Höherfeste Werkstoffe liegen im Motorenbau im Trend. Mit Hilfe des GJV (Gusseisen mit Vermiculargrafit) lassen sich Gewichtseinsparungen im Vergleich zu herkömmlichen Gusseisenmotoren von etwa 20 % erreichen. Neben GJV werden vermutlich auch andere hochfeste Werkstoffe wie ADI (Austempered Ductile Iron) ihren Einzug im Motorenbau finden. GJV wird heute, ähnlich wie Gusseisen mit Kugelgrafit, mit Hartmetallschneidstoffen zerspant. Die wirtschaftliche Grenze bei der Schnittgeschwindigkeit liegt je nach Anwendung zwischen 80 m/min und 150 m/min. Beim Umstieg auf GJV müssen die Fertigungseinrichtungen mit einer um etwa 20 % höheren Zerspanleistung ausgelegt werden. Man muss bei der GJV-Bearbeitung mit Hartmetall einen um 15 % bis 20 % geringeren Werkzeugstandweg einkalkulieren. Vom PTW der TU Darmstadt, (DE), wurde für Renault eine Studie zum Thema >Tiefbohren von GJV auf Bearbeitungszentren mit spiralisierten Vollhartmetallbohrwerkzeugen< durchgeführt. Für die Kühlwasserverbindungsbohrung (D = 3,5 mm, Bohrtiefe = 50 mm) testete das PTW insgesamt 14 Werkzeuge. Die Schnittgeschwindigkeit lag bei den Versuchsreihen zwischen 60 m/min und 80 m/min, der Vorschub variierte zwischen 0,05 mm und 0,147 mm. Die maximale Vorschubgeschwindigkeit betrug 960 mm/min. Dadurch konnte die Fertigungszeit zur Ausgangssituation von mehr als 24 s auf etwa 11,6 s reduziert werden. Die Standwegvorgabe von 50 m erfüllten nahezu alle Werkzeuge. Bis auf zwei Hersteller wählten alle eine Pilotbohrung bei den Versuchen. Durch den Verzicht auf das Pilotieren konnte die Fertigungszeit auf 3,9 s verringert werden (Zeitersparnis von 20,1 s pro Bohrung). Die beiden Versuchswerkzeuge erreichten trotz des Verzichts auf die Pilotbohrung nicht nur prozesssicher die geforderten 50 m Standweg, sie wiesen auch das beste Verschleißverhalten auf. Für eine Ölsystemverbindungsbohrung (D = 7,0 mm, Bohrtiefe = 250 mm) testete das PTW insgesamt 28 Werkzeuge. Die Schnittgeschwindigkeiten lagen zwischen 50 m/min und 130 m/min, der Vorschub pro Umdrehung variierte zwischen 0,06 mm und 0,40 mm. Die maximale Vorschubgeschwindigkeit betrug 1820 mm/min. Die Fertigungszeit zur Ausgangssituation von mehr als 187 s konnte prozesssicher auf 37,2 s reduziert werden. Alle Werkzeuge benötigten eine Pilotbohrung. Die Standwegvorgabe von 40 m haben nur zwei Werkzeuge erfüllt. Nach Optimieren der Schneidstoff-Beschichtungs-Kombination konnten die Werkzeuge von drei Werkzeugherstellern reproduzierbar zumindest 32,5 m Standweg realisieren.
Hochfeste Gusseisenwerkstoffe - Leichtbau und Höchstleistung
WB Werkstatt und Betrieb ; 138 , 10 ; 14-20
2005
7 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen
Article (Journal)
German
bainitisches Gusseisen , Bearbeitungszeit , Dieselmotor , Direkteinspritzung , Gewichtseinsparung , Gusseisen mit Vermiculargraphit , Hartmetallwerkzeug , Kraftfahrzeugmotor , Schnittgeschwindigkeit , Spiralbohrer , Tiefbohren (Fertigung) , Trend (Entwicklung) , Vermiculargraphit , Vorschubgeschwindigkeit , Werkzeugstandzeit , Zeiteinsparung , Zerspanungsversuch
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