Mit der Schneekanone gegen unerwünschte Bohrspäne

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Spanform und -gewicht erlaubt Rückschluss auf Bearbeitungsqualität

Zur fotografischen Darstellung entsprechender Späne, erfolgte zusätzlich die Bestimmung des Gewichts einer definierten Späneanzahl (17 Späne als repräsentative Auswahl). Aus Gründen der Übersicht, wurden bei dem Bohrprozess unter Öl nicht alle 17 Späne dargestellt. Generell gilt dieser Prozess als sehr sicher, da er gleichmäßige, kurze und gering gewickelte Spiralspäne erzeugt. Werkzeugform A, die hauptsächlich den Bohrungsgrund und die Bohrungswand kühlt, format deutlich stärker aufgewickelte und somit längere Spiralspäne, und zum anderen treten vereinzelt Spiralspanstücke auf.

Mit einer optimierten Ausrichtung der Düsenanstellung auf die Werkzeugschneide verbessert sich auch hier der Spanbruch. Werkzeugform B erzeugt ebenfalls Spiralspäne. Darüber hinaus treten vermehrt kurze, nur einmal gewickelte Spiralspanstücke auf. Die Werkzeugform C sorgt außer für kurze Spiralspäne in geringem Umfang hauptsächlich für sogenannte Bröckelspäne.

Hauptursachen dafür sind die Positionierung der Düsen auf den ablaufenden Span, der Druck des ausströmenden Gases sowie der Effekt, dass die Fließspannung aufgrund der geringeren Prozesstemperatur nicht verringert wird. Diese Entwicklung lässt sich bei Betrachtung der Spanmasse anhand einer definierten Späneanzahl bestätigen. Bild 5 erläutert die veränderte Spanbildung durch die CO₂-Schneestrahlkühlung. Darüber hinaus werden die Grenzen des Prozesses sowie neue Herausforderungen deutlich gemacht.

Minimalmengenschmierung optimiert den kryogenen Prozess

Werkzeugform C bietet aufgrund der nahe an der Wendeschneidplatte sitzenden Düsenanordnung, die besten Voraussetzungen für einen frühzeitigen Spanbruch. Der Schneestrahl krümmt den Span stärker (im linken Teil von Bild 5 rot dargestellt) und sorgt für eine Kälteversprödung. Die starke Prozesskühlung verhindert einen Temperaturanstieg an der Wirkstelle und unterbindet so die Verringerung der Fließspannung durch die sonst üblichen höheren Prozesstemperaturen.

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