WO2015058852A1 - Verfahren zur spanbearbeitung eines metallischen werkstückes - Google Patents

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WO2015058852A1
WO2015058852A1 PCT/EP2014/002838 EP2014002838W WO2015058852A1 WO 2015058852 A1 WO2015058852 A1 WO 2015058852A1 EP 2014002838 W EP2014002838 W EP 2014002838W WO 2015058852 A1 WO2015058852 A1 WO 2015058852A1
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cutting
oil
liquor
cutting tool
workpiece
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Peter Kopton
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Audi Ag
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/10—Arrangements for cooling or lubricating tools or work
    • B23Q11/1038—Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality
    • B23Q11/1061—Arrangements for cooling or lubricating tools or work using cutting liquids with special characteristics, e.g. flow rate, quality using cutting liquids with specially selected composition or state of aggregation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/06—Drills with lubricating or cooling equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/04—Aluminium

Definitions

  • the invention relates to a method for machining a metal workpiece, in particular aluminum alloys, according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method with a cutting tool according to the preamble of claim 9.
  • a cutting tool is used in vehicle construction, for example in the manufacture of cylinder head bores, used for drilling from a solid material.
  • the cutting tool can also be used as a reamer for boring an already prefabricated bore. From DE 10 2006 043 616 A1 a generic method for machining a workpiece is known in which a reamer is driven during a machining process with its drill bit into the workpiece.
  • the coolant supply of the cutting tool is effected via a coolant system in which the liquid coolant in a closed coolant circulation is continuously circulated in a complex manner during the entire machining process with the aid of coolant pumps.
  • the object of the invention is to provide a method which enables a reliable chip machining of a metallic workpiece with a reduced effort compared to the prior art.
  • the invention is based on the fact that a taking place to avoid a material adhesion permanent cooling of the cutting tool during the Zerspanungsreaes with a great process engineering effort.
  • a completely new approach is pursued according to the invention, in which the process-technically complex cooling during the machining process is completely dispensed with.
  • a lye in particular a caustic soda wetted.
  • the etching effect of the liquor is used, which can dissolve the metallic material of the workpiece in a chemical reaction. Their reactivity is significantly increased at high operating temperatures.
  • the elaborate cooling measures can be dispensed with during the machining process, whereby the highest possible operating temperature, especially at the cutting tip of the cutting tool, is achieved.
  • the liquor can also wet the chip spaces and possibly the guide rails of the cutting tool.
  • the guide rails extend along the cutting tool and are in direct contact with the workpiece to avoid vibration during the drilling operation.
  • a single, short-term wetting of the cutting tip that is to say the drill tip during a drilling operation
  • caustic is sufficient to reliably preclude the formation of built-up edges during the entire machining process.
  • the wetting of the cutting tip with the liquor can take place at a time which lies ahead of the cutting process with a time interval or alternatively at the beginning of the cutting process.
  • the cutting process according to the invention is largely carried out in the dry state, that is without addition of additional coolant.
  • the required in the prior art complex coolant supply in one Closed coolant circuit can therefore be omitted without replacement, resulting in significant cost reductions, especially in mass production in the vehicle body.
  • the amount of lye added to wetting the cutting tip can preferably be such that no lye residues remain on the machined workpiece surface after the machining process. This ensures that no etching of the already machined workpiece surface occurs after the cutting process.
  • an organic oil can be used for the chemical neutralization of such alkali residues.
  • the oil can be applied at a time to the machined workpiece surface, which is temporally after the alkali wetting.
  • the oil feed can preferably be carried out during the machining process or, if appropriate, even after the cutting process has already taken place.
  • the supply of organic oil takes place during the cutting process.
  • the organic oil reacts under soap formation with the lye residues.
  • the soap formed during the chemical neutralization of the lye residues can additionally serve as a lubricant during the process.
  • the liquor and / or the organic oil can be metered into the cutting tool with the aid of at least one metering device, in particular as an aerosol.
