Vorwort. Das Skriptum Technisches Deutsch ist vor allem für. fortgeschrittene Studenten an der Fakultät für

Transkript

1 Vorwort Das Skriptum Technisches Deutsch ist vor allem für fortgeschrittene Studenten an der Fakultät für Produktionstechnologien der Technischen Universität gedacht. Der vorliegende Band stellt eine Sammlung von fach-und berufsspäzifischen Themen und Texten dar, durch die die Studierenden während des studienbegleitenden Deutschunterrichts Schlüsselqualifikationen erwerben sollten. Dieses Skriptum wurde als Erprobungsfassung geschrieben und wird in der Zukunft auf Grund der fachlichen Erfahrungen neubearbeitet. Wir wünschen Ihnen viel Erfolg bei der Arbeit mit diesem Skriptum. Autorin 5

2 Inhalt Vorwort Kapitel 1 Fräsen...7 Kapitel 2 Drähen...20 Kapitel 3 Bohren...26 Kapitel 4 Hobeln und Stoßen...36 Kapitel 5 Kühlung

3 1. Fräsen Beim Fräsen werden durch spezielle Werkzeuge auf so genannten Fräsmaschinen einzelne Späne vom bearbeiteten Werkstoff abgehoben. Auf diesen Bearbeitungszentren können fast alle Werkstoffe bearbeitet werden, wie zum Beispiel Holz, Kunststoffe und die meisten Metalle. Im Vordergrund der meisten Fräsarbeiten steht die Metallbearbeitung, da durch dieses Verfahren hochpräzise Teile gefertigt werden können, die trotzdem sehr stabil und belastbar sind. Heutzutage gibt es Fräsmaschinen von verschiedensten Ausmaßen und Qualitäten. Die modernsten Bearbeitungszentren können auf Fünf Achsen arbeiten und somit kaum noch Wünsche in der Formgebung des Werkstücks offen lassen. Beim Fräsen entstehen durch die starke Reibung oftmals sehr hohe Temperaturen, so dass an der Frässtelle gekühlt werden muss. Fräsverfahren Das Fräsen an sich ist ein Fertigungsverfahren von Vielen und nur ein Überbegriff für eine spezielle Zerspanungsart. Es gehört zu der Hauptgruppe Trennen und unterteilt sich wiederum in verschiedene Verfahren. Fertigungsverfahren allgemein sind in der Din- Norm DIN 8580 geregelt und das Fräsen im Speziellen in DIN 8589 im 3. Teil. Die verschiedenen Fräsverfahren sind: 7

4 Planfräsen Hier werden ebene Flächen erzeugt Wasserstrahlfräsen Ein Hochdruckwasserstrahl fräst hier aus nicht so harten Materialien (z.b. Beton) Wälzfräsen Das Fräswerkzeug besteht aus einer Walze mit einzelnen Zähnen (vor allem zum Fräsen von Zahnrädern verwendet) Profilfräsen Die Kontur des eingespannten Fräswerkzeugs wird unmittelbar auf das Werkstück übertragen Schraubfräsen zusammen mit dem Profilfräsen zur Spindelherstellung genutzt Rundfräsen wird vor allem für zylindrische Flächen verwendet Formfräsen jegliche räumliche Fläche ist hiermit fräsbar Schlagzahnfräsen hiermit können besonders ebene Flächen gefräst werden Tauchfräsen besonders für große Tiefen geeignet CNC- Fräsen Ausgeschrieben bedeutet CNC Computerized Numerical Control bzw. übersetzt computergestützte numerische Steuerung. Mittels dieser Technik kann der versierte CNC- Fräser durch Programmierung am Computer die Regelung und Steuerung von entsprechenden Werkzeugmaschinen bestimmen. Diese Methode der Zerspanung machte seine Anfänge ca. Mitte der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts und wurde bzw. wird immer noch weiterentwickelt. Der CNC- Fräser programmiert heute an einem 8

5 handelsüblichen PC mit speziellen Programmen und Schnittstellen das Bearbeitungszentrum so, dass am Ende das gewünschte Werkstück ohne weitere Eingriffe gefertigt wird. Die Fräsmaschinen wechseln wie programmiert die gewünschten Fräswerkzeuge und die Position dieser. Die modernen Fräsmaschinen sind heutzutage in der Lage jedes beliebige Fräswerkzeug, in immer kürzeren Zeiten, immer genauer einzuspannen, die Position des Werkzeugs genauestens zu bestimmen und auf Fünf Achsen nahezu jeden beliebigen Werkstoff zu fräsen. Bei Fünf- Achs- Maschinen kann sich meist der Werkzeugarm in drei verschiedenen Achsen bewegen und der Werkstücktisch, auf welchem das Werkstück eingespannt ist, noch einmal in zwei weitere Achsen. Die Programmierung an sich kann durch verschiedene Verfahren und Arten erfolgen. Das Fräsen mittels CNC- Technik hat sich auf dem Markt durchgesetzt und wird wohl noch einige Zeit bestehen, da komplexe Teile vergleichsweise einfach und vor allem mit einer hohen Wiederholgenauigkeit und hohen Geschwindigkeiten hergestellt werden können. Diese weisen dann, da sie aus einem Stück gefräst sind, noch eine hohe Festigkeit auf und können durch die mögliche Programmspeicherung gut in Serie gefertigt werden. Unterschied zum Drehen Der einfach erklärte Unterschied vom Fräsen zum Drehen ist, dass sich beim Fräsen das Werkzeug bewegt (und das Werkstück quasi 9

