Cryogenic cooling for machining cast iron materials using PCD tools
使用 PCD 刀具加工铸铁材料的低温冷却
基本信息
- 批准号:245393033
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2017-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The current and still rising trend for the application of high-strength materials like compacted graphite iron (CGI) leads to increased requirements concerning the design of effective future cutting tool systems and machining strategies. Referring to state of the art a high potential for the use of the cryogenic cooling media CO2 in combination with a polycrystalline diamond tool (PCD) could be figured out as high effective to machine CGI under continuous cutting conditions.However, basic effects and holistic interdependencies of the CO2 cooling parameters (e.g. CO2 mass flow rate, nozzle distance, angle of attack, number of nozzles, combination of CO2 and MQL) onto the operational behavior of the PCD tool and the material properties of the work piece have not yet been studied in detail. It could be assumed that especially the CO2 flow rate can be reduced significantly to machine more economically friendly.The aim of this project is to analyze the impact of the CO2 cooling parameters onto the thermo-mechanical load spectrum of PCD tools for continuous cutting processes of CGI materials. Previous findings in this area can be completed.To clarify the influence of the CO2 cooling parameters onto the collective of load the following approach is intended. In particular the cutting forces and temperature as well as the chip formation and the specific wear mechanisms will be analyzed to quantify the influence of the CO2 cooling parameters onto the thermo-mechanical load spectrum. The focus of the analysis is to determine a customized cryogenic cooling strategy setting a minimal amount of CO2. Besides basic machining experiments fundamental material science tests will be performed. The effect of the CO2 cooling parameters onto the load spectrum and finally the operational behavior can be identified in detail. The relevant mechanisms can now be understood in detail. The findings will be transferred to a systematic mathematical evaluation of the machining process in order to derive recommendations for practical applications.At the end of the first part of the project a customized CO2 cooling system concerning the specific load collective of the PCD tool will be developed to suppress the temperature induced wear mechanisms during machining of CGI. Within the second part of the project the transfer of the findings will be focused. Therefore, further ferrous materials will be machined using different PCD tools. Finally environmental and economic studies will be accomplished to get a holistic view onto the cryogenic cooling system. The interdisciplinary goals of this project allow to bridge an important gap regarding the impact of the CO2 cooling strategies onto machining applications using PCD tools.
应用高强度材料(例如压实石墨铁(CGI))的当前且仍在上升的趋势导致对有效的未来切割工具系统和加工策略的设计的要求增加。 Referring to state of the art a high potential for the use of the cryogenic cooling media CO2 in combination with a polycrystalline diamond tool (PCD) could be figured out as high effective to machine CGI under continuous cutting conditions.However, basic effects and holistic interdependencies of the CO2 cooling parameters (e.g. CO2 mass flow rate, nozzle distance, angle of attack, number of nozzles, combination of CO2 and MQL) onto尚未详细研究PCD工具的操作行为和工件的材料特性。可以假定,尤其是可以将二氧化碳流速显着降低到机器上更经济友好。该项目的目的是分析二氧化碳冷却参数对PCD工具的热机械负载谱的影响,用于CGI材料的连续切割过程。可以完成该区域的先前发现。为了阐明二氧化碳冷却参数对负载集体的影响,以下方法是针对以下方法的。特别是,将分析切割力和温度以及芯片形成以及特定的磨损机制,以量化二氧化碳冷却参数对热机械负载谱的影响。分析的重点是确定定制的低温冷却策略,设定最少量的二氧化碳。除了基本的加工实验外,还将进行基本材料科学测试。二氧化碳冷却参数对负载光谱的影响以及最终可以详细识别操作行为。现在可以详细理解相关机制。这些发现将转移到对加工过程的系统数学评估中,以得出针对实际应用的建议。在项目的第一部分的末尾,定制的二氧化碳冷却系统涉及PCD工具的特定负载集合,以抑制CGI加工过程中抑制温度诱导的磨损机制。在项目的第二部分中,调查结果的转移将集中在重点。因此,将使用不同的PCD工具对进一步的材料进行加工。最后,将完成环境和经济研究,以对低温冷却系统进行整体视野。该项目的跨学科目标允许弥合有关使用PCD工具对二氧化碳冷却策略对加工应用程序的影响的重要差距。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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