Prozeßführung und Werkstoffbeeinflussung beim Bohren gehärteter Stähle:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 2]
358 Berichte aus dem Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen, Universität Hannover |
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| adam_text | Titel: Prozeßführung und Werkstoffbeeinflussung beim Bohren gehärteter Stähle
Autor: Spintig, Wilfried
Jahr: 1995
IV Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis........................................................................................................II I Formelzeichen.......................................................................................................III II Abkürzungen.........................................................................................................V 1 Einleitung...............................................................................................................1 2 Stand der Erkenntnisse..........................................................................................3 2.1 Bohren als Fertigungsverfahren..................................................................3 2.1.1 Werkzeuggeometrien..................................................................5 2.1.2 Schneidstoffe für Bohrwerkzeuge................................................7 2.1.3 Beschichtete Hartmetalle...........................................................10 2.2 Hartbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide............................12 2.2.1 Grundlagen der Hartzerspanung...............................................13 2.2.2 Hartdrehen.................................................................................14 2.2.3 Hartfräsen..................................................................................18 2.2.4 Hartbohren.................................................................................20 2.3 Oberflächenbeeinflussung durch spanende Verfahren.............................22 3 Aufgabenstellung und Zielsetzung.......................................................................26 4 Versuchseinrichtungen -Werkstoffe und Meßsysteme..........................................27 4.1 Versuchsmaschine....................................................................................27 4.2
Versuchswerkstoffe...................................................................................28 4.2.1 Wälzlagerstahl 100 Cr 6............................................................28 4.2.2 Kaltarbeitsstahl X 210 Cr 12......................................................29 4.2.3 Warmarbeitstähle......................................................................29 4.2.4 Einsatzstahl 16 MnCr 5..............................................................31 4.3Meß- und Analyseverfahren......................................................................32 4.3.1 Werkzeugverschleißmessung...................................................32 4.3.2 Zerspankraftmessung................................................................33 4.3.3 Bestimmung der Zerspantemperatur.........................................33 4.3.4 Bestimmung der Oberflächenrauheit.........................................34 4.4Werkstoff- und Oberflächenanalysetechnik. .35
V 4.4.1 Metallographie und Härtemessung............................................35 4.4.2 Rasterelektronenmikroskop.......................................................35 4.4.3 Elektronenstrahlmikroanalyse (ESMA)......................................35 4.4.4 Restaustenitbestimmung und Eigenspannungs messung....................................................................................35 4.5Vorrichtung zur Erzeugung von Spanwurzeln...........................................36 5 Prozeßführung.....................................................................................................38 5.1 Zerspanungsparameter und Bohrfolge......................................................38 5.2 Werkzeugentwicklung...............................................................................41 5.2.1 Werkzeugverschleiß..................................................................41 5.2.1.1 Grundlagen...................................................................41 5.2.1.2 Werkzeugverschleiß beim Bohren gehärteter Stähle...........................................................................45 5.2.1.3 Einfluß der Werkzeugspitzengeometrie auf das Verschleißverhalten......................................................47 5.2.1.4 Einfluß des Drallwinkels auf den Werkzeug verschleiß.....................................................................48 5.2.1.5 Einfluß des Hartmetallsubstrats auf das Ver schleißverhalten beim Bohren harter Stähle................50 5.2.1.6 Einfluß der Hartstoffbeschichtung auf das Ver schleißverhalten...........................................................54 5.2.2 Hartbohrspezifisches Werkzeug................................................59 5.3 Bohrungsqualität........................................................................................60 5.3.1 Formtoleranz..............................................................................60 5.3.2
Oberflächengüte........................................................................62 5.4 Prozeßgrößen............................................................................................63 5.4.1 Zerspankräfte.............................................................................64 5.4.1.1 Grundlagen...................................................................64 5.4.1.2 Randbedingungen beim Hartbohren............................65 5.4.1.3 Kraftverteilung auf der Schneidenverrundung..............73 5.4.1.4 Einfluß des Werkzeugverschleißes auf die Zerspankräfte...............................................................75 5.4.2 Zerspantemperaturen................................................................76 5.4.2.1 Grundlagen der Wärmeleitung.....................................77 5.4.2.2 Zerspantemperaturen beim Hartbohren.......................78 5.5 Werkstoffeinfluß auf Werkzeugverschleiß und Prozeßgrößen.................81 5.5.1 Einfluß des Werkstoffs auf den Werkzeugverschleiß................82
VI 5.5.2 Werkstoffeinfluß auf die Zerspankräfte.....................................85 5.5.3 Werkstoffeinfluß auf die Zerspantemperatur.............................87 6 Spanbildung bei der Hartbearbeitung..................................................................88 6.1 Spanbildung bei harten Werkstoffen.........................................................90 6.2 Spanbildung beim Bohren harter Stähle....................................................94 6.3Einfluß des Werkstoffs auf die Spanbildung.............................................97 7 Oberflächenausbildung und -beeinflussung durch den Bohrprozeß..................100 7.1 Grundlagen..............................................................................................101 7.2 Bereiche der Randzonenveränderungen.................................................105 7.2.1 Wärmeverteilung in der Randzone der Bohrungswand...........109 7.3 Charakterisierung der Bohrungsrandzone...............................................109 7.3.1 Plastische Verformungen.........................................................109 7.3.2 Oberflächennahe Gefügeumwandlungen................................113 7.3.3 Restaustenitgehalte der Bohrungsrandzone...........................117 7.3.4 Eigenspannungszustand der Bohrungsrandzone....................122 7.3.5 Chemische Zusammensetzung der Werkstückrandzone........125 7.4 Modellansatz zur Beschreibung der Oberflächenausbildung..................126 7.5 Übertragung des Entstehungsmodels der Randzonen Veränderungen auf andere Hartbearbeitungsverfahren..........................130 8 Umsetzung der Ergebnisse - Nutzen für die industrielle Anwendung................136 9 Zusammenfassung und Ausblick.......................................................................140 10. Literatur 142
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