6 ruht) und beim Drehen das Werkstück sich dreht (und das Werkzeug fest montiert ist). Bei manchen Maschinen ist jedoch heutzutage beides, wenn auch nicht in voller Raffinesse, auf einer Dreh-/ Fräsmaschine möglich. Grundbegriffe Fräsen Fräsen Fräsen ist ein Spanen mit geometrisch bestimmten, mehrschneidigen Werkzeugen, deren Einzelschneiden nicht ständig im Eingriff sind. Fräsen wird zur Herstellung von ebenen und gekrümmten Flächen, Nuten, Wendelnuten, Verzahnungen und Gewinde eingesetzt. Fräsvorgang Beim Fräsen führt das mehrschneidige Fräswerkzeug eine kreisförmige Schnittbewegung aus, Vorschub und Zustellbewegung werden in der Regel vom Werkstück, können aber auch vom Werkzeug selbst ausgeführt werden. Der unterbrochene schnitt ist für das Fräse charakteristisch. Fräser Fräser sind mehrschneidige Werkzeuge aus Werkzeugstahl. Jeder Zahn kann als selbstständige Werkzeugschneide betrachtet werden. 10

7 Die winkel am Fräser sind abhängig von dem zu bearbeitenden Werkstoff. Je härter der Werkstoff, desto größer der Keilwinkel. Der Freiwinkel bewirkt den freien Schnitt, der Spanwinkel ermöglicht den Spanabfluss. Siehe auch Link. Die Spanräume müssen so groß sein, dass sie die abgetrennten Späne aufnehmen können. Es gibt 3 Fräsertypen 11

8 Typ H (10-16 Schneiden) für harte und zähharte Werkstoffe. Bei einem großen Keilwinkel sind Spanraum, Spanwinkel und Freiwinkel klein, da ein kleiner Vorschub gewählt wird und dadurch weniger Späne anfallen. Typ N (8-10 Schneiden) für Baustähle, Gußeisen, mittelharte Nichteisenmetalle Typ W (4-8 Schneiden) für weiche Werkstoffe wie z.b. Aluminium oder Kupfer. Es sind Fräser mit einem großen freiwinkel und großem Spanraum damit die anfallenden Späne leicht abgeführt werden können. Fräser kann man zusätzlich noch nach der Art der Mitnahme (Aufsteckfräser, Schaftfräser), nach der Fräserform (z.b. 12

9 Walzenstirnfräser, Prismenfräser, T-Nutenfräser), nach der Zahnform und nach der Zahnrichtung unterteilen, Nach der Zahnform unterscheidet man spitzverzahnte oder gefräste und hinterdrehte oder hinterschliffene Fräser. Spitzverzahne Fräser werden an den Freiflächen und teilweise an der Zahnbrust scharfgeschliffen. Hinterdrehte Fräser sind Profilfräser zu Herstellung von Profilen, Zahnräder und Gewinden. Solche Fräser werden an der Spanfläche nachgeschliffen damit sich der Freiwinkel und somit das Schneidenprofil nicht ändert. 13

10 14

11 Nach dem Schneidkantenverlauf unterscheidet man geradgezahnte, kreuzgezahnte und wendelgezahnte Fräser. Wendelgezahnte und kreuzgezahnte Fräser arbeiten ruhiger als geradeverzahnte Fräser, da die Zähne beim Anschnitt nur allmählich in den Werkstoff eindringen. Die Schnittkraft wird dadurch gleichförmiger und die Maschine arbeitet ruhiger. Die Späne fließen zur Seite hin ab. Schneidstoffe Wegen des unterbrochenen Schnittes werden von den Schneidstoffen neben großer Härte besonders Zähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit gefordert. Als Schneidstoffe für das Fräsen verwendet man Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Schneidkeramik und PKD (polykristalliner Diamant). Aus 15

12 Schnellarbeitsstahl lassen sich besonders kompliziert geformte Fräser herstellen (Formfräser). Schnellarbeitsstahl besitzt gegenüber Hartmetall eine höhere Zähigkeit und Kantenfestigkeit. Zum Schruppen werden die gewendelten Schneiden so profiliert das die Zahnprofile versetzt zur nächsten Zahnreihe stehen. Schruppverzahnung 16

