02_Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide I Flashcards
Schneidkeil Aufgaben
Abrtrennen des Werkstoffs
Formung des Spans
Bildung der Oberfläche
Geometrie des Schneidkeils
Freiwinkel alpha_0
Keilwinkel beta_0
Spanwinkel gamma_0 (beschreiben die Makrogeometrie eines werkzeugs)
Schneidkeil dringt in werkstoff ein und verformt ihn elastisch und plastisch
Spanfläche A_gamma , Freifläche A_alpha
Spanfläche ist die Fläche der schneide auf der der Span abläuft
Freifläche ist die Fläche am schneidkeil, die der neu entstehenden werkstückoberfläche, der schnittfläche zugekehrt ist
Spanstauchung lamda_h Formel
lambda_h = h_ch / h
mit h_ch = spandicke
h = Spanungsdicke
Schneidkantenradius r_beta
kann rechtwinklig zur schneidkante gemessen werden
gehört zur Mikrogeometrie des werkzeugs
Wirkgeschwindigkeit ve
resultierender geschwindigkeitsvektor aus Schnittgeschwindigkeit v_c in schnittrichtung und vorschubgeschwindigkeit v_f in vorschubrichtung
Wirksrichtungswinkel n
winkel zwischen wirkrichtung und schnittrichtung
vorschubswinkel phi
winkel zwischen vorschubrichtung und schnittrichtung
was wird durch den Schneidkantenradius r_beta beschrieben
die Krümmung
Wovon hängt der Eckenradius ab
vom Vorschub f und der schnitttiefe a_p
aus was besteht im einfachsten fall ein schneidkeil
Hauptschneidkeil, nebenschneidkeil
Warum gibt es Bezugssysteme
zur eindeutigen Beschreibung von Ort, Lage und Bewegungsrichtung eines Schneidkeils
beide genormten Bezugssysteme
Werkzeug- und Wirk-Bezugssystem
durch was wird das werkzeugbezugssystem festgelegt
durch den angenommenen Schnittrichtungsvektor
wie wird das wirk bezugssystem festgelegt
durch die resultierende aus angenommenen Schnittrichtungsvektor und vorschubsrichtungsvektor
wann stimmen die beiden Bezugssysteme überein?
wenn schnittrichtung der wirkrichtung entspricht
was ist die grundebene im werkzeug bezugssystem
Werkzeugsbezugsebene P_r (liegt senkrecht zur schnittachse)
wie liegt die Arbeitsebene P_f ?
senkrecht zur werkzeugbezugsebene
wie liegt die werkzeug rückebene P_p
senkrecht auf der bezugsebene P_r und senkrecht auf der Arbeitsebene P_f
indizes im wirkbezugssystem
das wirkbezugssystem ist um wirkrichtungswinkel n gedreht. es werden gleiche indizes verwendet, ihnen folgt aber noch ein e
wie verteilt sich wärme bei zerspsnen
70% der wärme fließt in den soan, rest verteilt sich auf werkstück, werkzeug und ggf. KSS
definition spanen
Trennen, bei dem durch die
Schneiden eines Werkzeuges von einem Werkstück Werkstoffschichten in Form von
Spänen auf mechanischem Wege abgetrennt werden.
Verfahren mit rotatorischer Hauptbewegung
Drehen, Fräsen, Bohren. Sägen
Drehen
spanendes Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide, rotatorischer
Schnittbewegung und einer beliebig dazu quer liegenden translatorischen
Vorschubbewegung
Fräsen
spanabhebendes Fertigungsverfahren mit kreisförmiger Schnittbewegung
eines meist mehrzahnigen Werkzeugs zur Erzeugung beliebiger Werkstückoberflächen.
bohren
spanende Verfahren mit rotatorischer Hauptbewegung bezeichnet,
bei dem das Werkzeug nur eine Vorschubbewegung in Richtung der Werkzeugdrehachse
erlaubt.
Sägen
Spanen mit rotatorischer oder translatorischer Hauptbewegung mit einem
mehrschneidigen
Werkzeug von geringer Schnittbreite zum Trennen oder Schlitzen von Werkstücken
verfahren mit translatorischer hauptbewegung
räumen, hobeln, stoßen
räumen
spanendes Fertigungsverfahren mit einem mehrzahnigen Werkzeug,
dessen Schneidzähne hintereinander liegen und jeweils um eine Spanungsdicke
gestaffelt
hobeln/stoßen
Beim Hobeln führt das Werkstück die Schnittbewegung aus.
