Grundlagen Drehen (Schnitttiefe | Zustellung | Vorschub | Eckenradius, Eckenwinkel, Einstellwinkel)
Summary
TLDRDieses Video script behandelt das Drehen als eine zentrale Bearbeitungstechnik in der Metallbearbeitung. Es erklärt die Grundlagen des Drehens, wie die kreisförmige Schnittbewegung und die zustell- und Vorschubbewegung des Werkzeugs. Es unterscheidet verschiedene Drehverfahren, darunter das Längsrunddrehen, Querplanen und Gewindedrehen, und erklärt die Bedeutung von Schneidengeometrien, wie der Keil-, Frei- und Neigungswinkel. Zudem wird auf die Auswirkungen von Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schneideinstellwinkeln eingegangen, um optimale Bearbeitungsergebnisse zu erzielen. Des Weiteren werden spezielle Drehwerkzeuge und ihre Normierung, sowie die Berechnung von Drehzahl und Vorschub für präzise Bearbeitungsergebnisse diskutiert.
Takeaways
- 🔧 Das Drehen ist eine zerspanende Bearbeitungsmethode, bei der durch das rotierende Werkstück und das ausführende Werkzeug eine kreisförmige Schnittbewegung entsteht.
- ⭕️ Es gibt verschiedene Drehverfahren, wie zum Beispiel das Längsrunddrehen, das für die Erzeugung eines bestimmten Durchmessers an einem Drehteil verwendet wird.
- 📏 Die Zustellung am Drehmaschine bezieht sich immer auf den Durchmesser, und die Schnitttiefe entspricht der Radiusabnahme.
- 🚨 Bei längeren Drehteilen ist es wichtig, mit einer Zentrierspitze zu arbeiten, um Schwingungen durch Unwucht zu vermeiden.
- 🛠️ Der Antrieb für die Drehbewegung erfolgt durch Elektromotoren, die eine Arbeitsspindel antreiben, auf der das Spannfutter zum Einspannen des Drehteils befestigt ist.
- ➡️ Der Vorschub beim Längsrunddrehen erfolgt längs der Drehachse des Werkstücks und erzeugt eine indirekte Fläche durch den ununterbrochenen Schnitt.
- 🔩 Die Schneide der Wendeschneidplatte hat eine Haupt- und eine Nebenschneide, wobei die Hauptschneide die hauptsächliche Zerspanleistung leistet.
- 📉 Der Keilwinkel der Werkzeugschneide, der Freiwinkel und der Spannwinkel sind wichtige geometrische Parameter, die das Schneidenverhalten beim Drehen beeinflussen.
- 🔨 Der Neigungswinkel der Wendeschneidplatte in radialer Richtung bestimmt die Lage der Spannfläche und beeinflusst die Spanbildung.
- 🔩 Der Eckenwinkel (Epsilon) der Schneide, der durch die Haupt- und Nebenschneide gebildet wird, wirkt sich auf die Stabilität der Schneide und die Lebensdauer aus.
- ⚙️ Die Einstellwinkel von Drehmeißeln beeinflussen den Spannbruch, die auftretenden Kräfte und die Vibrationsneigung beim Drehen.
Q & A
Was ist das Drehverfahren, das zur Erzeugung eines bestimmten Durchmessers an einem Drehteil verwendet wird?
-Das sogenannte Längsrunddrehen wird verwendet, bei dem die Zustellung zu Beginn des Drehvorganges in radialer Richtung erfolgt und die Schneide des Drehmeißels ständig im Eingriff ist.
Was bedeutet die Bezeichnung 'Zustellung' in der Drehbearbeitung?
-Die Zustellung bezieht sich auf die radiale Bewegung des Werkzeugs zur Erzeugung eines bestimmten Durchmessers, und die Angabe der Zustellung an der Drehmaschine bezieht sich immer auf den Durchmesser.
Welche Voraussetzungen müssen für das Längsrunddrehen bei relativ langen Drehteilen erfüllt sein?
