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Inhaltsverzeichnis |
9 |
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Einleitung |
16 |
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1 Theorie der spanenden Formung |
18 |
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1.1 Begriffe der spanenden Formung |
18 |
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1.1.0 Grundlagen |
18 |
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1.1.1 Kinematik und Geometrie des Spanungsvorgangs |
20 |
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1.1.1.1 Bewegungen zwischen Werkzeugschneide und Werkstück |
21 |
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1.1.1.2 Richtungen der Bewegungen (Bewegungsrichtungen) |
22 |
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1.1.1.3 Wege des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück |
23 |
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1.1.1.4 Geschwindigkeiten |
23 |
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1.1.1.5 Komponenten der Bewegungen, Richtungen, Wege und Geschwindigkeiten |
24 |
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1.1.1.6 Hilfsbegriffe |
24 |
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1.1.1.7 Flächen am Werkstück |
26 |
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1.1.1.8 Vorschubgrößen |
26 |
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1.1.1.9 Eingriffsgrößen |
27 |
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1.1.1.10 Spanungsgrößen |
29 |
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1.1.2 Geometrie am Schneidteil spanender Werkzeuge |
32 |
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1.1.2.1 Allgemeine Begriffe |
33 |
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1.1.2.2 Flächen, Schneiden, Ecken und Rundungen |
34 |
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1.1.2.3 Werkzeug-Bezugssystem und Werkzeugwinkel |
35 |
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1.1.2.4 Wirk-Bezugssystem und Wirkwinkel |
38 |
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1.1.3 Kräfte, Energie, Arbeit und Leistungen |
40 |
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1.1.3.1 Kräfte beim Spanen |
40 |
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1.1.3.2 Energie und Arbeit beim Spanen |
43 |
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1.1.3.3 Leistungen beim Spanen |
44 |
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1.1.4 Standbegriffe und Werkzeugverschleiß |
45 |
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|
1.1.4.1 Standbegriffe |
45 |
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1.1.4.2 Werkzeugverschleiß |
47 |
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|
1.2 Vorgänge bei der Spanbildung |
49 |
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|
1.2.1 Mechanik der Spanbildung |
49 |
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1.2.1.1 Plastizitätsmechanische Theorie der Spanbildung |
49 |
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|
1.2.1.2 Scherwinkelbeziehungen |
