EADS Space Transportation, Ottobrunn, (D), fertigt u. a. die Haupt- und Oberstufentriebwerke für die Trägerrakete >Ariane 5<. Ein Schwerpunkt des Förderprojekts war das Kühlkanalfräsen der Brennkammer aus der hochwarmfesten Legierung CuAgZr durch HLZ (Hochleistungszerspanung). Die Kühlkanäle sind gerade und gekrümmt ausgeformt, bis zu 12 mm tief und teilweise 0,7 mm schmal.. Der Zerspanungsprozess muss eine Oberflächengüte an den Kanalwänden von < 0,8 Mikrometer und eine Maßhaltigkeit in der Bodendicke und der oberen Kanalbreite teilweise von +/-10 Mikrometer sicherstellen. Zur Untersuchung des Schaftfräsens der Kühlkanalumlenkungen wählte man einen unbeschichteten, zweischneidigen Hartmetall-Standardfräser mit 1,6 mm Durchmesser und einem Drallwinkel von 30 Grad. Mit dem Standardfräser, den zuvor ermittelten Parametern (vc = 110 m/min, fz = 40 Mikrometer, ae = 1,6 mm, ap = 0,5 mm) und einem Schlichtschnitt zur Glättung der Kontur wurde der Kühlkanal erzeugt. Erst ein Fräser mit 3 Schneiden ergab einen nahezu geraden Verlauf der Kontur. Die Herstellung der geraden Kanäle in der Außenhaut der Brennkammer erfolgt mit Hilfe von Scheibenfräsern (63 mm Durchmesser, 32 Schneiden in den Stärken 0,8 mm und 1,6 mm). Gegenüber der konventionellen Zerspanung mit 2000 min-l ist eine erhebliche Rationalisierung mit Drehzahlen zwischen 12000 min-l und 19000 min-l möglich. Mit der HLZ-Technologie sind bei hoher Drehzahl und geringem Zahnvorschub, Kanäle mit einer Wandstärke > 0,55 mm bei einer Kanaltiefe von 10 mm in einem Schnitt mittels Fräsen ins Volle realisierbar. Es entfällt damit der Schruppprozess, gleichzeitig ist die Stegbreite um den Faktor 2 halbiert. Es lässt sich sowohl bei der Zerspanung der CuAgZr-Legierung als auch bei SF-Cu und galvanisch abgeschiedenem Cu mit unbeschichteten Vollhartmetallwerkzeugen kein nennenswerter Verschleiß bis zu 700 m Vorschubweg feststellen. Auch für austenitischen Stahl (1.4546.9) wurden unterschiedlich beschichtete Scheibenfräser bei einer radialen Zustellung von 2,5 mm unter Kühlschmierstoffzufuhr getestet. Dabei ergab sich mit der Beschichtung >Futura Nano-Top< von Balzers der längste Fräsweg. Als Alternative konnte sich noch die TiCN-Schicht behaupten. Mit neuartigen Beschichtungen ist eine Vorschubsteigerung um den Faktor 3,5 möglich. Im Bereich der Kühlkanalfertigung in CuAgZr ließ sich die reine Fräszeit um den Faktor 10 reduzieren. Die Fräsbearbeitung konnte auf 40 % der ursprünglichen Zeit verkürzt werden.


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    Titel :

    Hochleistungszerspanung im Triebwerkbau


    Beteiligte:
    Kindermann, R. (Autor:in) / Kaufeld, M. (Autor:in) / Kolb, U. (Autor:in) / Denkena, B. (Autor:in) / Hollmann, C. (Autor:in)

    Erschienen in:

    WB Werkstatt und Betrieb ; 137 , 4 ; 12-17


    Erscheinungsdatum :

    2004


    Format / Umfang :

    6 Seiten, 6 Bilder, 2 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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