobachten und analysieren.

 

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Ekrem Özkaya

Telefon: 0231 755-2614 / E-Mail: [email protected]

Jetzt anmelden oder registrieren und alle Vorteile einer Community nutzen!

Um das Forum der IndustryArena aktiv nutzen zu können, ist eine Anmeldung oder Registrierung als Mitglied notwendig. Dieser Vorgang ist absolut kostenfrei und ohne jegliche Verpflichtung.

Passwort vergessen?
Kontaktanfrage
Guest Photo
Ihre Nachricht:
Verantwortlicher im Sinne des Art. 4 Nr. 7 DSGVO ist: IndustryArena GmbH, Schneiderstr. 6, 40764 Langenfeld.
Unseren Datenschutzbeauftragten erreichen Sie unter [email protected].

Verarbeitungszweck
Wir verarbeiten Ihre personenbezogenen Daten zur Nutzung des Kontaktanfrageformulars bzw. um den hiermit von Ihnen gewünschten Kontakt zum Unternehmen des Newsrooms herzustellen und Ihre Angaben an dieses Unternehmen zu übertragen bzw. zur damit zusammenhängenden Kommunikation gemäß Art.6 Abs. 1 S. 1 lit. a DSGVO. Dies stellt für uns ein berechtigtes Interesse gemäß Art. 6 Abs. 1 S. 1 lit. f DSGVO dar.

Empfänger der Daten
Innerhalb unseres Unternehmens erhalten diejenigen Stellen Zugriff auf Ihre Daten, die diese zur Erfüllung der oben genannten Zwecke benötigen.
An Dritte werden personenbezogene Daten nur übermittelt, wenn dies für die vorgenannten Zwecke erforderlich ist oder eine andere Rechtsgrundlage besteht. Sofern erforderlich, schließen wir mit Dritten die entsprechenden datenschutzrechtlichen Vereinbarungen, insbesondere gemäß Art. 28 DSGVO.

Speicherdauer
Die von Ihnen hinterlegten Daten werden an das Unternehmen des Newsrooms übermittelt und dort entsprechend weiterverarbeitet. - Die Speicherdauer beläuft sich auf die Notwendigkeitsdauer der Bearbeitung Ihrer Anfrage durch das jeweilige Unternehmen.

Ansprechpartner wählen

Newsroom Logo

Designoptionen

  • Titel Schriftfarbe:
  • Content Hintergrundfarbe:
  • Content Schriftfarbe:
  • Navigation Hintergrund:
  • Reiter Schriftfarbe:
  • Aktiver Reiter Schriftfarbe:
  • Link Schriftfarbe:
  • Aktiver Link Schriftfarbe:
  • Hintergrundbild Hintergrundfarbe:

    Wie wollen Sie das Hintergrundbild positionieren?

    Bitte beachten Sie: Banner und Skyscraper werden nur für die aktuelle Sprache gespeichert. Für andere Sprachen, wechseln Sie die Sprache mit dem Button rechts oben.

    Geben Sie das Link-Ziel für das Hintergrundbild

  • Designoptionen nur für Premium Member verfügbar

    Zur Membership-Seite
  • Header grafik

    Wie wollen Sie das Banner ausrichten?

    Bitte beachten Sie: Banner und Skyscraper werden nur für die aktuelle Sprache gespeichert. Für andere Sprachen, wechseln Sie die Sprache mit dem Button rechts oben.

    Geben Sie das Link-Ziel für das Banner

  • Skyscraper

    Geben Sie das Link-Ziel für das Skyscraper

Bitte beachten Sie:

Banner und Skyscraper werden nur für die aktuelle Sprache gespeichert. Für andere Sprachen, wechseln Sie die Sprache mit dem Button rechts oben.