13 Schrupp-Schlichtverzahnung Schneidplatten aus Hartmetall sind entweder aufgelötet oder als Wendeschneidplatten geschraubt oder geklemmt. Keramikschneidplatten sind in Kassetten montiert. Solche Platten verwendet man zum fräsen mit besonders hohen Schnittgeschwindigkeiten oder zum Bearbeiten von gehärteten Werkstoffen. (für Hobbyzwecke eher ungeeignet) PKD sind zum Fräsen von schwer zerspanbaren Al-Legierungen, anderen NE Metallen und Duroplaten geeignet. Die Frässzeiten liegen bei 10-40facher Standzeit des Fräsers bis zu 40% niedriger als bei Fräsern mit Hartmetallschneiden. Es werden aber wesentlich höhere Schnittgeschwindigkeiten benötigt als bei Hartmetall. 17

14 Gleichlauf- und Gegenlauffräsen Nach der Richtung der Vorschubbewegung zur Schnittbewegung unterscheidet man zwischen Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen. Beim Gleichlauffräsen bewegt sich das Werkzeug und Werkstück in gleicher Richtung. Die auftretenden Kräfte bewirken ein Andrücken des Werkstückes an den Arbeitstisch. Dadurch wird ein rattern weitgehend vermieden und es entsteht eine gute Oberfläche. Der Fräser greift sofort in das volle Material ein und beansprucht die Fräserschneide mit großen Kräften. Auf den meisten Fräsmaschinen ist daher Gleichlauffräsen nur als Schlichtfräsen möglich. WICHTIG! Bei Gleichlauffräsen benötigt man Fräsmaschinen mit spielfreiem Tischantrieb (Kugelumlaufspindel) 18

15 Beim Gegenlauffräsen sind Schnittbewegung und Vorschubbewegung entgegengesetzt. Der Fräser dringt nach und nach in den Werkstoff ein, wodurch die Belastung der Fräserschneiden nicht gleichmäßig ist. Der größte Schnittdruck ist beim Austreten der Fräserschneide aus dem Werkstück vorhanden. Er drückt den Fräser nach unten und das Werkstück nach oben. Ist die Fräserschneide aus dem Werkstück ausgetreten, federn Schneide und Werkstück zurück. Es entsteht eine sogenannte Rattermarke, die zu einer welligen Oberfläche führt. 19

16 2. Drehen ist ein zerspanendes Fertigungsverfahren für Metalle und Kunststoffe. Gedreht wird manuell auf einer Drehbank oder automatisiert auf einer Drehmaschine. Hier hier dreht sich das Werkstück beziehungsweise Halbzeug; es führt die Hauptschnittbewegung mit seiner Rotation aus. Das fest eingespannte Werkzeug (Drehmeißel) wird am drehenden Werkstück mit Hilfe des Werkzeugschlittens entlang bewegt, um einen Span abzuheben; es führt die Zustell- und Vorschubbewegung (posúnový pohyb) aus. Sústruženie je trieskové obrábanie vonkajších a vnútorných povrchov pri ktorom obrobok koná hlavný otáčavý pohyb a nástroj koná posuv, a to rovnobežne s osou otáčania obrobku alebo kolmo na túto os otáčania. Obrábací stroj sa nazýva sústruh a obrábací nástroj sústružnícky nôž. Drehverfahren Je nachdem, wie die Bearbeitungsstelle am Werkstück liegt, spricht man von Außendrehen und Innendrehen. Je nach Vorschubrichtung wird zwischen Längsdrehen und Querdrehen unterschieden. 20

17 Je nach Bearbeitungsfläche wird unterschieden in Runddrehen, Plandrehen, Schraubdrehen, Wälzdrehen, Profildrehen und Formdrehen. Die bearbeitete Fläche ist farbig markiert Längs-Rund-Drehen Quer-Plan-Drehen Quer-Stech-Drehen Längs-Stech-Drehen 21

18 Bewegungen an Werkzeugmaschinen Gebräuchliche maschinelle Fertigungsverfahren sind Drehen, Fräsen und Bohren. Mit einer keilförmigen Werkzeugschneide wird ein Span abgetrennt, ein Spanvolumen erzeugt. Jedes Volumen ist durch drei Dimensionen bestimmt, durch die Länge, die Breite und die Höhe (Dicke). Dies gilt auch für das Spanvolumen. Es ist bestimmt durch die Länge des Spans, die Spanungsbreite und die Spanungsdicke. Damit diese drei geometrischen Größen entstehen, muss eine Werkzeugmaschine grundsätzlich drei Bewegungen ausführen: l Die Spanungslänge entsteht durch die Schnittbewegung. l Die Spanungsbreite entsteht durch die Zustellbewegung. l Die Spanungsdicke entsteht durch die Vorschubbewegung Bewegungsrichtung Je nach Vorschubrichtung wird zwischen Längsdrehen und Querdrehen unterschieden. Beim Längsdrehen bewegt sich das Werkzeug längs der Rotationsachse (Z-Achse), beim Querdrehen senkrecht/quer dazu, also entlang der X-Achse. Dies sind die grundlegenden Bewegungen beim Drehen. Kompliziertere Formen werden durch die Überlagerung beider Bewegungen erzeugt. Wenn 22

