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Kartei Details

Karten 27
Sprache Deutsch
Kategorie Technik
Stufe Berufslehre
Erstellt / Aktualisiert 28.01.2013 / 09.11.2014
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Lernen

Arbeitsblatt 2

Lernziele (KPF 2.1.2):

  • Wichtige Schneidstoffe nennen
  • Chem. Zusammensetzung, Aufbau u. Herstellung der Schneidstoffe wiedergeben
  • Eigenschaften der Schneidstoffe aufzählen u. unterscheiden
  • Aufgaben der Beschichtungen von Schneidstoffen nennen

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Thema "Schneidstoffe"

Nenne 7 Faktoren, welche die Werkzeugauswahl beeinflussen!

  1. Zerspanungsoperation
  2. Werkzeugform u. Form des Werkstückes
  3. Werkzeugmaschine
  4. Schnittdaten
  5. Erforderliche Oberflächengüte
  6. Stabilitätsverhältnisse
  7. Bearbeitungskosten

Nenne den Schneidstoff für folgende Abkürzungen:

C, GC, CT, PKD, CBN, CC, HSS, N

C         = Hartmetalle (HM)

GC      = beschichtetes HM

CT      = Cermet

PKD   = polykristalliner Diamant

CBN  = kubisches Bornitrid

CC    = Keramik (Schneidkeramik)

HSS  = Schnellarbeitsstahl

N       = Coronite (Siehe Sandvik)

 

1. Welche Eigenschaften müssen Schneidstoffe besitzen?

  • grosse Warmhärte
  • hohe Verschleissfestigkeit
  • hohe Wärmebeständigkeit
  • grosse Druckfestigkeit
  • grosse Zähigkeit & Biegfestigkeit

2. Was versteht man unter dem Fachbegriff "unterbrochener Schnitt"? Erläutere vollständig!

Eine Schneidevariante bei der der Schneideeingriff nur zeitweise erfolgt:

Schneide ist während der Zerspanung nicht immer im Eingriff. Kann z.B. beim Überdrehen einer Welle mit Keilnut vorkommen od. allgem. beim Fräsen. Der unterbrochene Schnitt hat zur Folge, dass die Werkzeugschneide schlagartig beansprucht wird. Der Schneidstoff muss daher eine grosse Zähigkeit & Biegfestigkeit aufweisen.

3. Erkläre den Fachbegriff "Thermoschockbeständigkeit"?

Fähigkeit eines Schneidstoffes, schlagartig wechselnden Temperaturen ohne Rissbildung auf Dauer zu widerstehen. Dies geschieht vor allem beim unterbrochenen Schnitt (Fräsen). (Wärmewechselbeständigkeit)

4. Welche Schneidstoffe werden zum Spanen von Metallen eingesetzt?

  • Schnellarbeitsstahl (Werkzeugstahl)
  • beschichtete & unbeschichtete Hartmetall
  • Schneidkeramik
  • Bornitrid
  • Diamant
  • ...

5. Interpretiere den Werkzeugstahl HS6-5-2C und welche zwei Vorteile besitzt dieser Schneidstoff gegenüber Hartmetall (HM).

Schnellarbeitsstahl mit 6% Wolfram, 5 % Molybdän, 2% Vanadium. HSS hat gegenüber HM eine höhere Zähigkeit & die Schneidkanten sind herstellungsbedingt schärfer.

6. Für welche Werkzeuge verwendet man hauptsächlich Schnellarbeitsstahl?

Für Werkzeuge, die aufgrund ihrer geringen Grösse, ihrer aussergewöhnlichen Form ( z.B. Formfräser) oder ihres grossen Spanwinkels den Einsatz von Wendeschneidplatten nicht zulassen...

(Spiralbohrer, Fräser, Räumwerkzeug, Gewindebohrer, Werkzeuge für die Kunststoffbearbeitung)

7. Woraus besteht Hartmetall?

Erläutere die Herstellung, die chemische Zusammensetzung und die Einteilung des Werkstoffes!

Chemische Zusammensetzung / Herstellung:

HM besteht aus Hartpartikeln ( Wolfram-, Titan- & Tantalcarbiden) und einem Bindemittel (Kobalt).

Diese Kornmischung ( ca. 80 : 20%) wird durch Fertigungsverfahren "Sintern" zu einem Werkzeug geformt.

Einteilung:

Gehört zur Gruppe der Verbundswerkstoffe (wegen Fertigungsverfahren)

 

8. Welche Einteilung gibt es bei den Hartmetallen für die spanenden Bearbeitung u. worin unterscheiden sie sich?

Einteilung:

Zerspanungshauptgruppen P, M, und K

Unterschied:

bei Anteil Hartpartikel (höhere Verschleissfestigkeit) & Anteil Bindemittel (höhere Zähigkeit)

P = für langspanende Werkstoffe (Stahl, Temperguss)

M = Für lang- + kurzspanende Werkstoffe (rostfreier Stahl, Automatenstahl

K = Für kurzspanende  Werkstoffe (Gusseisen, NE-Metalle, gehärteter Stahl

9. Was ist der Unterschied zwischen HM und Cermet (CT)?

Unterschied:

Anstelle Wolframcarbid wird bei CT Titancarbit eingesetzt.

