Lehrbücher zu anderen Gebieten der Fertigungstechnik. Wirtschaftliche Fertigungstechnik, von H. H. Raab

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1 Aus dem Programm ,. Fertigungstechnik Zerspantechnik von E. Paucksch Lehrbücher zu anderen Gebieten der Fertigungstechnik Umformtechnik, von K. Grüning Stanztechnik, von E. SemIinger Wirtschaftliche Fertigungstechnik, von H. H. Raab Werkzeugmaschinen, von B. Perovi9 Fertigungsmeßtechnik, von E. Lemke Schweißtechnik, von H. J. Fahrenwaldt Handbücher Das Techniker Handbuch, von A. Böge Arbeitshilfen und Formeln für das technische Studium Band 3 Fertigung, von A. Böge Handbuch I ndustrieroboter, von H. H. Raab Handbuch Vorrichtungsbau, von H. Matuszewski Handbuch Meßtechnik und Qualitätssicherung, von D. Hofmann Vieweg

2 Eberhard Paucksch Zerspantechnik 8., verbesserte Auflage Mit 264 Bildern und 28 Tabellen Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig/Wiesbaden

3 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Paucksch, Eberhard: Zerspantechnik/Eberhard Paucksch verb. Aufl. - Braunschweig; Wiesbaden: Vieweg, (Viewegs Fachbücher der Technik) ISBN ISBN (ebook) DOI / Das Buch hat die Approbation für die Höheren technischen und gewerblichen Lehranstalten in der Republik Österreich (Az. ZL /1-14a/84). 1. Auflage 1965 (Preger, Zerspantechnik) 2., verbesserte Auflage 1970 (Preger, Zerspantechnik) 3., verbesserte Auflage 1972 (Preger, Zerspantechnik) Nachdruck 1976 (Preger, Zerspantechnik) 4., überarbeitete Auflage 1977 (Preger, Zerspantechnik) 5., überarbeitete Auflage 1982 (Preger/Paucksch, Zerspantechnik) 6., überarbeitete und erweiterte Auflage 1985 (Paucksch/Preger, Zerspantechnik) 7., überarbeitete Auflage , verbesserte Auflage 1989 Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann. Alle Rechte vorbehalten Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschweig 1989 Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf deshalb der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Umschlaggestaltung: Hanswerner Klein, Leverkusen Satz: Vieweg, Braunschweig ISBN

4 v Vorwort zur 1. Auflage In dem vorliegenden Band werden die wesentlichen Grundlagen und Zusammenhänge dargelegt, ohne die eine eingehendere Beschäftigung mit den Problemen, die beim Zerspanen hinsichtlich der Werkzeuge, der erzeugten Werkstückflächen, der Werkzeugmaschinen und nicht zuletzt der Kosten auftreten, kaum erfolgreich sein wird. Bei der Vielzahl der während des Zerspanens auftretenden Einflußgrößen, bei der ständig wachsenden Anzahl von Werk- und Schneidstoffen sowie bei den sehr unterschiedlichen Forderungen an die hergestellten Werkstückflächen erscheint es wichtig, Abhängigkeiten herauszuarbeiten, um den günstigsten Weg für die Lösung der einzelnen, oft sehr verschieden gelagerten Zerspanprobleme zu finden. Daher wurde auch bewußt von der Aufnahme ausführlicher Tabellen für Richtwerte abgesehen, da nur auf wenigen Gebieten der Zerspantechnik allgemeingültige Werte vorliegen. Bei der gleichen Werkstoffsorte können sich erhebliche Abweichungen zwischen verschiedenen Erzeugungsarten oder Chargen ergeben. Außer den Unterschieden im Werkzeugstoff und im Werkstückstoff sind noch die unterschiedlichen betrieblichen Verhältnisse, Höhe des Lohnes oder der Fertigungsgemeinkosten u.a. von Bedeutung. So soll versucht werden, das wirkliche Verstehen der Zerspanvorgänge zu fördern. Wesentliche Teile des Buches stützen sich auf Forschungsergebnisse von Hucks, Kienzle, Kronenberg, Opitz, Pahlitzsch, Salje, Schallbroch, Victor und anderen Wissenschaftlern. Ziegelhausen bei Heidelberg, im August 1964 Prof. Dipl.-Ing. Karl-Theodor Preger Oberbaurat an der Staatl. Ingenieurschule Karlsruhe

5 VI Vorwort zur 7. Auflage In diesem Buch werden die Grundlagen und Zusammenhänge der wichtigsten Zerspanungsverfahren dargestellt. Sprache und Bilder sind klar und einfach gewählt, um den Inhalt gut verständlich zu machen. Trotzdem wird der Stoff gründlich durchgearbeitet. Alle DIN-Normen und deren Änderungen bis 1986 wurden berücksichtigt. Technische Entwicklungen und neueste Forschungsergebnisse wurden so weit wie möglich verarbeitet, um dem Leser den heutigen Kenntnisstand zu vermitteln. So liegt hier ein höchst aktuelles Buch von hohem Niveau vor, das sich für den Unterricht in Fachhochschulen und Hochschulen hervorragend eignet, das aber auch von fortgeschrittenen Praktikern zur Ergänzung ihres Fachwissens hinzugezogen werden kann. Für die Fortführung meiner Arbeit an diesem Buch bin ich auf Kritik und Anregungen von aufmerksamen Lesern angewiesen. Bitte schreiben Sie mir oder dem Verlag, wenn Sie Fehler entdecken oder wenn Sie Verbesserungsvorschläge machen wollen. Ich danke al1 denen, die mir bisher schon solche Hinweise gegeben haben. August 1988 Eberhard Paucksch Schöne Aussicht Kassel

