Glattdrücken von PMX170CrVMo18-3-1 mit stehendem Diamantwerkzeug

von E. Uhlmann C. Hein, Y. Kuche, M. Dörr, D. Siebel, IWF TU Berlin 11. März 2020
Einbringen von Schlitzen (0,1mm) in Drehteile
Technische Oberflächen können über verschiedene Fertigungsverfahren wie Maschinenhämmern, Kugelstrahlen, Polieren, Walzen oder Fräsen hergestellt werden.

Beim Fräsen sind die entstehenden Oberflächenrauheitskennwerte vom eingesetzten Werkzeug, der Werkzeugmaschine, den Fräsparametern und den Materialeigenschaften des Werkstücks abhängig. Unter Verwendung von Mikrofräswerkzeugen und entsprechenden Parametern ist die Herstellung von technischen Oberflächen auf Fräsmaschinen zwar möglich, jedoch zeit- und kostenintensiv. Ein wirtschaftliches, alternatives Verfahren hierbei ist das Glattdrücken.

Dieser Nachbearbeitungsprozess kann ohne ein Umspannen des Werkstücks nur durch einen Werkzeugwechsel im direkten Anschluss an die Fräsoperation auf derselben Werkzeugmaschine durchgeführt werden. Dabei wird ein fixierter Hartkörper aus einem superharten Werkstoff in die Oberfläche des Werkstücks eingedrückt und anschließend mit einer definierten Normalkraft FN über die Werkstückoberfläche geführt. Die Hartkörpergeometrie kann dabei unterschiedlich ausgeprägt sein, wobei industriell üblicher Weise sphärische Geometrien eingesetzt werden. In der Kontaktzone gleitet der Hartkörper entlang der Werkstückoberfläche, wobei die Rauheitsspitzen beziehungsweise oberflächennahen Strukturen plastisch verformt werden. Die Oberfläche wird geglättet und die Oberflächenrauheitskennwerte werden reduziert. Zusätzlich beeinflusst die Kaltumformung den Eigenspannungszustand positiv, da oberflächennahe Druckeigenspannungen σD induziert werden. In Abhängigkeit der Normalkraft FN kann die Härte H in der Oberfläche des Werkstücks erhöht werden. Ebenfalls können die Traglastanteile der nachbearbeiteten Fläche gesteigert werden. Der Stand der Technik zeigt, dass das Glattdrücken mit monokristallinem Diamanten (MKD) erfolgreich beim Bearbeiten von Werkstücken mit rotierender Bewegung eingesetzt werden konnte.

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