50 |
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1.2.1.3 Spanstauchung |
51 |
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|
1.2.1.4 Geschwindigkeitsverhältnisse |
52 |
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|
1.2.1.5 Kräfteverhältnisse |
53 |
|
|
1.2.2 Spanarten und Spanformen |
55 |
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|
1.2.2.1 Spanarten |
55 |
|
|
1.2.2.2 Spanformen |
58 |
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|
1.2.3 Auswirkungen des Spanbildungsprozesses |
60 |
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|
1.3 Schneidstoffe und ihre Anwendung |
61 |
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|
1.3.0 Allgemeine Betrachtungen |
61 |
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1.3.1 Werkzeugstähle, unlegiert und legiert |
65 |
|
|
1.3.2 Schnellarbeitsstähle |
65 |
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|
1.3.3 Gegossene Hartlegierungen |
68 |
|
|
1.3.4 Hartmetalle (Sinterhartmetalle) |
69 |
|
|
1.3.5 Schneidkeramik |
73 |
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|
1.3.5.1 Eigenschaften |
73 |
|
|
1.3.5.2 Anwendung und Einsatz |
75 |
|
|
1.3.6 Superharte Schneidstoffe (Diamant, Bornitrid) |
76 |
|
|
1.3.7 Schleifmittel |
78 |
|
|
1.4 Temperatur, Verschleiß und Standzeit |
80 |
|
|
1.4.1 Spanungstemperatur |
80 |
|
|
1.4.2 Verschleißursachen |
82 |
|
|
1.4.3 Verschleißarten |
83 |
|
|
1.4.4 Auswirkungen des Verschleißes |
84 |
|
|
1.4.5 Verschleißkriterien |
84 |
|
|
1.4.6 Standzeit |
85 |
|
|
1.4.6.1 Definition des Standzeitbegriffs |
85 |
|
|
1.4.6.2 Standzeitdiagramm und Einflussgrößen auf die Standzeit |
85 |
|
|
1.4.6.3 Standzeitgleichung |
89 |
|
|
1.5 Schnittkraft und Leistung |
91 |
|
|
1.5.1 Zerspankraft und ihre Komponenten |
91 |
|
|
1.5.2 Schnittkraft und spezifische Schnittkraft |
92 |
|
|
1.5.3 Einflussgrößen auf Schnittkraft und spezifische Schnittkraft |
92 |
|
|
1.5.4 Berechnung der Schnittkraft |
97 |
|
|
1.5.5 Vorschub- und Passivkraft |
101 |
|
|
1.5.5.1 Einflussgrößen |
101 |
|
|
1.5.5.2 Berechnung der Vorschub- und Passivkraft |
102 |
|
|
1.5.5.3 Berechnung der Schnittkraft im Gebiet der spanenden Feinbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide |
103 |
|
|
1.5.6 Leistung |
107 |
|
|
1.5.7 Zeitspanvolumen und spezifisches Spanvolumen |
107 |
|
|
1.5.8 Maschinenauslastung |
108 |
|
|
1.5.9 Energieaufwand |
110 |
|
|
1.5.10 Schnittwertoptimierung |
114 |
|
|
1.6 Oberflächenqualität |
115 |
|
|
1.6.1 Oberflächengestalt |
115 |
|
|
1.6.2 Oberflächenbeschaffenheit |
120 |
|
|
1.6.3 Oberflächenverhalten |
122 |
|
|
1.7 Spanbarkeit und Spanbarkeitsprüfung von Stahlwerkstoffen |
124 |
|
|
1.8 Kühlschmierstoffe |
128 |
|
|
1.8.1 Eigenschaften und Anwendung |
128 |
|
|
1.8.2 Auswirkungen der Kühlschmierstoffe auf Standzeit, Oberflächenqualität und Schnittkräfte |
131 |
|
|
1.8.3 Auswahl von Kühlschmierstoffen |
132 |
|
|
1.9 Probleme der Nass- und Trockenbearbeitung |
134 |
|
|
1.9.1 Vorbetrachtungen |
134 |
|
|
1.9.2 Zusammengefasste Vorteile und Nachteile der Nass- und Trockenbearbeitung |
135 |
