Strömungsanalyse der Kühlschmierstoffverteilung in der Kontaktzone beim Wendeltiefbohren

Özkaya, E.1, a; Michel, S.1, b; Biermann, D.1, c

1)
Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund

a) oezkaya@isf.de; b) michel@isf.de; c) biermann@isf.de

Kurzfassung

Beim Wendeltiefbohren erfolgt die Zufuhr des Kühlschmierstoffes über zwei innere Kühlkanäle, die gewährleisten sollen, dass der Kühlschmierstoff möglichst nah an die Schneiden herangeführt werden kann, um so den thermischen und mechanischen Belastungen entgegenzuwirken. Für die Untersuchung der Kühlschmierstoffverteilung wurde in diesem Beitrag die Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulation eingesetzt und die numerischen Ergebnisse der Strömungsverhältnisse mit Ergebnissen aus experimentellen Versuchen validiert. Für die Versuche wurde die am Institut für Spanende Fertigung (ISF) der Technischen Universität Dortmund entwickelte Methode der Hochgeschwindigkeitsspanbildungsanalyse eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kühlschmierstoff-Strömung abgelenkt wird und der Kühlschmierstoff kaum an die Schneiden des Wendeltiefbohrers herangeführt wird.

In deep hole drilling with twist drills, the coolant is supplied via two internal cooling channels to ensure that the coolant can be fed as close as possible to the cutting edges in order to reduce thermal and mechanical stresses. For the investigation of the distribution of the cooling lubricant, the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation was used in this paper and the numerical results of the flow conditions were validated with experimental results. The method of high-speed chip formation analysis developed at the Institute of Machining Technology (ISF) was used for the experiments. The results show that the cooling lubricant flow is deflected and the coolant is hardly led to the cutting edges of the drill bit.

Schlüsselwörter

DE Numerische Strömungssimulation (CFD), Kühlschmierstoff, Wendeltiefbohren, 3D-Simulation - EN Computational Fluid Dynamics (CFD), cooling lubricant, helical deep hole drilling, 3D-Simulation

Veröffentlichung

DIAMOND BUSINESS, 4 (2017), S. 30-37, ISSN 1619-5558