Analyse der Wirkmechanismen beim Drehen und Bohren unter Einsatz von Trockenneis

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Klaus D. Weinert
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2006 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 13204974

• Final Report Year: 2008

Final Report Abstract

Insbesondere bei der Drehbearbeitung verfügt die CO2-Kühlung über ein günstiges Einsatzverhalten. Wesentliche Wirkmechanismen sind zum einen die Reduzierung der Fließspannung durch die Wärme, die im Zerspanprozess entsteht, und des damit einhergehenden zunehmenden Verformungsvermögens. Zum anderen bewirkt der Impulsübertrag des Gas-/Trockeneisgemisches kürzer brechende Späne und eine Gratreduzierung, wodurch die Gefahr von Prozessstörungen herabgesetzt und die Handhabung der Werkstücke erleichtert wird. Auch wird durch die Kühlung die Spanflächentemperatur und damit die thermische Schneidstoffbelastung verringert. Das Auftreten von plastischen Deformationen der Werkzeugschneiden aufgrund der geringeren thermischen Belastung wird ebenfalls deutlich reduziert. Nachteilig ist eine Aufhärtung der Werkstückrandzone, hervorgerufen durch die erhöhten Passivkräfte. Beim Bohren hat sich die alleinige CO2- Kühlung als ungeeignet herausgestellt. Hier ist zur Vermeidung der Verklemmung von stark gefalteten Spänen und Spanbruchstücken zwischen Werkzeuggrundkörper und Bohrungswand ein Schmiermedium erforderlich. Durch die Kombination mit einer Minimalmengenschmierung konnten mit der Vollstrahlkühlschmierung vergleichbare Ergebnisse bezüglich Standzeit und Bearbeitungsgüte erzielt werden.

Publications

• Biermann, D., Heilmann, M.: Process Behaviour of Dry Ice Blasting in Machining Processes. 1st International Conference on Dry Ice Blasting. 21. ¿ 22. Juni 2007. Berlin
  
  
• Biermann, D., Weinert, K.; Heilmann, M.: CO2-Unterstützung bei der spanenden Bearbeitung ¿ Einsatzverhalten einer CO2-unterstützten Dreh- und Bohrbearbeitung am Beispiel nichtrostender Stähle. Stahlzerspanung 2008, 11. Juni ¿ 12. Juni 2008, Kassel
  
  
• Biermann, D.; Heilmann, M.: Burr Minimization Strategies in Machining Operations. International Conference on Burrs, 02. ¿ 03. April 2009, Kaiserslautern (eingereicht)
  
  
• Weinert, K., Kersting, M.: Process Design for the Reduction of Burr Formation. Technical Presentation in the Workgroup on Burrs, CIRP January Meeting, 24.1.2007, Paris, Frankreich