Optimierung der inneren Minimalmengenschmierung an Bearbeitungszentren

Optimierung der Blasluft am AXA-Bearbeitungszentrum

Das Projekt konzentriert sich darauf, die Minimalmenge möglichst effektiv durch das Innere der Maschinenspindel und des Werkzeugs bis an die Werkzeugschneide zu führen.

Diese Art der Zuführung wird vor allem dann notwendig, wenn die Werkzeugeingriffsstelle schwierig von Außen zu erreichen ist, wie z.B. beim Bohren, Tieflochbohren, Gewindeschneiden.

Gerade bei diesen Prozessen muss das Aggregat, das die Minimalmenge erzeugt, eine ausreichend hohen Druck liefern. Das Problem des drohenden Spänestaus kann darüber hinaus durch ein ausreichend großes Luftvolumen vermieden werden.

AXA-Bearbeitungszentrum, an dem die Optimierungen realisiert wurden

Da die Minimalmenge bei der inneren Zuführung durch rotierende Elemente geführt werden muss, besteht hier die Gefahr des Absetzens des Öls an der rotierenden Wandung. Um dies zu vermeiden, muss die Mischung des Mediums mit der Blasluft so nah wie möglich an der Wirkstelle durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung wichtiger Kriterien, wie Nachrüstbarkeit, Gemischstabilität, Tröpfchengröße, Ansprechverhalten, etc. wurde zunächst ein optimales Aggregat ausgewählt. Dieses wurde anschliessend weiter optimiert. Besonderer Wert bei der Optimierung wurde auf die Gestaltung der Blasluftleitungen gelegt, da die effektiv nutzbare Blasluftmenge entscheidend von dieser Gestaltung abhängt.

Nach der Optimierung wurden verschiedene Werkzeuge getestet und zum Teil modifiziert. So wurde mit verschiedenen Bohrern mit Durchmessern von 5, 10 und 21 mm das Verfahren Tieflochbohren bei Bohrtiefen von über 10*D getestet. Dabei wurde deutlich, dass mit Einlippentieflochbohrern (deren Einsatz auch unter Verwendung von Kühlschmierstoff auf Bearbeitungszentren schwierig ist) unter Verwendung von Minimalmengenschmierung die Vorschubwerte der Nassbearbeitung bis zu 80% erreicht werden können. Bei kleineren Werkzeugen, die die übliche Spiralnut aufweisen, können problemlos die Werte der Nassbearbeitung erreicht und teilweise noch deutlich überschritten werden.

Besonders gute Ergebnisse konnten beim Gewindeschneiden erzielt werden, da gerade bei diesem Prozess extrem hohe Reibwerte auftreten, die durch die Minimalmenge stark gesenkt werden.

So wurde in diesem Projekt die Tauglichkeit der Minimalmengenschmierung in der Zerspanung erfolgreich dargestellt und in Seminaren, Vorführungen und Veröffentlichungen den Anwendern zugänglich gemacht. Auch kleinere Unternehmen der Region zeigten reges Interesse und streben die Umsetzung mit Unterstützung des Werkzeugmaschinenlabors der Fachhochschule Münster an.

 

Projektleitung


Prof. Dr.-Ing. Ulrich Rinker

Fachbereich Maschinenbau
Stegerwaldstraße 39
48565 Steinfurt
Tel: 02551 9-62249
Fax: 02551 9-62249

rinkerfh-muensterde




Mitarbeiter


  • Dipl.-Ing. Grischa Wagner

Projektzeitraum:


Januar 2003 - Dezember 2004

Kooperationspartner


  • Sandvik GmbH
  • AXA Entwicklungs- und Maschinenbaugesellschaft

Finanzierung


  • Ministerium für Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen

Weitere Infos unter:


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