19 sich das Werkzeug auf einer geraden Bahn in einem Winkel zur Z- Achse bewegt, entstehen Kegelflächen. Beim Formdrehen kann sich das Werkzeug auch auf beliebig gekrümmten Bahnen bewegen und damit die verschiedensten rotationssymmetrischen Formen erzeugen. Nachformdrehen NC-Formdrehen 23

20 geometrische Form der bearbeiteten Fläche Runddrehen, es entsteht die Mantelfläche eines Zylinders Plandrehen, es entsteht die Grundfläche eines Zylinders, also eine Ebene Kegeldrehen, es entsteht die Mantelfläche eines Kegels Schraubdrehen, es entstehen Flächen entlang einer Schraubenlinie Profildrehen, die Form des Werkzeugs wird auf das Werkstück übertragen, zum Beispiel zum Abrunden von Ecken mit einer viertelkreisförmigen Werkzeugschneide Formdrehen, eine beliebige rotationssymmetrische Fläche wird durch die dazu passende Werkzeugbahn erzeugt. Formdrehen kann weiter unterteilt werden in: o Freiformdrehen, hierbei wird das Werkzeug entweder mit der Hand geführt und auf eine Stütze aufgelegt oder die zwei Kurbeln (für Z- und X-Achse) werden gleichzeitig manuell betätigt. Hierzu ist eine gewisse Übung nötig, maßhaltige Werkstücke können so nicht hergestellt werden. o Nachformdrehen, hierbei wird die Form eines Musters elektronisch oder mechanisch abgetastet und auf das Werkzeug und damit auf das Werkstück übertragen. 24

21 o NC-Formdrehen, die Werkzeugbahn wird durch ein Programm von einem Rechner gesteuert. Unrunddrehen, es entstehen Flächen, die nicht rotationssymmetrisch sind, zum Beispiel der Sechskant-Kopf einer Schraube Hinterdrehen, das Herstellen von Freiflächen, zum Beispiel an einem Fräserrohling 25

22 3. Bohren Ein Bohrer, auch Bohr-Einsatz genannt, ist ein Werkzeug oder Werkzeugteil zum Erzeugen kreisrunder Löcher in ein Material durch Zerspanen. Das entstehende Loch wird Bohrung genannt. Das Verfahren selbst heißt Bohren und zählt in der Ordnung der Fertigungsverfahren auf Grund der definierten Schneide zu den Trennverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Das Bohren unterscheidet sich von anderen Zerspanverfahren wie folgt: Beim Fräsen erfolgt der Vorschub in allen drei Dimensionen. 26

23 Beim Drehen steht das Werkzeug (meist) fest, während das Werkstück rotiert. Beim Schleifen sind die Schneiden geometrisch unbestimmt. Das Bohren Zuerst sollte die richtige Stelle angezeichnet werden. Dann mit der Zentrierspitze eine Kerbe schaffen. Das verhindert ein Weglaufen des Bohrers. Nun die Bohrmaschine zuerst einschalten und erst jetzt den Bohrer in die Kerbe setzen. Späne regelmäßig durch Zurückziehen des Bohrers abführen. Bei Forstnerbohrern ist es beim Bohren zudem vorteilhaft, wenn man die Maschine kontrolliert taumeln lässt. Zum Bohren gibt es eine Reihe brauchbarer Maschinen. Besonders feinfühlig geht es mit einer handbetriebenen Bohrmaschine. Aber auch mit allen elektrischen Handbohrmaschinen sind verwendbar, wenn deren Schlagwerk abgeschaltet ist. Ebenso können Akkuschrauber verwendet werden, allerdings sollte dort darauf geachtet werden, dass die Drehmomenteinstellung auf Bohren gestellt ist. Besonders präzise kann mit einer Standbohrmaschine oder einer Fräsmaschine gearbeitet werden. 27

24 Holzbohrer mit Zentrierspitze, Metallbohrer und Steinbohrer mit eingelöteter Hartmetallplatte (v.l.n.r.) Bohrerarten Unterschiedliche Materialien (z. B. Holz, Metall oder Gestein) erfordern unterschiedliche Bohrerarten. Die bekanntesten Bohrer werden nach ihrem Aussehen und ihrer Form Spiralbohrer genannt. Holzspiralbohrer - Kennzeichnend ist eine dünne Spitze in der Schneidenmitte, die zur Zentrierung dient. Holzbohrer bestehen meist aus einer Chrom-Vanadium-Legierung (VA). Metallspiralbohrer - Man unterteilt Metallspiralbohrer je nach Werkstoff in drei Kategorien. Sie bestehen aus Schnellarbeitsstahl (HSS). Gesteins- oder Steinbohrer - Zum Bohren harter Werkstoffe aus Gestein, Mauerwerk und Beton. Die Schneide ist mit einem Hartmetallblättchen bestückt und in der Regel meißelförmig 28

