Projekt „ProMill“

Problem:

Forschungsziel war es, durch die zielgerichtete Kühlschmierstoff-Zufuhr mit Hochdruck die Produktivität beim Fräsen mit Wendeschneidplatten um mehr als 25 % gegenüber dem Stand der Technik zu steigern. Angestrebt wurde dies durch die Vergrößerung der Schneidenanzahl am Fräserumfang und durch höhere anwendbare Schnittgeschwindigkeiten.

Lösung:

Motivation für das Projekt war die große Bedeutung des Fräsens für den Maschinenbau und die enormen Leistungssteigerungen hinsichtlich Produktivität und Prozesssicherheit, die, wie jüngste Ergebnisse beim Drehen eindrucksvoll zeigten, durch eine zielgerichtete HD-KSS-Zufuhr erreicht werden können.

Für die untersuchten Werkstoffe 42CrMo4+QT und TiAl6V4 konnte ein deutlicher Einfluss der KSS-Auftreffpunkte entlang der Spanfläche auf die Spanformung nachgewiesen werden. In einem zweiten Arbeitspaket wurde die Anordnung der KSS-Zufuhrdüsen auf den Werkzeugverschleiß beim Fräsen untersucht. Es wurden unterschiedliche Verschleißarten in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Kühlkanaldüsen identifiziert und daraus werkstoffspezifische Optima der Anordnung abgeleitet. Ein weiteres zentrales Ergebnis des Projektes war die Erweiterung der FEM-Spanbildungssimulation unter Berücksichtigung der mechanischen und thermischen Wirkung des KSS mit Hilfe einer gekoppelten FEM-CFD-Simulation. Mit den Erkenntnissen aus den Simulationen und den umfangreichen empirischen Zerspanversuchen wurden Gestaltungsrichtlinien für hochdruckfähige Fräswerkzeuge erarbeitet und basierend auf diesen ein Demonstratorwerkzeug in Form eines Stirnumfangsplanfräsers gefertigt. Dieses Werkzeug verfügt gegenüber dem Stand der Technik über sechs anstelle von vier Zähnen, wodurch eine Steigerung der Produktivität um 50 % bei gleichen Prozesseinstellgrößen möglich ist.

Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde erreicht.

Konsortium:

• BILZ Werkzeugfabrik GmbH & Co. KG
• Blaser Swisslube AG
• DECKEL MAHO Pfronten GmbH
• Kennametal Shared Services GmbH
• Lauscher Präzisionstechnik GmbH
• Premium AEROTEC GmbH
• Walter AG

Kontaktperson:

Thomas Lakner, M.Sc.
RWTH Aachen

WZL
Telefon: +49 241/80 28001
E-Mail: T.Lakner@wzl.rwth-aachen.de

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