-Bei relativ langen Drehteilen, die mindestens dreimal so lang sind wie der Durchmesser, muss mit einer Zentrierspitze gearbeitet werden, um Schwingungen des Werkstückes durch Unwucht zu vermeiden.
Wie wird die Drehbewegung bei einem Drehteil antrieben?
-Die Drehbewegung wird durch Elektromotoren antrieben, die eine Arbeitsspindel antreiben, auf der das Spannfutter zum Einspannen des Drehteils befestigt ist.
Was ist der Unterschied zwischen Längsrunddrehen und Querplanrehen?
-Beim Längsrunddrehen erfolgt der Vorschub längs zur Drehachse des Werkstücks und erzeugt eine indrische Fläche, während beim Querplanrehen der Vorschub quer zur Drehachse erfolgt und die eigentliche Zerspanungsarbeit von der Nebenschneide geleistet wird.
Was sind die Vor- und Nachteile von fließenden Spänen im Längsrunddrehen?
-Fließspäne können durch eine geeignete Wahl des Spannwinkels an der Werkzeugschneide erzeugt werden, aber sie können das rotierende Werkstück beschädigen, wenn sie sich verfangen. Um dies zu vermeiden, wird oft ein negativer Spannwinkel verwendet, um reißspäne zu erzeugen, was die Arbeitssicherheit erhöht.
Wie wird die Schneide eines Drehmeißels mit Wendeschneidplatte charakterisiert?
-Die Schneide der Wendeschneidplatte besitzt eine Haupt- und eine Nebenschneide. Die Hauptschneide leistet die Hauptsächliche Zerspanleistung und ist in Vorschubrichtung gerichtet, während die Nebenschneide zur Unterstützung beiträgt.
Was ist der Vorteil von Hartmetallwendeschneidplatten im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl?
-Hartmetallwendeschneidplatten erlauben deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten und ermöglichen die schnelle Wechsel der Schneiden bei Verschleiß, was zu einer höheren Produktivität führt.
Wie beeinflusst der Keilwinkel der Werkzeugschneide die Spanbildung?
-Ein positiver Keilwinkel führt dazu, dass die Spannfläche der Hauptschneide nach hinten fällt, während ein negativer Keilwinkel die Spannfläche nach vorne anwachsen lässt, was die Schneide stabiler macht.
Was sind die Auswirkungen von radialer und axialer Neigung des Drehmeißels auf die Zerspanung?
-Beide Neigungen bestimmen die Lage der Spannfläche und beeinflussen die Spanbildung. Eine radiale Neigung kann die Hauptschneide nach oben oder unten neigen, während die axiale Neigung den Keilwinkel beeinflusst und somit die Stabilität der Schneide.
Was ist der Einstellwinkel und wie beeinflusst er die Bearbeitung?
-Der Einstellwinkel ist der Winkel zwischen der Hauptschneide und der zu erzeugenden Werkstückoberfläche. Er beeinflusst den Spannbruch, die auftretenden Kräfte und die Vibrationsneigung, wobei kleinere Einstellwinkel zu einer besseren Wärmeabfuhr und dünneren Spänen führen.
Welche Faktoren sind bei der Wahl des Eckenradius für die Schneide zu berücksichtigen?
-Der Eckenradius sollte kleiner als die Schnitttiefe gewählt werden, um eine hohe Oberflächengüte zu erzielen. Bei großen Eckenradien können hohe radiale Kräfte entstehen, die zu Vibrationen führen und die Oberflächengüte verschlechtern können.
Wie wird der Werkzeugverschleiß im Längsrunddrehen beeinflusst?
-Der Vorschub hat einen deutlich größeren Einfluss auf die Standzeit der Schneide als die Schnitttiefe. Große Vorschübe erhöhen die Wärmeentwicklung und belasten die Schneide thermisch stark, während zu geringe Vorschübe zu einem langen Spann führen können, der die Oberfläche beschädigt.
Was ist der Unterschied zwischen Voll- und Teilprofilgewindeschneidplatten?