Beim Stoßen führt das Werkzeug die Schnittbewegung
Plandrehen
Drehverfahren zum Erzeugen einer zur Drehachse des Werkstücks
orthogonalen, ebenen Fläche.
schnittgeschw, konst
runddrehen
Drehen zum Erzeugen einer zur Drehachse des Werkstückes koaxial
liegenden zylindrischen Fläche
schraubendrehen
dient zum Erzeugen von Schraubenflächen mit Profilwerkzeugen.
Unter diesen Oberbegriff fallen u.a. die Verfahrensvarianten Gewindedrehen,
wälzdrehen
Drehen zur Erzeugung rotationssymmetrischer Wälzflächen, bei dem ein
Drehwerkzeug mit Bezugsprofil während des Prozesses eine mit der Vorschubbewegung
simultane Wälzbewegung ausführt.
profildrehen
Drehen zum Erzeugen rotationssymmetrischer Werkstückformen durch
Abbildung des Werkzeugprofils.
(Einstechdrehen)
formdrehen
Erzeugen von Werkstückformen durch Steuerung der
Vorschubbewegungen
Spanungsquerschnitt beschreiben
wird festgelegt durch einstellwinkel kappa_r, dem vorschub und die schnitttiefe ap
A = a_p * f = b*h
h = f *sin(kappa_r)
b= a_p / (sin(kappa_r))
Einstellwinkel kappa_r
bei konstantem Vorschub und konstanter Schnitttiefe steigt mit kleiner werdendem κappa_r
die Spanungsbreite b an.
kleine Einstellwinkel speziell bei der Zerspanung von Werkstoffen mit hoher Festigkeit
eingesetzt werden, um so die Werkzeugbelastung bzw. den -verschleiß gering zu halten
Gefahr bei kleiner werdendem kappa_r
aufgrund instabilität des zerspanprozesses steigt w`keit , dass ratterschwingungen auftreten
Neigungswinkel lambda_s
negativer neigungswinkel stabilisiert zerspanungsvorgang, rufen aber große passivkräfte vor und kann zur folge haben, dass span über werkstückoberfläche abgelenkt wird
rundbohren
Bohren zur Erzeugung einer kreiszylindrischen Innenfläche, die koaxial zur
Drehachse der Schnittbewegung liegt
reiben
Aufbohren mit
geringer Spanungsdicke mit einem Reibwerkzeug zur Erzeugung von maß- und
formgenauen, kreiszylindrischen Innenflächen mit hoher Oberflächengüte,
gewindebohren
Schraubbohren mit einem Gewindebohrer zur Erzeugung eines
Innengewindes
profilbohren
:Bohren in den vollen Werkstoff zur Erzeugung von
rotationssymmetrischen, profilierten Bohrungen, die durch das Hauptschneidenprofil des bohrers bestimmt wird
formbohren
Bohren, jedoch mit nichtkreisförmiger, sich aus dem
kinematisch gesteuerten Umlauf ergebenden Schnittbewegung zur Erzeugung unrunder
Innenflächen
Wendelbohrer Aufbau
schaft
scneidteil ( Hauptschneide mit Querschneide(neg.Spanwinkel, welche fast nicht schneidet sondern plastisch verformt und zu hauptschneiden drängt)
Merkmale des Bohrens
Stofftrennung und Reiben an der
Hauptschneide
-Plastische Verformung an der Querschneide
-Auf Null abfallende Schnittgeschwindigkeit in derBohrermitte
- Schwieriger Abtransport der Späne
- Ungünstige Wärmeverteilung an der Schnittstelle
- Erhöhter Verschleißangriff auf die scharfkantige Schneidecke
Räumen Merkmale
- Mehrzahniges Werkzeug mit
hintereinanderliegenden Zähnen - Zahnstaffelung ersetzt
Vorschubbewegung - Hohe Oberflächengüten und hohe
Genauigkeiten erzielbar
-hohes zeitspanungsvolumen
Zerspanbarkeitskriterien
Werkzeugverschleiß, Oberflächengüte, Zerspankraft, Spanform
Einflussgrößen der Zerspanbarkeit
Legierungselemente, Kohlenstoffgehalt und Gefügebestandteile, Wärmebehandlung
Frei und Kolkverschleiß Abkürzungen
VB, K
Standzeit T_c
-Zur Kennzeichnung der Zerspanbarkeit eines Werkstoffes hat die Standzeit T_c des
Werkzeuges die größte Bedeutung
Salomon Aussage
Zerspankraft in erster linie abhängig vom Spanungsquerschnitt(h;b)
Zerspankraft
steigt im allgemeinen mit der härte und der festigkeit des werkstoffes
- bildet grundlage zum komstruieren von WZ Maschinen
-festlegen von schnittbed.
