Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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Einfluss der Vorschubgeschwindigkeit auf die Abtrennmechanismen beim Schnellhubschleifen keramischer Werkstoffe

2011 , Uhlmann, E. , Sammler, C.

In der Vergangenheit standen bei der Prozessentwicklung zur Plan- und Profilbearbeitung keramischer Werkstoffe das Pendel- und insbesondere das Tiefschleifen im Vordergrund. Mit der Bearbeitungsstrategie des Schnellhubschleifens ist es nunmehr möglich, durch gezielt eingestellte Spanungsgrößen am Einzelkorn unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Werkzeug und Werkstück grundlegend abweichende Abtrennmechanismen hervorzurufen. Der durch die hohen Vorschubgeschwindigkeiten erreichbare zunehmend spröde Abtrennmechanismus kann signifikant zur Steigerung des Zeitspanungsvolumens genutzt werden, wodurch außerdem deutlich verringerte Prozesskräfte im Vergleich zum Tiefschleifen auftreten, bei ebenfalls verringertem Werkzeugverschleiß. Durch die geringen Zustellungen und dadurch veränderten geometrischen Spanungsgrößen ist zudem eine deutlich bessere Kühlschmierstoffversorgung als beim Tiefschleifen gewährleistet und zum anderen kann der thermische Kornverschleiß durch hohe Reibungseffekte, wie sie beim Tiefschleifen auftreten, drastisch verringert werden. Voraussetzung ist jedoch eine optimale Werkzeugwahl unter Berücksichtigung des Werkstoffverhaltens. Andernfalls können die gesteigerten Einzelkornspanungsdicken zum frühzeitigen Kornausbruch und somit zum dramatischen Profilverschleiß führen.

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Dreh- und Fräswerkzeuge mit cBN-Beschichtungen

2006 , Uhlmann, E. , Wiemann, E. , Keunecke, M. , Richter, V.

Der Anteil der superharten Schneidstoffe nimmt aufgrund der gestiegenen Anforderungen in der Fertigung überproportional zu. In einem gemeinschaftlichen Forschungsprojekt wurde die Leistungsfähigkeit von cBN-Schichtsystemen, die als Deckschichten auf TiN- und TiAlN- Beschichtungen abgeschieden waren, beim Hartdrehen und -fräsen untersucht. Hierzu wurden gehärtete Stähle mit verschiedenen Substraten und Substratvorbehandlungen bearbeitet. Abschließende Kavitationstests und FEM (Finite Elemente Methode)-Simulationen des Zerspanvorgangs ergänzen die Analyse.

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