Analyse des Einflusses der Schneidenform auf den Hochleistungsbohrprozess

Koehler, W.

Bohren mit Wendelbohrern gehört zu den am meisten verbreiteten spanenden Fertigungsverfahren. Durch eine Erhöhung der Schnittwerte kann die Produktivität und Wirtschaftlichkeit wesentlich verbessert werden. Um Werkzeuge und Prozesse für eine Hochleistungsbearbeitung auszulegen und zu optimieren, sind Untersuchungen der Auswirkungen und Ursachen einer Schneidenformveränderung auf die Belastungen des Zerspanprozesses notwendig.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Auswirkungen einer Veränderung der Bohrerschneidenform bei erhöhten Vorschub- und Schnittgeschwindigkeitswerten auf den Bohrvorgang. Untersucht werden unterschiedliche Schneidenformen zweischneidiger Vollhartmetall Wendelbohrer. Die dargestellten Ergebnisse befassen sich mit den thermischen und den mechanischen Belastungen des Zerspanprozesses sowie der Analyse der Spanbildung. Die Arbeit umfasst sowohl fertigungstechnische als auch werkstoffkundliche Betrachtungsweisen. Dabei werden neben den Auswirkungen von Schneidformvariationen unter erhöhten Schnittgeschwindigkeits- und Vorschubwerten die Ursachen veränderter Belastungen auf den Bohrprozess aufgezeigt.

Spanwurzelquerschliffe zeigen Verformungszonen im Werkstückmaterial sowie den Werkstofffluss vor der Schneidkante. Die werkzeugseitigen Auswirkungen des Kontakts zwischen Span und Werkzeugschneide konnten über eine so genannte Kontaktflächenuntersuchung der Spanfläche sichtbar gemacht und analysiert werden. Die Ergebnisse weisen deutlich den Einfluss der Schneidkantenfase sowie die Auswirkungen einer veränderten Schneidenform auf den Spanbildungsvorgang nach. Dabei wird der Werkstoff- und Wärmefluss an der Schneide beleuchtet, der maßgeblich von einer sich vor der Schneide bildenden Stauzone beeinflusst wird. Die dargestellten Versuchsergebnisse zeigen die Möglichkeit auf Auswirkungen von Schneidformveränderungen zu bestimmen, die Ursachen aufzuzeigen und den Bohrer gezielt an bestimmte Prozessanforderungen anzupassen.

Veröffentlicht als

Dissertation Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2004, ISBN 3-8027-8728-5