Fertigungsverfahren 1
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- Gundi Geier
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1 Stand: 01/2017 Fertigungsverfahren 1
2 Trennen Der Vorgang des Trennens kann in sechs Gruppen unterteilt werden: Zerteilen Spanen Abtragen (Ätzen, Laserschneiden) Zerlegen (demontieren von Anlagen) Reinigen (chemisch, thermisch, mechanisch) Evakuieren (ein Werkstück luft- bzw. gasleer machen) 2
3 Zerteilen & Spanen Zerteilen meint, ein Werkstück spanlos trennen! (Span = formloser Stoff, Werkstoffteilchen) Keilschneiden mit einschneidigen Werkzeugen, z. B. Flachmeißel Keilschneiden mit zweischneidigen Werkzeugen, z. B. Kneifzange, Seitenschneider Scherschneiden, z. B. Papierschere, Allzweckschere (zum Schneiden von Formscheiben), Blechschere Spanen meint das mechanische Abtrennen von Spänen: Sägen, Feilen, Schleifen, Bohren, Fräsen, Schaben 3
4 Spanen Der Keil dringt parallel zur Werkstückoberfläche in den Werkstoff ein, staucht das Material (es bildet sich ein voreilender Riss Abscheren) und schiebt den Span an der Spanfläche hoch, bis der Span letztlich bricht. Je spröder das Material, desto weiter vorauseilend ist der Riss und desto kleiner der Span. Freiwinkel α: zwischen Schnittfläche des Materials und Freifläche des Schneidkeils verantwortlich für Reibung und damit Wärme und Verschleiß Je größer α, desto geringer die Reibung, Wärme und Verschleiß. 4
5 Spanen Keilwinkel β: zwischen Span- und Freifläche des Schneidkeils verantwortlich für die Spanarbeit je kleiner β, desto größer die Trennkraft (leichteres Eindringen), allerdings leichtere Abnutzung Je härter das zu bearbeitende Material, desto größer muss β gewählt werden. Der optimale Keilwinkel ist das Ergebnis aus vielen Versuchen und Praxiserfahrungen. 5
6 Spanen Spanwinkel γ: zwischen Spanfläche und dem Lot zur Werkstückoberfläche Kleine Spanwinkel führen zu einer starken Stauchung der Späne. Bei sehr harten Materialien wird man einen kleinen Spanwinkel bzw. großen Keilwinkel wählen, um eine stabile Schneide zu erzielen. Bisweilen wird der Spanwinkel dadurch negativ. Bei positiven Spanwinkeln spricht man vom Schneiden, bei negativen Spanwinkeln vom Schaben. Freiwinkel, Keilwinkel und Spanwinkel (Vorzeichen berücksichtigen!) bilden zusammen einen rechten Winkel. 6
7 Sägen Sägen ist das Trennen von Werkstücken durch vielzahnige Sägeblätter. Das Sägeblatt besteht aus einer Vielzahl aneinandergereihter Keilschneiden. Den Abstand von Zahnspitze zu Zahnspitze bezeichnet man als Zahnteilung. Angegeben wird die Zahnteilung als Zahnzahl auf 25,4 mm (1 Zoll) Sägeblattlänge. Für weiche Werkstoffe eignen sich grob gezahnte Blätter Die großen Zahnlücken führen die reichlich anfallenden Späne besser ab. Für harte und zähe Werkstoffe eignen sich fein gezahnte Blätter Sie verteilen die notwendige Zerspanarbeit auf mehrere Zähne. Für dünne Werkstücke ist immer ein feines Sägeblatt zu wählen Es sollten mindestens zwei Zähne im Eingriff sein. 7
8 Sägen Laubsägeblätter gibt es in gerader und gedrillter Ausführung. Gerade Sägeblätter: Um einen Winkel zu sägen, sägen Sie auf der Stelle und drehen das Werkstück vorsichtig um den gewünschten Winkel. Drehen Sie zu stark, wird das Sägeblatt verkeilen und kann reißen. Gedrillte Sägeblätter: Gewendelte oder gedrillte Sägeblätter erlauben auch kurvige Schnitte. Man kann sogar seitlich oder rückwärts sägen. 8
9 Sägen Freischnitt Durch Reibung beim Sägen werden Werkzeug, Werkstück und Späne erwärmt. Folge: Ausdehnung des Werkzeugs Verengung der Schnittfuge Das Sägeblatt würde bald eingeklemmt werden. Durch Wellen oder Schränken der Sägezähne wird die Sägefuge künstlich verbreitert. Die Gefahr des Einklemmens des Sägeblatts wird verringert. 9
