Ü. Grundlagen der Zerspanung Flashcards
Trennen ist Fertigen durch ?(1)? der Form eines ?(2)?, wobei der Zusammenhalt ?(3)?, das heißt im Ganzen ?(4)? wird.
Dabei ist die ?(5)? in der ?(6)? enthalten.
Das ?(7)? zusammengesetzter Körper wird dazu gezählt.
(1) Ändern
(2) festen Körpers
(3) örtlich aufgehoben
(4) vermindert
(5) Endform
(6) Ausgangsform
(7) Zerlegen
Nenne Verfahren beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide: ??
- Bohren, Senken, Reiben
- Fräsen
- Drehen
- Räumen
- Sägen
- Feilen, Raspeln
- Hobeln, Stoßen
(…)
Untergruppen beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide sind unterteilt nach?
der Art des Werkzeuges und der Kinematik
Verfahrensvarianten Drehen
Kann grob unterteilt werden in? (6)
Plandrehen
Runddrehen
Schraubdrehen (z.B. Gewindestrehlen)
Wälzdrehen
Profildrehen
Formdrehen
–> Folien 5+6 Abbildungen ansehen
Unterschied zwischen Profildrehen und Formdrehen:
Beim Profildrehen gibt es ein Profil, welches dem Werkstück aufgezwungen wird, sodass sich eine negative Form ergibt und beim Formdrehen haben wir dagegen eine Form vordefiniert, welche wir einfach nur nachdrehen.
…
moderne Drehwerkzeuge
Einsatz von ?? in Werkzeughaltern für Dreharbeiten
Wendeschneidplatten
moderne Drehwerkzeuge
Einsatz von Wendeschneidplatten in Werkzeughaltern für Dreharbeiten:
- wirtschaftlich durch mehr als eine Schneide pro Werkzeug
- unters. Werkzeugformen für flexible Bearbeitungen nach DIN 1832
–> siehe Abbildungen Folie 8
…
Wendeschneidplatten besitzen mehrere Schneiden und sind wendbar. Das hat den Vorteil, dass nicht so oft getauscht oder umgerüstet werden muss, sodass keine hohen Umrüstzeiten anfallen.
Außerdem kann eine Hochdruck-Kühlmittelzufuhr integriert werden.
…
Bsp.: Drehbearbeitung intermetallischer Titanaluminide (siehe Folie 9)!
…
Bsp.: Entwicklung neuer Schneidstoffe - Drehen mit Werkzeugen auf Niobkarbidbasis (siehe Folie 10)!
…
Verfahrensvarianten Fräsen
Plan- und Rundfräsen
Schraub- und Wälzfräsen
–> siehe Folie 11
…
Beim ?? wird ein Werkzeug mit werkstückgebundener Form verwendet
Profilfräsen
Bsp.: Fräsen von Nuten, Radien, Zahnflanken, Führungsbahnen
Beim ?? wird die gewünschte Werkstückgeometrie durch eine gesteuerte Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück erzeugt. Das Werkzeug wird dabei durch Abtasten einer Bezugsform oder ein CNC-Programm geführt.
Formfräsen
Bsp.: Fräsen von Turbinenschaufeln oder Blisks
1) Eigenschaften 3-Achsfräsen?
2) Eigenschaften 5-Achsfräsen?
1) Lediglich 3 translatorische Achsen (X,Y,Z) gleichzeitig verfügbar
2) simultane und kontinuierliche Bewegungen in 5 Achsen:
- 3 translatorisch: X, Y, Z
- 2 rotatorisch: A, C
Gleich- und Gegenlauffräsen
Gegenlauffräsen:
Das Werkzeug rotiert ?? der ??
Gleichlauffräsen:
Das Werkzeug rotiert ?? der ??
Gegenlauffräsen:
Das Werkzeug rotiert entgegen der Vorschubrichtung
Gleichlauffräsen:
Das Werkzeug rotiert mit der Vorschubrichtung
Werkzeuge bestehen in der Regel aus mehr als einer Schneide.
Wahr/Falsch?
Wahr
–> Einsatz von Vollmaterialwerkzeugen oder Wendeschneidplatten auf Messerköpfen
Beispiel: Substitution der konventionellen Überflutungskühlung (siehe Folie 16)!!!
!
Geometrien am Schneidkeil
Abbildung auf Folie 18 beschriften!!!
!!!
Geometrien am Schneidkeil
?? ist der Teil des Werkzeuges, an dem durch Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück der Span entsteht.
Schneidkeil
Geometrien am Schneidkeil
?? sind Flächen am Schneidkeil, die den entstehenden Schnittflächen zugekehrt sind
Freiflächen Aalpha , A’alpha
Geometrien am Schneidkeil
?? ist die Fläche am Schneidkeil, auf der der Span abläuft
Spanfläche Agamma
?? sind die Schnittlinien der den Schneidkeil begrenzenden Flächen. Sie können gerade, geknickt oder gekrümmt sein.
Schneiden
?? sind Schneiden, deren Schneidkeil bei Betrachtung in der Arbeitsebene in Vorschubrichtung weist.
Hauptschneiden S
?? sind Schneiden, deren Schneidteil bei Betrachtung in der Arbeitsebene nicht in Vorschubrichtung weist
Nebenschneiden S’
?? ist diejenige Ecke, an der eine Haupt- und eine Nebenschneide mit gemeinsamer Spanfläche zusammentreffen
Schneidenecke
Winkel am Drehwerkzeug - Orthogonalschnitt
Es gilt immer: alpha + beta + gamma = ??°
alpha0: orthogonal Freiwinkel
beta0: orthogonal Keilwinkel
gamma0: orthogonal Spanwinkel
90°
–> FOLIE 20+21 ansehen!
Messbare Prozessgrößen
Erfassung der Zerspankomponenten
–> FOLIE 22-25 ansehen
…
Die ?? gibt die Schnittkraft an, die für die Entfernung eines Spanes mit einer Schnittbreite von b = 1mm und einer Spanungsdicke von h = 1mm erforderlich ist.
spezifische Schnittkraft ksubc1.1
Messbare Prozessgrößen
- Erfassung der Zerspankraftkomponenten
Anforderungen an Messgeräte zur Messung der Zerspankraft: ?? (3)
hohe Steifigkeit (Verrichtung des EInflusses des Messsystems)
hohe Empfindlichkeit (Genaue Kraftmessung)
hohe Eigenfrequenz (Ermittlung der dynamischen Kraftanteile)
Messbare Prozessgrößen
- Erfassung der Zerspankraftkomponenten
Für die Erfassung von Zerspankraftkomponenten finden Messgeräte auf ?(1)? Basis sowie ?(2)? Verwendung.
(1) piezoelektrischer
(2) Dehnmessstreifen
Messbare Prozessgrößen
- Verschleißmessung
–> Folie 27 ansehen!!
!!
Messbare Prozessgrößen
- Temperaturmessung (FOLIE 28+29+30+31+32)
…
Zur Temperaturmessung eignet sich was?
Thermografieaufnahmen
Messbare Prozessgrößen
Bsp.: Werkzeugverschleißkompensation auf die Oberflächenqualität
Nachteilige Auswirkung des Werkzeugverschleißes auf die Werkstück- und Oberflächenqualität
Lösung: ??
Lösung:
Echtzeit-Kompensation der Werkzeugverschleiß induzierten Prozessqualität durch Regelung der Prozessparameter (siehe Folie 33)
Spanbildungssimulation
Wie erfolgt die Trennung der Werkstoffbereiche beim Spanen? Ablauf: Nenne die 4 Schritte
- Eindringen des Werkzeugs in das Werkstück
- Fließen des Werkstoffes bei überschreiten der kritischen Schubspannung
- Ausbildung eines Spans
- Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
Trennung der Werkstoffbereiche beim Spanen
Wesentliche Voraussetzungen: ?? (2)
Härte des Schneidstoffs ist höher als die des Werkstückwerkstoffes
Überschreitung der minimalen Eindringtiefe
Spanbildungssimulation
FOLIE 36 ansehen!!! (primäre und sekundäre Scherzone)
…
Spanbildungssimulation
Bsp.: Simulation der Spanbildung mit Hilfe der FEM (Finite Elemente Methode)
–> realitätsnahe Abbildung des Zerspanprozesses
Motivation:
- Analyse der thermischen und mechanischen Beanspruchung des Werkzeugs
- besseres Verständnis der Spanbildungsmechanismen
- Möglichkeit der Verschleißvorhersage
(Folie 37-49!!!!)
!!! (Nicht Klausurrelevant)
Spanbildungssimulation
Einflüsse auf den Zerspanprozess
Exzentrizitäten:
- Hautspindel
- Werkzeughalter
- Werkzeug
Werkzeug nimmt Einfluss durch welche Eigenschaften: ?? (4)
- Eigenfrequenz
- Steifigkeit
- Schneidkantengeometrie
- Schneidkantenradius
Spanbildungssimulation
Bsp.: realistische Wiedergabe des Zerspanprozesses
Was sind die Ergebnisse aus Simulationen/welche Informationen können entnommen werden? (4)
- thermodynamische Beanspruchungen
- Temperaturen
- Schnittkräfte
- Werkzeugverschleißvorhersage
Spanbildungssimulation
Bsp.: realistische Wiedergabe des Zerspanprozesses
Nenne Vorteile die sich durch Spanbildungssimulation ergeben: ?? (4)
- weniger Experimente erforderlich
- einfachere Auswahl des richtigen Werkzeugs
- Reduzierung der Entwicklungszeit
- besseres Verständnis der Spanbildungsmechanismen
Standverhalten des Werkzeugs
–> Verschleißmechanismen an Werkzeugschneiden
Nenne welche!
Abrasion (Bsp.: Freiflächenverschleiß)
Tribochemischer Verschleiß (Bsp.: Kolkverschleiß)
Oberflächenzerrüttung (Schichtdelamination)
Adhäsion (bsp.: Aufbauschneide)
–> Bilder Folie 52 ansehen!!!
Nenne ein Beispiel für Verschleiß durch Abrasion!
Freiflächenverschleiß
Standverhalten des Werkzeugs
Standzeitprüfung nach ISO 3685
–> Folie 53 ansehen
…
Verschleißmechanismen an Werkzeugschneiden
–> Abbildungen auf Folie 54 ansehen!!!
…
Standzeitprüfung nach ISO 3685
Standzeitbedingungen:
- am Werkzeug, z.B.: ??
- am Werkstück, z.B.: ??
- an der Werkzeugmaschine, z.B.: ??
- beim Zerspanprozess, z.B.: ??
- an der Prozessumgebung, z.B. ??
Standzeitbedingungen:
- am Werkzeug, z.B.: Werkzeuggeometrie, Schneidstoff
- am Werkstück, z.B.: Form, Werkstoff
- an der Werkzeugmaschine, z.B.:dyn. und stat. Steifigkeit
- beim Zerspanprozess, z.B.: Kinematik, Schneidkanteneingriff
- an der Prozessumgebung, z.B.: Kühlschmierung, thermische Randbedingung
Standzeitprüfung nach ISO 3685
Standzeitkriterien:
- am Werkzeug, z.B.: ?
- am Werkstück, z.B.: ?
- beim Zerspanprozess, z.B.: ?
Standzeitkriterien:
- am Werkzeug, z.B.: Verschleiß
- am Werkstück, z.B.: Werkstück
- beim Zerspanprozess, z.B.: Zerspanprozess
Werkzeugleistung abhängig von: ?? (3)
Zerspanfähigkeit
Verschleißfestigkeit des Werkzeugs
Bearbeitbarkeit des Werkstücks und des Werkstoffs
Nenne Standzeitparameter! (3)
Standzeit
Standvolumen
Standweg
TESTAT-RELEVANT:
Standverhalten des Werkzeugs
–> Einflüsse auf das Standvermögen
–> Tabelle FOLIE 56!!!
…
Einflüsse auf das Standvermögen am Werkstück nimmt: ?? (3)
Testat-relevant
- Gestalt, Form
- Lage der Schnittfläche
- Steifigkeit
Einflüsse auf das Standvermögen am Werkzeug nimmt: ?? (3)
Testat-relevant
Schneidstoff
Schneidengeometrie
Einspannung
Steifigkeit
Einflüsse auf das Standvermögen nimmt bei den Schnittbedingungen: ?? (4)
(Testat-relevant)
Schnittgeschwindigkeit
Vorschub
Schnitttiefe
Kühlschmierstoffe
Einflüsse auf das Standvermögen am Werkstoff nimmt: ?? (3)
Testat-relevant
chemische Zusammensetzung
Wärmebehandlung
Gefügeausbildung
Einflüsse auf das Standvermögen an der Werkzeugmaschine nimmt: ?? (4)
(Testat-relevant)
statische und dynamische Steifigkeit
Genauigkeit
Antriebe und Getriebe
Spannvorrichtung
Spanformen
Parametereinflüsse: ?? (6)
Umformbarkeit des Werkstoffs
Schneidengeometrie, z.B. Spanwinkel
Schnittgeschwindigkeit
Spanungsdicke oder Vorschub
Zustand der Schneide
Steifigkeit von Werkstück und Werkzeugmaschine
ungünstige Spanformen und geeignete Spanformen
–> siehe FOLIE 57!!!!
…
Nenne bsph. 2 brauchbare Spanformen!
Schrägwendelspäne
Bröckelspäne
Nenne ein paar Anforderungen an den Schneidstoff!
hohe Druck-, Biege- und Kantenfestigkeit
hohe Zähigkeit
hohe Härte
hohe Warmfestigkeit
hohe Wärmeleitfähigkeit
gute Oxidationsbeständigkeit
geringe Diffusions- und Klebneigung
gute Bearbeitbarkeit
(Folie 59 ansehen)
Überblick über Schneidstoffe
Welche Eigenschaften hat der ideale Schneidstoff?
hohe Zähigkeit und hohe Härte
Überblick über Schneidstoffe
–> FOLIE 60 einprägen!
!!
Vergleich der Schneidstoffarten hinsichtlich Härte und Zähigkeit!
FOLIE 61 LERNEN FÜR KLAUSUR SEHR WICHTIG!!!!
–> Folie 62 dazu auch ansehen
!!!