-Vollprofilgewindeschneidplatten schneiden das gesamte Gewindeprofil einschließlich der Gewindespitzen, während Teilprofilplatten nur den Gewindegrund und die Gewindeflanken schneiden, nicht jedoch die Gewindespitzen.
Wie wird die Normung von Wendeschneidplatten nach der ISO 32 durchgeführt?
-Die ISO 32 Norm gliedert die Bezeichnung in neun Blöcke, die Informationen über Plattenform, Freiwinkel, Toleranzklasse, Befestigung, Länge der Schneidkante, Plattendicke, Eckenradius, Schneidkantenform und Schneidrichtung enthalten.
Outlines
🔧 Grundlagen des Drehens und Längsrunddrehens
Der erste Absatz behandelt die Grundlagen des Drehens, insbesondere des Längsrunddrehens. Es wird erklärt, dass das Drehen eine kreisförmige Schnittbewegung ist, die durch das rotierende Werkstück erzeugt wird, während das Werkzeug Zu- und Vorschubbewegungen ausführt. Der ununterbrochene Schnitt ist eine wichtige Eigenschaft des Drehens. Es wird auch auf die Bedeutung der Zustellung und die Erzeugung verschiedener Drehverfahren hingewiesen, die für die Herstellung bestimmter Durchmesser an Drehteilen verwendet werden. Zudem werden die Anforderungen an die Längsführung bei relativ langen Drehteilen und die Verwendung von Zentrierspitzspitzen zur Vermeidung von Schwingungen und Unwucht erläutert.
🛠️ Drehwerkzeuge und Schneidgeometrien
In diesem Absatz werden die Geometrien von Drehmeißeln mit Wendeschneidplatten und deren Auswirkungen auf das Drehen-Ergebnis beschrieben. Es wird auf die Haupt- und Nebenschneide hingewiesen, die für die Zerspanleistung verantwortlich sind. Die Bedeutung von Frei- und Nebenflächen sowie die Auswirkungen von Spannwinkeln und Neigungswinkeln auf die Stabilität und Leistung des Drehmeißels werden erläutert. Auch die Wahl des geeigneten Werkstoffs für die Wendeschneidplatten und die Vor- und Nachteile von Hartmetallplatten werden diskutiert.
📏 Einfluss von Schneidparametern auf das Drehen
Der dritte Absatz konzentriert sich auf die Einflussfaktoren von Schneidparametern wie Neigungswinkel, Eckenwinkel und Einstellwinkel auf das Drehen. Es wird erklärt, wie diese Parameter die Belastung der Schneide, die Spannebildung und die thermische Belastung beeinflussen. Die Wahl des Neigungswinkels wird als entscheidend für die Vermeidung von Schneidkantenbruch und für die Anpassung an die zu bearbeitenden Werkstoffe dargestellt. Der Einstellwinkel wird als wichtiger Faktor für die Steuerung des Spannbruchs und der Vibrationen angesehen.
🔨 Mechanismen des Werkzeugverschleißes beim Drehen
In diesem Absatz werden die Mechanismen des Werkzeugverschleißes im Zusammenhang mit dem Drehen erläutert. Es wird auf die Auswirkungen von Schnitttiefe, Vorschub und Schnittgeschwindigkeit auf die Lebensdauer der Schneidwerkzeuge eingegangen. Dabei wird betont, dass große Schnitttiefen und Vorschübe die Wärmeentwicklung erhöhen können, was zu einem erhöhten Verschleiß führen kann. Die Bedeutung der Schnittgeschwindigkeit für die Festigkeit des Schneidstoffs und die Vermeidung von Aufbauschneide wird ebenfalls thematisiert.
🔩 Gewindedrehen und andere spezielle Drehverfahren
Der fünfte Absatz beschäftigt sich mit dem Gewindedrehen sowie anderen speziellen Drehverfahren wie Einstech- und Abstechdrehen. Es wird erklärt, wie das Gewinde durch die Verwendung von Wendeschneidplatten mit spezifischem Profil hergestellt wird und wie die Vorschub- und Drehzahlsteuerung für die Erzeugung eines korrekten Gewindes wichtig ist. Auch die Verwendung von Zwischenlagen zur Erzielung eines freien Winkeles an den Gewindeflanken wird beschrieben. Zudem werden Verfahren wie das Einstech- und Abstechdrehen zur Herstellung von Nuten und durchtrennten Querschnitten vorgestellt.