6 VII Inhaltsverzeichnis Einleitung..... Formelzeichen... 3 A Drehen Drehwerkzeuge Schneidstoffe Unlegierter und niedrig legierter Werkzeugstahl Schnellarbeitsstahl Hartmetall Schneidkeramik... " Diamant Polykristalline Mehrschichtenschneidstoffe Schneidenform Bezeichnungen Negative Spanwinkel Wendeschneidplatten Oberflächengüte der Schneidenflächen Werkzeugform Drehmeißel aus Schnellarbeitsstahl Drehmeißel mit Hartmetallschneiden Klemmhalter Formdrehmeißel Werkstück Werkstoff Werkstückspannung... " Radiale Lagebestimmung Axiale Lagebestimmung übertragung der Drehmomente und Kräfte Werkstückgestalt Grobgestalt Feingestalt Mikrogestalt Bewegungen Bewegungsrichtung Aus der Vorschubrichtung abgeleitete Drehverfahren... " Schnitt- und Zerspanungsgrößen

7 VIII I nhaltsverzeichn is 4 Kräfte an der Schneide.... " Zerspankraftkomponenten... " Entstehung der Zerspankraft und Spangeometrie Berechnung der Schnittkraft... " Spanungsquerschnitt und spezifische Schnittkraft... " Einfluß des Werkstoffes Einfluß der Spanungsdicke... " Einfluß der Schneidengeometrie Einfluß des Schneidstoffes Einfluß der Schnittgeschwindigkeit Einfluß der Werkstückform Einfluß der Werkzeugstumpfung... " Weitere Einflüsse Schneidkantenbelastung Berechnung der Vorschubkraft... " Einfluß der Spanungsdicke... " Einfluß der Schneidengeometrie Einfluß des Schneidstoffes... " Einfluß der Schnittgeschwindigkeit Stumpfung und weitere Einflüsse... " Berechnung der Passivkraft... " Einfluß der Schneidengeometrie Stumpfung und weitere Einflüsse... " 61 5 Temperatur an der Schneide Messen der Temperatur... " Temperaturverlauf Temperaturfeld und Wärmebilanz Kühlschmiermittel Verschleiß und Standzeit Verschleißursachen... " Reibungsverschleiß Preßschweißverschleiß Diffusionsverschleiß Verformung der Schneidkante Verschleißformen... " Freiflächenverschleiß... " Kolkverschleiß Weitere Verschleißformen Verschleißverlauf Einfluß der Eingriffszeit Einfluß der Schnittgeschwindigkeit Standzeit Definitionen... 71

8 Inhaltsverzeichnis Einfluß der Schnittgeschwindigkeit Weitere Einflüsse Leistung und Spanungsvolumen Leistungsberechnung Spanungsvolumen Zeitspanungsvolumen Leistungsbezogenes Zeitspanungsvolumen Spanungsvolumen je Werkstück Wahl wirtschaftlicher Spanungsgrößen Einfluß der Spanungsgrößen auf Kräfte, Verschleiß und Leistungsbedarf Einfluß der Spanungsgrößen auf die Fertigungskosten Einfluß der Spanungsbreite Einfluß der Spanungsdicke Einfluß der Schnittgeschwindigkeit Drehen hochfester Werkstoffe 9.1 Einflußnahme auf das Werkzeug Einflußnahme auf den zu zerspanenden Werkstoff Berechnungsbeispiele Scherwinkel Längs-Runddrehen Standzeitberechnung Optimierung.... IX B Hobeln und StoBen Werkzeuge Werkzeugform Schneidstoffe Schneidengeometrie Werkstücke Werkstückformen Werkstoffe Bewegungen...' Bewegungen in Schnittrichtung Bewegungen in Vorschubrichtung Kräfte und Leistung Berechnung der Schnittkraft Berechnung der Schnittleistung

9 x Inhaltsverzeichnis 5 Zeitspanungsvolumen Berechnungsbeispiel C Bohren, Senken, Reiben Abgrenzung Werkzeuge Spanungsgrößen Standweg in Vorschubrichtung Kräfte, Schnittmoment und Leistung Anschliff der Bohrwerkzeuge Anschliffgüte von Spiralbohrern Korrigierende Schleifvorgänge an Spiralbohrern Verlaufen der Bohrwerkzeuge Berechnungsbeispiele Bohren ins Volle Aufbohren o Fräsen Werkzeuge Konstruktion und Ausflihrung der Werkzeuge Nachschleifen der Fräswerkzeuge Umfangsfräsen Gegenlauf Gleichlauf Schnittkraft Schnittleistung Zeitspanungsvolumen Stirnfräsen Berechnungsbeispiel

