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Metall (Subject) / trennende Fertigungsverfahren (Lesson)

Quelle: R. Koether, W. Rau

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  • Welcher Winkel wird in der Werkzeug-Schneidenebene gemessen? der Neigungswinkel λs als Winkel zwischen Hauptschneide und Werkzeug-Bezugsebene
  • Welche Winkel werden in der Werkzeug-Keilmessebene gemessen? - Spanwinkel γ0: Winkel zwischen Spanfläche und Werkzeug-Bezugsebene - Keilwinkel ß0: Winkel zwischen Span- und Freifläche - Freiwinkel α0: Winkel zwischen Freifläche und Werkzeugschneidenebene (α0 + ß0 + γ0 = 90°)
  • Standbegriffe der DIN 6583 - Standvermögen Standbedingungen Standkriterien Standzeit
  • Warum wird das Hobeln zunehmend durch das Fräsen ersetzt? Hobeln ermöglicht nur geringe Schnittgeschwindigkeit, da bei jedem Hub erhebliche Massen beschleunigt und abgebremst werden müssen. Zudem erfolgt der Rückhub ohne Spanungsarbeit, was die Wirtschaftlichkeit verringert.
  • Bröckel- oder Reißspan Der Bröckel- oder Reißspan entsteht beim Spanen von spröden Werkstoffen mit geringem plastischen Verhalten (z.B. Gusseisen, Messing, Bronze). Die Spanlamellen werden in der Scherzone nicht abgetrennt, sondern von der Oberfläche abgerissen ohne wesentlich verformt zu werden. Daraus resultieren schlechte Werkstückoberflächen.
  • Scherspan Scherspäne treten beim Spanen zäher Werkstoffe bei Schnittgeschwindigkeiten vc = 20 ... 80 m/min auf. Sie bestehen aus gering verformten Spanlamellen, die in der Scherzone getrennt waren, anschließend jedoch miteinander verschweißen, so dass sich ein zusammenhängender Span bildet. Im Scherspanbereich kommt es daher zu einem erhöhten Werkzeugverschleiß und zu einer erheblichen Verschlechterung der Oberflächengüte des Werkstücks.
  • Fließspan Fließspäne entstehen beim Spanen gut plastischer Werkstoffe mit gleichmäßigem Gefüge (z.B. Baustähle) ab einer Schnittgeschwindigkeit von vc > 80 m/min. Der Werkstoff beginnt in der Scherzone kontinuierlich zu fließen, die einzelnen Spanlamellen sind stark miteinander verschweißt und mit bloßem Auge nicht sichtbar.
  • Lamellenspan Lamellenspäne treten beim Spanen nicht zu zäher Werkstoffe oder bei ungleichmäßigem Gefüge auf. Sie können sowohl bei großen Vorschüben als auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten entstehen.