-abschätzen von werkstückgenauigkeit
Kienzle Gleichung
F_i = k_i1.1 b * h^(1-m)
k_i = F_i / (bh)
k_i1.1 = F_i / 1mm^2
tan(epsilon_i) = 1-m (Anstiegswert
zerspanungskriterium Oberflächengüte
-kin.Rauheit(Vorschub, Eckenradius)
-Schnittflächenrauheit(schnittgeschw., Schneidengeometrie, schneidstoff, schnitttemp., KSS)
-weitere Einflüsse(Schwingungen, Spanform, Schnittkräfte)
Spanform Auswirkungen
-Ungünstige Spanformen können
Schäden an Maschine, Werkzeug
und Werkstück verursachen und
stellen eine Verletzung
-Beeinflussung der Spanbildung
durch Verformbarkeit, Zähigkeit,
Festigkeit und Gefügezustand des
Werkstoffes
-Im Allgemeinen Begünstigung des
Spanbruchs durch zunehmende
Festigkeit und abnehmende
Zähigkeit
was ist afbauschneidenbildung
Bei geringen
Schnittgeschwindigkeiten und bei bestimmten Werkstoff-/Werkzeugkombinationen kann
es zur Adhäsion von Werkstoffpartikeln auf der Spanfläche kommen.
formel theor. rautiefe
R_t = r_e - sqrt(r_^2 - (f^2 /4)) oder f^2 / (8 * r_e)
Eckenradien Vor und Nachteile bei Größe
Größere Eckenradien -> Verbesserte oberfläche und schneidenstabilität
kleine Eckenradien -> geringere ratterneigung aufgrund geringerer Passivkräfte
In der Vorlesung haben Sie 4 Kriterien zur Bewertung der Zerspanbarkeit kennengelernt. Nennen Sie 3 Zerspanbarkeitskriterien.
werkzeugverschleiß
oberflächengüte
zerspankrft
spanform
Nennen Sie die Kienzle-Formel zur Berechnung der Zerspankraftkomponenten mit den aus der Vorlesung bekannten Variablenbezeichnungen.
F_i = k_i1.1 * b * h^(1-m_i)
Nennen Sie zwei aus der Vorlesung bekannte Gründe für die Reduktion des
bei Einsatz von Beschichtungen auf Zerspanwerkzeugen.
unterbindung kontakt zwischen werkstoff ud werkzeug
reduktion der reibung
Wie lautet die Näherungsgleichung zur Berechnung der maximalen Spanungsdicke beim Umfangsfräsen?
h_cu = f_z * sin(phi_st)
Formel Zeitspanungsvolumen einstechdrehen
Q_z = A * v_cm
Formel Spanungsquerschnitt
A = f * a_p
kraftnomogramm nach salomon und kienzle Achsenbeschriftung
X-Achse : Spanungsdicke h / mm
Y-Achse: spezifische Kraft k’_i1.1 / (n/mm)
Formel Schnittzeit drehen
t_h = V_z / Q_z
V_z formel einstechdrehen
V_z = (d_1^2 - d_2^2) * (pi/4) * b
Formel Taylorfunktion zur darstellung der werkzeugstandzeit
T = v_c^k*C_v
Standzeitdiagramm nach Taylor achsenbeschriftung
X-Achse = v_c
Y-Achse = T
Näherunsgleichung zur berechnung der maximalen Spanungsdicke beim umfangsfräsen
h_max = f_z * sin(teta_st)
mit teta_st = eingriffswinkel
Inweifern kann durch kinematische Änderungen die Bandspanbildung vermieden werden?
Vorschub erhöhen (Erhöhung der Spanungsdicke)
Schnittgeschwindigkeit senken (Temperatursenkung in der Scherzone)
Spanwinkel verringern (Verkleinerung des Spankrümmungsradius)
Einsatz von Werkzeugen mit Spanleitstufen (Verkleinerung des Spankrümmungsradius)
Welche 3 Spanformen sind generell als ungünstig zu bezeichnen
Bandspäne
Wirrspäne
Flachwendelspäne
