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Moderne Fertigungstechnologien (Subject) / Spanen Grundlagen (Lesson)

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• Hauptgruppe Trennen - Änderung der Form eines festen Körpers, Materialzusammenhalt örtlich aufgehoben
• Abgrenzung Abtragen Spanen: meachnisch in Späne Abtragen: chemisch, elektrochemisch... - in kleinen Partikeln, sehr energieaufwendig, Energieaufwand je abgetragenem Volumen viel höher -komplexere Formen -nicht zerspanbare Materialien bearbeiten
• Gestalterzeugung beim Zerspanen -durch Werkzeug, def.Werkzeugbewegung -Universalwerkzeuge, sind nicht an bestimmte Werkstücke gebunden
• Vor- Nachteile Zerspanen Vorteil: höchste Maß und Formtgenauigkeit, sehr gute Oberflächen, erweiterte Bearbeitungnsmöglichkeiten ( hochharte Werkstoffe, hochpräzise und kleine Formelemente), einfache Werkzeuge Nachteil: längere Bearbeitungszeit, nur für geringe Stückzahlen, oft nur Nachbearbeitung
• Spanbildungsmodell, Grundlegende Einteilung -Schneidkeil entlang Schnittrichtung durch Werkstückvolumen bewegt, Schicht mit Spanungsdicke h abgetragen. -Werkstoff in Deformationszone umgeformt, gestaucht (Kaltverformung) -Scherebene überschritten, Werkstoff gleitet ab - Unterschied: geometrisch bestimmte Schneide // geo. unbestimmte Schneide
• Spanbildungsmodell, Grundlegende Einteilung -Schneidkeil entlang Schnittrichtung durch Werkstückvolumen bewegt, Schicht mit Spanungsdicke h abgetragen. -Werkstoff in Deformationszone umgeformt, gestaucht (Kaltverformung) -Scherebene überschritten, Werkstoff gleitet ab - Unterschied: geometrisch bestimmte Schneide  (Form, Lage definiert)// geo. unbestimmte Schneide (Form und Lage der Schneide undef.)
• Kinematik des Zerspanungsvorgangs Schnittbwegung: Schnittgeschw. Vc, Bewegung entlang der Schneide, tangential bei rot. Werkzeugen Vorschubbewegung: zusammen mit Schnittbewegung -> Spanabnahme, stetig oder schrittweise, erfolgt auf Wirkungslinie der VOrschubgeschw. Vf. Vorschub f: Weg, den WZ während einer Umdrehung in Vorschubrichtung zurücklegt
• Kinematik des Zerspanungsvorgangs Schnittbwegung: Schnittgeschw. Vc, Bewegung entlang der Schneide, tangential bei rot. Werkzeugen Vorschubbewegung: zusammen mit Schnittbewegung -> Spanabnahme, stetig oder schrittweise, erfolgt auf Wirkungslinie der VOrschubgeschw. Vf. Vorschub f: Weg, den WZ während einer Umdrehung in Vorschubrichtung zurücklegt Wirkbewegung: resultierende Bewegugn aus Vf und Vc 
• Werkzeugbezugssystem - definieren Werkzeuggeometrie, Geschw. und Kräfte - definiert durch Schnittbewegugn, Vorschubbewegung, und Werkzeug Schneidenlinie - Werkzeug- Bezugsebene Pr: Schneidenpunkt P -Werkzeug- Schneidenebene Ps: Schneidlinie der HS -Werkzeug- Orthogonalebene Po: in Ebene Po ist Werkzeug geschnitten
• Einfluss der Geometrie des Schneidteils Freiwinkel alpha: verhindert Reibung, bei Verkleinerung: Freiflächenverschleiß nimmt zu, Oberfläche wird besser,  bei sehr großen Winkeln: verschleißt WErkzeug insgesat schneller Keilwinkel beta: kleine Winkel= spitzer Keil, leichter ins Werkstück -> erhöhte Bruchneigung, großer Winkel= höhere Stabi und bessere Wärmeabfuhr -> bei schwer zerspanbaren Werkstoffen Spanwinkel gamma: verursacht Umlenkung des Spans -> bestimmt erf. Schnittkraft sowie Reibugsverhälntnisse an Spanfläche, Umformug und somit Bruch des Spans beeinflusst Keilwinkel und damit Schneidenstabilität
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• Werkzeugeinstellwinkel - beeinflusst die Länge der belasteten Schneide• Bei Verkleinerung:  längere einzugreifendeSchneide (Spanungsbreite b), zunehmendeSchnitt- und Passivkraft  zunehmendeRatterneigung
• Eckenradius • Radius zwischen Haupt- und Nebenschneide• bestimmt die Rautiefe ( s. theor. Rautiefe)• bei sehr großen Werten zunehmendeRatterneigung
• Eckenwinkel • Bei Vergrößerung Stabilisierung der Scheide• Begrenzt die herstellbaren Geometrie(->Restgeometrie)
• Kräfte und Geschwindigkeiten im Überblick Effektivgeschwindigkeit ve= Vc+Vf Zerspankraft F= Fc+Ff+Fp (Passivkraft vom Werkzeug) Spanungsquerschnitt A liegt in der Werkzeugbezugsebene: von Schneide überstrichene Fläche abgetragenen Materials.
• Gewinnung optimaler Prozess- und Maschineneinstellgrößen Werkzeuggrößen: Vc, f, ap hochstellen Maschinengrößen: Vf, n hoch  -> Maximierung der Schnittgrößen
• Verschleiß beim Drehen Freiflächenverschleiß:  (auf Freifläche) -Reibung unter Druck _>Wärmeinwirkung -> höhere Schnittkraft -> therm.Erliegen oder Werkzeugbruch Kolkverschleiß: (auf Spanfläche) -sehr hohe Temperaturen und gleichzeitiger Reibung -Diffusion des Schneidstoff in den Span -Durch Beschichtung verhinderbar
• Maßnahmen zur Minimierung des Verschleiß -Härte, Oberflächenhärt, Zähigkeit erhöhen -Senkung Oberflächenrauheit -> KSS  - kühlt, - schmiert, - ausspülen des Spans -senkung Schnittparameter, aber aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll
• Hartstoffpartikelverbundswerkstoff -Hartstoffpartiekl  -Binder 
• Standzeit T Zeit, in der ein Werkzeug verbleiben darf, bis ein Kriterium (Standkriterium) erreichtwird, sonst bei weiterem EInsatz droht Versagen - Standkriterien sind Grenzwerte unerwünschter Veränderungen ---Werkzeug, Prozess, Grenzkräfte und - momenten, Werstück - wenn über eine bestimmte Verschleißmarke am Werkzeug, dann Austausch
• Theoretische Rautiefe -Oberflächenrauheit bei unterscheidlichem Abnutzungsgrad des Werkzeugs - Eckenradius größer und f kleiner
• Spanform -Spanform hat Einfluss auf Schüttvolumen, daher soll er möglichst klein -mögl. kurz gebrochen -Spanraumzahl R >3  Schüttvolumen/äquivalentes Werkstoffvolumen - günstiger Bereich 4bis 6 -f größer machen, Vc kleiner machen   !! aber hat sehr sehr doofe Nebeneffekte... 

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