Gliederung der Fertigungsverfahren - Grundlagen der Spanenden Formgebung

Schrauben gehört zur Hauptgruppe Fügen.
Durch Schrauben werden Werkstücke miteinander verbunden.

Diese Fertigungsverfahren zählen zur Hauptgruppe Beschichten.
Beim Beschichten wird formloser Stoff als festhaftende Schicht auf ein Werkstück aufgebracht.

Die Stoffeigenschaften können geändert werden durch Umlagern, Aussondern oder Einbringen von Stoffteilchen.
Ein Umlagern von Stoffteilchen findet statt z.B. beim Härten, ein Aussondern beim Entkohlen und ein Einbringen beim Nitrieren.

Die Werkzeugschneiden müssen hart, verschleißfest und ausreichend zäh sein. Sie sind keilförmig ausgebildet.

Ohne Freiwinkel würde die Freifläche des Werkzeugs auf der bearbeiteten Werkstückoberfläche stark reiben.

Weiche Werkstoffe, z.B. Aluminium, erfordern einen großen Span- und Freiwinkel.
Ein großer Span- und Freiwinkel verringert den Keilwinkel und damit die Standfestigkeit der Schneide.

Für harte und spröde Werkstoffe, wie z.B. Hart-guss, und bei spröden Schneidstoffen, z.B. Schneidkeramik.
Ein kleiner oder negativer Spanwinkel und ein kleiner Freiwinkel führen zu einem großen Keilwinkel und damit zu kompakten, bruchsicheren Schneiden.

( siehe Bild)

Die Grundform der Werkzeugschneide ist der Keil. Er dringt in den Werkstoff ein, spaltet und trennt ihn.

Die Werkzeugschneide wird durch die Kante zwischen der Spanfläche und der Freifläche gebildet. Werkzeuge können Haupt- und Nebenschneiden besitzen.

Die Hauptschneide weist in Vorschubrichtung. Zwischen Haupt- und Nebenschneide liegt die Schneidenecke.

Die wichtigsten Winkel sind Freiwinkel a, Keilwinkel ß und Spanwinkel y.
Die Größe der Winkel richtet sich vor allem nach dem zu bearbeitenden Werkstoff und dem Bearbeitungsverfahren.

Von der Härte und Festigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffs. Für harte Werkstoffe sind große, für weiche Werkstoffe kleine Keilwinkel erforderlich.
Weiche Werkstoffe setzen dem Eindringen der Schneide nur geringen, harte Werkstoffe dagegen großen Widerstand entgegen.

ei hohen Schnittgeschwindigkeiten, unterbrochenem Schnitt und bei der Bearbeitung harter, spröder Werkstoffe.
Durch einen großen Keilwinkel wird die Bruchgefahr an der Schneidkante verringert und die Wärmeabfuhr verbessert.

Der Spanwinkel wird um so größer gewählt, je weicher der Werkstoff ist.
Ein großer Spanwinkel begünstigt die Spanbildung, verringert aber die Stabilität der Schneidkante.

Für dünnwandige Werkstücke ist eine feine Zahnteilung (große Zähnezahl) erforderlich.
Eine zu grobe Zahnteilung führt bei dünnwandigen Teilen zum Einhaken und Ausbrechen der Zähne. Es sollen mindestens 3 Zähne gleichzeitig im Eingriff sein

Bandförmige Sägeblätter werden geschränkt oder gewellt, Metallkreissägeblätter hohlgeschliffen, gestaucht oder mit Zahnsegmenten versehen.
Gewellte Blätter sind besonders bei feinen Zahnteilungen zweckmäßig.Wodurch erreicht man das Freischneiden von Sägeblättern?

Das Ansägen soll unter kleinem Winkel und mit geringer Kraft erfolgen. Durch Anfeilen mit der Dreikantfeile kann das Ansägen erleichtert werden.

Angegeben wird die Zahl der Zähne je 25,4 mm (1 inch) Sägeblattlänge.
Eine große Zähnezahl entspricht einer feinen Zahnteilung.

Ein Sägeblatt, dessen Zähne abwechselnd nach links und rechts ausgebogen sind.

Das Schränken dient zur Sicherstellung des Freischneidens bei Sägen mit großer Zahnteilung.

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Die Schnittgeschwindigkeit vc richtet sich nach dem Bohrertyp bzw. dem Bohrverfahren, dem Werkstoff des Werkstücks und der geforderten Arbeitsqualität. Man wählt sie ausTabellen aus.

In vielen Fällen kann ein starker Hauptschneidenverschleiß durch Verringern der Schnittgeschwindigkeit und/oder des Vorschubs vermieden werden.
Weitere Abhilfemaßnahmen sind: Einen verschleißfesteren Werkzeugwerkstoff wählen, die Kühlmittelzufuhr verbessern und die Stabilität von Werkzeug und Werkstück erhöhen.

Das Ausspitzen verringert die Länge der Querschneide und ergibt eine kleinere Vorschubkraft.
Die verbleibende Restlänge der Querschneide soll mindestens 10% des Bohrerdurchmessers betragen, damit die Bohrerspitze nicht ausbricht.

Bei beschichteten HSS-Spiralbohrern ist die Standzeit wesentlich größer als bei unbeschichteten. Außerdem ist die erreichbare Oberflächengüte besser. Beschichtete HSS-Spiralbohrer sind für alle Werkstoffe mit Ausnahme von verschleißend wirkenden faserverstärkten Kunststoffen (z.B. glasfaserverstärkte Kunststoffe) verwendbar.
 

Vollhartmetallbohrer eignen sich auch für das Bohren harter und verschleißender Werkstoffe. Sie besitzen eine hohe Standzeit trotz hoher Schnittgeschwindigkeiten. Ihre große Steifigkeit erlaubt das Anbohren von Werkstücken ohne vorheriges Zentrierbohren bzw. ohne das Verwenden von Bohrbuchsen.

Bei schrägem Bohrerein- bzw. austritt, bei einer unregelmäßigen Werkstückoberfläche, beim Bohren in Vorbohrungen und beim Bohren in Querbohrungen sind die Schnittgeschwindigkeit bzw. der Vorschub anzupassen.

Für das Bohren im Durchmesserbereich bis 20 mm und bei Bohrtiefen bis 5 mal Bohrerdurchmesser ist der Spiralbohrer das am häufigsten verwendete Werkzeug.

Das Aufbohren dient zur Fertig- oder Feinbearbeitung vorgebohrter Bohrungen (Bild). Aufbohrwerkzeuge verbessern die Maß-, Form- und La-gegenauigkeft sowie die Oberflächengüte von Bohrungen.