THEMA. für die Werkmeister-Schule. 2. Semester2015. vorgelegt von. Paul Hassler

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1 THEMA für die Werkmeister-Schule 2. Semester2015 vorgelegt von Paul Hassler Erstprüfer/in: Zweitprüfer/in: Paul Hassler MALAUN STEPHAN

2 Kurzfassung In dieser Arbeit möchte ich näher auf das Thema Drehen eingehen. Ich werde die Drehverfahren, die Schneidengeometrie bei Drehwerkzeugen, die Spanbildung beim Drehen, den Verschleiß und die Standzeit sowie Drehwerkzeuge behandeln.

3 Inhaltsverzeichnis Kurzfassung... 2 Inhaltsverzeichnis... 3 Abbildungsverzeichnis... 4 Tabellenverzeichnis... 4 Vorwort Überblick... Error! Bookmark not defined. 2 Ziele... Error! Bookmark not defined. 3 Stand der Technik... Error! Bookmark not defined. 4 Zusammenfassung und Ausblick... Error! Bookmark not defined.

4 Abbildungsverzeichnis Abb.1: Lage der Bearbeitungsstelle beim Drehen Abb.2: Flächen und Schneiden am Drehwerkzeug Abb.3: Schneidenecke Abb.4: Neigungswinkel Abb.5: Einstellwinkel beim Konturdrehen Abb.6: Spanarten Abb.7: Spanformen Abb.8: Verschleißarten Abb.9: Werkzeughalter für verschiedene Drehbearbeitungen Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Drehverfahren Tabelle 2: Einstellwinkel bei verschiedenen Drehverfahren

5 Vorwort Drehen ist ein Zerspan verfahren, bei dem die Schnittbewegung vom Werkstück und die Hilfsbewegung (Vorschub und Zustellung) vom Werkzeug ausgeführt werden. Vorschub und Zustellung werden bei den meisten Drehmaschinen mittels Längs- und Querschlitten erzeugt. Das zum Drehen verwendete Werkzeug, der Drehmeißel, hat nur eine Hauptschneide. Einfache Drehteile erhalten ihre Form durch eine Vorschubbewegung in Richtung der Drehachse oder senkrecht dazu. Die zugehörigen Verfahren werden benannt nach der Richtung der Vorschubbewegung, die während der Bearbeitung abläuft (Längsoder Plandrehen).

6 Drehverfahren: Nach der Art der erzeugten Fläche unterscheidet man die Drehverfahren Runddrehen, Plandrehen, Gewindedrehen, Stechdrehen, Profildrehen und Formdrehen (Tabelle 1). Eine weitere Unterteilung erfolgt durch die Richtung der Vorschubbewegung quer oder längs zur Drehachse. Nach der Lage der Bearbeitungsstelle am Werkstück können die Drehverfahren in Außendrehen und Innendrehen unterteilt werden. Beim Außendrehen ist für das Drehwerkzeug genügend Platz vorhanden. Es kann also so groß gewählt werden dass es durch die auftretenden Schnittkräfte nicht abgedrängt wird. Beim Innendrehen ist die Werkzeugwahl durch die Form des Werkstücks eingeschränkt. Abb.:1

7 Schneidengeometrie bei Drehwerkzeugen: Abb.:2 Der Schneidkeil des Drehmeißels wird durch die Spanflache und die Freifläche begrenzt. Die Schnittkante der beiden Flächen bildet die Hauptschneite. Diese liegt in Vorschubrichtung und leistet die Hauptzerspanungsarbeit. Sie geht über die gerundete Schneidenecke in die Nebenschneide über. Abb.:3 Haupt- und Nebenschneide bilden den Eckenwinkel. Dieser sollte möglichst groß sein, um die Wärmeabfuhr und die Stabilität des Drehmeißels zu verbessern. Zur Vermeidung von Schneidenausbrüchen ist die Schneidenecke gerundet. Üblich sind Eckenradien von 0,4 mm bis 2,4 mm. Die Stabilität einer Wendeschneidplatte vergrößert sich mit zunehmendem Eckenwinkel und Eckenradius. Beim Schruppen arbeitet man mit großem Eckenwinkel und großem Eckenradius, beim Schlichten normalerweise mit kleinem Vorschub und kleinem Eckenradius.

