Fritz Klocke Wilfried König Fertigungsverfahren 1 Drehen, Fräsen, Bohren Achte Auflage 4y Springer
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Fertigungsmesstechnik und Werkstückqualität 3 2.1 Fertigungsstörungen und Fertigungshistorie 3 2.2 Messen und Prüfen 9 2.2.1 Messfehler 10 2.2.2 Makro-und Mikrogeometrie von Bauteilen 11 2.3 Längenprüfmittel 13 2.3.1 Maßverkörperungen 13 2.3.2 Lehren 14 2.3.3 Anzeigende Messgeräte 15 2.4 Oberflächenprüfung 23 2.4.1 Oberflächenkenngrößen 23 2.4.2 Subjektive Oberflächenprüfung 27 2.4.3 Oberflächenmessung r. 28 2.5 Prüfung der Werkstückrandzone 32 2.5.1 Oberflächenschichten 33 2.5.2 Prüfung der oberflächennahen Randschicht 36 3 Grundlagen der Zerspanung 41 3.1 Der Schneidteil - Begriffe und Bezeichnungen 41 3.2 Bezugssysteme?.. 44 3.3 Grundlegende Verfahrensvarianten 48 3.4 Spanbildung : 50 3.4.1 Der Schnittvorgang 50 3.4.2 Verschiedene Arten der Spanbildung 53 3.5 Kinematische Oberflächenrautiefe 57 3.6 Mechanische und thermische Beanspruchung des Schneidteils... 58 3.6.1 Einfluss der Geometrie des Schneidteils 72
3.7 Verschleiß 75 3.7.1 Verschleißmechanismen 75 3.7.2 Verschleißursachen 79 3.7.3 Verschleißformen und -messgrößen 91 3.8 Zerspanungstherorie 93 3.8.1 Die Theorie der Scherebene 93 3.8.2 Anwendung der Plastizitätslehre bei der Zerspanung 99 4 Schneidstoffe und Werkzeuge 103 4.1 Schneidstoffübersicht 104 4.1.1 Klassifizierung der harten Schneidstoffe 105 4.2 Werkzeugstähle 108 4.2.1 Kaltarbeitsstähle 108 4.2.2 Schnellarbeitsstähle 109 4.3 Hartmetalle 119 4.3.1 Geschichtliche Entwicklung 120 4.3.2 Herstellung der Hartmetalle 121 4.3.3 Komponenten der Hartmetalle und ihre Eigenschaften... 123 4.3.4 Gefügeausbildung 125 4.3.5 Einteilung der Hartmetalle 126 4.3.6 Unbeschichtete Hartmetalle und Cermets 133 4.3.7 Funktionsgradienten-Hartmetalle (FGHM) 133 4.3.8 Beschichtete Hartmetalle und Cermets 137 4.4 Beschichtungen 137 4.4.1 Beschichtungsverfahren 138 4.4.2 Spezifische Eigenschaften von Hartstoff schichten 163 4.4.3 Substratvorbehandlung 175 4.5 Keramische Schneidstoffe 176 4.5.1 Schneidkeramiken r. 177 4.5.2 Hochharte nichtmetallische'schneidstoffe 189 4.6 Werkzeugausführungen 201 4.6.1 Massiv-Werkzeuge 202 4.6.2 Werkzeuge mit Schneidplatte 204 4.7 Aufbereitung von Werkzeugen 212 5 Finite Elemente Methode (FEM) ".. 215 5.1 Grundlegende Konzepte der FEM 215 5.2 LAGRANGEsche und EuLERsche Betrachtung des Kontinuums 217 5.3 Explizite und implizite Lösungsverfahren 218 5.4 Thermo-mechanisch gekoppelte FEA 219 5.5 Nichtlinearitäten 219 J 5.6 Stoffgesetze 220 5.7 Software' 223 5.8 Hardware 224
