Gezielte Kühlschmiermittelverteilung beim Gewindebohren mittels Strömungssimulation

Özkaya, E.1, a; Biermann, D.1, b

1)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) oezkaya@isf.de; b) biermann@isf.de

Kurzfassung

Das Gewindebohren stellt meistens das letzte Fertigungsverfahren an einem Bauteil dar und ist einer der weltweit am häufigsten eingesetzten Zerspanungsprozesse, wenn es um die Herstellung von Innengewinden geht. Präzisionswerkzeuge, die Hochleistungswerkstoffe bearbeiten, werden in der Regel mit einer inneren Kühlschmierstoffzufuhr ausgestattet, um so die hohe Reibung in der Wirkzone und die damit verbundenen, hohen thermisch-mechanischen Belastung zu reduzieren. Insbesondere beim Gewindebohren, findet die Zerspanung auf engstem Raum mit niedrigen Toleranzen statt und muss gleichermaßen auch eine gute Spanbildung und -transport gewährleistet sein.

Inwiefern sich jedoch der mit hohem Druck eingeleitete Kühlschmierstoff (KSS) über die Innenkühlkanäle verteilt, kann experimentell aufgrund der unzureichenden Einsehbarkeit während des Gewindebohrens und der hohen Werkzeugkomplexität nicht ermittelt werden. In diesem Beitrag wird daher die KSS-Verteilung eines in der Praxis häufig eingesetzten Gewindebohrers mittels Strömungssimulation untersucht und basierend auf den Ergebnissen eine Modifizierung der Innenkühlkanäle durchgeführt [1, 2].

Tapping is usually the last production process on a component and is one of the most frequently used cutting processes in the world, when it comes to the production of internal threads. Precision tools for machining high-performance materials are generally equipped with an internal cooling lubricant supply, in order to reduce the high friction in the cutting zone and the associated high thermal-mechanical load. Especially in the case of tapping, the machining process is conducted in a narrow space with low tolerances and therefore, a good chip formation and transport must be ensured.

However, the extent to which the cooling lubricant, introduced at high pressure, is distributed over the internal cooling channels cannot be determined experimentally because of the inadequate visibility during tapping and the high tool complexity. In this paper, the lubricant distribution for a tapping tool frequently used in practice is investigated by means of flow simulation and a modification of the internal coolant channels is carried out based on the results [1, 2].

Schlüsselwörter

DE CComputational Fluid Dynamics (CFD), Gewindebohren, Kühlschmiermittelverteilung, Werkzeugoptimierung - EN Computational Fluid Dynamics (CFD, tapping process, Coolant lubrication distribution, Tool optimization

Veröffentlichung

FORUM Schneidwerkzeuge- und Schleiftechnik, Verlagsanstalt Handwerk GMBH, 2 (2017) 30, S. 90-96, ISSN 2191-1347