10 Inhaltsverzeichnis XI E Räumen Werkzeuge Schneidenzahl und Werkzeuglänge Schnittaufteilung und Staffelung Teilung Spanungsgrößen Kräfte und Leistung Berechnungsbeispiel 139 F Schleifen Schleifwerkzeuge Formen der Schleifwerkzeuge Bezeichnung nach DIN Schleifmittel Korund Siliziumkarbid Kubisch kristallines Bornitrid Diamant Korngröße und Körnung Bindung Schleifscheibenaufspannung Auswuchten von Schleifscheiben Unwucht Unwucht messen Unwucht ausgleichen Kinematik Einteilung der Schleifverfahren in der Norm Schnittgeschwindigkeit Werkstückgeschwindigkeit beim Rundschleifen Vorschub beim Querschleifen Vorschub beim Schrägschleifen Vorschub und Zustellung beim Längsschleifen Bewegungen beim Spitzenlosschleifen Bewegungen beim Umfangs-Planschleifen Seitenschleifen Tiefschleifen Innen-Rundschleifen Trennschleifen

11 XII Inhaltsverzeichnis 3 Eingriffsverhältnisse Vorgänge beim Eingriff des Schleifkornes Eingriffswinkei Kontaktlänge und Kontaktzone Form des Eingriffsquerschnittes Zahl der wirksamen Schleifkörner Auswirkungen am Werkstück Oberflächengüte Wirkrauhtiefe Werkstückrauhtiefe Einflüsse auf die Werkstückrauhtiefe Verfestigung und Verformungs-Eigenspannungen Verfestigung Eigenspannungen durch Werkstoffverformung Erhitzung, Zugeigenspannungen und Sch1eifrisse Erhitzung Zugeigenspannungen und Schleifrisse Geftigeveränderungen durch Erwärmung Beeinflussung der Eigenspannungsentstehung Spanungsvolumen Spanungsvolumen pro Werkstück beim Längsschleifen Spanungsvolumen pro Werkstück beim Querschleifen Zeitspanungsvolumen Bezogenes Zeitspanungsvolumen Standvolumen und andere Standgrößen Optimierung Günstige Schleifbedingungen beim Grobschleifen Günstige Schleitbedingungen beim Feinschleifen Verschleiß Absplittern und Abnutzung der Schleifkanten Ausbrechen von Schleifkorn Auswaschen.der Bindung Zusetzen der Spanräume Verschleißvolumen und Verschleißkenngrößen Wirkhärte Abrichten Ziele Abrichten mit Einkorndiamant Abrichten mit Diamant-Vielkornabrichter Abrichten mit Diamantfliese..., Abrichten mit Diamantrolle Preßrollabrichten

12 I nhaltsverzeichn is XIII 8 Kräfte Richtung und Größe der Kräfte Kraftkomponenten..., Einflüsse auf die Größe der Kraftkomponenten Messen der Kraftkomponenten Berechnen der Schleifkräfte Leistungsberechnung Schwingungen Berechnungsbeispiele Querschleifen Außen-Längsrundschleifen Innen-Längsrundschleifen G Honen Abgrenzung Langhubhonen Werkzeuge Werkzeugform und Wirkungsweise... " Schleifmittel für das Honen Bewegungsablauf Schnittbewegung Axialhub und Hublage... " Zustellung Abtragsvorgang Zerspankraft Auswirkungen am Werkstück Oberflächengüte Formgenauigkeit Blechmantel Abtragsgrößen Abtragsgeschwindigkeit Zeitspanungsvolumen Honsteinverschleiß Kurzhubhonen Werkzeuge Konstruktiver Aufbau Schleifmittel, Korngröße und Bindung

13 XIV Inhaltsverzeichnis 3.2 Bewegungsablauf Schnittbewegung Vorschubbewegung... " Anpressung Kräfte Zerspankraft Stützkräfte und Werkstückantrieb bei spitzenloser Bearbeitung Abtragsvorgang Auswirkungen am Werkstück Oberflächengüte Formgenauigkeit Werkstoffverfestigung Abtragsgrößen Rotationshonen Verfahrensbeschreibung... " Werkstückformen... " Bewegungsablauf Bandhonen... " Verfahrensbeschreibung... " Bewegungsablauf Werkzeuge Werkstücke Arbeitsergebnisse., Berechnungsbeispiele Langhubhonen Kräfte beim Honen Kurzhubhonen Abtrag und Verschleiß beim Kurzhubhonen H Läppen Abgrenzung Werkzeuge Läppkorn Werkzeugkörper Läppflüssigkeiten Läpparten

14 Inhaltsverzeichnis xv 4 Zerspanungsgrößen Geschwindigkeit... " Anpreßdruck Erreichbare Ergebnisse Abtragsgeschwindigkeit Oberflächengüte Formgenauigkeit Verzeichnis der erwähnten DlN-Normen Schrifttum Sachwortverzeichnis