Hochdruck-Kühlschmierstoffzufuhr in der Zerspanung:
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Aachen
Apprimus-Verl.
2013
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INHALTSVERZEICHNIS
TABLE OF CONTENTS
1 EINLEITUNG 1
2 EINFUEHRUNG IN DIE THEMATIK UND STAND DER TECHNIK 5
2.1 BEARBEITUNG SCHWER ZERSPANBARER WERKSTOFFE 5
2.1.1 ZERSPANBARKEIT VON TITANLEGIERUNGEN 6
2.1.2 ZERSPANBARKEIT VON NICKELBASISLEGIERUNGEN 8
2.1.3 ZERSPANBARKEIT VON NICHTROSTENDEN STAEHLEN 9
2.2 KUEHLSCHMIERSTOFFEINSATZ IN DER ZERSPANUNG 11
2.3 HOCHDRUCK-KUEHLSCHMIERSTOFFZUFUHR 14
2.3.1 VERFAHRENSTECHNOLOGIE UND WIRKMECHANISMEN 16
2.3.2 EINSATZ IN DER ZERSPANUNG: ZUSAMMENFASSUNG VORANGEGANGENER
ARBEITEN 21
2.3.3 WERKZEUG- UND ANLAGENTECHNIK 31
2.4 ZWISCHENFAZIT UND ABLEITUNG DES F&E-BEDARFS 32
3 ZIELSETZUNG, VORGEHENSWEISE UND FORSCHUNGSKONZEPT 35
4 SYSTEMANALYSE UND KONZEPTIONIERUNG EINES GESTALTUNGSMODELLS 39
4.1 FESTLEGUNG DER SYSTEMGRENZE 39
4.2 IDENTIFIKATION RELEVANTER EINFLUSS- UND GEEIGNETER BEWERTUNGSGROESSEN
41
4.3 ERMITTLUNG UND DARSTELLUNG VON URSACHE-WIRKUNGSZUSAMMENHAENGEN 42
4.4 URSACHE-WIRKUNGSANALYSE MIT EINER INTENSITAETS-BEZIEHUNGSMATRIX 46
4.5 ERSTELLUNG EINES GESTALTUNGSMODELLS 48
4.6 ZWISCHENFAZIT ZUM THEORETISCHEN MODELLANSATZ 49
5 STROEMUNGSTECHNISCHE ANALYSE DER HOCHDRUCK-KUEHLSCHMIERSTOFFZUFUHR 51
5.1 GRUNDLAGEN UND BERECHNUNGSANSAETZE 51
5.1.1 DUESENSTROEMUNG UND FREISTRAHLERZEUGUNG 52
5.1.2 STROEMUNG DES REIBUNGSBEHAFTETEN FREISTRAHLS 54
5.2 ERMITTLUNG VON STRAHLKENNGROESSEN 56
5.2.1 VOLUMENSTROM 56
5.2.2 STRAHLSTOSSKRAEFTE 62
5.2.3 STAUDRUCKVERTEILUNG 65
I
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
5.3 DUESEN- UND FREISTRAHLSIMULATION 67
5.3.1 MEHRPHASENMODELLE UND TURBULENZMODELLIERUNG 70
5.3.2 CFD-SIMULATION DER DUESENSTROEMUNG 72
5.3.3 CFD-SIMULATION DER FREISTRAHLSTROEMUNG 76
5.4 ZWISCHENFAZIT ZUR STROEMUNGSTECHNISCHEN BETRACHTUNG 79
6 EMPIRISCHE UNTERSUCHUNG TECHNOLOGISCH RELEVANTER
URSACHEWIRKUNGSZUSAMMENHAENGE UND ANALYSE VON WIRKMECHANISMEN 81
6.1 VERSUCHSAUFBAU ZUM DREHEN MIT HD-KSS-ZUFUHR 81
6.2 EINFLUSS DES WERKSTOFFS 89
6.3 EINFLUSS VON KSS-ZUFUEHRDRUCK UND -VOLUMENSTROM 99
6.4 EINFLUSS DER SCHNITTPARAMETER 105
6.5 EINFLUSS DER SPANFORMGEOMETRIE 112
6.6 EINSTECHDREHEN MIT HD-KSS-ZUFUHR 117
6.7 EINFLUSS DER KSS-ZUFUEHRUNGSVARIANTE 118
6.8 ANALYSE DER SPANBRUCHMECHANISMEN UNTER HD-KSS-ZUFUHR 129
7 ZUSAMMENFUEHRUNG DER ERGEBNISSE UND ERSTELLUNG DES GESTALTUNGSMODELLS
139
7.1 ERWEITERTES GESAMTNETZWERK DES DREHPROZESSES UNTER EINSATZ DER
HD-KSS-ZUFUHR 139
7.2 ABSCHAETZUNG VON WIRKUNGSINTENSITAETEN UND AUFBAU DES
GESTALTUNGSMODELLS 141
8 WIRTSCHAFTLICHE UND ENERGETISCHE BEWERTUNG DER
HOCHDRUCKKUEHLSCHMIERSTOFFZUFUHR IM PRAXISZUSAMMENHANG 147
8.1 THEORETISCHE VORUEBERLEGUNGEN 147
8.2 FALLSTUDIE 150
8.3 WECHSELWIRKUNGEN DER HOCHDRUCKTECHNOLOGIE MIT WERKZEUG UND MASCHINE
155
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 159
10 LITERATURVERZEICHNIS 167
11 ANHANG 181
11.1 ERGAENZUNGEN ZU KAPITEL 5 181
11.2 ERGAENZUNGEN ZU KAPITEL 8 184
LEBENSLAUF 187
II
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