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Erschienen in: Production Engineering 2/2011

01.04.2011 | Machine Tool

Manufacturing of dies from hardened tool steels by 3-axis micromilling

verfasst von: Dirk Biermann, Alexander Baschin, Eugen Krebs, Juliane Schlenker

Erschienen in: Production Engineering | Ausgabe 2/2011

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Abstract

In this paper the results of an experimental investigation to analyze the machinability of a hardened, carbide-rich cold-work tool steel 1.2379 (approx. 62 HRC) with coated micro end-milling cutters are discussed. Fundamental experiments were performed to determine a cutting-parameter set, which enables an economic manufacturing of dies by 3-axis micromilling with commercially available cemented-carbide tools. The evaluation of the applicability of different tool types is conducted by analyzing the process forces, the tool wear, the surface quality, the material removal rate, and the entire chip volume. Design of experiments was used to significantly reduce the number of experiments and to model the active and passive forces. Concerning the design of tools for the micromilling of such difficult-to-machine materials, it is shown that cemented-carbide tools with robust cutting edges are applicable for this kind of machining. Furthermore, test microstructures were manufactured with the intention of validating the determined cutting-parameter set in combination with the selected tool types. In addition, the dimension and shape accuracy of the microstructures are analyzed.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Klocke F, Bergs T, Veselovac D, Arntz K, Quito FJ, Kratz S (2007) Von der Makro-zur Mikrowelt. Herausforderung für den Mikroformenbau. Wt Werkstattstechnik 97(11/12):842–846 (online) Klocke F, Bergs T, Veselovac D, Arntz K, Quito FJ, Kratz S (2007) Von der Makro-zur Mikrowelt. Herausforderung für den Mikroformenbau. Wt Werkstattstechnik 97(11/12):842–846 (online)
2.
Zurück zum Zitat Klocke F, Arntz K, von Bodenhausen J (2004) Potenzial beim Hartfräsen von Mikrostrukturen. Mikroproduktion (1):24–26 Klocke F, Arntz K, von Bodenhausen J (2004) Potenzial beim Hartfräsen von Mikrostrukturen. Mikroproduktion (1):24–26
3.
Zurück zum Zitat Fleischer J, Löhe D, Kotschenreuther J, Schulze V, Deuchert M, Halvadjiysk G, Haupt S, Kienzler A (2007) Fertigungsverfahren in der Mikrotechnik. Oberflächenqualität und Miniaturiserungspotenzial von Mikroformeinsätzen. Wt Werkstattstechnik 97(11/12):847-851 (online) Fleischer J, Löhe D, Kotschenreuther J, Schulze V, Deuchert M, Halvadjiysk G, Haupt S, Kienzler A (2007) Fertigungsverfahren in der Mikrotechnik. Oberflächenqualität und Miniaturiserungspotenzial von Mikroformeinsätzen. Wt Werkstattstechnik 97(11/12):847-851 (online)
4.
Zurück zum Zitat Aramcharoen A, Mativenga PT (2009) Size effect and tool geometry in micromilling of tool steel. Precis Eng 33(4):402–407CrossRef Aramcharoen A, Mativenga PT (2009) Size effect and tool geometry in micromilling of tool steel. Precis Eng 33(4):402–407CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Aramcharoen A, Mativenga PT, Yang S, Cooke kE, Teer DG (2008) Evaluation and selection of hard coatings for micro milling of hardened tool steel. Int J Mach Tools Manuf 48(11/12):1578–1584CrossRef Aramcharoen A, Mativenga PT, Yang S, Cooke kE, Teer DG (2008) Evaluation and selection of hard coatings for micro milling of hardened tool steel. Int J Mach Tools Manuf 48(11/12):1578–1584CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Eichenhüller B, Engel U, Geiger M (2010) Microforming and investigation of parameter interactions. Prod Eng Res Dev 4(2/3):135–140CrossRef Eichenhüller B, Engel U, Geiger M (2010) Microforming and investigation of parameter