Energieeffizientes Hochleistungswendeltiefbohren mit Minimalmengenschmierung

Biermann, D.1, a; Iovkov, I.1, b

1)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) biermann@isf.de; b) iovkov@isf.de

Kurzfassung

Insbesondere bei der Fertigung von tiefen Bohrungen wird eine große Menge an Kühlschmierstoff (KSS) benötigt, um nicht nur die im Prozess entstehende Wärme abzuführen, sondern auch um einen prozesssicheren Späneabtransport gewährleisten zu können. Daher ist eine Trockenbearbeitung beim Tiefbohren meist nicht realisierbar und es wird oft die Minimalmengenschmierung (MMS) eingesetzt. Diese reduziert die Reibung in der Wirkzone und unterstützt die Spanabfuhr. Dabei sind auch enorme energetische Einsparungen im Vergleich zum klassischen Hochdruck-KSS möglich. Die verringerte Kühlleistung der MMS führt allerdings nicht nur zu technologischen Herausforderungen, sondern kann auch die erzielbare Bauteilgenauigkeit beeinträchtigen. Daher arbeitet das Institut für Spanende Fertigung (Dortmund) in einem aktuellen Projekt an Prozesslösungen für das Wendeltiefbohren, das in der Regel eine höhere Produktivität als das klassische Einlippentiefbohren erlaubt und dementsprechend einen geringeren Wärmeeintrag ins Werkstück hervorruft. Gemeinsam mit den Unternehmen HPM Technologie GmbH aus Münsingen und Miller GmbH & Co. KG, Präzisionswerkzeuge aus Altenstadt wird das Ziel verfolgt, die Leistungsfähigkeit der MMS-Anlage, des MMS-Fluides sowie der gewendelten Vollhartmetallwerkzeuge stark zu erhöhen, um das Tiefbohren unter MMS-Bedingungen deutlich effizienter als mit klassischer Hochdruckkühlung zu gestalten (s. Abbildung). Als Demonstratorbauteil dient eine Getriebewelle der Daimler AG, die eine sehr anspruchsvolle Bearbeitung von drei parallel verlaufenden Tiefbohrungen mit einem Aspekt-Verhältnis von l = 60xD aufweist. Eine weitere Zielsetzung besteht in der simulativen Abbildung des Bohrungsmittenverlaufs und die Entwicklung einer Kompensationsstrategie. Diese basiert auf einem kleinen radialen Versatz der Maschinenspindel während des Tiefbohrvorgangs, der zu einer gezielten Auslenkung des Werkzeugs führt und somit zu einer gerichteten Beeinflussung des Mittenverlaufs eingesetzt werden kann. Vorarbeiten haben gezeigt, dass mit dieser Methode eine reproduzierbare Beeinflussung und Minimierung der Bohrungsmittenabweichung realisiert werden kann.

Schlüsselwörter

Wendeltiefbohren, Minimalmengenschmierung

Veröffentlichung

Unter Span, 2 (2017), S. 23, ISSN 2365-7006