SPP 2231 FLuSimPro – Kopplung experimenteller und numerischer Methoden zur mehrskaligen Analyse der Wirkmechanismen von Kühlschmierstrategien in Zerspanprozessen (KexNuMe-KSS)

Die Kühlschmierstoffzufuhr ist mit einem hohen energetischen Aufwand verbunden. Eine Reduktion des Kühlschmierstoffvolumens führt zu Veränderungen der thermomechanischen Belastung. Eine Auslegung der KSS-Zufuhr ist derzeit nur durch zeit- und kostenintensive Zerspanexperimente möglich. Kenntnisse über die Wirkung der KSS-Zufuhr auf die lokale thermomechanische Belastung des Schneidkeils ermöglicht die wissensbasierte Auslegung von KSS-Zufuhrbedingungen und die Überführung von singulärem Wissen hin zu einer praxisnahen und mechanismenbasierten  Auslegungsmethodik. Infolgedessen werden Werkzeughersteller und Anwender befähigt Prozesse hinsichtlich der Energie- und Werkzeugkosten zu optimieren.

Zielsetzung

Ziel des Projektes ist Verständnis der Wirkung von Kühlschmierstoffen auf das gesamte tribologische System am Schneidkeil und die Ableitung einer energieeffizienten Kühlschmierstoffstrategie zur Optimierung von Drehwerkzeugen und -prozessen. Hierfür sollen Kenntnisse über den Einfluss des KSS auf die ortsaufgelöste thermomechanische Schneidkeilbelastung erlangt werden.  Hierraus resultieren zahlreiche Vorteile für die Praxis:

• Verfügbarkeit von Messmethoden der thermischen und mechanischen Schneidkeilbelastung bei KSS-Zufuhr mit bis zu p = 95 bar
• Verfügbarkeit von Grundlagenwissen der Wirkmechanismen von KSS für die Werkzeugauslegung
• Verfügbarkeit einer Auslegungsmethodik für die KSS-Zufuhr
• Energieersparnis der KSS-Pumpe von bis zu 89 % durch gezielte Optimierung der KSS-Zufuhrbedingungen

Vorteile

Durch die im Teilprojekt 05 des SPP2231 entwickelten Methoden zur in-situ Analyse der thermomechanischen Schneidkeilbelastung bei Zufuhr von KSS wir die direkte Wirkung des KSS auf die Reibung und Temperatur am Schneidkeil deutlich.

Vorgehen

In Kooperation mit dem IMKT der LUH wird die thermomechanische, tribologischen und tribochemische Wirkung von KSS am Schneidkeil erforscht. Hierfür werden neuartige in-situ Messmethoden entwickelt und erweitert. Die Messung der thermischen Schneidkeilbelastung erfolgt mittels Thermographie mit einer Auflösung von 1,9 µm/Px in einem Messfeld von 600 x 400 µm. Die Spanbildung wird bei Geschwindigkeiten bis zu 500 m/min mit bis zu 150.000 Bildern pro Sekunde analysiert. Das IMKT führt Tribometerversuche durch und entwickelt ein Mikrokontaktsimulationsmodell der Reibung am Schneidkeil mit KSS.

Sie haben auch Interesse an einem Kooperationsprojekt?

Kontaktieren Sie Jan Schenzel per E-Mail an schenzel@ifw.uni.hannover.de oder telefonisch unter +49 511 762 4299.