interactions. Prod Eng Res Dev 4(2/3):135–140CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Sieben B, Wagner T, Biermann D (2010) Empirical modeling of hard turning of AISI 6150 steel using design and analysis of computer experiments. Prod Eng Res Dev 4(2/3):115–125CrossRef Sieben B, Wagner T, Biermann D (2010) Empirical modeling of hard turning of AISI 6150 steel using design and analysis of computer experiments. Prod Eng Res Dev 4(2/3):115–125CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Denkena B, Boehnke D, Meyer R (2008) Reduction of wear induced surface zone effects during hard turning by means of new tool geometries. Prod Eng Res Dev 2(2):123–132CrossRef Denkena B, Boehnke D, Meyer R (2008) Reduction of wear induced surface zone effects during hard turning by means of new tool geometries. Prod Eng Res Dev 2(2):123–132CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Klocke F, Brinksmeier E, Weinert K (2005) Capability profile of hard cutting and grinding processes. CIRP Ann Manuf Technol 54(2):22–45CrossRef Klocke F, Brinksmeier E, Weinert K (2005) Capability profile of hard cutting and grinding processes. CIRP Ann Manuf Technol 54(2):22–45CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Suzuki H, Kimura T, Yamamoto Y, Moriwaki T, Okino T, Hijikata Y, Goto I, Goto T, Ono T, Goto Y, Isono H, Takahashi N (2005) Micro milling of hard material with micro milling tool. In: Proceedings of the 5th international conference of the EUSPEN, 8–11 May 2005, Montpellier, France, pp 577–580 Suzuki H, Kimura T, Yamamoto Y, Moriwaki T, Okino T, Hijikata Y, Goto I, Goto T, Ono T, Goto Y, Isono H, Takahashi N (2005) Micro milling of hard material with micro milling tool. In: Proceedings of the 5th international conference of the EUSPEN, 8–11 May 2005, Montpellier, France, pp 577–580
11.
Zurück zum Zitat Arntz K, Quito EF (2007) Hartfräsen von Mikrostrukturen—zukunftsweisend für den Präzisionsformenbau. Der Stahlformenbauer (6):124–126 Arntz K, Quito EF (2007) Hartfräsen von Mikrostrukturen—zukunftsweisend für den Präzisionsformenbau. Der Stahlformenbauer (6):124–126
12.
Zurück zum Zitat Li P, Hoogstrate AM, Oosterling JAJ, Langen HH, Munnig Schmidt R (2008) Experimental validation of micro endmill design for hard milling application. In: Proceedings of the 3rd international CIRP high performance cutting conference. 12–13 June 2008, Dublin, pp 69–78 Li P, Hoogstrate AM, Oosterling JAJ, Langen HH, Munnig Schmidt R (2008) Experimental validation of micro endmill design for hard milling application. In: Proceedings of the 3rd international CIRP high performance cutting conference. 12–13 June 2008, Dublin, pp 69–78
13.
Zurück zum Zitat Kahnis P (2008) Analyse von Größeneinflüssen bei der Herabskalierung des Fräsprozesses in den Mikrobereich. Dissertation, Technische Universität Dortmund Kahnis P (2008) Analyse von Größeneinflüssen bei der Herabskalierung des Fräsprozesses in den Mikrobereich. Dissertation, Technische Universität Dortmund
14.
Zurück zum Zitat Hüntrup V (2000) Untersuchungen zur Mikrostrukturierbarkeit von Stählen durch das Fertigungsverfahren Fräsen. Dissertation, Universität Karlsruhe Hüntrup V (2000) Untersuchungen zur Mikrostrukturierbarkeit von Stählen durch das Fertigungsverfahren Fräsen. Dissertation, Universität Karlsruhe
15.
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Metadaten
Titel
Manufacturing of dies from hardened tool steels by 3-axis micromilling
verfasst von
Dirk Biermann
Alexander Baschin
Eugen Krebs
Juliane Schlenker
Publikationsdatum
01.04.2011
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Production Engineering / Ausgabe 2/2011
Print ISSN: 0944-6524
Elektronische ISSN: 1863-7353
DOI
https://doi.org/10.1007/s11740-010-0293-7

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