|
|
1.9.3 Darstellung der Möglichkeiten der Trockenbearbeitung |
138 |
|
|
1.9.4 Trockenbearbeitung unter Einsatz beschichteter HSS-, Hartmetall- und Keramikwerkzeuge |
140 |
|
|
1.10 Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSC – High-speed-cutting) |
145 |
|
|
1.10.1 Grundsätzliches zur HSC |
145 |
|
|
1.10.2 Praktische Realisierung der HSC |
146 |
|
|
2 Berechnung |
154 |
|
|
2.1 Drehen |
154 |
|
|
2.1.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
154 |
|
|
2.1.1.1 Technisch-mathematische Zusammenhänge |
154 |
|
|
2.1.1.2 Zusammenstellung der Gleichungen |
155 |
|
|
2.1.2 Berechnung der Hauptzeit |
156 |
|
|
2.1.2.1 Langdrehen |
156 |
|
|
2.1.2.2 Gewindedrehen |
157 |
|
|
2.1.2.3 Kegeldrehen |
158 |
|
|
2.1.2.4 Plandrehen |
160 |
|
|
2.1.2.5 Planringdrehen |
162 |
|
|
2.1.2.6 Nachformdrehen |
163 |
|
|
2.1.2.7 Drehen auf Automaten |
166 |
|
|
2.1.3 Berechnungsbeispiel |
167 |
|
|
2.2 Hobeln und Stoßen |
169 |
|
|
2.2.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
169 |
|
|
2.2.1.1 Technisch-mathematische Zusammenhänge |
169 |
|
|
2.2.1.2 Zusammenstellung der Gleichungen |
169 |
|
|
2.2.2 Berechnung der Hauptzeit |
170 |
|
|
2.2.3 Berechnungsbeispiel |
171 |
|
|
2.3 Fräsen |
173 |
|
|
2.3.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
173 |
|
|
2.3.1.1 Technisch-mathematische Zusammenhänge |
173 |
|
|
2.3.1.2 Zusammenstellung der Gleichungen |
179 |
|
|
2.3.2 Berechnung der Hauptzeit |
182 |
|
|
2.3.2.1 Umfangsfräsen |
182 |
|
|
2.3.2.2 Stirnfräsen |
183 |
|
|
2.3.2.3 Nutenfräsen auf Nutenfräsmaschinen |
185 |
|
|
2.3.2.4 Gewindefräsen |
186 |
|
|
2.3.3 Berechnungsbeispiele |
188 |
|
|
2.3.3.1 Stirnfräsen |
188 |
|
|
2.3.3.2 Umfangsfräsen |
191 |
|
|
2.4 Bohren, Senken, Reiben |
193 |
|
|
2.4.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
193 |
|
|
2.4.1.1 Technisch-mathematische Zusammenhänge |
193 |
|
|
2.4.1.2 Zusammenstellung der Gleichungen |
199 |
|
|
2.4.2 Berechnung der Hauptzeit |
201 |
|
|
2.4.2.1 Bohren und Aufbohren mit Spiralbohrer |
201 |
|
|
2.4.2.2 Senken und Reiben |
203 |
|
|
2.4.3 Berechnungsbeispiel |
203 |
|
|
2.5 Sägen |
204 |
|
|
2.5.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
204 |
|
|
2.5.1.1 Technisch-mathematische Zusammenhänge |
204 |
|
|
2.5.1.2 Zusammenstellung der Gleichungen |
207 |
|
|
2.5.2 Berechnung der Hauptzeit |
208 |
|
|
2.5.3 Berechnungsbeispiel |
208 |
|
|
2.6 Räumen |
209 |
|
|
2.6.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
209 |
|
|
2.6.2 Berechnung der Teilung des Räumwerkzeugs |
210 |
|
|
2.6.2.1 Berücksichtigung der Aufnahmefähigkeit des Spanraums |
211 |
|
|
2.6.2.2 Berücksichtigung der Zug- oder Druckkraft der Maschine |
211 |
|
|
2.6.2.3 Berücksichtigung der Festigkeit des Räumwerkzeugs |
212 |
|
|
2.6.2.4 Weitere Größen der Zahnung am Räumwerkzeug |
213 |
|
|
2.6.3 Zusammenstellung der Gleichungen |
214 |
|
|
2.6.4 Berechnung der Hauptzeit |
215 |
|
|
2.6.5 Berechnungsbeispiel |
216 |
|
|
2.7 Schleifen |
219 |
|
|
2.7.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung beim Schleifen |
219 |
|
|
2.7.2 Berechnung der Hauptzeit |
