WZM II Thema 15
Tribologisches Verhalten
Tribologisches Verhalten
Nennen Sie drei verschleißgefährdete Bauteile an Werkzeugmaschinen!
- Lager
- Führung
- Bewegungsgewinde
Erklären Sie die Einflüsse des Spanwinkels y und des Freiwinkels a auf den Werkzeugverschleiß!
Spanwinkel:
Ein kleiner Spanwinkel führt zu einer größeren Spanstauchung und verursacht dadurch höhere Zerspankräfte.
Andererseits wird der Schneidkeil des Werkzeugs verstärkt, wodurch die Bruch- und Verschleißanfälligkeit der Schneide abnimmt.
Freiwinkel:
Bei großen Freiwinkeln ist die Berührungsfläche zwischen Werkstück und Freifläche des Werkzeugs klein. Damit ergibt sich eine geringere Reibung.
Andererseits nimmt wegen der Schwächung des Schneidkeils die Gefahr von Schneidenbrüchen bei größeren Freiwinkeln zu.
Erklären Sie dir Verschleißmechanismen "Oberflächenzerrütung und Abrasion" sowie "Adhäsion und tribochemische Reaktionen"!
Oberflächenzerrütung und Adhäsion:
kräftemäßige, spannungsmäßige oder energetische Wechselwirkungen führen zu Rissvorgängen und Stoffabtrennungen der Kontaktpartner
Adhäsion und tribochemische Reaktion:
atomare und molekulare Wechselwirkungen werden auf das Auftreten chemischer Bindungen im Kontaktbereich unter Beteiligung von Materialabtrennprozessen und Mitwirkung des Umgebungsmediums zurückgeführt.
Nennen Sie vier Möglichkeiten zum Herabsetzen der Verschleißkräfte zur Verbesserung des Verschleißverhaltens! Geben Sie für zwei der Möglichkeiten ein Beispiel an!
- Herabsetzen der Flächenpressung
- BSP: Vergrößern der Gleitfläche
- geeignete Formgebung der Bauelemente
- Herabsetzen des Reibungskoeffizienten
- BSP: bessere Oberflächengüte
- Schutz der Gleitfläche vor Verunreinigungen durch Abdeckungen und Dichtungen
Welcher Reibungszustand tritt bei
- Wälzlagern
- aerostatischen Gleitlagern
auf?
- Mischreibung; Flüssigkeitsreibung
- Gasreibung
Welcher Reibungszustand tritt bei hydrostatischen Gleitlagern auf?
Flüssigkeitsreibung
Warum sind Gleitführungen besonders verschleißgefärdet?
Gleitführungen sind besonders verschleißgefährdet, da sie sehr häufig im Mischreibungsgebiet arbeiten.
• Der Verschleiß an Führungen ruft eine statische Verlagerung zwischen Werkzeug und Werkstück hervor,
• er tritt nicht gleichmäßig längs der Führungsbahnen auf und
• der Absolutwert der Verlagerung hängt von der Stellung des Schlittens auf der Führungsbahn ab.
Welche Aufgaben haben Schmierstoffe?
- Senkung von Reibung und Verschleiß
- Abtransport von Verschleißpartikel
- Kühlung der Reibstelle
Beschreiben Sie die geometrischen und energetischen Wirkungen des Werkzeugverschleißes! Unterteilen Sie hierbei die geometrischen Wirkungen in direkte und indirekte Änderungen!
direkte geometrische Änderung:
Der Werkzeugverschleiß beeinflusst die Lagezuordnung von Werkstück und Werkzeug.
indirekte geometrische Änderung:
Sie entsteht durch energetische Wirkungen und beruhen darauf, dass mit zunehmender Schnitttemperatur und zunehmender Schwingungsamplitude eine Änderung der Lagezuordnung eintritt.
Energetische Wirkung:
Mit wachsender Größe der Verschleißmerkmale ändert sich die Schneidkeilkeometie. Damit tritt ein Anwachsen der Zerspankräfte und eine Vergrößerung der Energiezufuhr an der Zerspanstelle auf.
