Additiv gefertigte Schleifwerkzeuge mit innenliegender Kühlschmierstoffzufuhr zur energieeffizienten Nutbearbeitung von Hartmetallfräsern

Die Steigerung der Produktivität wird beim Nutentiefschleifen maßgeblich durch die Belastungsgrenzen des Schleifwerkzeugs sowie die Effizienz der KSS-Versorgung limitiert. Vor diesem Hintergrund entwickeln das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) und die BDW-BINKA Diamantwerkzeug GmbH im Rahmen eines Kooperationsprojekts ein neuartiges Schleifwerkzeug mit innenliegender KSS-Versorgung. Durch die gezielte Zuführung des KSS über integrierte Kanäle direkt in die Kontaktzone wird eine signifikante Reduktion des benötigten KSS-Volumenstroms angestrebt. 
 

Zielsetzung

Das primäre Forschungsziel besteht darin, durch die optimierte Strömungsführung in den KSS-Kanälen die erforderliche Pumpenleistung deutlich zu senken und somit die Energieeffizienz des Gesamtprozesses nachhaltig zu steigern. Mittels numerischer Strömungssimulation werden die innenliegenden Kanäle exakt an die komplexen Eingriffsbedingungen des Nutentiefschleifens angepasst und strömungsoptimiert ausgelegt. Die additive Fertigung fungiert hierbei als Schlüsseltechnologie, die es erlaubt, konventionell nicht herstellbare Kanalgeometrien zu realisieren. Sie ermöglicht zudem einen höheren Automatisierungsgrad der Fertigungskette zur Schleifwerkzeugherstellung.

Vorteile für Unternehmen 

• Reduktion des Energieaufwands zur Fräserherstellung
• Geringere benötigte KSS-Menge
• Konstruktive Designfreiheit für Kanalstrukturen und
• Verkürzte Entwicklungszeit durch die additive Schleifwerkzeugfertigung
   

Vorgehen

Im Rahmen dieses Vorhabens wird die bereits für geometrisch bestimmte Zerspanprozesse  (z. B. Drehen) angewandte simulative Auslegung und additive Fertigung von Werkzeugen auf das Nutentiefschleifen und die in diesem Prozess verwendeten Schleifwerkzeuge übertragen. 

Durch eine mehrstufige Simulation können alle für die KSS-Versorgung relevanten Komponenten bei der Auslegung der KSS-Zuführung berücksichtigt werden. Neben dem simulativen Ansatz erfolgt darüber hinaus die Messung der effektiven KSS-Menge im Schleifkontakt über einen speziellen Aufbau in der Versuchsmaschine. 

In die industrielle Umsetzung bringt die BDW-BINKA Diamantwerkzeug GmbH ihre fundierte Expertise im Bereich der additiven Schleifwerkzeugherstellung ein, um ein neuartiges additives Fertigungsverfahren für hybridgebundene Schleifwerkzeuge zu entwickeln. Abschließend werden im Rahmen von Einsatzversuchen das Einsatzverhalten sowie die Prozessgrenzen des entwickelten Schleifwerkzeug ermittelt.

Sie haben auch Interesse an einem Kooperationsprojekt?

Kontaktieren Sie Maximilian Tontsch per E-Mail an tontsch@ifw.uni.hannover.de oder telefonisch unter +49 511 762 18158.