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Entwicklung und Einsatz eines geschlossen-innengekühlten Fräswerkzeugs

Development and application of an internal cooled milling tool
 
: Uhlmann, E.; Riemer, H.; Schröter, D.

Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb : ZWF 111 (2016), Nr.9, S.487-491
ISSN: 0947-0085
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IPK ()

Abstract
Auf Grundlage von Entwicklungs- und Konstruktionsrichtlinien wurde ein geschlossenes Innenkühlungssystem unter Einsatz von Heatpipes ausgelegt. Anhand von Simulationsmodellen konnte weiterhin eine Kühlkörpergeometrie definiert werden, die die Kühlleistung optimiert. Zudem wurden simulative Untersuchungen der Temperaturgradienten auf Grundlage eingebrachter Wärmemengen durchgeführt. Die Betrachtung des vorliegenden Zerspanprozesses lässt eine alleinige stationäre Simulation nicht zu, sodass eine rechenintensivere instationäre Lösung zum Einsatz kam, bei der die zyklische Belastung der Schneide berücksichtigt wurde und somit ein realitätsnäheres Ergebnis erreicht werden konnte. Die experimentellen Zerspanuntersuchungen an dem Duplex-Stahl (X2CrNiMoN22 - 5 - 3) haben gezeigt, dass zwischen ungekühltem und gekühltem Prozess ein Temperaturunterschied von 15 Prozent vorliegt und eine Steigerung der Produktivität durch Einsatz eines innengekühlten Fräsers möglich ist. Es wurden unterschiedliche Parametersätze miteinander verglichen und der resultierende Verschleiß aufgenommen. Es konnte mit dem Prototyp, bei gleicher Verschleißmarkenbreite, eine Steigerung der Standzeit von 50 Prozent erreicht werden. Das lässt darauf schließen, dass mithilfe des innengekühlten Fräswerkzeugs eine kostengünstige, energie- und ressourcenschonende Lösungsvariante gefunden wurde, mit der auch eine Steigerung der Prozessparameter möglich ist.

 

The conventional flood cooling is still state-of-the-art in machining. However, dry machining offers several advantages, such as the lack of contamination of the components and a minimized thermal shock of the tool. As part of a cooperation project between the Institute for Machine Tools and Factory Management (IWF), Technische Universität Berlin, Franke Werkzeug+Schleiferei and Situs Technicals GmbH a milling tool has been developed that conducts the heat from the working zone via a closed internal cooling system using heat pipes. Based on simulative analyses and experimental tests the performance of the tool could be proven.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-423676.html