222 |
|
|
2.7.2.1 Rundschleifen |
222 |
|
|
2.7.2.2 Flachschleifen |
224 |
|
|
2.7.3 Berechnungsbeispiel |
226 |
|
|
2.8 Zahnradbearbeitung |
228 |
|
|
2.8.1 Schnittkraft- und Leistungsberechnung |
228 |
|
|
2.8.1.1 Wälzfräsen (gerad- und schrägverzahnte Stirnräder) |
228 |
|
|
2.8.1.2 Wälzstoßen (geradverzahnte Stirnräder) |
230 |
|
|
2.8.1.3 Zahnflankenschleifen (geradverzahnte Stirnräder) |
230 |
|
|
2.8.1.4 Berechnungsbeispiele |
231 |
|
|
2.8.2 Berechnung der Hauptzeit – Verfahrensüberblick |
233 |
|
|
2.8.2.1 Stirnradbearbeitung |
233 |
|
|
2.8.2.2 Bearbeitung von Schneckentrieben |
246 |
|
|
2.8.2.3 Kegelradbearbeitung |
253 |
|
|
2.8.2.4 Berechnungsbeispiele |
260 |
|
|
2.8.3 Anmerkungen zu den Verzahnungsverfahren |
265 |
|
|
2.9 Feinbearbeitungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide |
266 |
|
|
2.9.1 Honen |
267 |
|
|
2.9.1.1 Verfahrenseinführung |
267 |
|
|
2.9.1.2 Genauigkeit beim Honen |
268 |
|
|
2.9.1.3 Werkstück und Fertigungsergebnis |
268 |
|
|
2.9.1.4 Werkzeug und Fertigungsergebnis |
269 |
|
|
2.9.1.5 Werkzeugmaschine und Fertigungsergebnis |
271 |
|
|
2.9.1.6 Wirtschaftlichkeit und Entwicklungstendenzen |
273 |
|
|
2.9.2 Superfinish |
273 |
|
|
2.9.2.1 Verfahrenseinführung |
273 |
|
|
2.9.2.2 Genauigkeit beim Superfinish |
274 |
|
|
2.9.2.3 Werkstück und Fertigungsergebnis |
275 |
|
|
2.9.2.4 Werkzeug und Fertigungsergebnis |
276 |
|
|
2.9.2.5 Werkzeugmaschine und Fertigungsergebnis |
277 |
|
|
2.9.2.6 Wirtschaftlichkeit |
279 |
|
|
2.9.3 Läppen |
280 |
|
|
2.9.3.1 Verfahrenseinführung |
280 |
|
|
2.9.3.2 Genauigkeit beim Läppen |
284 |
|
|
2.9.3.3 Verfahren und Werkzeugmaschinen |
285 |
|
|
2.9.3.4 Entwicklungstendenzen |
291 |
|
|
3 Richtwerte |
292 |
|
|
3.1 Spezifische Schnittkräfte, Korrektur- und Verfahrensfaktoren (Tabellen 3.1 und 3.2) |
292 |
|
|
3.2 Drehen (Tabellen 3.3 bis 3.19) |
296 |
|
|
3.3 Hobeln und Stoßen (Tabellen 3.20 und 3.21) |
313 |
|
|
3.4 Fräsen (Tabellen 3.22 bis 3.45) |
314 |
|
|
3.5 Bohren, Senken, Reiben (Tabellen 3.46 bis 3.63) |
330 |
|
|
3.6 Sägen (Tabellen 3.64 und 3.65) |
340 |
|
|
3.7 Räumen (Tabellen 3.66 bis 3.68) |
341 |
|
|
3.8 Schleifen (Tabellen 3.69 bis 3.76) |
342 |
|
|
3.9 Zahnradbearbeitung (Tabellen 3.77 bis 3.87) |
347 |
|
|
3.10 Bearbeitung von Sonderwerkstoffen |
352 |
|
|
3.10.1 Spanende Bearbeitung von Kunststoffen (Tabellen 3.88 bis 3.96) |
352 |
|
|
3.10.2 Spanende Bearbeitung von hoch legierten Stählen (Tabellen 3.97 bis 3.109) |
361 |
|
|
3.10.3 Spanen von Titan und Titanlegierungen (Tabellen 3.110 bis 3.112) |
367 |
|
|
3.10.4 Spanen von partikelverstärktem Aluminium |
370 |
|
|
3.11 Werkstoffe |
371 |
|
|
3.11.1 Werkstoffgruppen (Tabellen 3.113 und 3.114) |
371 |
|
|
3.11.2 Gegenüberstellung von alter (DIN) und neuer (Euro-Norm) Werkstoffbezeichnung |
374 |
|
|
3.12 Schneidstoffe |
378 |
|
|
3.12.1 Schnellarbeitsstahl (Tabellen 3.116 bis 3.118) |
378 |
|
|
3.12.2 Hartmetall (Tabellen 3.119 und 3.120) |
380 |
|
|
Literaturverzeichnis |
383 |
|
|
Weiterführende Literatur |
392 |
|
|
Normen und Richtlinien |
393 |
|
|
Sachwortverzeichnis |
406 |
|