Gratminimierung bei der Fräs- und Bohrbearbeitung unterschiedlicher Werkstoffe

FKM 1995
Heft Nummer 209
Vorhaben Nr. 174

Kurzfassung:

Bei allen spanabhebenden Prozessen entsteht beim Austritt der Werkzeug schneide aus dem Werkstoff ein mehr oder weniger stark ausgeprägter Grat. Somit ist es nicht möglich, ideale Bauteilkanten herzustellen, die vielfach sowohl aus technologischen als auch aus ästhetischen Grün- den notwendig sind. Mit der konsequenten Nutzung von Strategien zur Gratreduzierung schon während der Bearbeitung bzw. bereits im Vorfeld (angefangen bei der Werkstoffauswahl über konstruktive Maßnahmen bis hin zur Werkzeugauswahl) ergeben sich Kosten- und Zeitvorteile in der Produktion. Einsparungen werden einerseits durch die Reduzierung des Entgrataufwandes und andererseits durch die Anwendbarkeit neuer bzw. verbesserter Entgratverfahren möglich. Es wurden systematische Zerspanversuche an unterschiedlichen Stahl- und Gusssorten durchgeführt (Werkzeugstahl, Vergütungsstahl und Einsatzstahl sowie Grauguss, globularem Guss und Aluminium-Druckguss). Der Einfluss einer Wärmebehandlung wurde ebenfalls mit ins Versuchsprogramm aufgenommen. Durch eine Variation der Schnittbedingungen, der Werkzeuge sowie der Bearbeitung mit und ohne Kühlschmierstoff konnte ein breites Feld von gratbeeinflussenden Größen untersucht werden. Als Bearbeitungsverfahren wurde auf der einen Seite das Nutenfräsen und auf der anderen Seite das Bohren sowie als Verfahrensfolgen das 'Vor- und Aufbohren' und das 'Bohren mit anschließendem Reiben' ausgewählt. Durch die exakte Erfassung und Auswertung aller einzelnen Gratmessgrößen konnten die Auswirkungen der Einflussgrößen auf die Gratbildung quantifiziert werden. Eine wesentliche Einflussgröße stellt dabei die Werkstücktemperatur im Gratquerschnitt im Augenblick der Gratbildung dar. Es konnte eine enge Korrelation zwischen der temperaturbedingten Veränderung der Werkstoffkenn- werte (aufgenommen anhand von Werkstoffprüfverfahren) und der Gratbildung nachgewiesen werden. Durch die Variationen einzelner Prozessbedingungen konnten weiterhin für jeden Werkstoff gratreduzierende Maßnahmen bestimmt werden. Zur EDV-Mäßigen Dokumentation aller Versuchsergebnisse wurde ein benutzerorientiertes Softwareprogramm entwickelt. Es erlaubt dem Anwender einen schnellen Zugriff auf bereits vorhandene Daten und eine komfortable Speicherung neuer Daten. Berichtsumfang :
1018.,151 Abb.,26.lit Beginn der Arbeiten :
01. 10. 1992 Ende der Arbeiten:
31.12.1994 Zuschussgeber :
BMWi I AIF-Nr. 9001 Forschungsstelle:
Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre der RWTH Aachen Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren Prof. Dr.-lng. Dr. h. c. mull. W. König (bis 31.12.1994) Prof. Dr.-lng. F. Klocke (ab 1.1.1995)
Bearbeiter :
Dipl. -lng. W. 8evert Obmann des Arbeitskreises:
Dipl.-lng. E. leuschner Mannesmann Rexroth Vorsitzender des Beirates :
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg