Zerspanung mit geometrisch bestimmter Schneide Flashcards
3 Arten
Drehen
Bohren
Fräsen
Aufgaben Schneidkeil
- Abtrennen des Werkstoffes
- Formung des Spans
- Bildung der Oberfläche
alpha0
Freiwinkel
beta0
Keilwinkel
gamma0
Spanwinkel
Verformung aufgrund des Schneidgeils
plastisch und elastisch
alpha+beta+gamma
90 Grad
Geschwindigkeiten am Schneidkeil
Schnitt-,Wirk- und Vorschubgeschwindigkeit
Wirkgeschwindigkeit und
der Schnittgeschwindigkeit schließen den
Winkel Eta ein.
Verfahren Rotatorischer Hauptbewegung
Drehen, Bohren, Reiben, Senken, Fräsen und Sägen
Verfahren mit translatorischer Hauptbewegung
Hobeln, Räumen, Feilen, Schaben
Bewegungen Drehen
Werkstück: Rotation HB
Werkzeug: Translation NB
Bewegungen Fräsen
Werkstück: Translation NB
Werkzeug: Rotation HB
Bewegungen Bohren
Werkstück: Translation (NB)
Werkzeug: Rotation ((HB)
Bewegungen Sägen
Werkstück: Translation NB
Werkzeug: Rotation HB
Bewegungen Räumen
mehrzahniges Werkzeug
Schnittbewegung durch Werkzeug
Vorschub durch Werkzeuggeometrie bedingt
Bewgeung Hobeln
Schnittbewegung durch Werkstück Werkzeugvorschub schrittweise, geradlinige Schnittbewegung schrittweise Vorschubbewegung Bearbeitung von großen, ebenen Flächen
Bewegung Stoßen
Schnittbewegung durch Werkzeug Werkstückvorschub schrittweise, geradlinige Schnittbewegung schrittweise Vorschubbewegung Bearbeitung von großen, ebenen Flächen
Arten des Drehens nach DIN 8589-1
Plandrehen Runddrehen Schraubdrehen Wälzdrehen Profildrehen Formdrehen
Geometrie Zusammenhänge am Spanungsquerschnitt
Einstellwinkel kr
Vorschub f
Schnitttiefe ap
h = f*sin(kr) b= ap/sin(kr)
A=apf=bh
Lambda s
Neigungswinkel beim Außenlängsrunddrehen
Arten des Bohrens nach DIN 8589-2
Plansenken Rundbohren Reiben Gewindebohren Profilbohren Formbohren
Bezeichnugnen Wendelbohrer Vorne-Hinten
Spitzenwinkel sigma
Hauptschneide/Querschneide/Freifläche
Spannut
Führungsphase
Merkmale Bohren
Stofftrennung und Reiben an der Hauptschneide
Plastische Verformung an der Querschneide
Auf Null abfallende Schnittgeschwindigkeit in der
Bohrermitte
Schwieriger Abtransport der Späne
Ungünstige Wärmeverteilung an der Schnittstelle
Erhöhter Verschleißangriff auf die scharfkantige
Schneidecke
Reiben der Führungsfasen an der Bohrungswand
Merkmale Räumen
Mehrzahniges Werkzeug mit hintereinanderliegenden Zähnen Zähne senkrecht zur Schnittgeschwindigkeitsrichtung jeweils um eine Spanungsdicke gestaffelt Zahnstaffelung ersetzt Vorschubbewegung Hohe Oberflächengüten und hohe Genauigkeiten erzielbar Spezielles Werkzeug für jede Geometrie erforderlich (unflexibel, hohe Werkzeugkosten)
Einflussgrößen Zerspanbarkeit
Legierungselemente
Wärmebehandlung
Kohlenstoffgehalt und Gefügebestandteile
Zerspanbarkeitskritereien
Werkzeugverschleiß
Oberflächengüte
Zerspankraft
Spanform
Werkzeugverschleiß
Verschleißstandzeitdrehversuch:
Festlegung des Standkriteriums, z.B. VBmax
Messung von Frei- oder Kolkverschleiß (VB, K) nach
verschiedenen Schnittzeiten tc
(vc
, f, ap = konst.) für
verschiedene Schnittgeschwindigkeiten vc
Ermittlung der Standzeitkurve durch Übertragung
von vc
-tc Wertepaaren (VB = VBmax)
exponentieller Verlauf
Zerspankraft Grundlagen und Kraft aufteilung
Zum Konstruieren/Auslegen von Werkzeugmaschinen
Zum Festlegen von Schnittbedingungen in der
Arbeitsvorbereitung
Zum Abschätzen der unter bestimmten Bedingungen
erreichten Werkstückgenauigkeit (Verformung
Werkstück und Maschine)
Zur Ermittlung der Belastungen des Schneidteils und
Erklärung der Verschleißmechanismen
Fc Schnittkraft
Ff Vorschubgkraft
Fp Passivkraft
spezifische Zerspankraft k_i1.1.
Zerspankraft F bezogen auf 1mm^2
abhängig von Werkstoff und Zerspanbedingungen -> Tabellen
Aussage Salomon
Zerspankraft F in erster Linie von Spanungsquerschnitt abhängig (h*b)
Kienzle Gleichung
F_i=k_i1.1bh^(1-m_i)
Anstiegswert 1-m_i
Schnittkraftverhalten aus Werkstoff-Schneidstoff-Paarung ->Tabellen
Außerdem: tan (epsillon_i)= 1-m_i
Formel für k_i
k_i= F_i/b*h
Erweiterte Kinezle Kraftgleichung
F_i=k_i1.1bh^(1-m_i) *Produktzeichen/PI
mit Produktzeichen/PI= Produkt aus Korrekturfaktoren
Spanformen nach Brauchbarkeit
brauchbar:
Wendelspäne, Spanlocken und Bröckelspäne
gut:
Spiralspäne, konische Wendelspäne
ungünstig:
Band-,Wirrr und Flachwendelspäne
Einflussfaktoren Oberflächenbeschaffenheit
Kinematische Rauheit (Bsp.: Vorschub, Eckenradius)
Schnittflächenrauheit(Bsp.: Schnittgeschwindigkeit, Schneidstoff)
Weitere Einflüsse
Schwingungen, Spanform, Schnittkräfte
Kinematische (Theoretische) Rautiefe
lässt sich aus geometrischeb Eingruffsverhältnissen errechnen
Formel:R_t= r_eps–(r_eps-(f^2)/4)^0,5 oder Näherung: R_t= (f^2)/8*r_eps
Makrogeometrie eines Schaftfräsers
Schneidendurchmesser d1 Schaftdurchmesser d2 Schneidenlänge l1 Schaftlänge l2 Gesamtlänge l = l1 + l2 Drallwinkel Anzahl der Schneiden z Zahnteilung
Schnittgeschwindigkeit Fräser
v_c= pid_1n
Vorschubgeschwindigkeit
v_f=nf=nf_z*z
Zeitspanvolumen
Q_z=apaevf
Größen Fräser
Drehzahl n Schneidendurchmesser d_1 Vorschub pro Zahn f_z Schneidenanzahl z Schnitttiefe a_p Schnittbreite a_e
Arten des Umfangsfräsen
Gleich und Gegenlauf
Arten des Fräsens DIN-8589-3
Plan- Rund- Schraub- Wälz- Profil- Formfräsen
Def.: Beschichtung
– Eine oder mehrere in sich zusammenhängende Schichten auf einem
Grundwerkstoff
– Bei Schneidstoffen existieren karbidische, nitridische und oxidische
Beschichtungen.
Aufgaben einer Beschichtung
– Unterbindung des Kontaktes zwischen Werkstoff und Werkzeug
– Steigerung der Verschleißfestigkeit (Hartstoffschicht)
– Verminderung der Reibung
– Verminderung der Adhäsionsneigung
– Wirkung als Diffusionssperre
– Steigerung der thermischen und chemischen Stabilität
Beispiel Beschichtungen
Titannitrid (Universelll)
Titankarbonitrid (Trockenbearbeitung)
Aluminiumoxid(Gusseisen mit kont. Schnitt)
Titanaluminiumnitrid (rostfreie Stähle mit Schnittunterbrechung)
Diamantschichten (Al-Sn Legierungen)
Werkzeugverschleißarten
Thermische Wechselbelastung -> Kammrisse
mechanische Überbelastung -> Schneidkantenbruch
Abrason -> Freiflächen- und Kolkverschleiß
Diffusion -> Kolkverschleiß
Entwicklung des Freiflächenverschleißes
- starker, aber degressiv steigender FFVS
- nahezu linearer FFVS-Anstieg
- progressiver FFVS-Anstieg
Tayler-Gleichungen
T=(v_c^k)*C_v (einfach)
T=V_vfa(v_c^k_vc)(f_z)^(k_fz)(a_p)*^(k_ap)
mit T als Standzeit in Minuten
