Inhalt 1 Einführung in die Zerspantechnik 1 1.1 Wirtschaftliche Bedeutung 1 1.2 Gliederung 3 1.3 Bewegungen, Schneidkeil und Eingriffsgrößen 4 1.4 Zerspanprozess als System 8 1.5 Verfahrensarten und Eingriffsgrößen beim Bohren 9 1.6 Verfahrensarten und Eingriffsgrößen beim Fräsen 15 Fragen 18 Literatur 19 2 Spanbildung 21 2.1 Spanbildungsarten 21 2.2 Spanwurzeluntersuchungen 25 2.3 Scherebenenmodell 29 Fragen 35 Literatur 36 3 Spanformung 37 3.1 Spanraumzahl und Spanformklassen 37 3.2 Spanleitung 39 3.3 Werkstoffeinfiuss 42 3.4 Einfluss der Schnittbedingungen 46 Fragen 47 Literatur 49 Weiterführende Literatur 49 4 Kräfte und Leistungen beim Spanen 51 4.1 Empirische Modelle 52 4.2 Modellierung der Vorschub-und Passivkraft 61 4.3 Oberflächenkräfte am Schneidkeil 63 4.4 Analytische Ansätze aus der Plastomechanik 66 4.4.1 Theorie nach Ernst und Merchant 66 Vil Bibliografische Informationen http://d-nb.info/1012629813 digitalisiert durch
viü Inhalt 4.4.2 Theorie nach Hucks 67 4.4.3 Fließkurven und Stoffgesetze 69 4.5 Numerische Theorie 71 4.6 Leistungen, Momente und Kräfte beim Bohren 74 4.7 Leistungen und Kräfte beim Fräsen 79 Fragen 82 Literatur 84 5 Energieumsetzung und Temperaturen 87 5.1 Umsetzungseffekte 87 5.2 Wärmeabfuhr 90 5.3 Schneidkeil- und Werkstücktemperatur 93 5.3.1 Temperaturmessung 93 5.3.2 Temperaturfelder 100 5.4 Schneidkeiloptimierung 106 Fragen 107 Literatur 108 6 Modellierung und Simulation 109 6.1 Kinematische Simulation 110 6.1.1 Darstellung des Werkstücks 112 6.1.2 Werkzeugmodell 120 6.1.3 Ermittlung von Prozessgrößen 121 6.2 Numerische Simulation nach FEM 125 6.3 Molekulardynamische Modellierung 129 Fragen 132 Literatur 133 7 Verschleiß 135 7.1 Verschleißformen 135 7.2 Beanspruchungen 138 7.3 Verschleißursachen 144 7.4 Standzeit 148 7.5 Standzeitstreuung und Prozesssicherheit 153 7.6 Werkstoffeinfluss auf den Verschleiß 156 7.6.1 Werkstoffzusammensetzung 156 7.6.2 Schmelzenführung 158 7.6.3 Wärmebehandlung 161 7.7 Schneidenverrundung 161 Fragen 164 Literatur 165 8 Schneidstoffe 167 8.1 Anforderungen an Schneidstoffe 167 8.2 Werkzeugstähle 171
Inhalt x 8.3 Schnellarbeitsstähle 171 8.4 Stellite 174 8.5 Hartmetalle 175 8.6 Cermets 183 8.7 Schneidkeramik 185 8.8 Diamant 190 8.8.1 Monokristalliner Diamant 191 8.8.2 Polykristalliner Diamant 191 8.9 Bornitrid 193 Fragen 197 Literatur 198 9 Hochgeschwindigkeitsspanen 201 9.1 Definition 201 9.2 Spanbildung 204 9.3 Anwendung 206 9.4 Hochleistungszerspanung 208 9.5 Hochleistungsbohren 209 Fragen 210 Literatur 211 10 Hartbearbeitung, Prozessauslegung 213 10.1 Hartdrehen 213 10.2 Hartbohren 221 10.3 Hartfräsen 222 10.4 Werkstoffe 224 10.5 Spanbildung, Kräfte und Temperatur 225 10.6 Schneidstoffe und Werkzeugverschleiß 231 Fragen 232 Literatur 233 11 Hartbearbeitung, Bauteilqualität 235 11.1 Makrogeometrische Abweichungen 235 11.2 Mikrogeometrische Eigenschaften 238 11.3 Physikalische Beeinflussung 239 11.4 Wälzfestigkeit 242 11.5 Schwingfestigkeit 242 11.6 Dichtfähigkeit 244 11.7 Nachbehandlungsverfahren 245 11.7.1 Hartglattwalzen 245 11.7.2 Wasserstrahlen 247 Fragen 248 Literatur 249
x Inhalt 12 Räumen 251 Fragen 260 Literatur 260 13 Schleifen 263 13.1 Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden 263 13.2 Schleifstoffe 264 13.2.1 Korund 265 13.2.2 Siliziumkarbid 268 13.2.3 Kubisch kristallines Bornitrid und Diamant 268 13.2.4 Korngrößen von Schleifstoffen 270 13.3 Bindung 270 13.4 Schleifscheiben 273 13.5 Sprengsicherheit von Schleifscheiben 276 13.6 Schleifprozesse 279 13.6.1 Eingangsgrößen 280 13.6.2 Prozessgrößen 291 13.6.3 Ausgangsgrößen 294 13.7 Konditionieren von Schleifwerkzeugen 301 13.7.1 Grundlagen 301 13.7.2 Konditionieren von konventionellen Schleifwerkzeugen 306 13.7.3 Konditionieren von hochharten Schleifscheiben 308 13.8 Schleifkosten 311 Fragen 312 Literatur 313 14 Verzahnungsschleifen 317 14.1 Einleitung 317 14.2 Diskontinuierliches Profilschleifen 322 14.3 Kontinuierliches Wälzschleifen mit Schleifschnecken 326 14.4 Kontinuierliches Wälzschraubschleifen 331 Fragen 334 Literatur 335 15 Prozessauslegung und -integration in die Prozesskette 339 15.1 Grundlagen der Prozesskettenauslegung 339 15.2 Prozessmodellbildung 343 15.3 Prozessauslegung am Beispiel Hartfeinbearbeitung" 346 15.4 Prozesskettenauslegung am Beispiel Zahnradfertigung" 349 15.5 Prozessüberwachung 356 Fragen 360 Literatur 361
Inhalt xi 16 Oberflächen- und Randzoneneigenschaften 363 16.1 Oberflächeneigenschaften 364 16.1.1 Bestimmung von Oberflächeneigenschaften 365 16.2 Randzoneneigenschaften 369 16.2.1 Bestimmung von Randzoneneigenschaften 370 16.2.2 Wirkung spanender Verfahren 376 Fragen 384 Literatur 384 17 Kühlschmierung 387 17.1 Anforderungen 387 17.2 Kühlschmierstoffe 389 17.2.1 Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe 389 17.2.2 Wassermischbare Kühlschmierstoffe 392 17.2.3 Additivierung von Kuhlschmierstoffen 394 17.3 Kühlschmierstoffeinsatz bei der Zerspanung mit geometrisch bestimmten Schneiden 397 17.4 Kühlschmierstoffeinsatz beim Schleifen 399 17.4.1 Methoden zur Bestimmung der Kühlschmierstoffwirkung beim Schleifen 402 17.4.2 Anwendungen und Wirkungen 404 Fragen 409 Literatur 410 18 Anhang 413 Allgemeine Literatur 417 Sachverzeichnis 419