25 Spiralbohrer Spiralbohrer bestehen aus 2 Spannuten und einer Dachspitze oder einer Zentrierspitze. Spiralbohrer mit Dachspitze können unterschieden werden in 3 Typen: Typ N: normale Ausführung aus HSS (Hochleistungsschnellschnittstahl) für allgemeine Baustähle, NE- Metalle, Gusseisen. Typ H: langgedrallte Spirale aus HSS für harte und zähharte Werkstoffe, wie z.b. Stähle, Kunststoffe, Schichtpressstoffe, Plexiglas. Typ W: kurzgedrallte Spirale aus HSS für weiche und zähe Werkstoffe, wie Leichtmetalle, weiche Kunsttoffe, Hartholz, Spanplatte. Weiterhin ist die Dachspitze des Spiralbohres nach der DIN 1412 unterschiedlich geschliffen. Die wichtigsten Bohreranschliffe neben dem Normalschliff sind: 29

26 DIN 1412 A : 4-Flächenschliff mit ausgespitzter Querschneide für Bohrungen, die eine gute Zentrierung Vorteil: benötigen. - Vorschubkraft wird verringert, bessere Zentrierung möglich. Nachteil: - Mehraufwand beim Schleifen DIN 1412 B: Korrigierte Hauptschneide für das Bohren von harten Stählen. Vorteil: - kein Verhaken bei dünnwandigen Werkstücken. Nachteil: - großer Vorschubkraft nötig - Mehraufwand beim Schleifen Schmiedestücke. DIN 1412 D: 6-Flächenschliff für Grauguss un Vorteil: -verbesserte Standzeit Nachteil: -Mehraufwand beim Schleifen 30

27 Spiralbohrer mit Zentrierspitze Der Spiralbohrer mit einer Zentrierspitze hat zwei Vorschneider, zwei Spanabheber und an den Wangen der Spannuten in der Regel eine Nebenschneide. Dieser Bohrertyp wird hauptsächlich zum Bohren von Hart- und Weichholz sowie Holzwerkstoffen benutzt. Schlangenbohrer Schlangenbohrer haben eine Gewindespitze, ein oder zwei Vorschneider und ein oder zwei Spanabheber. Die ausladenen Transportschnecken fördern zuverlässig die Späneaus dem Bohrloch und verstopfen nicht so 31

28 schnell wie die Spiralbohrer mit Zentrierspitze. Dieser Bohrer wird hauptsächlich für das Bohren in Hart- und Weichholz sowie allen anderen Holzwerkstoffen benutzt. Auch für das Bohren in Hirnholz ist der Schlangenbohrer geeignet. Forstner- und Kunstbohrer Forstner- und Kunstbohrer gibt in der Regel in den Größen 10mm bis 40mm. Sie sind geeignet für Bohrungen in Holz und Holzwerkstoffen, zb um Äste auszubohren oder um Bohrungen für Topfbänder zu machen. Beide Bohrertypen haben eine Zentriespitze, zwei Spanabheber, jedoch hat der Kunstbohrer(rechtes Bild) zwei besonders geformte Vorschneider während der Forstnerbohrer (linkes Bild) eine gleichmäßig umlaufende Umfangschneide als Vorschneider besitzt. Steinbohrer Steinbohrer sind von ihrer Grundform Spiralbohrer, die in ihrer Schneide ein Hartmetallplättchen eingelötet haben und zum Bohren 32

29 von Löchern in Gestein, Mauerwerk und Beton mit Schlagbohrmaschinen entwickelt wurden. Hartmetallplätchens zwischen: Man unterscheidet bei der Ausprägung des 1. Schneide mit scharfer Schneidekante für bohrenden Betrieb (Karat-Bohrer), z.b. Fliese, weiche Gesteine. 2. meißelförmige Schneide für schlagbohrenden Betrieb, z.b Mauerwerk, Beton. Es gibt bei Steinbohrern mit 2 verschiedene Schaftausführungen: zylindrischen Schaft als Rundschaftbohrer mit mit SDF Aufnahme, entweder SDF-Plus(10mmSchaftdurchmesser) oder SDF-Max (18mm Schaftdurchmesser) 33

30 Arbeitsregeln an der Ständerbohrmaschine 1. Enganliegende Kleidung tragen (Lange Ärmel nur nach innen umschlagen! Niemals Handschuhe tragen. Lose hängende Bänder, Zipfel, Schals sind gefährlich! Fingerringe, Armbänder und Armbanduhren sind abzulegen) 2. Langes Haar zurückkämmen und "befestigen"! 3. Allein an der Bohrmaschine arbeiten! Zuschauer: Abstand halten! 4. Bohrstelle ankörnen! 5. Werkstück einspannen Maschinenschraubstock benutzen! 6. Falls möglich: Werkzeug (Bohrer) und Arbeitszone durch Plexiglashaube weitestgehend abdecken. 7. Wenn erforderlich, Schutzbrille tragen 8. Niemals bei laufender Maschine ein- oder ausspannen! Keine Spannschlüssel im Bohrfutter stecken lassen! 9. Bohrtisch sauber halten! Späne mit Pinsel entfernen 10. Nicht an der laufenden Spindel vorbeigreifen! 11. Fußboden sauber halten! 34

