Im Zuge dieser Projektarbeit werden Werkstücke aus dem Vergütungsstahl 42CrMo4+QT und Werkstücke aus dem austenitischen nicht-rostenden Stahl X2CrNiMo17-12-2 mit Bohrwerkzeugen unterschiedlicher Schneidkantengestalt zerspant. Alle Bauteile verfügen über eine zylindrische Form, die dem Spitzenwinkel der Bohrer entspricht, so dass beide Schneiden des Werkzeugs gleichzeitig aus dem Bauteil treten. Die Schneidkanten unterscheiden sich in ihren Verrundungen. Es kommen folgende drei Schneidkantenverrundungen zum Einsatz: geschliffen, gering verrundet und hoch verrundet. Des Weiteren wird der Durchmesser der Bohrwerkzeuge variiert von d = 14 mm zu d = 8,5 mm. Im Vorfeld der Untersuchungen werden alle eingesetzten Bohrer einer Schneidkantenvermessung mittels Lasertriangulation unterzogen und stichprobenweise durch Rasterelektronenmikroskopie auf Beschädigungen untersucht. Die Versuche werden so durchgeführt, dass der Zeitpunkt des Austritts des Bohrers aus dem Werkstück mit der Thermografiekamera festgehalten und anschließend untersucht wird.
Ziel der Ausarbeitung ist es, fundierte Zusammenhänge zwischen der Schneidkantengestalt und der Temperatur der Schneidkante im Prozess herzuleiten, um so Beurteilungen zum Verschleißverhalten anstellen zu können.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Stand der Technik
- 2.1 Bohren, Senken, Reiben
- 2.1.1 Bohrverfahren
- 2.1.1.1 Gestalt des Wendelbohrers
- 2.1.1.2 Mechanische Belastung am Wendelbohrer
- 2.1.1.3 Thermische Belastung am Wendelbohrer
- 2.1.1.4 Schneidkantengestalt und Kantenpräparation
- 2.2 Stahlwerkstoffe
- 2.2.1 Grundlagen
- 2.2.2 Vergütungsstähle
- 2.2.3 Nichtrostende Stähle
- 2.3 Temperaturmessung beim Bohren
- 2.3.1 Strahlungsmessung
- 2.3.2 Fehlerursachen
- 2.1.1 Bohrverfahren
- 2.1 Bohren, Senken, Reiben
- 3. Experimentelle Randbedingungen
- 3.1 Bearbeitungszentrum
- 3.2 Werkzeuge
- 3.3 Werkstücke
- 3.4 Messtechnik und Analysemethoden
- 3.4.1 Infrarot-Thermografie
- 3.4.2 Rasterelektronenmikroskopie
- 3.4.3 Schneidkantenvermessung
- 4. Versuchsdurchführung
- 4.1 Messung der Emissionsgrade
- 4.2 Kameraaufbau
- 4.3 Bearbeitungsablauf
- 5. Versuchbeobachtungen
- 5.1 Bearbeitungseinheit 1
- 5.2 Bearbeitungseinheit 2
- 5.3 Bearbeitungseinheit 3
- 5.4 Bearbeitungseinheit 4
- 5.5 Bearbeitungseinheit 5
- 5.6 Bearbeitungseinheit 6
- 5.7 Bearbeitungseinheit 7
- 5.8 Bearbeitungseinheit 8
- 6. Auswertung
- 6.1 Einfluss der Schneidkantenverrundung
- 6.2 Einfluss der Schnittparameter und der Werkstoffe
- 7. Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Projektarbeit untersucht die thermische Belastung beim Wendelbohren unter Verwendung verschiedener Schneidkantengestalten. Ziel ist es, die thermischen Belastungen mithilfe der Thermografie zu analysieren und den Einfluss verschiedener Parameter zu bestimmen.
- Analyse der thermischen Belastung beim Wendelbohren
- Einfluss verschiedener Schneidkantengestalten auf die thermische Belastung
- Zusammenhang zwischen Schnittparametern und thermischer Belastung
- Anwendung der Thermografie zur Temperaturmessung
- Untersuchung verschiedener Werkstoffe
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der Projektarbeit ein und beschreibt die allgemeine Problemstellung der thermischen Belastung beim Wendelbohren. Es skizziert den Aufbau der Arbeit und die zu erreichenden Ziele.
2. Stand der Technik: Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über den aktuellen Wissensstand zum Thema Bohren, Senken und Reiben. Es werden verschiedene Bohrverfahren, die mechanische und thermische Belastung am Wendelbohrer, sowie verschiedene Schneidkantengestalten und deren Präparation detailliert beschrieben. Weiterhin werden Stahlwerkstoffe, ihre Eigenschaften und die Bedeutung für den Bearbeitungsprozess beleuchtet. Schließlich werden verschiedene Temperaturmessverfahren, insbesondere die Strahlungsmessung und mögliche Fehlerquellen, erläutert.