  • Nitride chemische Verbindungen des Stickstoffs mit einem weniger elektronegativen Element
  • Abtragen Als Abtragen werden Trennverfahren bezeichnet, die darauf ausgerichtet sind den lokalen stofflichen Zusammenhalt des Werkstoffs durch physikalische oder chemische Vorgänge partiell aufzuheben. - thermisches Abtragen - chemisches Abtragen - elektrochemisches Abtragen
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  • oxidische Schneidkeramiken - Oxidkeramiken - Mischkeramiken
  • Oxidkeramik Oxidkeramiken haben einen Alumiumoxid (Al2O3)-Anteil von über 90 % mit geringen Anteilen von Zirkonoxid (ZrO2). Hauptanwendungsgebiet: Schlichtdrehen von Grauguss und Stahl
  • Mischkeramik Mischkeramiken enthalten neben Aluminiumoxid (Al2O3) einen hohen Anteil an Metallkarbiden (bis zu 40 %). Sie weisen verbesserte Zähigkeitseigenschaften gegenüber Oxidkeramiken und eine hohe Kantenfestigkeit auf. Einsatz: Feindrehen und Feinfräsen von Gusseisen, Stahl und gehärteten Werkstoffen (bis 60 HRC)
  • nichtoxidische Schneidkeramik (4 v. 5) - basiert i.d.R. auf Siliziumnitrid (Si3N4) - deutlich höhere Zähigkeit und Thermoschockbeständigkeit gegenüber oxidischen Schneidkeramiken - niedrigere Härte und Druckfestigkeit gegenüber oxidischen Schneidkeramiken - Schnittgeschwindigkeiten bis 1600 m/min, Vorschubgeschwindigkeiten bis 10 m/min - Einsatz: Drehen und Fräsen von Gusseisen und nickelhaltigen Werkstoffen
  • Welche Faktoren beeinflussen beim Scherschneiden die maximal erreichbare Schneidkraft? (5 v. 7) - Werkstückdicke - Schnittlinienlänge - Schneidwiderstand - Werkstoffeigenschaften - Werkzeugverschleiß - Schnittlinienform - Schmierung
  • Vorteile von genormten Wende-Schneidplatten (3 v. 4) - schnelles Wechseln der Schneiden - Wegfall der Nachschleifarbeit - Wegfall der Nachschleifkosten - Minimierung der Lagerkosten
  • Nach welchen Kriterien werden Schnellarbeitsstähle eingeteilt? Molybdängehalt, Wolframgehalt
  • Wie lassen sich Verschleißwiderstand und Schnittgeschwindigkeit von Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl deutlich erhöhen? durch Hartstoffbeschichtung mit Titannitrid (TiN) oder Titankarbid (TiC)
  • typische mehrschneidige HSS-Werkzeuge (4 v. 6) - Spiralbohrer - Gewindeschneider - Senker - Fräser - Räumnadeln - Sägeblätter
  • Hauptbaugruppen von Scheren - Gestell - Antrieb (Hydraulik- oder Kurbelantrieb) - Scherentisch - Schneidwerkzeuge (Messer)
  • Einsatzbereiche unterschiedlicher Scheren (2 v. 3) - Tafelscheren: Beschneiden von Blechtafeln - Streifenscheren: Schneiden von Längsstreifen aus breiten Bändern - Knüppelscheren: Querteilen von Massivmaterial
  • Aufgaben der Kühlschmierstoffe (4 v. 6) - Verminderung der Reibung durch Aufbau eines Schmierfilms (Schmierung) - Abführen der Umformungs- und Reibwärme aus der Scherzone (Kühlung) - Späneabfuhr und Abtransport von Fremdstoffen (Spülung und Transport) - Vermeidung thermischer Gefügeänderungen - Korrosionsschutz - Reinigung der Bearbeitungsstelle
  • Minimalmengenschmierung Bei der Minimalmengenschmierung wird eine geringe Menge Öl mit Druckluft zerstäubt und mittels einer Zuführeinrichtung auf die Werkzeug- bzw. Werkstückoberfläche aufgesprüht. Die Zuführung des Öl-Luft-Gemischs kann durch außen liegende Düsenanordnungen oder durch innen liegende Kanäle im Werkzeug erfolgen.
  • dominierende Verschleißformen am Schneidkeil Der Freiflächenverschleiß ist der annähernd gleichmäßige Abtrag von Schneidstoff an der Freifläche. Der Spanflächenverschleiß (= Kolkverschleiß) tritt vorwiegend in Form einer muldenförmigen Auskolkung auf, die durch das Abgleiten des Spans auf der Spanfläche verursacht wird.
  • Wozu dienen Verschleiß-Standzeit-Zerspanversuche? Mit Hilfe von Verschleiß-Standzeit-Zerspanversuchen lässt sich ein Zusammenhang zwischen der Standgröße (i.d.R. Standzeit) und dem vorgegebenen Standkriterium (z.B. Verschleißmarkenbreite) bilden. Dies begünstigt einen wirtschaftlichen Werkzeugeinsatz.