  • the dosage of the liquor and / or the oil is carried out - in contrast to a common closed coolant circuit - without the involvement of a closed equipment circuit. That is, the metered oil and / or the added lye are not returned to the metering device after metering.
  • the metering device may have an oil and / or lye reservoir from which the oil and / or the liquor are fed in predosed amounts to the chip processing site.
  • the supply line for the liquor and / or for the oil can be integrated in the cylindrical drill body of the cutting tool.
  • the supply line for the liquor may preferably lead into the cutting tip (for example the drill bit tip).
  • the mouth opening of the lye supply line can be formed directly in one, the workpiece facing end side of the cutting tip.
  • the oil supply line can open outwardly in an axial distance from the cutting tip, for example, into the groove-shaped chip space extending between the end face of the cutting tool and the chip shank. In this way, it is ensured by the spatial spacing of the mouth openings of the oil and alkali supply line that when performing the cutting process, first the cutting tip with wetted lye and only offset in time, the organic oil is effective for character formation at the chip processing site.
  • Figure 1 is a schematic representation of a cutting tool with associated metering device for the liquor and for the organic oil.
  • Figs. 2, 3 and 4 are views respectively illustrating the method of machining a metal workpiece;
  • a cutting tool for drilling a metallic workpiece 1 is shown.
  • the cutting tool has a cylindrical clamping shank 3 for clamping into an unillustrated chuck of a drilling device.
  • a drill body 5 connects.
  • the drill body 5 has here, for example, two groove-shaped chip spaces 7, which extend to both sides of a BohrSysteml Kunststoffsachse 9 to the drill tip 10 and open into an end face 1 1 of the drill body 3. In FIGS. 1 to 4, only one of the two clamping spaces 7 can be seen.
  • two cutting elements 15 are provided by way of example, each slightly projecting beyond the front face 1 of the drill body 3 with its front cutting edge 17 and projecting slightly with its radially outwardly directed cutting edges 18 over the Bohranalysis petition.
  • a caustic feed line 19 and an oil feed line 21 are integrated.
  • the two supply lines 19, 21 are each supplied via a lye metering unit 23 and via an oil metering unit 25 with an organic oil 29 and a brine 31.
  • the lye metering unit 23 is connected to a bottle-shaped liquor reservoir 24 indicated, while the oil metering unit 25 to a Oil reservoir 26 is connected.
  • the lye supply line 19 terminates at the end face 1 1 facing the workpiece 1, while the mouth 27 of the oil supply line 21 is spaced from the drill point 10 by an axial distance .DELTA. ⁇ , ie the end face 11 ,
  • a wetting of the drill tip 10 and optionally also of the opposite workpiece surface 12 with the liquor 29 takes place at a time t liquor .
  • the liquor metering device 23 conveys a predetermined amount of liquor from the liquor reservoir 24 as an aerosol
  • the wetting of the drill tip 10 with the liquor 29 takes place at a time t Laug e at a time interval before the actual machining process. This is indicated in the timing diagram of Fig. 5 with At B and takes place between the times ti and t 2 .
  • FIG. 3 specifically illustrates the point in time t N at which the oil metering unit 25 is activated in order, from the oil reservoir 26, to apply a predetermined amount of oil m 0 as an aerosol via the oil feed line 21 into the chip space 7 of the cutting tool.
  • the oil aerosol is indicated in a punctiform manner and indicated by the reference numeral 31.
  • the organic oil 31 may react under soap formation with the alkali residues in the borehole 33, in which the alkali residues are neutralized and no aluminum material of the Workpiece 1 can dissolve more.
  • the soap formed in the neutralization of the alkali residues may additionally act as a lubricant during the machining process At B.
  • the machining process At B is completed and the bore 33 in the metallic workpiece 1 is completed. After the removal of the cutting tool from the bore 33 remains on the machined inner wall of the bore 33 only soap, which is formed as a reaction product from the reaction between the liquor 29 and the organic oil 31.
  • the metering units 23, 25 for the oil and for the liquor - in contrast to a common closed coolant circuit - not connected to a return line, with the metered oil 31 and the metered liquor 29 are returned to the metering units 24, 26 again.