Wodurch wird der Gleitlagerverschleiß beschleunigt? Nennen Sie zwei Beispiele!
- ungenügende Vorschmierung
- häufiges An- und Abfahren
- Verschmutzung
- An- und Abfahren unter Last
Welcher Reibungszustand tritt bei hydrodynamischen Gleitlagern auf?
Mischreibung und Flüssigkeitsreibung
Was ist die Aufgabe der Tribologie?
Erforschung reibungsbedingter Energiedissipationen und verschleißbedingter Materialschädigungsprozessen.
Nennen Sie zwei Beispiele für atomare und molekulare Kontaktvorgänge!
- Ionenbindung
- Metallische Bindung
- Van-der-Waals-Bindungen
Welche Reibungszustände können bei Kontaktvorgängen auftreten?
- Festkörperreibung
- Grenzreibung
- Flüssigkeitsreibung
- Gasreibung
- Mischreibung
Ist Entstehung der Riefen an der Oberfläche ein abrasiver oder adhäsiver Prozess?
Abrasiv
Nennen Sie vier Einflüsse auf Werkzeugverschleiß!
- Werkstoff des Werkstücks
- Werkstoff des Werkzeugs
- Werkzeuggeometrie
- Werkstückgeometrie
- Einstellgrößen
Nennen Sie vier Kriterien bei der Auswahl der Werkstoffpaarung zur Verbesserung des Verschleißverhaltens!
- Oberflächenbeschaffenheit
- Gitteraufbau der Werkstoffe beider Reibpartner
- Art der Schmierung
- Gleitgeschwindigkeit
Vervollständigen Sie die dargestellte Skizze um die folgenden Verschleißgrößen:
- VB: Verschleißmarkenbreite
- KT: Kolktiefe
- KM: Kolkmittenabstand
- SVa: Schneidkantenversatz an der Freifläche
- SVy: Schneidkantenversatz an der Spanfläche
Diagramm
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Lernkarten
Nennen Sie drei verschleißgefährdete Bauteile an Werkzeugmaschinen!
- Lager
- Führung
- Bewegungsgewinde
Erklären Sie die Einflüsse des Spanwinkels y und des Freiwinkels a auf den Werkzeugverschleiß!
Spanwinkel:
Ein kleiner Spanwinkel führt zu einer größeren Spanstauchung und verursacht dadurch höhere Zerspankräfte.
Andererseits wird der Schneidkeil des Werkzeugs verstärkt, wodurch die Bruch- und Verschleißanfälligkeit der Schneide abnimmt.
Freiwinkel:
Bei großen Freiwinkeln ist die Berührungsfläche zwischen Werkstück und Freifläche des Werkzeugs klein. Damit ergibt sich eine geringere Reibung.
Andererseits nimmt wegen der Schwächung des Schneidkeils die Gefahr von Schneidenbrüchen bei größeren Freiwinkeln zu.
Erklären Sie dir Verschleißmechanismen "Oberflächenzerrütung und Abrasion" sowie "Adhäsion und tribochemische Reaktionen"!
Oberflächenzerrütung und Adhäsion:
kräftemäßige, spannungsmäßige oder energetische Wechselwirkungen führen zu Rissvorgängen und Stoffabtrennungen der Kontaktpartner
Adhäsion und tribochemische Reaktion:
atomare und molekulare Wechselwirkungen werden auf das Auftreten chemischer Bindungen im Kontaktbereich unter Beteiligung von Materialabtrennprozessen und Mitwirkung des Umgebungsmediums zurückgeführt.
Nennen Sie vier Möglichkeiten zum Herabsetzen der Verschleißkräfte zur Verbesserung des Verschleißverhaltens! Geben Sie für zwei der Möglichkeiten ein Beispiel an!