31 Bohrern für unterschiedliche Materialien: A Metall-Spiralbohrer, B - Holz-Spiralbohrer, C - Betonbohrer mit Hartmetall-Schneide, D - Spatenbohrer für Holz, E - Universalbohrer für Metall und Beton mit Hartmetall-Schneide, F - Bohrer für Bleche, G - Universalbohrer für Metall, Holz und Kunststoff Arten von Bohrerschäften: 1, 2 - Zylinderschaft, 3 - SDS-plus-Schaft, 4, 5 - Außenkantschaft (6-Kant und 4-Kant), 6 - Zylinderschaft mit drei Fasen, 7-1/4-Zoll-Sechskantschaft 35

32 4. Hobeln und Stoßen Hobeln und Stoßen sind spanende Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung von ebenen Flächen, Nuten sowie Profilen. Bei der geradlinigen Schnittbewegung erfolgt die Spanabnahme während des Arbeitshubes durch einen einschneidigen Meißel. Der anschließende Rückhub (Leerhub) bringt das Werkzeug wieder in die Ausgangsstellung zurück. Der Vorschub erfolgt schrittweise am Ende des Rückhubes. Beim Hobeln führt das Werkstück die Schnitt- und Rückbewegung aus, Vorschub- und Zustellbewegung erfolgen durch das Werkzeug. Beim Stoßen führt hingegen das Werkzeug die Schnitt- und Rückbewegung aus, Vorschub- und Zustellbewegung können durch das Werkstück oder das Werkzeug erfolgen. Eine Sonderform des Stoßens ist das Ziehen bzw. Nutenziehen, bei dem die Schneide eines Profilmeißels (Ziehmesser) bei der Arbeitsbewegung gezogen und nicht, wie beim Stoßen, geschoben wird. Hobel- und Stoßverfahren Nach der Richtung der Schnittbewegung teilt man das Stoßen in Waagrechtstoßen und Senkrechtstoßen ein. Nach der Art der erzeugten Fläche unterscheidet man beim Hobeln z. B. Planhobeln 36

33 und Formhobeln, beim Stoßen Planstoßen, Formstoßen, Wälzstoßen, Profilstoßen und Schraubstoßen. Beim Schraubstoßen führt demnach das Werkstück, abgestimmt auf die geradlinige Arbeitsbewegung des Werkzeuges, eine zusätzliche Drehbewegung aus. Beim Wälzstoßen drehen sich sowohl Werkzeug als auch Werkstück. Beim Kurzhobeln werden die Schnitt- und die Zustellbewegung vom Werkzeug ausgeführt, die Vorschubbewegung erfolgt durch den Aufspanntisch der Hobelmaschine. Die max. Hobellänge (i. d. R. < 1 m) wird durch den max. Arbeitshub der Hobelmaschine vorgegeben. Das Kurzhobeln wird zum Erzeugen von Platten und Formteilen mit geraden Begrenzungslinien im Werkzeug- und Maschinenbau angewendet. Mit einer speziellen Kopiereinrichtung lassen sich aber durchaus auch gekrümmte Flächen allerdings nur streifenweise erzeugen. Beim Langhobeln wird die Schnittbewegung vom Werkstück, die Vorschub- und Zustellbewegung vom Werkzeug ausgeführt. Die Arbeitswege bzw. die Hubgröße liegen beim Langhobeln zwischen 2 und 10 m. Das Langhobeln dient zur Bearbeitung von langen, schmalen Flächen z. B. an Betten und Gestellen von Werkzeugmaschinen oder an Großteilen des allgemeinen Maschinenbaues. Aber auch bei der Herstellung von Spezialteilen, wie etwa Weichenzungen für die Bahn (= schmaler werdende Schienenstücke), kommt das Langhobeln häufig zur Verwendung. 37

