Einsatz der Laserbearbeitung für die optimierte Kühlschmierstoffzufuhr - Effiziente Kühlschmierung für anspruchsvolle Bohrbearbeitungen

Beer, N.1, a; Oezkaya, E.1, b; Biermann, D.1, c

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

a) nicolas.beer@guehring.de; b) oezkaya@isf.de; c) biermann@isf.de

Kurzfassung

Bei der Bohrbearbeitung führt eine hohe Menge an Kühlschmierstoff nicht immer zum gewünschten Ergebnis, da dieser auch gezielt zugeführt werden muss. Hierbei bietet die Laserbearbeitung der Werkzeuge neuartige Gestaltungsmöglichkeiten.

Bei der Bearbeitung der Hochtemperaturlegierung Inconel 718 werden aufgrund der hervorragenden Werkstoffeigenschaften hohe Anforderungen an die einzusetzenden Bohrwerkzeuge gestellt. So unterliegen die eingesetzten Werkzeuge sehr hohen thermomechanischen Belastungen, weshalb eine ausreichende Versorgung der relevanten Bereiche, wie der Schneidenecke, mit Kühlschmierstoff sichergestellt sein muss. Zurückzuführen ist dies auf die Zugfestigkeit der Legierung, die auch bei Temperaturen von bis zu T = 650 °C noch Werte oberhalb von Rm > 1200 N/mm² erreicht, sowie der während der Bearbeitung zusätzlich eintretenden Kaltverfestigung. Weiterhin bewegt sich die Wärmeleitfähigkeit von Inconel 718 nur auf geringem Niveau, wodurch die entstehende Wärme vermehrt über das Werkzeug und den Kühlschmierstoff (KSS) abgeführt werden muss. Zusätzlich zu den hohen thermomechanischen Belastungen, aufgrund der aufgeführten Eigenschaften, unterliegen die Werkzeuge bedingt durch die im Gefüge vorliegenden Hartphasen einem starken abrasiven Verschleiß. Daher erreichen die für die Bohrbearbeitung eingesetzten Wendelbohrer nur kurze Standwege bei einer reduzierten Produktivität.

Schlüsselwörter

Computational Fluid Dynamics (CFD), Standzeitoptimierung, modifizierte Bohrwerkzeuge, Nickelbasislegierung Inconel718

Veröffentlichung

WB – Werkstatt und Betrieb (Spezial), 148 (2015) 12, S. 60-63