  • the cutting process takes place at least until the supply of the organic oil 31 in the dry state, whereby particularly high reaction temperatures are achieved at the drill bit 10 and, correspondingly, the reactivity of the liquor 29 wetted on the drill bit 10 is considerably increased.
  • the metered quantities m LaU g e and moi required during the cutting process are indicated.
  • the quantities of oil and lye required in the method according to the invention are much smaller than the coolant quantity m coolant to be permanently supplied in a comparable common cutting process, which is also indicated in the time diagram of FIG.

Abstract

Verfahren zur Sipanbearbeitung eines metallischen Werkstückes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spanbearbeitung eines metallischen Werkstückes (l)ilnsbesondere aus einem Alumlnlumwerkstoff, mit einem Zerspanungswerkzeug, das während eines Zerspanungsprozess (AtB) mit seiner Schneidenspitze (10) in das Werkstück (1) eingetrieben wird. Erfindungsgemäß wird zur Durchführung des Zerspanungsprozess (AtB) zumindest die Schneidenspitze (10) des Zerspanungswerkzeugs und/oder die zu bearbeitende Werkstückfläche mit einer Lauge (29), insbesondere Natronlauge, benetzt.

Description

Beschreibung Verfahren zur Spanbearbeitunq eines
metallischen Werkstückes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spanbearbeitung eines metallischen Werkstückes, insbesondere aus Aluminiumlegierungen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Zerspanungswerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 9. Ein solches Zerspanungswerkzeug wird im Fahrzeugbau, zum Beispiel bei der Herstellung von Zylinderkopf-Bohrungen, zum Bohren aus einem Vollmaterial eingesetzt. Alternativ kann das Zerspanungswerkzeug auch als eine Reibahle zum Aufbohren einer bereits vorgefertigten Bohrung eingesetzt werden. Aus der DE 10 2006 043 616 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Spanbearbeitung eines Werkstückes bekannt, bei dem eine Reibahle während eines Zerspanungsprozesses mit ihrer Bohrerspitze in das Werkstück eingetrieben wird. Speziell bei der Spanbearbeitung von Aluminiumwerkstoff besteht das Risiko, dass der Aluminiumwerkstoff durch Adhäsion an der Werkzeugschneide, einem Spanraum und gegebenenfalls an einer Führungsleiste des Zerspanungswerkzeugs festklebt. Dies führt zu einem vorzeitigen Werkzeugbruch des Zerspanungswerkzeuges. Ein solches Aufbacken ergibt sich insbesondere bei sehr hohen Betriebstemperaturen, wie sie beim Zerspanungsprozess speziell an der Bohrerspitze vorkommen. In der DE 10 2006 043 616 A1 wird zur Vermeidung einer solchen Adhäsion das Zerspanungswerkzeug während des Zerspanungsprozesses mit einem flüssigen Kühlmittel gekühlt. Aufgrund der reduzierten Betriebstemperatur des Zerspanungswerkzeuges reduziert sich auch das Risiko, dass sich der Aluminiumwerkstoff festklebt.
