Einsatz von Diamantschneidplatten bei der CNC-Bearbeitung von Aluminium- und Kupferlegierungen

Summary

This paper deals with the issue of an appropriate diamond cutting material and suitable tool geometry for CNC machining for processing the aluminium alloys AA2007 and AA7075 as well as the copper alloys bronze CuSn11Pb2 and brass CuZn39Pb3. Thereby, these alloys – with the exception of AA7075 – are commercial machining alloys, where lead segregations at grain boundaries assist chip breaking and lead to good cutting properties. The task also implies the optimisation of the process parameters for turning and milling using those new cutting tools, particularly with regard to work piece quality and cost-effectiveness. This should be accomplished by a series of cutting experiments and the subsequent material performance analysis within the scope of this research. The practical tests with PCD and CVD tools have shown that an increasing feed is beneficial for the produced chip shape and at the same time strongly increases the surface roughness. Decreasing the depth of cut hardly showed any distinct impact on the surface quality, but resulted in longer chips and the tendency to develop a built-up edge.

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Frage nach einem passenden Diamantschneidstoff und der geeigneten Werkzeuggeometrie für die CNC-Bearbeitung der Aluminiumlegierungen AA2007 und AA7075 sowie der Kupferwerkstoffe Bronze CuSn11Pb2 und Messing CuZn39Pb3. Dabei handelt es sich, mit Ausnahme von AA7075, um typische Automatenlegierungen, worin Blei- Einschlüsse an den Korngrenzen die Spanbildung fördern und somit eine gute Zerspanbarkeit ermöglichen. Die Aufgabe besteht des Weiteren darin, die Prozessparameter für das Drehen und Fräsen mit den neuen Werkzeugen im Hinblick auf die Werkstückqualität und Wirtschaftlichkeit zu optimieren. Dies soll durch eine Reihe von Zerspanversuchen und die anschließende Analyse des Materialverhaltens im Rahmen dieser Arbeit realisiert werden. Die praktischen Versuche mit PKD- und CVD-Werkzeugen haben gezeigt, dass sich ein größerer Vorschub vorteilhaft auf die Spanform auswirkt und sich dabei gleichzeitig die Rauheit stark erhöht. Von der Einstellung der Spantiefe lässt sich keine eindeutige Wirkung auf die Oberflächenqualität ableiten. Sie hat jedoch entscheidenden Einfluss auf die Länge der Späne; so bewirkt eine größere Spantiefe kürzere Späne. Gleichzeitig begünstigt dies aber die Bildung einer Aufbauschneide.