Wendeltiefbohren mit Minimalmengenschmierung – Experimentelle Analyse und FE-Simulation der thermischen Werkstückbelastung

Biermann, D.^{1, a}; Iovkov, I.^{1, b}; Blum, H.^{2, c}; Rademacher, A.^{2, d}; Taebi, K.^{2, e}; Suttmeier, F.-T.^{3, f}; Klein, N.^{3, g}

1)

Institute of Machining Technology, TU Dortmund University, Baroper Str. 301, D-44227 Dortmund, Germany

2)

Chair of Scientific Computing (LS X), Technische Universität Dortmund, Vogelpothsweg 87, D-44227 Dortmund, Germany

3)

Arbeitsgruppe Wissenschaftliches Rechnen, University of Siegen, Walter-Flex-Str. 3, D-57068 Siegen, Germany

a) biermann@isf.de; b) iovkov@isf.de; c) heribert.blum@mathematik.tu-dortmund.de; d) Andreas.Rademacher@mathematik.tu-dortmund.de; e) korosh.taebi@uni-dortmund.de; f) info@fem2m.de; g) nicole-klein@hotmail.de

Abstract

Das Wendeltiefbohren mit MMS stellt ein umweltschonendes und gleichzeitig produktivitätssteigerndes Verfahren im Bereich der Tiefbohrbearbeitung dar. Die durchgeführten experimentellen und simulationsgestützten Untersuchungen unter Verwendung der Aluminiumgusslegierung AlSi9Cu3 zeigten einen signifikanten Einfluss des Vorschubes auf die thermische Belastung des Werkstückes auf. Dabei tritt bei geringen Vorschüben eine höhere Wärmebelastung des Bauteils auf. Ein bisher unbekannter Effekt des sekundären Wärmeeintrags durch die Strömung der erhitzten MMS an der abkühlenden Bohrungswand konnte erfasst und vertieft analysiert werden. Mithilfe der entwickelten FE-Simulation ist nicht nur die Abbildung realitätsgetreuer Temperaturverteilungen im Werkstück möglich, sondern es ist auch die Bestimmung des nicht direkt messbaren sekundären Wärmestroms an der Bohrungswand quantifizierbar.

Keywords

Wendeltiefbohren, Minimalmengenschmierung, Wärmebelastung, FE-Simulation

Publication

VDI-Z Integrierte Produktion, 154 (2012) 4, pp. 62-65