In der DE 10 2006 043 616 A1 erfolgt die Kühlmittelversorgung des Zerspanungswerkzeuges über eine Kühlmittelanlage, in der während des gesamten Zerspanungsprozesses kontinuierlich das flüssige Kühlmittel in einem geschlossenen Kühlmittel-Kreislauf mit Hilfe von Kühlmittelpumpen in aufwendiger Weise umgewälzt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das eine betriebssichere Spanbearbeitung eines metallischen Werkstückes mit einem im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Aufwand ermöglicht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass eine zur Vermeidung einer Werkstoff-Adhäsion erfolgende permanente Kühlung des Zerspanungswerkzeuges während des Zerspanungsprozesses mit einem großen prozesstechnischen Aufwand verbunden ist. In Abkehr von den gängigen Kühlungsmaßnahmen wird erfindungsgemäß ein vollkommen neuer Lösungsansatz verfolgt, bei dem auf die prozesstechnisch aufwendige Kühlung während des Zerspanungsprozesses gänzlich verzichtet wird. Anstelle dessen wird zur Durchführung des Zerspanungsprozess gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 zumindest die Bohrerspitze des Zerspanungswerkzeuges und/oder die zu bearbeitende Werkstückfläche mit einer Lauge, insbesondere einer Natronlauge, benetzt. Erfindungsgemäß wird die ätzende Wirkung der Lauge genutzt, die das metallische Material des Werkstückes in einer chemischen Reaktion auflösen kann. Deren Reaktivität wird bei großen Betriebstemperaturen noch wesentlich erhöht. Vor diesem Hintergrund können erfindungsgemäß beim Zerspanungsprozess auf die aufwändigen Kühl-Maßnahmen verzichtet werden, wodurch eine möglichst hohe Betriebstemperatur speziell an der Schneidenspitze des Zerspanungswerkzeuges erzielt wird.
Zusätzlich zur Schneidenspitze kann die Lauge auch die Spanräume und gegebenenfalls die Führungsleisten des Zerspanungswerkzeugs benetzen. Die Führungsleisten erstrecken sich längs des Zerspanungswerkzeugs und sind in direktem Kontakt zum Werkstück, um Schwingungen während des Bohrvorgangs zu vermeiden.
In Versuchen wurde überraschenderweise festgestellt, dass eine einmalige, kurzzeitige Benetzung der Schneidenspitze (das heißt bei einem Bohrvorgang die Bohrerspitze) mit Lauge ausreichend ist, um während des gesamten Zerspanungsprozesses zuverlässig die Bildung von Aufbauschneiden auszuschließen. Bevorzugt kann die Benetzung der Schneidenspitze mit der Lauge zu einem Zeitpunkt erfolgen, der mit zeitlichem Abstand vor dem Zerspanungsprozess oder alternativ zu Beginn des Zerspanungsprozesses liegt.
In Abgrenzung zu einer gängigen Nassbohrung, bei der die Bohrstelle während des Zerspanungsprozesses permanent mit flüssigem Kühlmittel versorgt wird, erfolgt der erfindungsgemäße Zerspanungsprozess weitgehend im Trockenzustand, das heißt ohne Zuführung von zusätzlichem Kühlmittel. Die im Stand der Technik erforderliche aufwendige Kühlmittelversorgung in einem geschlossenen Kühlmittel-Kreislauf kann daher ersatzlos weggelassen werden, wodurch sich speziell in der Großserienfertigung im Fahrzeugaufbau beträchtliche Kostenreduzierungen ergeben. Die zur Benetzung der Schneidenspitze zudosierte Laugenmenge kann bevorzugt so bemessen sein, dass nach dem Zerspanungsprozess keine Laugenrückstände auf der spanbearbeiteten Werkstückfläche verbleiben. Dadurch ist sichergestellt, dass nach dem Zerspanungsprozess kein Abätzen der bereits spanbearbeiteten Werkstückfläche erfolgt. Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann zur chemischen Neutralisierung solcher Laugenrückstände ein organisches Öl eingesetzt werden. Das Öl kann zu einem Zeitpunkt auf die spanbearbeitete Werkstückfläche aufgetragen werden, der zeitlich nach der Laugen-Benetzung liegt. Die Öl-Zuführung kann bevorzugt noch während des Zerspanungsprozesses oder gegebenenfalls auch nach bereits erfolgtem Zerspanungsprozess durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt die Zuführung von organischem Öl während des Zerspanungsprozesses. In diesem Fall reagiert das organische Öl unter Seifenbildung mit den Laugenrückständen. Die bei der chemischen Neutralisierung der Laugenrückstände gebildete Seife kann während des Vorganges zusätzlich als Schmiermittel dienen.
