GJV (Gusseisen mit Vermikulargraphit) setzt sich im Dieselmotorenbau immer mehr durch. Mit GJV lassen sich Gewichtseinsparungen von etwa 20 % erreichen. Die Verwendung von GJV bedeutet für die Werkzeuge und Maschinen eine erhöhte Belastung (Schnittkraftsteigerungen von etwa 20 %). Das PTW an der TU Darmstadt, (DE), erarbeitete eine Benchmarkstudie für die Hauptprozesse (Planfräsen, Bohren, Gewinden und Zylinderlaufflächenbearbeitung) für die Bearbeitung von Zylinderkurbelgehäusen. Planfräs-Werkzeugkonzepte von 7 bekannten Werkzeugherstellern wurden in 32 Fräsversuchen untersucht. Im überwiegenden Fall wurden Konzepte mit beschichtetem Hartmetall untersucht. Bei den Tests mit Hartmetall zeigte sich vor allem der Einfluss der Schnittgeschwindigkeit als bedeutender Faktor auf den Standweg, wobei eine Schnittgeschwindigkeit von 120 m/min als optimal ermittelt werden konnte. Einen geringeren Einfluss auf das Testergebnis, bezogen auf den Standweg, hat der Zahnvorschub, der zwischen 0,15 mm und 0,35 mm lag. Die meisten Versuche wurden mit ähnlichen Prozessparametern durchgeführt. Trotz der geringen Unterschiede in der Parameterwahl variierten die erreichten Standwege, die zwischen 8 m und 70 m lagen, erheblich, was auf das ausgewählte Werkzeugsystem zurückzuführen ist. Generell zeigten negative Geometrien eine Standwegverbesserung. Als Variante zu Hartmetall zeigt sich Siliziumkeramik, mit der wesentlich niedrigere Bearbeitungszeiten erreicht werden können. Trotz des Standwegverlustes um 58 % gegenüber Hartmetall und der höheren Werkzeugkosten kann sich aufgrund der gesteigerten Produktivität (+174 %) der Einsatz von Siliziumnitridkeramik rechnen. Neben Hartmetall wurden auch PKD-Schneidplatten eingesetzt. Die erzielten Vorschubstandwege liegen zwischen 25 m und nahezu 200 m. Nahezu alle Werkzeughersteller haben zum Ende der 35 Bohrversuche ein Werkzeug bereitgestellt, das einen Standweg von 5000 Bohrungen bei einer Vorschubgeschwindigkeit von mindestens l,019 m/min erreichte. Als wirtschaftliche Obergrenze hat sich bei den 5 mm Vollhartmetallbohrwerkzeugen eine Schnittgeschwindigkeit von 70 m/min - 80 m/min erwiesen. Der Vorschub pro Umdrehung kann dabei bis zu 0,30 mm betragen. Die VHM-Werkzeuge zeigten nach einem Einsatz von 5000 Gewinden sowohl bei vc = 20 m/min als auch bei vc = 40 m/min keinen merklichen Verschleiß an den Schneiden. Die HSS Gewindebohrwerkzeuge haben erst nach Optimieren der Werkzeuggeometrie und der Beschichtung z. T. die 5000 Gewinde Marke erreicht.
Der Trend geht zum hochfesten Werkstoff. PTW Darmstadt: Werkzeugkonzepte in der Gussbearbeitung
Fertigung, Landsberg ; 32 , 7 Sonderausgabe Werkzeuge, Ausgabe 1 ; 10-13
2004
4 Seiten, 6 Bilder
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