34 Das Stoßen wird zur Herstellung von Innenkonturen in Werkzeugelementen und Rädern, Keilnuten in Bohrungen von Zahnrädern u. ä. eingesetzt. Auch bei der Bearbeitung von Durchbrüchen in Schnittplatten für Werkzeuge kann man das Stoßverfahren nachwievor häufig in der Praxis sehen. Hobel- und Stoßwerkzeuge Hobel- und Stoßmeißel entsprechen in ihrer Form und Bezeichnung den Drehmeißeln. Für Schrupparbeiten werden meistens gerade oder gebogene, zum Schlichten hingegen spitze Meißel eingesetzt. Mit dem Breitschlichtmeißel, dessen parallel zur Werkstückoberfläche stehende Schneide etwa anderthalb-bis zweimal so breit wie der Wert des zugehörigen Vorschubes ist, erhält man besonders bei kurzspanenden Werkstoffen (z. B. Gusseisen) hochwertige Oberflächen, bei denen Mittelrauwerte von Ra = 2 bis 4 µm erreicht werden. Er eignet sich deshalb auch sehr gut zum Schlichten von großen Flächen. Bezüglich der Schneidgeometrie gelten die gleichen Bedingungen wie bei den Drehmeißeln. Beim Hobeln wird die Schneide des Werkzeuges zwar bei jedem Hub stoßartig belastet, trotzdem kann man die Verhältnisse beim Hobeln mit dem ununterbrochenen Schnitt beim Drehen vergleichen. Um die Schneidspitze zu entlasten, werden deshalb die Hobelmeißel immer mit negativen Neigungswinkeln (λ = - 38

35 10 bis 15 Grad) ausgeführt. Der Einstellwinkel liegt bei den Hobelmeißeln zwischen 45 und 70 Grad. Wegen der großen Spanquerschnitte mit denen man beim Langhobeln arbeitet, treten beim Hobeln große Schnittkräfte auf. Deshalb haben Hobelmeißel auch kräftige Schaftquerschnitte. Der Hobelmeißel muss kurz eingespannt sein, damit er sich nicht ausbiegt und in das Werkstück hineinfedert. Sollte ein kurzes Einspannen aufgrund der Form des Werkstückes nicht möglich sein, verwendet man aus gleichem Grund oft einen Hobelmeißel mit gekröpftem Schaft. Da sich diese Art Meißel aber nicht so sehr für Hartmetallwerkzeuge eignen, setzt man dort meistens nur SS-Meißel ein. Bewegungsabläufe beim Planhobeln 39

36 Arbeitsvorgang beim Plansenkrecht- und Waagerechtstoßen 40

37 5. Kühlung Lufttemperatur und Raumluftqualität verbessern Klimageräte können nicht nur kühlen, sondern die Luft auch entfeuchten sowie Staub- und andere Partikel herausfiltern. Das ist besonders für Allergiker von Vorteil. Über das Wärmepumpenprinzip entziehen sie den Räumen die Wärme und leiten diese nach außen. Einige Geräte verfügen sogar über eine Zusatzheizung. Man unterscheidet zwischen Kompaktgeräten und Splitgeräten. Bei mobilen Kompaktgeräten wird die warme Abluft über einen Schlauch durch einen Tür- oder Fensterspalt nach draußen geleitet. Durch diese Öffnungen kann jedoch ein Teil der Abwärme in den Raum zurückströmen, so dass die Kühlleistung geringer ist. Besonders 41

38 effektiv sind hingegen Split-Klimageräte. Sie verfügen über zwei getrennte Einheiten. Die Inneneinheit nimmt die Kühlung und Filterung vor und leitet die Abwärme an die Außeneinheit weiter, die unter dem Fenstersims oder dem Balkon fest installiert ist. Dadurch haben sie in der Regel eine höhere Kühlleistung und sind leiser. Kühlung oder Abkühlung ist ein Vorgang, bei dem einem System oder Gegenstand Wärme bzw. thermische Energie entzogen wird. Sprachlich wird deshalb auch Entwärmung als korrektere Bezeichnung für die Kühlung verwendet. Kühlsysteme können nach dem verwendeten Wärmeträgermedium unterteilt werden. Die geläufigsten Arten der Kühlung sind: Wasserkühlung und Luftkühlung. Funktionsweise Eine Kühlung basiert meist auf der Übertragung der Wärme (Wärmeleitung) vom zu kühlendem Körper zum Kühlstoff (Gas oder Flüssigkeit) und deren Abtransport (Wärmeströmung). Bei manchen Anwendungen mit engen Platzverhältnissen (innerhalb eines Computers oder HiFi-Verstärkers) werden zum Abtransport Heatpipes verwendet. 42

39 Es gibt bei den meisten Motoren eine spezielle Kühlflüssigkeit. Die Flüssigkeitskühlung - Von der Thermosiphonkühlung zur Kennfeldkühlung Die erste Wasserkühlung war die Thermosiphonkühlung. Hier fand das physikalische Prinzip Anwendung dass wärmeres, leichteres Wasser nach oben steigt und kälteres, schwereres Wasser nach unten sinkt. Thermosiphonkühlung Das vom Motor erwärmte leichtere Wasser steigt also in den oberen Teil des Kühlers. Das Wasser im Kühler wird durch den Fahrtwind abgekühlt, sinkt folglich nach unten und fließt dem Motor wieder zu. Die Kühlung wurde später zusätzlich durch Lüfter unterstützt, eine Regelung war jedoch noch nicht möglich. 43