Inhaltsverzeichnis xi 5.9 Phasen einer Finite Elemente Analyse (FEA) 225 5.10 Einsatz der FEM in der Zerspantechnik 226 5.10.1 Simulation des Fließspans 226 5.10.2 Simulation eines Scherspans 229 5.10.3 Simulation der Zerspanprozesse 232 6 Kühlschmierstoffe (KSS) 239 6.1 Aufgaben der Kühlschmierstoffe 239 6.2 Arten von Kühlschmierstoffen 239 6.2.1 Nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe 240 6.2.2 Wassergemischte Kühlschmierstoffe 242 6.3 Gebrauchshinweise für Kühlschmieremulsionen 242 6.4 Auswirkungen der KSS auf den Zerspanprozess 244 6.5 Auswahl von Kühlschmierstoffen 247 6.6 Kühlschmierstoffeinsatz verringern oder vermeiden 249 6.6.1 Kühlschmierstoffe verringern 249 6.6.2 Minimalmengenkühlschmierung (MMKS) 250 6.6.3 Kühlschmierstoffe vermeiden 255 7 Standvermögen 259 7.1 Ermittlung der Standgrößen 261 7.2 Zerspanbarkeit 262 7.2.1 Standzeit 262 7.2.2 Zerspankraft 265 7.2.3 Oberflächengüte 268 7.2.4 Spanform 271 7.2.5 Schnittgeschwindigkeit 272 7.3 Zerspanbarkeit von Stahlwerkstoffen 273 7.3.1 Gefügebestandteile 273 7.3.2 Kohlenstoffgehalt : 276 7.3.3 Legierungselemente ;. 278 7.3.4 Wärmebehandlungsarten 281 7.4 Zerspanbarkeit unterschiedlicher Stahlwerkstoffe.- 288 7.4.1 Automatenstähle 288 7.4.2 Einsatzstähle 291 7.4.3 Vergütungsstähle 293 7.4.4 Nitrierstähle Z 294 7.4.5 Werkzeugstähle 295 7.4.6 Gehärtete Stähle 297 7.4.7 Nichtrostende Stähle 300 7.5 Zerspanbarkeit von Gusseisen 307 7.5.1 Weißes Gusseisen 308 7.5.2 Graues Gusseisen 310
xii Inhaltsverzeichnis 7.6 Zerspanbarkeit von Nichteisenmetallen 319 7.6.1 Aluminiumlegierungen 319 7.6.2 Magnesiumlegierungen 321 7.6.3 Titanlegierungen 325 7.6.4 Kupferlegierungen 341 7.6.5 Nickellegierungen 345 7.7 Zerspanbarkeit von Nichtmetallen 360 7.7.1 Graphit 360 7.7.2 Faserverbundkunststoffe 364 8 Prozessauslegung und Prozessüberwachung 371 8.1 Bestimmung wirtschaftlicher Schnittbedingungen 371 8.1.1 Schnittwertgrenzen 371 8.1.2 Optimierung der Schnittwerte 374 8.1.3 Berechnung des Maschinenstundensatzes 383 8.1.4 Planungsmethoden und Hilfsmittel 384 8.2 Prozessüberwachung 386 8.2.1 Sensoren für die Prozessüberwachung 387 8.2.2 Signalverarbeitung und Überwachungsstrategien 405 9 Verfahren mit rotatorischer Hauptbewegung 417 9.1 Drehen 417 9.1.1 Plandrehen 419 9.1.2 Runddrehen 420 9.1.3 Schraubdrehen 421 9.1.4 Profildrehen 423 9.1.5 Formdrehen... 423 9.1.6 Weitere Verfahrensvarianten 425 9.2 Fräsen... : 426 9.2.1 Verfahrensvarianten, spezifische Merkmale und Werkzeuge.\ 430 9.3 Bohren 452 9.3.1 Profilsenken 453 9.3.2 Rundbohren 454 9.4 Sägen 477 9.4.1 Bandsägen?.. 478 9.4.2 Hubsägen (Bügelsägen) 480 9.4.3 Kreissägen 481 10 Verfahren mit translatorischer Hauptbewegung 483 10.1 Räumen 483 10.1.1 Plan- und Rundräumen 485 10.1.2 Profilräumen 487 10.1.3 Fonnräumen 490
Inhaltsverzeichnis xiii 10.2 Wälzschaben 493 10.3 Hobeln und Stoßen 497 10.3.1 Planstoßen und Planhobeln 498 10.3.2 Wälzstoßen 499 10.3.3 Wälzhobeln 506 Literatur 509 Patente 535 Normen, Richtlinien und Internetadressen 537 Sachwortverzeichnis 541