8 Abb.:4 Der Neigungswinkel bestimmt den Auftreffkontakt des Werkstücks auf der Spanfläche und ist für die Spanlenkung von Bedeutung. Negative Neigungswinkel lenken den Span zur Werkstückoberfläche hin, positive Winkel von der Werkstückoberfläche weg. Bei unterbrochenem Schnitt verlegt ein negativer Neigungswinkel den Erstkontakt zwischen Werkstück und Werkzeug von der Schneidenecke weg. Dadurch wird die Gefahr von Schneidkantenausbrüchen vermindert. Bei unterbrochenem Schnitt und schwerer Schruppbearbeitung ist ein negativer Neigungswinkel (-4 bis -8 ) vorzusehen. Beim Schlichten und bei Innendreharbeiten sind neutrale oder positiver Neigungswinkel vorzuziehen, damit die Werkstückoberfläche durch Späne nicht beschädigt wird. Der Einstellwinkel ist der Winkel zwischen der Hauptschneide und der gedrehten Oberfläche. Er beeinflusst die Spanformung, den Spanbruch, die Schnittkraft und die Ratterneigung. Die Größe des Einstellwinkels ist vom Drehwerkzeug und der Werkstückkontur abhängig. Die Auswahl des geeigneten Einstellwinkels richtet sich nach der jeweiligen Bearbeitung. Abb.:5

9 Spanbildung beim Drehen: Bei der Spanbildung wird der Werkstoff nach dem Eindringen des Schneidkeils zunächst stark gestaucht. Nach Überschreiten der Streckgrenze erfolgt eine plastische Verformung des Werkstoffes, die schließlich zum Abscheren von Spanteilchen in der Scherzone führt. Aufgrund der hohen Zerspanungstemperatur und des Druckes verschweißen die Spanteilchen miteinander und gleiten über die Spanfläche ab. Spanarten: Reißspäne: Entstehen beim Drehen von spröden Werkstoffen, z.b.: Gusseisen, Kupfer Zink Legierungen und Hartguss. Scherspäne: Bilden sich beim Drehen von zäheren Werkstoffen, z.b. Stahl mit mittlerer Festigkeit. Fließspäne: Entstehen bei gut plastisch verformbaren (langspanenden) Werkstoffen. Abb.:6 Möglichkeiten zur Erzeugung günstiger, kurz gebrochener Späne: Abb.:7 - Verwendung von Wendeschneidplatten mit Spanleitstufen, durch die ein günstiger Spanablauf und Spanbruch erzielt werden. - Einsatz von Werkstoffen, deren Spanbrüchigkeit durch entsprechende Legierungselemente erhöht wurde - Erhöhung des Vorschubs, wenn dies möglich ist

10 Verschleiß und Standzeit: Als Standzeit bezeichnet man die Zeit des Werkzeugeingiffs bis zum Erreichen des zulässigen Verschleißes. Das Ende der Standzeit ist beim Schlichten an der schlechten Oberfläche und an Maßabweichungen des Werkstückes erkennbar, beim Schruppen an den Verschleißauswirkungen an der Werkzeugschneide. Verschleißarten: Freiflächenverschleiß: Beeinflusst die Maßgenauigkeit und Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks. Kolkverschleiß: Dabei wird die Spanfläche muldenförmig ausgehöhlt. Es entsteht die Gefahr von Schneidkantenausbrüchen. Kantenverschleiß: Wirkt sich auf die Oberflächengüte des Werkstücks aus. Schneidkantenbruch! Abb.:8 Bei übermäßigen Verschleißerscheinungen am Drehwerkzeug sollten Maßnahmen zur Abhilfe ergriffen werden!!

11 Drehwerkzeuge: Nach der Lage der Eingriffsstelle unterscheidet man Außen- und Innendrehwerkzeuge. Für verschiedene Arbeitsoperationen werden unterschiedliche Halter eingesetzt. Abb.:9 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!