Die Lauge und/oder das organische Öl kann mit Hilfe zumindest einer Dosiereinrichtung, insbesondere als ein Aerosol, dem Zerspanungswerkzeug zudosiert werden. Die Dosierung der Lauge und/oder des Öls erfolgt dabei - in Abgrenzung zu einem gängigen geschlossenen Kühlmittel-Kreislauf - ohne die Einbindung eines geschlossenen Betriebsmittelkreislaufes. Das heißt, das zudosierte Öl und/oder die zudosierte Lauge werden nach der Zudosierung nicht wieder zur Dosiereinrichtung rückgeführt. Die Dosiereinrichtung kann ein Öl- und/oder Laugenreservoir aufweisen, aus dem das Öl und/oder die Lauge in vordosierten Mengen zur Spanbearbeitungsstelle geführt werden. In einer besonders bevorzugten technischen Realisierung kann die Zuleitung für die Lauge und/oder für das Öl im zylindrischen Bohrkörper des Zerspanungswerkzeuges integriert sein. Die Zuleitung für die Lauge kann bevorzugt in die Schneidenspitze (zum Beispiel die Bohrerspitze) münden. Die Mündungsöffnung der Laugen-Zuleitung kann dabei unmittelbar in einer, dem Werkstück zugewandten Stirnseite der Schneidenspitze ausgebildet sein. Demgegenüber kann die Öl-Zuleitung in einem Axialabstand von der Schneidenspitze entfernt nach außen in zum Beispiel nutförmigen Spanraum münden, der sich zwischen der Stirnseite des Zerspanungswerkzeuges und dem Spanschaft erstreckt. Auf diese Weise ist durch die räumliche Beabstandung der Mündungsöffnungen der Öl- und der Laugen-Zuleitung gewährleistet, dass bei Durchführung des Zerspanungsprozesses zunächst die Schneidenspitze mit darauf benetzter Lauge und erst zeitlich versetzt das organische Öl zur Zeichenbildung an der Spanbearbeitungsstelle wirksam ist. Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 in einer Prinzipdarstellung ein Zerspanungswerkzeug mit zugeordneter Dosiereinrichtung für die Lauge und für das organische Öl; Fig. 2, 3 und 4 jeweils Ansichten, die das Verfahren zur Spanbearbeitung eines metallischen Werkstückes veranschaulichen; und
Fig. 5 ein Zeitdiagramm, aus dem die zeitliche Abfolge der
Benetzung des Zerspanungswerkzeuges mit der Lauge, der Öl-Zuführung und des Zerspanungsprozesses hervorgeht.
In der Fig. 1 ist ein Zerspanungswerkzeug zum Bohren eines metallischen Werkstücks 1 gezeigt. Das Zerspanungswerkzeug weist einen zylindrischen Spannschaft 3 zum Einspannen in ein nicht dargestelltes Spannfutter einer Bohrvorrichtung auf. An den Spannschaft 3 schließt sich ein Bohrkörper 5 an. Der Bohrkörper 5 weist hier beispielhaft zwei nutförmige Spanräume 7 auf, die sich zu beiden Seiten einer Bohrkörperlängsachse 9 bis zur Bohrerspitze 10 erstrecken und in eine Stirnfläche 1 1 des Bohrerkörpers 3 münden. In den Fig. 1 bis 4 ist lediglich einer der beiden Spannräume 7 zu sehen. An der Bohrerspitze 10 sind beispielhaft zwei Schneidelemente 15 vorgesehen, die jeweils mit ihrer frontseitigen Schneidkante 17 geringfügig die Stirnfläche 1 1 des Bohrkörpers 3 überragen und mit ihren radial nach außen gerichteten Schneidkanten 18 geringfügig über den Bohrkörperumfang vorstehen. In dem Zerspanungswerkzeug sind gemäß der Fig. 1 beispielhaft eine Laugen- Zuleitung 19 sowie eine Öl-Zuleitung 21 integriert. Die beiden Zuleitungen 19, 21 werden jeweils über eine Laugen-Dosiereinheit 23 sowie über eine Öl- Dosiereinheit 25 mit einem organischen Öl 29 und einer Lauge 31 versorgt. Die Laugen-Dosiereinheit 23 ist dabei an einem flaschenförmig angedeuteten Laugen-Reservoir 24 angeschlossen, während die Öl-Dosiereinheit 25 an ein Öl-Reservoir 26 angeschlossen ist. Gemäß der Fig. 1 mündet die Laugen- Zuleitung 19 stirnseitig in der, dem Werkstück 1 zugewandten Stirnfläche 1 1 , während die Mündung 27 der Öl-Zuleitung 21 um einen Axialabstand Δχ von der Bohrerspitze 10, das heißt der Stirnfläche 1 1 , beabstandet ist.