Grundlagenuntersuchungen zur Gratbildung bei schrägen und gewölbten Flächen beim Kurzlochbohnren mit Hartmetall-Wendeschneidplatten

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2005 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 14598435

Das Ziel des beantragten Vorhabens ist es, die Potentiale der Gratminimierung an schrägen und gewölbten Flächen sowie bei sich kreuzenden Bohrungen in Bezug auf eine Reduzierung der erforderlichen Nachbearbeitung beim Kurzlochbohren zu erschließen. Ferner solluntersucht werden, ob die Gratbildung bei sich kreuzenden Bohrungen von der Gratbildung bei schrägen Flächen bei gleichen Austrittswinkeln abgeleitet werden kann. Grundlegende Erkenntnisse zur Gratminimierung beim Kurzlochbohren konnten bereits im Rahmen des DFG Forschungsvorhabens HE 1656/55-1 ¿Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss der Werkzeuggeometrie auf die Gratbildung beim Hartmetall-Wendeschneidplatten-Kurzlochbohren mit asymmetrisch bestückten Werkzeugen und Entwicklung von Maßnahmen zur Gratminimierung erarbeitet werden. Hier konnten durch die Variationsmöglichkeiten der Schneidenformen und -geometrien große Optimierungspotentiale erschlossen werden. Die untersuchten Zusammenhänge beziehen sich aber ausschließlich auf die Bohreraustrittsseite und auf eine ebene Werkstückoberfläche. In vielen Fällen aber bestehen sowohl die Austritts- als auch die Eintrittsflächen nicht aus ebenen, sondern aus schrägen oder gewölbten Oberflächen. Auch stellen sich kreuzende Bohrungen immer wieder ein Problem beider Gratbeseitigung dar. Beispiele hierfür sind Gelenkwellen, Zylinder und Kolben, Pleuel oder auch Turbinenteile, letztendlich aber auch alle Gussrohteile. Daher sollen im hier beantragten Forschungsvorhaben theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Gratbildung bei schrägen und gewölbten Flächen erfolgen. Dabei beschränken sich die Untersuchungen nicht nur auf die Bohreraustrittsseite, sondern auch auf die Bohrereintrittsseite beim Anbohrvorgang. Bei ebenen Flächen stellt der Anbohrvorgang kein Problem dar, da z.B. durch Verwendung eines Spezialwerkzeugs gleich in einem Arbeitsgang entgratet werden kann. Bei schrägen Flächen ist dies nicht möglich, hier muss oft mühsam von Hand entgratet werden. Die gewonnenen Forschungsergebnisse sollen in ein bereits erstelltes Simulationsprogrammintegriert werden, mit dem die Gratwerte beim Kurzlochbohren in Abhängigkeit vom Werkstoff, Werkzeug und den Bearbeitungsparametern berechnet werden können. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird das Programm um die Parameter Aus- bzw. Eintrittswinkel und Krümmungsradien der Werkstückoberfläche ergänzt. Am Ende sollen somit einerseits grundlegende Kenntnisse über die Gratbildung an schrägen und gewölbten Flächenvorliegen, andererseits sollen geeignete Daten für die Verwendung von Wendeschneidplatten und geeigneter Prozessparameter zur Verfügung stehen. Ferner soll versucht werden, die Gratbildung mittels eines einfachen FEM-Modells nachzubilden.

• DFG Programme: Research Grants