FTMT. Zerspanen 1. Schneidstoffe. Anforderungen: Hn

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1 Schneidstoffe Anforderungen: Hn

2 HSS Hochleistungs-Schnellarbeitsstahl Normbezeichnung: z.b. HS Vorteile: Anwendung Sonderformen Hn

3 Hartmetall WC, TiC, TaC u. Co (NbC) Normbezeichnung: HW unbeschichtet vorwiegend aus WC HT unbeschichtet vorwiegend aus TiC, TiN HT beschichtet Hauptgruppen: P M K Ordnungsnummer Beschichtete Hartmetalle: Hn

4 Schneidkeramik Zerspanen 1 Cermets Keramik + Metall Normbezeichnung: CA Oxidkeramik (vorwiegend Al 2 O 3 ) CM Mischkeramik Al 2 O 3 mit TiC oder TiN (Schwarzfärbung) CN Nitridkeramik (vorwiegend Si 3 N 4 ) CC Beschichtete Schneidkeramik Vorteile: Vorteile: Bornitrid BN: Kubisch kristallines Bornitrid PKB: Polykristallines kubisches Bornitrid CBN: cubic boron nitride (Borazon: 90%CBN, 10% Bindung z.b. Kobalt) Vorteile: Anwendung: Hn

5 Diamant DM: monokristalliner Diamant Anwendung: DP polykristalliner Diamant Hn 0909 Anwendung: 5

6 Schneidstoffe im Vergleich Schnittgeschwindigkeiten für Baustahl: HSS bis 75 H bis 165 HC bis 255 C bis 1000 m/min Nach VDI 3321 Hertel Hn

7 Sintern Hn Hn

8 Winkel an der Schneide König Nach DIN 6581 Hn

9 Winkel an der Schneide Hn

10 Winkel an der Schneide Hn

11 Winkel an der Schneide Hn

12 Wirkwinkel ve η v c Der Drehmeißel bewegt sich um f mm pro Umdrehung in das Werkstück Dadurch ändert sich die effektive Schnittgeschwindigkeit in Richtung v e γ γ e f Umfang ve η f tanηη = d π α e α Auswirkung: Spanwinkel wird größer Freiwinkel wird kleiner Beispiel: Drehdurchmesser 20 mm, vc = 50 m/min, f=0,5 mm, α = 3 Lösung: Hn 0909 Wie groß ist der effektive Freiwinkel? 12

13 Wendeschneidplatten DIN Grundform 2 Normal-Freiwinkel 5 Plattengröße 6 Plattendicke 9 Schneidrichtung 10 Schneidstoff 3 Toleranzklassen 4 Spanfläche u. Befestigungsmerkmale 7 Schneidecke 8 Schneide (Schneidkante) => Tabellenbuch Metall S. 272 CNMG MF mehrlagige CVD Beschichtung - vorrangig einsetzbar für Kohlenstoff- und Legierungsstähle - Spanformer für Schlichten und Fertigdrehen 2,39 / Stck Hn

14 Spanbildung Φ Scherwinkel h Spanungsdicke h Spandicke Hn

15 Spanarten Reißspan typischer Scherspan Scherspan Fließspan Hn

16 Zerspanen 1 Spanformen Wendelspan Bandspan Langer Wendelspan Wirrspan Spiralspan Hn 0909 Wendelspan Hn Spiralspan 16

17 Spanformen günstige Spanformen Spanvolumen ungünstige Spanformen Hn

18 Spanformung Spanformdiagramm Sandvic Weitere Maßnahmen zur Spanformung: Hn

19 Verschleiß Verschleißursachen: Aufbauschneide Verschleißformen: KM VB KT VB KB VB Verschleißmarkenbreite KB Kolkbreite KT Kolktiefe KM Kolkmittenabstand Hn

20 Standzeitdiagramm Was versteht man unter Standzeit? Lineare Darstellung Doppeltlogarithmische Darstellung Hn

21 Standzeitdiagramm Hn

22 Standzeitdiagramm Aufgabe: Bei einem Drehversuch wurden folgende Ergebnisse zur Standzeit ermittelt: vc = 50 m/min mit VB = 0,2 mm => T = 50 min vc = 200 m/min mit VB = 0,2 mm => T = 20 min vc = 50 m/min mit VB = 0,1 mm => T = 40 min vc = 200 m/min mit VB = 0,1 mm => T =16 min Zeichne ein T vc- Diagramm Welche Standzeit hat ein Versuch mit 100 m/min, wenn eine Verschleißmarkenbreite von 0,2 mm zugelassen wird? Welche mit 80 m/min und VB = 0,3? T 160 min vc m/min Hn

23 Kühl-Schmierstoffe Aufgabe: Nachteil der Trockenschmierung: Arten Kühlschmierlösung Kühlschmieremulsion Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe Kühlwirkung Schmierwirkung Minimalmengenschmierung 25 ml/h Hn

24 Kühl-Schmierstoffe Aufbereitung: Absetzbecken Filter Zyklon Zentrifuge Reichard Fertigungstechnik Hn

25 Schnittkraft Fp Fc Ff F C Schnittkraft F F Vorschubkraft F P Passivkraft Hn

26 Zerspanen 1 Schnittkraft FC FC = A k C f a h b 45 χ a) b) c) Wie verhalten sich die Spanungsflächen? Sind die Schnittkräfte jeweils gleich groß? Die Schnittkraft für einen Span mit A = 1 mm2 nennt man spezifischen Schnittkraft Gilt für den Spanungsquerschnitt f = a = h = 1mm, so spricht man vom Hauptwert der spezifischen Schnittkraft kc1.1, einer Werkstoffkonstanten Der Einfluss des Schlankheitsgrades schlägt sich im Steigungsfaktor mc nieder. kc = Hn 0909 k c1.1 hmc 26

27 Schnittkraft F C F C = A k C k c1.1 k C = C1 C mc 2 h... Wovon hängt die spezifische Schnittkraft noch ab? Beispiel: Fräsen C35 a = f =1mm; χ =20 Ermittle die spezifische Schnittkraft Lösung: Hn

28 Hartbearbeitung Hartdrehen, Hartfräsen Schneidstoff: Keramik bis 64 HRC BN (PKB, CBN) bis 70 HRC (unter 50 HRC chem. Verschleiß durch Reaktion mit Ferritanteil Hohe Schnittgeschwindigkeit (450m/min, Fa. Nagel) => bessere Wärmeabfuhr (im Span) Vorteile gegenüber Schleifen: Hn