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 2, 3 und 4 das erfindungsgemäße Verfahren zur Spanbearbeitung des metallischen Werkstückes 1 beschrieben. So erfolgt gemäß der Fig. 2 zu einem Zeitpunkt tLauge eine Benetzung der Bohrerspitze 10 und gegebenenfalls auch der gegenüberliegenden Werkstückfläche 12 mit der Lauge 29. Hierzu fördert die Laugen-Dosiereinrichtung 23 eine vorbestimmte Laugen-Menge aus dem Laugen-Reservoir 24 als ein Aerosol durch die Laugen-Zuleitung 19 des Zerspanungswerkzeuges bis zur Bohrerspitze 10. Gemäß dem Zeitdiagramm der Fig. 5 erfolgt die Benetzung der Bohrerspitze 10 mit der Lauge 29 zu einem Zeitpunkt tLauge in einem zeitlichen Abstand vor der Durchführung des eigentlichen Zerspanungsprozesses. Dieser ist in dem Zeitdiagramm der Fig. 5 mit AtB gekennzeichnet und erfolgt zwischen den Zeitpunkten t-i und t2.
Bei der Durchführung des Zerspanungsprozesses AtB wird das Zerspanungswerkzeug unter Rotation n und Kraftbeaufschlagung F in das Material (zum Beispiel Aluminium) des Werkstückes 1 eingetrieben, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist. In der Fig. 3 ist speziell der Zeitpunkt tN veranschaulicht, zu dem die Öl-Dosiereinheit 25 aktiviert wird, um vom Öl-Reservoir 26 eine vorgegebene Öl-Menge m0, als Aerosol über die Öl-Zuleitung 21 bis in den Spanraum 7 des Zerspanungswerkzeuges einzuführen.
In der Fig. 3 ist das Öl-Aerosol punktförmig angedeutet und mit der Bezugsziffer 31 gekennzeichnet. Das organische Öl 31 kann unter Seifenbildung mit den Laugenrückständen im Bohrloch 33 reagieren, bei der die Laugenrückstände neutralisiert werden und kein Aluminiumwerkstoff des Werkstückes 1 mehr auflösen können. Die bei der Neutralisierung der Laugenrückstände gebildete Seife kann zusätzlich während des Zerspanungsprozess AtB als ein Schmiermittel wirken. In der Fig. 4 ist der Zerspanungsprozess AtB beendet und die Bohrung 33 im metallischen Werkstück 1 fertiggestellt. Nach dem Herausführen des Zerspanungswerkzeuges aus der Bohrung 33 verbleibt an der spanbearbeiteten Innenwandung der Bohrung 33 lediglich Seife, die als Reaktionsprodukt aus der Reaktion zwischen der Lauge 29 und dem organischen Öl 31 entstanden ist.
Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, sind die Dosiereinheiten 23, 25 für das Öl sowie für die Lauge - in Abgrenzung zu einem gängigen geschlossenen Kühlmittel-Kreislauf - nicht an eine Rückführleitung angeschlossen, mit der das zudosierte Öl 31 und die zudosierte Lauge 29 wieder zu den Dosiereinheiten 24, 26 rückgeführt werden. Gemäß der Fig. 2 erfolgt daher der Zerspanungsprozess zumindest bis zur Zuleitung des organischen Öls 31 im Trockenzustand, wodurch besonders hohe Reaktionstemperaturen an der Bohrerspitze 10 erreicht werden und entsprechend die Reaktionsfähigkeit der auf der Bohrerspitze 10 benetzten Lauge 29 beträchtlich erhöht ist.
