EMO 2011 - MAPAL Dr. Kress KG

Seite 8 | MAPAL Impulse
ABSOLUT PRÄZISION
Forschungsprojekt:
Bohren mit Außen- und Innenkühlung
sowie Minimalmengenschmierung
Einfluss des KSS-Konzeptes auf die Energie- und Kosteneffizienz
Quelle: Werkstatt und Betrieb 09/2011
Untersuchungen zur Auswirkung des
Kühlschmiermittel-Ansatzes auf die
Fertigungskosten und den Energiebedarf
beim Bohren zeigen: Am besten
schneidet das Werkzeug ab, das bei
Außenkühlung mit höheren Schnittparametern
arbeitet.
(von Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kalhöfer,
Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Kapuschewski
und Dipl.-Ing. (FH) Markus
Rief)
Fertigungsprozesse werden hinsichtlich
der Kosten und des Energiebedarfs
ständig weiterentwickelt. Dabei lassen
sich insbesondere durch Werkzeugentwicklungen
große Einsparpotenziale
bei Energie und Kosten freisetzen.
Systematisch untersucht wird dies im
Forschungsprojekt „Energieeffiziente
Werkzeugkonzepte für die Zerspanung“
an der Hochschule Aalen.
Um das Potenzial unterschiedlicher
Werkzeuge und Bearbeitungsstrategien
aufzuzeigen, wurden in diesem
Rahmen Standzeitversuche mit zwei
unterschiedlichen Vollhartmetallbohrern
und drei KSS-Konzepten durchgeführt.
Versuchsaufbau und Schnittparameter
Für die Versuche wurde eine Hermle
C30 dynamic eingesetzt. Als Probe
diente eine Platte aus Vergütungsstahl
C45 mit den Abmessungen 100 mm
X 200 mm X 20mm (LxBxH). Bei der
Bearbeitung wurde die Leistungsaufnahme
an der Hauptzuleitung mit
einem Leistungsmessgerät Infratek
107A bei einer Abtastfrequenz von 10
Hz bestimmt. Untersucht wurden zwei
unterschiedliche Bohrer: der MEGA-
Drill-Steel (MSt) und der MEGA-Speed
Drill (MSp), die beide von der Firma
Miller (Mapal Gruppe) hergestellt werden.
Der MEGA-Drill-Steel wurde mit
einer Schnittgeschwindigkeit
vc = 80 m/min und einem Vorschub
f = 0,22 mm/U getestet, der MEGA-
Speed-Drill mit einer Schnittgeschwindigkeit
von 140 m/min und
einem Vorschub von 0,28 mm/U. Dies
entspricht den jeweiligen Schnittwertempfehlungen
des Herstellers. Die
Bohrbearbeitungen wurden entweder
mit Außen-Kühlschmierung, Innenhochdruck-Kühlschmierung
(jeweils
mit Emulsion) oder Minimalmengenschmierung
durchgeführt. Bei allen
Werkzeugen erfolgte ein Einsatz bis
zum Bruch. Über den gesamten Standweg
wurde die Leistung gemessen.
Leistungsaufnahmen, Standmengen
und Kosten
Grafik 1 zeigt einen Ausschnitt des
Leistungsverlaufs bei vier Bohrungen.
Die Prozessleistung (aufgenommene
Leistung abzüglich der Leistung für
die betriebsbereite Maschine) wurde
über den Verlauf der Bohrung gemittelt.
Die Ergebnisse sind in Grafik 2 dargestellt.
Deutlich zu erkennen ist, dass
-Steel-Bohrer eine niedrigere Prozessleistung
haben als MEGA-Speed-Drill.
Dies ist auf die geringeren Schnittparameter
zurückzuführen. Als Ende
des Standweges wird in der Regel
ein Anstieg der Schnittleistung um
etwa 30 % betrachtet. Neben solchen
Wertepaaren sind in Grafik 3 auch
die Standwege bei Werkzeugbruch
dargestellt. Bei beiden Betrachtungsweisen
wird der längste Standweg
unter Außenkühlung beider Werkzeuge
erreicht. Die wenigsten Bohrungen
lassen sich mit Innenkühlung erzeugen.
Die Anzahl der Bohrungen, die mit
MMS realisiert werden können, liegt
zwischen denen der Außen- und
Innenkühlung. Der Standweg des
MEGA-Speed-Drill ist im Vergleich
zum MEGA-Drill-Steel deutlich länger.
Als Listenpreis gibt der Hersteller für
den MEGA-Drill-Steel mit Innenkühlkanälen
107 Euro an. Ohne Innenkühlkanäle
liegt der Bohrer laut Liste bei
71 Euro. Den MEGA-Speed-Drill gibt
es als Standardversion nur mit Innenkühlung,
in dieser Version kostet er
nach Liste 123 Euro. Betrachtet man
als Standzeitende eine 30 prozentige
Zunahme der Schnittleistung, kann
der Bohrer nachgeschliffen werden
Der Hersteller beziffert die Nachschleifkosten
für den MEGA-Drill-
MEGA-Drill-St