Wendeschneidplatten dadurch (bei gleicher Grösse) leichter.

CT besitzt höhere Verschleiss- & Kantenfestigkeit gegenüber HM,

wird wegen schärferer Schneidkante vor allem zum Schlichten eingesetzt.

10. In welche Gruppen wird Schneidkeramik (CC) eingeteilt?

  • Oxidkeramik
  • Mischkeramik
  • Nichtoxidkeramik

11. Welchen Vorteil hat Schneidkeramik in Bezug zu seiner chemischen Beständigkeit?

CC reagiert nicht mit dem zu bearbeitenden Werkstoff

12. Welche Vor- und Nachteile besitzt Schneidkeramik?

+   Grosse Warmhärte & Verschleissfestigkeit

-   Grosse Sprödigkeit & geringe "Thermoschockbeständigkeit" (Temperatur-Wechselbeständigkeit)

13. Welche Vorteile hat Mischkeramik gegenüber Oxidkeramik?

zäher, "thermoschockunempfindlicher"

14. Wie sind polykristalline Schneidstoffe aufgebaut?

Aufbau:

Bestehen aus einer Hartmetallunterlage, auf die zuerst eine dünne Metallschicht (Lot) aufgebracht wird.

Darauf wird eine 0.5 bis 1.5 mm dicke Schicht aus polykristallinem Diamant (PKD) oder polykristallinem Bornitrid (PKB) aufgesintert.

15. In welchen Fällen ist die Verwendung von PKD als Schneidstoff vorteilhaft?

Mit PKD beschichtete Werkzeuge eignen sich für die Feinbearbeitung von

  • Nichteisenmetallen & ihren Legierungen
  • Verbundwerkstoffen
  • Hartstoffen

16. Warum können Stähle nicht mit Diamant bearbeitet werden?

Temperaturbeständigkeit ist auf 600° C begrenzt.

Wird diese Zerspantemperatur überschritten, wandelt sich Diamant in Kohlenstoff um

& reagiert mit Legierungselementen des Stahles.

17. Welcher Schneidstoff besitzt die grösste Warmhärte?

CBN: bis 2000° C

18. Welche Vorteile haben beschichtete Schneidstoffe in der Zerspanungstechnik?

Haben eine höhere Verschleissfestigkeit und damit

eine höhere Standzeit.

Sie bilden keine Aufbauschneide.

19. Nenne 3 verschiedene Beschichtungswerkstoffe!

  1. TiN        Titannitrid  
  2. TiAIN     Titanaluminiumnitrid 
  3. CrN        Chromnitrid
  4. TiCN      Titancarbonitrid
  5. ALCrN   Aluminiumchromnitrid
  6. D            Diamant

20. Was ist der Unterschied zwishen einer PVD- und einer CVD-Beschichtung?

PVD-Beschichtung erfolgt physikalisch u. mit tieferen Temperaturen als die chemische CVD-Beschichtung.

Damit gibt es bei der PVD-Beschichtung keine Gefügeveränderung des Grundwerkstoffes. (= Vorteil)

21. Welche Vorteile besitzen Feinkornschneidstoffe?

  • Wegen extremer Feinkörnigkeit ist es einfacher, eine scharfe Schneide zu schleifen
  • Schneide bleibt dauerhaft verschleissfest,
  • behält während des Abnutzungsvorgangs ihre Schärfe (= Selbstschärfeeffekt)
  • Hartpartikel sind besser verteilt

Resultat: sehr gute Verschleissfestigkeit.

22. Können Schneidkanten immer scharf ausgeführt werden und können scharfe Schneidkanten beschichtet werden?

Wurde Schneidkante durch Sintern hergestellt, ist die Kante immer abgerundet.

Abrundung ist von der Korngrösse des Sinterwerkstoffes abhängig.

Somit können scharfe Schneidkanten nur durch nachträgliches Schleifen hergestellt werden.

Die Kanten zum Beschichten müssen etwas abgerundet ( oder gebrochen) sein.

23. Bis zu welcher Temperatur besitzt Schnellarbeitsstahl eine ausreichende Warmhärte?

270°C

400°C

600°C

900°C

1200°C

600° C

24. Beurteile die Härte der folgenden Schneidstoffe. Erstelle eine Rangliste! 1 = am Härtesten (Durchschnittswerte)

Hartmetall / Schneidkeramik / Diamant (DP) / HSS / Borntrid (CBN) / Cerment

  1. Diamant (DP)
  2. Bornitrid (CBN)
  3. Schneidkeramik (CC)
  4. Cermet (CT)
  5. Hartmetall (C)
  6. Schnellarbeitsstahl (HSS)

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