- Herabsetzen der Flächenpressung
- BSP: Vergrößern der Gleitfläche
- geeignete Formgebung der Bauelemente
- Herabsetzen des Reibungskoeffizienten
- BSP: bessere Oberflächengüte
- Schutz der Gleitfläche vor Verunreinigungen durch Abdeckungen und Dichtungen
Welcher Reibungszustand tritt bei
- Wälzlagern
- aerostatischen Gleitlagern
auf?
- Mischreibung; Flüssigkeitsreibung
- Gasreibung
Welcher Reibungszustand tritt bei hydrostatischen Gleitlagern auf?
Flüssigkeitsreibung
Warum sind Gleitführungen besonders verschleißgefärdet?
Gleitführungen sind besonders verschleißgefährdet, da sie sehr häufig im Mischreibungsgebiet arbeiten.
• Der Verschleiß an Führungen ruft eine statische Verlagerung zwischen Werkzeug und Werkstück hervor,
• er tritt nicht gleichmäßig längs der Führungsbahnen auf und
• der Absolutwert der Verlagerung hängt von der Stellung des Schlittens auf der Führungsbahn ab.
Welche Aufgaben haben Schmierstoffe?
- Senkung von Reibung und Verschleiß
- Abtransport von Verschleißpartikel
- Kühlung der Reibstelle
Beschreiben Sie die geometrischen und energetischen Wirkungen des Werkzeugverschleißes! Unterteilen Sie hierbei die geometrischen Wirkungen in direkte und indirekte Änderungen!
direkte geometrische Änderung:
Der Werkzeugverschleiß beeinflusst die Lagezuordnung von Werkstück und Werkzeug.
indirekte geometrische Änderung:
Sie entsteht durch energetische Wirkungen und beruhen darauf, dass mit zunehmender Schnitttemperatur und zunehmender Schwingungsamplitude eine Änderung der Lagezuordnung eintritt.
Energetische Wirkung:
Mit wachsender Größe der Verschleißmerkmale ändert sich die Schneidkeilkeometie. Damit tritt ein Anwachsen der Zerspankräfte und eine Vergrößerung der Energiezufuhr an der Zerspanstelle auf.
Wodurch wird der Gleitlagerverschleiß beschleunigt? Nennen Sie zwei Beispiele!
- ungenügende Vorschmierung
- häufiges An- und Abfahren
- Verschmutzung
- An- und Abfahren unter Last
Welcher Reibungszustand tritt bei hydrodynamischen Gleitlagern auf?
Mischreibung und Flüssigkeitsreibung
Was ist die Aufgabe der Tribologie?
Erforschung reibungsbedingter Energiedissipationen und verschleißbedingter Materialschädigungsprozessen.
Nennen Sie zwei Beispiele für atomare und molekulare Kontaktvorgänge!
- Ionenbindung
- Metallische Bindung
- Van-der-Waals-Bindungen
Welche Reibungszustände können bei Kontaktvorgängen auftreten?
- Festkörperreibung
- Grenzreibung
- Flüssigkeitsreibung
- Gasreibung
- Mischreibung
Ist Entstehung der Riefen an der Oberfläche ein abrasiver oder adhäsiver Prozess?
Abrasiv
Nennen Sie vier Einflüsse auf Werkzeugverschleiß!
- Werkstoff des Werkstücks
- Werkstoff des Werkzeugs
- Werkzeuggeometrie
- Werkstückgeometrie
- Einstellgrößen
Nennen Sie vier Kriterien bei der Auswahl der Werkstoffpaarung zur Verbesserung des Verschleißverhaltens!
- Oberflächenbeschaffenheit
- Gitteraufbau der Werkstoffe beider Reibpartner
- Art der Schmierung
- Gleitgeschwindigkeit
Vervollständigen Sie die dargestellte Skizze um die folgenden Verschleißgrößen:
- VB: Verschleißmarkenbreite
- KT: Kolktiefe
- KM: Kolkmittenabstand
- SVa: Schneidkantenversatz an der Freifläche
- SVy: Schneidkantenversatz an der Spanfläche
Diagramm