In dem Zeitdiagramm der Fig. 5 sind die beim Zerspanungsprozess erforderlichen zudosierten Mengen mLaUge und moi angedeutet. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, sind die beim erfindungsgemäßen Verfahren erforderlichen Öl- und Laugenmengen weitaus geringer als die in einem vergleichbaren gängigen Zerspanungsprozess permanent zuzuführende Kühlmittelmenge m Kühlmittel, die im Zeitdiagramm der Fig. 5 ebenfalls angedeutet ist.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Spanbearbeitung eines metallischen Werkstückes (1 ), insbesondere aus einem Aluminiumwerkstoff, mit einem Zerspanungswerkzeug, das während eines Zerspanungsprozess (AtB) mit seiner Bohrerspitze bzw. Schneidenspitze (10) in das Werkstück (1 ) eingetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Zerspanungsprozess (AtB) zumindest die Schneidenspitze (1 0) des Zerspanungswerkzeugs, gegebenenfalls auch dessen Spanräume und dessen Führungsleisten, mit einer Lauge (29), insbesondere Natronlauge, benetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Benetzung der Schneidenspitze (10) des Zerspanungswerkzeugs die Adhäsion von Werkstück-Material an den Schneiden (17, 18) des Zerspanungswerkzeugs verhindert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzung der Schneidenspitze (1 0) mit der Lauge (29) zu einem Zeitpunkt (tLauge) erfolgt, der mit zeitlichen Abstand vor dem Zerspanungsprozess (AtB) oder am Beginn des Zerspanungsprozess (AtB) liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerspanungsprozess (AtB) zumindest teilweise im Trockenzustand ohne Zuführung von Kühlmittel durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur chemischen Neutralisierung von Laugenrückständen zu einem Zeitpunkt (tN) zeitlich nach dem Zeitpunkt (ti_auge) sowie während des Zerspanungsprozess (AtB) oder nach dem Zerspanungsprozess (AtB) eine Zufuhr von organischem Öl (31 ) auf die spanbearbeitete Werkstückfläche erfolgt, das unter Seifenbildung mit den Laugenrückständen reagiert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der chemischen Neutralisierung der Laugenrückstände gebildete Seife während des Zerspanungsprozess (AtB) als Schmiermittel wirkt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Dosiereinrichtung (24, 26) die Lauge (29) und gegebenenfalls das Öl (31 ), insbesondere als Aerosol, zudosiert wird, und zwar ohne Einbindung in einem geschlossenen Betriebsmittelkreislauf, bei dem das zudosierte Öl (31 ) und/oder die zudosierte Lauge (29) wieder zur Dosiereinrichtung (23, 25) rückgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosiereinrichtung (23, 25) zumindest ein Öl- und/oder Laugenreservoir (24, 26) zugeordnet ist, aus dem die Lauge (29) und gegebenenfalls das Öl (31 ) in dosierten Mengen (m0i, MLaUge) zugeführt werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Zerspanungswerkzeug, das beim Zerspanungsprozess (AtB) mit seiner Schneidenspitze (10) in das Werkstück (23, 25) eintreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dosiereinrichtung (23, 25) vorgesehen ist, mit der zumindest die Schneidenspitze (10) des Zerspanungswerkzeugs mit einer Lauge (29) benetzbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerspanungswerkzeug zumindest eine Zuleitung (19, 21 ) für das Öl (31 ) und/oder für die Lauge (29) aufweist, wobei insbesondere die Laugen- Zuleitung (19, 21 ) in die Schneidenspitze (10), bevorzugt in eine, dem Werkstück (1 ) zugewandten Stirnseite (1 1 ) der Schneidenspitze (10), mündet, und die Öl-Zuleitung (19, 21 ) in einem Axialabstand (Δχ) von der Schneidenspitze (10) beabstandet nach außen mündet.
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