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Main Title: Drehen mit geschlossenem Innenkühlsystem
Translated Title: Turning with an Inner Cooling System
Author(s): Frost, Thomas
Advisor(s): Uhlmann, Eckart
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Anwendung der Trockenbearbeitung kommt den steigenden ökologischen Anforderungen in der Fertigung entgegen. Der Wegfall der Funktionen von Kühlschmiermitteln führt jedoch zu einer höheren thermischen Beanspruchung der Werkzeuge, einer Verstärkung des Verschleißes und somit zu einer Reduzierung der Werkzeugstandzeit. Um diesen Effekten entgegenzuwirken, können geschlossene Innenkühlsysteme eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein geschlossenes Innenkühlsystem am Beispiel des Drehens untersucht. Das Prinzip beruht auf der Integration von Kühlkanälen in eine Wendeschneiplatte. Vorteilhaft bei diesem System ist der geringe Abstand der Kühlkanäle zu dem thermisch am höchsten beanspruchten Bereich der Wendeschneidplatte. Dies ermöglicht einen sehr guten Wärmeübergang zum Kühlfluid. Die technologischen Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit umfassen die erzielbaren Standzeiten, die Oberflächenqualität der bearbeiteten Werkstücke, die Zerspankraftkomponenten sowie die Werkzeugtemperaturen. Es werden strömungstechnische Aspekte analysiert und die auftretenden Werkzeugtemperaturen bei Einsatz des geschlossenen Innenkühlsystems mit Hilfe der CFD simuliert. Neben einem optimierten System werden darüber hinaus Grundlagen für die weitere Entwicklung von geschlossenen Innenkühlsystemen für die Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide gelegt.
Dry machining supports the ecological requirements of manufacturing. The disadvantage is that cooling without any cooling lubricant results into a higher thermal stress of the tools, an increase of wear and a reduction of tool life time. In order to reduce the disadvantages inner cooling systems can be used. This dissertation deals with an inner cooling system for turning. To realize the system cooling channels are directly integrated in the cutting insert. The advantage is the low distance between the cooling channel and the area of the tool with the highest thermal stress. This supports a very good heat transfer. The dissertation covers the examination of tool life time, surface quality, components of the cutting force, and tool temperatures. Fluidic aspects are analyzed and the tool temperatures simulated with CFD. In addition to an optimized inner cooling system basics for inner cooling systems are developed for further examinations out of the area chipping with an geometrically defined cutting edge.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-18499
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2145
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1848
Exam Date: 11-Jan-2008
Issue Date: 15-May-2008
Date Available: 15-May-2008
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Innenkühlsystem
Trockenbearbeitung
Dry machining
Inner Cooling System
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