Erreichbare Bohrtiefen - Geradegenutete Bohrer

10.Trockenzerspanung/
Minimalmengenschmierung
Um den ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten Rechnung zu tragen, wird derzeit versucht, die Kühlschmierstoffumlaufmenge
drastisch zu reduzieren, bzw. ganz darauf zu verzichten. Bei der Fräsbearbeitung ist dies teilweise
schon realisiert, bei der Bohr- und Reibbearbeitung steht man hier erst am Anfang. Es gibt zwar vereinzelte Trockenbohrer,
die speziell auf bestimmte Materialien abgestimmt sind, aber die generelle Trockenzerspanung ist im Bohrbereich
noch nicht möglich. Teilweise ist dieser radikale Schritt zur Trockenbearbeitung auch nicht möglich, da die Primäreffekte
des Kühlschmierstoffes (KSS) entfallen würden. Es sind neue Probleme, die durch die erhöhte Wärmeentwicklung, Einschränkung
des Spänetransports und stärkerer Maschinen- und Werkzeugbelastung auftreten. Um dem entgegenzutreten,
wird derzeit in Verbindung mit neuen Beschichtungen verstärkt die Minimalmengenschmierung eingesetzt. Eine
Gleitschicht auf dem Werkzeug soll die Aufbauschneidenbildung verhindern und somit den Spänetransport erleichtern.
Die Verwendung von Minimalmengenschmierung (MMS) ist mittel- und langfristig wahrscheinlich der richtige Weg. Beim
durchschnittlichen Verbrauch von ca. 1l/Schicht wäre dies eine drastische Reduzierung des KSS. Nachdem die Kosten
für KSS etwa vier mal höher als die Werkzeugkosten sind (lt. Umwelt-Bundesamt) wäre dies schon ein imenses Einsparungspotential.
Nicht zu vergessen ist hier natürlich die positive Auswirkung auf die Mitarbeiter und die Umwelt.
Nachdem im Schneidstoffsektor Hartmetalle mit genügender Verschleißfestigkeit vorhanden sind, die Beschichtungen
genügend Warmhärteresistenz aufweisen, gilt es jetzt vornehmlich, sich der Geometriegestaltung anzunehmen. Diese
muss auf die veränderten Belastungen beim Trockenbohren und Bohren mit MMS ausgelegt sein.
10.1 Was ist Minimalmengenschmierung?
Von Minimalmengenschmierung wird dann gesprochen, wenn der KSS-Bedarf den Wert von 50 ml/h nicht übersteigt.
Das Bauteil und eingesetzte Werkzeug werden also nicht per Überflutungsschmierung versorgt, sondern durch ein Minimalschmiersystem
wird der Schmierstoff in feinste Tröpfchen zerlegt und in Verbindung mit Druckluft als Aerosol an die
Wirkstelle befördert. Bislang haben sich zwei verschiedene Minimalschmiersysteme durchgesetzt. Zum einen wird bei
den Überdrucksystemen das Aerosol bereits im KSS-Vorratsbehälter erzeugt und nur noch über eine Leitung zur Wirkstelle
befördert. Zum anderen gibt es die Dosierpumpensysteme, die pro Kolbenhub eine frei definierbare Menge an KSS
zur Wirkstelle befördern. Druckluft wird erst kurz vor der Wirkstelle in die Förderleitung eingebracht. Bei der Auswahl des
geeigneten Minimalschmiersystems ist es wichtig, einige Kriterien zu beachten. Das Gerät sollte den KSS direkt nach
dem Einschalten an die Wirkstelle befördern und ein konstantes Sprühverhalten zeigen. Die Dosierbarkeit und Handhabung
des Geräts sollte ebenfalls gewährleistet sein.
Moderne CNC-Steuerungen erlauben die Dosierung
direkt aus der Steuerung heraus. Dies erweist sich als
Vorteil bei wechselnden Werkzeugen und Bearbeitungsprozessen.
Von entscheidender Bedeutung ist es, den
KSS direkt an die Wirkstelle, also den Punkt an dem
der Spanbildungsprozess beginnt zu bringen. Hier ist
es möglich einmal über externe Düsen die Wirkstelle zu
besprühen oder der Einsatz per interner Kühlmittelzufuhr
direkt durch das Werkzeug hindurch. Die Zufuhr
über äußere Düsen ist vornehmlich für Fräsbearbeitungen
oder Bohr- / Reibbearbeitung bis maximal 3xD
geeignet. Die Umrüstung der Maschine auf dieses Verfahren
ist kostengünstig und einfach zu bewerkstelligen.
Ungünstig ist, dass darauf zu achten ist, bei Werkzeugwechsel
den KSS wieder direkt an die Wirkstelle
zu bringen. Bei der Zufuhr durch das Werkzeug hindurch
steht der KSS kontinuierlich an der Stelle des
Spanbildungsprozesses zur Verfügung. Sehr große
Bohrtiefen und hohe Drehzahlen sind ohne negativen
Einfluss möglich. Bei dieser Art der Einbringung des
KSS wird die Späneabfuhr positiv beeinflusst. Soll ein
Prozess auf Minimalmengeschmierung umgestellt werden,
so ist vorab der Einfluss des KSS auf den Prozess
zu betrachten. Hierzu soll die nebenstehende Grafik
(Abb. 10.1) helfen.
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(Abb. 10.1)