Beim Schleifen sollen die Kühlschmiermitteldüsen genügend Kühlschmiermittel (KSM) mit der passenden Geschwindigkeit liefern, sodass sich der Kühlmittelstrahl an die Schleifscheibe anlegt und ausreichend Kühlschmiermittel in den Schleifspalt gelangt. Anwendungsspezifisch entwickelte KSM-Düsen sind besonders interessant für Produktionsbetriebe, die bestimmte Bauteile in größerer Stückzahl schleifen, sowie für Schleifmaschinenhersteller, die Maschinen gezielt für spezifische Werkstücke und Prozesse ihrer Kunden auslegen.
Für KSM-Düsen verwenden wir Mehrphasenströmungssimulationen, bei denen die Phasen KSM und Luft beide berücksichtigt werden. So lässt sich mit einer Mehrphasenströmungssimulation das Verhalten des Kühlmittelstrahls nach dem Austreten aus der Düse in der Luft sowie in Interaktion mit Werkstück und Schleifscheibe voraussagen. Aus der Simulation ist ersichtlich, ob sich der Strahl an die Scheibe anlegt und wie viel Kühlschmiermittel tatsächlich in den Schleifspalt gelangt, um dort effektiv zu kühlen und zu schmieren.
Eine verbesserte Kühlschmiermittelversorgung führt zu weniger Schleifbrand und geringeren Eigenspannungen und damit zu einer höheren Bauteilqualität – insbesondere bei anspruchsvollen Prozessen. Gleichzeitig steigt das maximal mögliche Zeitspanvolumen und damit die Produktivität. Zudem tritt weniger Verschleiß an der Schleifscheibe auf, sodass diese seltener abgerichtet werden muss und eine längere Standzeit erreicht.
Durch die gezielte Beseitigung unnötiger Druckverluste in Leitungen und Düsen können darüber hinaus kleiner dimensionierte KSM-Pumpen bzw. ein insgesamt kompakteres und damit günstigeres KSM-System eingesetzt werden. Das reduziert Energiebedarf und Betriebskosten – ein Vorteil sowohl für den Maschinenbetrieb als auch für die Auslegung neuer Schleifmaschinen.
- Analyse und Optimierung vorhandener Kühlmitteldüsen mit Hilfe von Simulationen oder Entwicklung neuer Düsen
- Mehrphasensimulation, wodurch Interaktion von Kühlschmiermittel mit der Schleifscheibe abgebildet/sichtbar wird (Benetzungsverhalten) sowie die Menge an in den Schleifspalt gelangtem Kühlmittel
- In einem Fallbeispiel konnte der Druckverlust so stark reduziert werden, dass der Volumenstrom um 50% anstieg und 30% mehr Kühlschmiermittel in den Schleifspalt gelangte
- Das Ergebnis ist eine optimale KSM-Zufuhr, Minimierte Druckverluste, verbesserte Energieeffizienz und reduzierte Kosten.
Die von uns für Sie entwickelten Düsen werden i. d. R. additiv gefertigt, denn die additiven Fertigungsverfahren geben Gestaltungsfreiheiten in der Konstruktion, mit der die Düsen optimal strömungsoptimiert werden können. Die Innenflächen dieser Düsen werden mittels Strömungsschleifen nachbearbeitet für eine hohe Oberflächenqualität mit geringer Rauheit.