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Gestaltungsmodell der kryogenen Prozesskühlung in der Zerspanung

ISBN: 978-3-86359-291-2

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Kurzübersicht

Die kryogene Prozesskühlung ist eine Kühlschmierstrategie, die über großes technologisches und wirtschaftliches Potenzial verfügt, jedoch in der Industrie nur sehr begrenzt zum Einsatz kommt. Dies kann auf fehlendes systematisches Wissen zurückgeführt werden, wie effiziente und leistungsfähige Einstellparameter der kryogenen Prozesskühlung gewählt werden müssen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Gestaltungsmodell zu entwickeln, welches in der Lage ist, dies zu leisten.

Gestaltungsmodell der kryogenen Prozesskühlung in der Zerspanung

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Details

Die kryogene Prozesskühlung ist eine Kühlschmierstrategie, die über großes technologisches und wirtschaftliches Potenzial verfügt, jedoch in der Industrie nur sehr begrenzt zum Einsatz kommt. Dies kann auf fehlendes systematisches Wissen zurückgeführt werden, wie die Einstellparameter der kryogenen Prozesskühlung gewählt werden müssen, um eine effiziente und leistungsfähige Prozesskühlung zu gewährleisten. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Gestaltungsmodell zu entwickeln, welches in der Lage ist, dies zu leisten.

Die Recherche des Stands der Technik zeigt, dass bereits eine Reihe von Zerspanuntersuchungen zum Potenzial der kryogenen Prozesskühlung vorliegt. Die darin beschriebenen Beobachtungen können zum Teil erklärt werden, jedoch bleiben die zugrunde liegenden Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge und Wirkmechanismen in vielen Bereichen ungeklärt. Beispielsweise kann anhand der Untersuchungen am Zerspanprozess nicht differenziert werden, inwiefern sich die Kühlwirkung oder die Schmierwirkung der kryogenen Prozesskühlung auf die Ergebnisgrößen auswirken. Somit ist keine schlüssige Erklärung von beobachteten Effekten wie der Zerspankraftreduktion durch den Einsatz der kryogenen Prozesskühlung im Vergleich zu konventionellen Kühlschmierstrategien möglich. Aus diesem Grund werden die Untersuchungen in dieser Arbeit an Analogiemodellen des Zerspanprozesses durchgeführt. Hierzu wird der reale Zerspanprozess im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse analysiert und darauf basierend fünf, für die Kühlschmierstrategie besonders relevante, Einzelaspekte definiert: Die Temperaturabhängigkeit der physikalischen Materialeigenschaften, die Kühlwirkung und die Schmierwirkung verschiedener Kühlschmiermedien, die Eigenschaften kryogener Freistrahlen und die Abhängigkeit der Spanbildung vom Kühlschmiermedium. Diese fünf Einzelaspekte werden in gut beobachtbaren und beschreibbaren Analogiemodellen abgebildet und untersucht. Es werden der Einfluss der Stellgrößen identifiziert und die Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge ermittelt. Auf Basis der Erkenntnisse aus den Analogiemodellen werden anschließend Gestaltungsrichtlinien abgeleitet und das Gestaltungsmodell zur Auslegung der kryogenen Prozesskühlung definiert. Abschließend werden die Gestaltungsrichtlinien anhand von Zerspanuntersuchungen validiert.

Zusatzinformation

Autor Krämer, Alexander
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-291-2
Gewicht 0.260 kg
Erscheinungsdatum 12.03.2015
Lieferzeit 3-4 Tage
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