3. Experimentelle Randbedingungen: Hier werden die experimentellen Bedingungen der durchgeführten Versuche detailliert beschrieben. Es werden das verwendete Bearbeitungszentrum, die eingesetzten Werkzeuge und Werkstücke, sowie die Messtechnik und die angewandten Analysemethoden (Infrarot-Thermografie, Rasterelektronenmikroskopie, Schneidkantenvermessung) vorgestellt. Dieser Abschnitt legt die Grundlage für die Reproduzierbarkeit der Versuche.
4. Versuchsdurchführung: Dieses Kapitel beschreibt die praktische Durchführung der Versuche. Es werden die Messung der Emissionsgrade, der Aufbau der Kamera und der detaillierte Bearbeitungsablauf erklärt. Die Beschreibung der Vorgehensweise dient der Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse.
5. Versuchbeobachtungen: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der einzelnen Bearbeitungseinheiten (BE 1-8) detailliert dargestellt und mithilfe von Temperaturverläufen und Thermografie-Aufnahmen visualisiert. Diese Beobachtungen bilden die Grundlage für die Auswertung im nächsten Kapitel.
6. Auswertung: Die Auswertung analysiert den Einfluss der Schneidkantenverrundung und der Schnittparameter auf die thermische Belastung. Der Einfluss der verschiedenen Werkstoffe wird ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse dieses Kapitels liefern die Antworten auf die Forschungsfragen.
Schlüsselwörter
Wendelbohren, thermische Belastung, Schneidkantengestalt, Thermografie, Temperaturmessung, Stahlwerkstoffe, Schnittparameter, Werkstoffprüfung, Rasterelektronenmikroskopie.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Projektarbeit: Thermische Belastung beim Wendelbohren
Was ist das Thema dieser Projektarbeit?
Die Projektarbeit untersucht die thermische Belastung beim Wendelbohren unter Verwendung verschiedener Schneidkantengestalten. Ziel ist die Analyse der thermischen Belastungen mittels Thermografie und die Bestimmung des Einflusses verschiedener Parameter.
Welche Ziele werden in der Arbeit verfolgt?
Die Arbeit analysiert die thermische Belastung beim Wendelbohren, den Einfluss verschiedener Schneidkantengestalten auf diese Belastung, den Zusammenhang zwischen Schnittparametern und thermischer Belastung, die Anwendung der Thermografie zur Temperaturmessung und untersucht verschiedene Werkstoffe.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in sieben Kapitel: Einleitung, Stand der Technik, Experimentelle Randbedingungen, Versuchsdurchführung, Versuchbeobachtungen, Auswertung und Ausblick. Jedes Kapitel behandelt einen spezifischen Aspekt der Untersuchung.
Was wird im Kapitel "Stand der Technik" behandelt?
Dieses Kapitel bietet einen Überblick über Bohren, Senken und Reiben, verschiedene Bohrverfahren, mechanische und thermische Belastungen am Wendelbohrer, Schneidkantengestalten, Stahlwerkstoffe und Temperaturmessverfahren (insbesondere Strahlungsmessung und Fehlerquellen).
Welche experimentellen Randbedingungen werden beschrieben?
Das Kapitel "Experimentelle Randbedingungen" beschreibt detailliert das Bearbeitungszentrum, die Werkzeuge, Werkstücke, die Messtechnik (Infrarot-Thermografie, Rasterelektronenmikroskopie, Schneidkantenvermessung) und die Analysemethoden.
Wie wurde der Versuch durchgeführt?
Das Kapitel "Versuchsdurchführung" erläutert die Messung der Emissionsgrade, den Kameraaufbau und den detaillierten Bearbeitungsablauf der Versuche.
Wie werden die Versuchsergebnisse dargestellt?
Die "Versuchbeobachtungen" präsentieren die Ergebnisse der acht Bearbeitungseinheiten (BE 1-8) detailliert mit Temperaturverläufen und Thermografie-Aufnahmen.
Wie werden die Ergebnisse ausgewertet?
Die "Auswertung" analysiert den Einfluss der Schneidkantenverrundung und der Schnittparameter auf die thermische Belastung sowie den Einfluss verschiedener Werkstoffe.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?
Schlüsselwörter sind: Wendelbohren, thermische Belastung, Schneidkantengestalt, Thermografie, Temperaturmessung, Stahlwerkstoffe, Schnittparameter, Werkstoffprüfung und Rasterelektronenmikroskopie.
Welche Methoden wurden zur Temperaturmessung eingesetzt?
Die Infrarot-Thermografie wurde als Hauptmethode zur Temperaturmessung eingesetzt.
Welche Werkstoffe wurden untersucht?
Die Arbeit untersucht verschiedene Stahlwerkstoffe, darunter Vergütungsstähle und nichtrostende Stähle. Die genauen Werkstoffe werden im Kapitel "Experimentelle Randbedingungen" detailliert beschrieben.
Gibt es eine Zusammenfassung der Kapitel?
Ja, die Arbeit enthält eine Zusammenfassung der einzelnen Kapitel, die die wichtigsten Inhalte und Ergebnisse jedes Kapitels kurz beschreibt.
- Quote paper
- Dimitri Zeilinger (Author), 2015, Analyse der thermischen Belastung beim Wendelbohren unter Einsatz verschiedener Schneidkantengestalten mithilfe der Thermografie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/379665