10 Sägen Tipps zum Einspannen des Sägeblatts in die Laubsäge: Prüfen Sie die Richtung der Sägezähne: Die Zähnchen müssen zum Griff zeigen. Spannen Sie zuerst das untere Ende am Griff ein, so dass es unten ca. ein bis zwei Millimeter herausschaut. Setzen Sie die Bügel etwas unter Spannung: Entweder mit der Hand, dem Sägebrettchen mit den beiden halbrunden Aussparungen oder legen Sie den Bügel ohne Griff an den Tisch und lehnen sich sachte mit Ihrem Oberkörper gegen den Griff der Säge. Spannen Sie das obere Ende so ein, dass die Bügel der Säge leicht nach innen zeigen. 10
11 Sägen Anzeichen für ein falsch eingespanntes Sägeblatt: Zu geringe Spannung: Sägeblatt biegt sich beim Andruck an das Werkstück durch Bügel der Säge etwas mehr unter Spannung setzen Zu viel Spannung: Sägeblatt bricht leicht. Insbesondere bei Verkantung oder Änderung der Schnittrichtung Mit etwas weniger Spannung einsetzen Säge hakt beim nach oben Führen (Rückhub): das Sägeblatt ist falsch herum eingespannt Richtung der Zähnchen prüfen und erneut einspannen Säge rutscht auf dem Werkstück: die Zähnchen zeigen vom Werkstück weg Orientierung der Zähnchen prüfen und erneut einspannen 11
12 Sägen Tipps zum Sägen: leichte Kerbe an der Schnittfuge (z. B. mit Schraubenschlitzkopffeile/Messerfeile) Die Puksäge beim Ansägen etwas schräg an die Einkerbung ansetzen. Greift die Säge nach dem Anreißen, die Säge wieder aufrecht stellen. Allgemein genügt leichter Druck den Rest besorgt die Säge. Gleichmäßige Bewegung und keine Verkippung der Säge Möchten Sie an einer Linie entlang sägen, schauen Sie etwas weiter voraus auf die Linie, nicht unmittelbar vor das Sägeblatt. Rückhub ohne Druck 12
13 Feilen Die Spanabnahme erfolgt beim Feilen ähnlich wie beim Sägen. Beim Feilen ist die Zahnteilung allerdings feiner, sodass die Feile nicht so tief in das Material eindringt. Man unterscheidet gehauene und gefräste Feilen. 13
14 Feilen Feilenhieb Nach Form und Anordnung unterscheidet man: Einhieb: gerade, schräg, oder bogenförmig; verwendet man hauptsächlich für weiche Werkstoffe. Schräge oder bogenförmige Hiebe erleichtern die Spanabfuhr nach einer bzw. beiden Seiten. Kreuzhieb: Universalfeilen eignen sich für alle harten und spröden Werkstoffe sowie zur Bearbeitung von Kunststoffen. Den Kreuzhieb erhält man durch Einschlagen zweier Hiebe, die schräg zueinander stehen: Den zuerst aufgebrachten Hieb nennt man Unterhieb, den zweiten Oberhieb. Unter- und Oberhieb werden unter zwei verschiedenen Winkeln aufgebracht, dadurch ergibt sich ein charakteristischer Versatz der Zähne: Dieser Versatz ermöglicht kurze, gebrochene Späne und vermeidet Riefenbildung. Raspelhieb: haben gehauene, einzeln und weit auseinanderstehende Zähne. Sie sind für die grobe Bearbeitung von Holz und Kunststoff vorgesehen. 14
15 Feilen Tipps zum Feilen: Auf richtige Druckverteilung achten: Nur während des Vorstoßens drücken, Rückhub ist drucklos. Gesamte Länge des Feilenblatts ausnutzen Die Bewegungsrichtung ist gerade in Richtung der Feilenachse, wobei sich die Feile um eine halbe Feilenbreite nach rechts oder links verschiebt. Waagrechte Führung der Feile in Feilrichtung Fällt die Facette stets in die gleiche Richtung ab, drehen Sie das Werkstück öfter. 15
16 Feilen Handhabung und Pflege der Feilen: Bringen Sie kein Wasser oder Flussmittel an das Feilenblatt: Korrosion! Verwenden Sie zur Kunststoffbearbeitung keine Metallfeile. Legen Sie die Feilen nicht aufeinander: Durch unmittelbaren Kontakt können die Feilenblätter stumpf werden. Zum Reinigen der Feilenblätter nutzen Sie die Drahtbürsten und führen sie in Richtung (!) des Hiebs. 16
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