40 Pumpenumlaufkühlung Später wurde der Wasserumlauf durch eine Wasserpumpe beschleunigt. Allerdings benötigten diese Systeme eine lange Warmlaufphase. Im Winter kam der Motor schlecht auf Betriebstemperatur. In der weiteren Entwicklung kam deshalb ein Kühlwasserthermostat zum Einsatz. 44

41 Kühlwasserthermostat Der Wasserumlauf über den Kühler wird in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur geregelt. Dabei wurde das Kühlsystem in zwei Kreise aufgeteilt. In der Warmlaufphase des Motors kreist das Kühlwasser von der Kühlmittelpumpe angetrieben nur durch den Motor (kleiner Kühlkreislauf). Dies bewirkte eine schnelle Erwärmung des Motors. Das Öl im Wellrohrbalg des Thermostats erwärmte sich, dehnte sich aus und der Regler öffnete den Zugang zum Kühler (großer Kühlkreislauf). So konnte die Motortemperatur konstant gehalten werden. Diese Regelung ist im Prinzip bis heute geblieben. 45

42 Die weiteren Verbesserungen: Zur besseren Kühlung des Motors wurde später das physikalische Prinzip genutzt, dass unter Druck gesetztes Wasser nicht bei 100 C, sondern erst bei 115 C bis 130 C zu sieden beginnt (Dampfkochtopf!) Kühlung aktuell Der Kühlkreislauf steht dabei unter einem Druck von 1,0-1,5 bar. Man spricht vom geschlossenen Kühlsystem. Die Anlage benötigt dazu einen Ausgleichsbehälter, der nur etwa zur Hälfte befüllt ist. Der Wellrohrbalgregler wurde durch einen Dehnstoffregler (Wachs) ersetzt. 46

43 Als Kühlmedium wurde nun nicht mehr nur Wasser, sondern ein Gemisch aus Wasser und einem Kühlmittelzusatz verwendet. Man verwendete deshalb auch nicht mehr den Begriff Kühlwasser sondern Kühlmittel. Das enthaltene Frostschutzmittel (bekannt als Glysantin) im Kühlmittel bietet zusätzlich einen höheren Siedepunkt und schützt außerdem die Leichtmetallteile des Motors vor Korrosion. Der starre Ventilatorantrieb, der den Kühler und den Motor mit ausreichender Kühlluft unterstützte, hatte einen entscheidenden Nachteil: Bei schneller Fahrtwind, wenn durch den Fahrtwind sowieso ausreichend kühlende Luft zur Verfügung steht, dreht wegen der relativ hohen Motordrehzahl der Kühlerlüfter ebenso mit hoher Drehzahl. Und wenn bei Stop-and-Go-Betrieb im Stadtverkehr kaum Luft vom Fahrtwind kommt, dreht auch der Motor langsamer und kühlt den zudem heißeren Motor schlechter. Dieses Manko wurde später durch einen zuschaltbaren elektrischen Lüftermotor ausgeglichen. Wenn eine bestimmte Kühlmitteltemperatur erreicht wird, wird der Lüfter zugeschaltet. Selbst nach dem Abstellen des Motors kann so noch Kühlluft zugeführt werden. Andere Varianten arbeiten mit temperaturabhängigen Kupplungen (z.b.: Elektromagnetische Kupplung, Viscokupplung) zwischen Antriebswelle und Lüfternabe*. 47

44 Použitá literatúra 1. Spanende Formung, Theorie, Berechnung, Richtwerte,von Werner Degner, Hans Lutze, Erhard Smejkal,ISBN , Flexibler Einband, aus der Reihe 15, Sach-/Fachbuch, erschienen am bei Hanser, Carl 2. Degner, W.; Lutze, H.; Smejkal, E.: Spanende Formung: Theorie, Berechnung, Richtwerte. 14. Auflage, München, Wien: Carl-Hanser-Verlag, König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren 1. Drehen, Fräsen, Bohren. 5. Auflage,Berlin: Springer-Verlag, König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren 2. Schleifen, Honen, Läppen. 5. Auflage,Berlin: Springer-Verlag, Fritz, A.H.; Schulze, G. (Hrsg.) : Fertigungstechnik. 3. Auflage, Düsseldorf: VDIVerlag, Schönherr, H.: Spanende Fertigung. München, Wien: Oldenbourg Verlag, Paucksch, E.: Zerspantechnik, Wiesbaden: Vieweg, Jacobs, H.-J.: Spanungsoptimierung. Berlin: Verlag Technik, Leopold, J.: Werkzeuge für die Hochgeschwindigkeitszerspanung. München, Wien:Carl-Hanser-Verlag,

45 Autor: PhDr. Tatiana Rohaľová Názov: Nemecký jazyk v technickej praxi (pre inžinierske externé štúdium) Vydanie: prvé Počet strán: 49 Náklad: 50 Vydavateľ: FVT TU v Košiciach so sídlom v Prešove Rukopis neprešiel jazykovou úpravou. Za odbornú a jazykovú stránku zodpovedá autor. ISBN