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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 15 / Maschinenbau  → Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL)  → Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren  → Dissertationen 

Please use this identifier to cite or link to this item: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-1107

Title: Randzonenveränderung beim Bohren und ihre Auswirkung auf Folgebearbeitungsverfahren
Authors: Schmier, Marcus
???metadata.dc.subject.ddc???: 670 - Industrielle Fertigung (Manufacturing)
Issue Date: 9-Jun-2004
Publisher: FB 15, Maschinenbau, Institut für Produktionstechnik und Logistik, Fachgebiet Produktionstechnik und Werkzeugmaschinen
Abstract: In der Praxis kommt es bei der spanenden Bearbeitung immer wieder zu großen Standwegunterschieden identischer Werkzeuge bei vordergründig identischen Bearbeitungsrandbedingungen. Insbesondere bei Fertigungsschritten, die das Bohren als Vorbearbeitung erfordern, kommt es gelegentlich zu atypischen Verschleißerscheinungen, die auf das Entstehen einer Neuhärtezone an der Werkstückoberfläche beim Bohren zurückgeführt werden. Grundsätzlich sind Randzonenveränderungen eine Folge der mechanischen und thermischen Beanspruchung bei der Bearbeitung. Beim Eindringen des Schneidkeils kommt es zu Kornverzerrungen, welche die Werkstückhärte bis in eine Tiefe von 40 bis 80 µm erhöhen können. Überdies wird die Randzone des Werkstücks durch den Bearbeitungsvorgang und den Spantransport erhitzt und durch den Kühlschmierstoff bzw. die so genannte Selbstabschreckung im Anschluss sehr schnell abgekühlt. So kann es in Abhängigkeit der Randbedingungen zu Gefügeänderungen mit härtesteigernder (Sekundärabschreckung) oder härtemindernder (Anlasseffekte) Wirkung kommen. Nicht zuletzt beeinflussen beide Beanspruchungsarten auch das Ausmaß der Eigenspannungen in der Werkstückoberfläche. In dieser Arbeit werden die beim Kernlochbohren erzeugten Randzonenveränderungen sowie die Standzeit von Folgebearbeitungswerkzeugen, wie Gewindebohrern und Gewindeformern, und deren Abhängigkeit vom Verschleißzustand des Kernlochbohrers untersucht. Weiterhin werden mit Hilfe einer Energiebilanz die Anteile herausgefiltert, die primär die Eigenschaften der Bohrungsrandzone beeinflussen. Dies geschieht mit Hilfe einer mathematischen Modellierung des Bohrprozesses, in der die Einflüsse der Schneidkantengeometrie, der Schneidkantenverrundung, der Schneidkantenfase sowie des Freiflächenverschleißes berücksichtigt werden.In the practice great differences in tool life of identical tools with seeming identical boundary conditions can be noticed during machining processes. In particular manufacturing processes that require the boring as a preparing step it comes sometimes to atypical wear appearances that are attributed to the origin of a new hardened zone at the machining surface during the boring operation. This leads to a bad surface integrity which is a result of the mechanical and thermal demand during the processing. During the intrusion of the cutting edge granule distortions appear which can increase the micro-hardness in a depth from 40 to 80 µm. Furthermore the outer zone of the part is heated up by the processing step itself and the chip transportation and then cooled very fast by the cutting fluid and/or the selfdeterrence. In dependence of the boundary conditions one can notice changes in the crystal structure with hardness increasing (secondary deterrence) or hardness reducing (temper effects). Last but not least both kinds influence also the scale of the residual stresses in the part surface. In this thesis the changes in surface integrity caused by the hole boring as well as the lifetime of tools of following machining steps - as taps and thread formers - and their dependence on the wear state of the drill are examined. Furthermore the parts which influence the surface integrity of the hole primarily are extracted with the aid of a energy balance. This comes about with a mathematical modeling of the boring-process in which the influences of the cutting edge geometry, the cutting edge rounding, the chamfer of thecutting edge as well as the flank wear are considered.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-1107
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