📐 Normung und Bezeichnung von Wendeschneidplatten
In diesem Abschnitt wird die Normung nach ISO 32 für Wendeschneidplatten zum Drehen erläutert. Es wird auf die neun Blöcke der Bezeichnung eingegangen, die Informationen über die Form, Freiwinkel, Toleranzen, Befestigung, Länge der Schneidkante, Plattendicke, Eckenradius, Schneidkantenform und Schneidrichtung enthalten. Die Bedeutung der individuellen Codes und Buchstaben wird erklärt, um die spezifischen Anforderungen an die Wendeschneidplatten zu erfassen. Zudem wird auf die Verwendung von Spannleitstufen zur Steuerung der Spannebildung und Vermeidung von langen Spänen hingewiesen.
🔄 Berechnung von Drehzahl, Vorschub und Schneideinstellungen
Der letzte Absatz kündigt die Behandlung der Berechnung von Drehzahl, Vorschub und Schneideinstellungen für das Schrubben und Schlichten an. Es wird angekündigt, dass ein konkretes Beispiel zur Veranschaulichung dieser Berechnungen und Einstellungen in einem zukünftigen Video behandelt werden soll. Diese Abschnitte sind entscheidend für die Optimierung des Drehens und die Erzielung einer hohen Oberflächenqualität und Werkstückgenauigkeit.
Mindmap
Keywords
💡Drehen
💡Vorschub
💡Zustellung
💡Schnittbewegung
💡Wendeschneidplatte
💡Spannwinkel
💡Eckenwinkel
💡Einstellwinkel
💡Gewindedrehen
💡Schnittgeschwindigkeit
Highlights
Das Drehen erzeugt eine kreisförmige Schnittbewegung durch das rotierende Werkstück.
Beim Drehen spricht man von einem ununterbrochenen Schnitt, da die Schneide des Drehmeißels ständig im Eingriff ist.
Längsrunddrehen wird angewendet zur Erzeugung eines bestimmten Durchmessers an einem Drehteil.
Die Zustellung beim Drehmaschinen bezieht sich immer auf den Durchmesser, was die Schnitttiefe AP betrifft.
Zur Vermeidung von Schwingungen bei langen Drehteilen wird mit einer Zentrierspitze gearbeitet.
Der Antrieb für die Drehbewegung erfolgt durch Elektromotoren, die eine Arbeitsspindel antreiben.
Beim Längsrunddrehen kann durch eine geeignete Wahl des Spannwinkels sowohl Fließspäne als auch kurzbrechende Späne erzeugt werden.
Das Drehen kann sowohl mit als auch ohne Kühlschmierstoff erfolgen.
Die Geometrie eines Drehmeißels mit Wendeschneidplatte unterscheidet sich je nach Vorschubrichtung.
Wendeschneidplatten aus Hartmetall erlauben deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zu Schnellarbeitsstahl.
Der Keilwinkel der Werkzeugschneide, der Freiwinkel und der Spannwinkel sind entscheidend für die Schneidleistung beim Drehen.
Ein positiver Spannwinkel ist bei der Bearbeitung sehr harter Werkstoffe eingesetzt.
Der radiale Neigungswinkel der Wendeschneidplatte bestimmt die Lage der Spannfläche und beeinflusst die Spannbildung.
Ein negativer Neigungswinkel verringert die Gefahr des Schneidkantenbruchs, besonders bei schweren Zerspanungsarbeiten.
Der Eckenwinkel Epsilon, gebildet durch die Haupt- und Nebenschneide, beeinflusst die Stabilität der Schneide und den Verschleiß.
Ein großer Eckenradius R führt zu stabilen Schneiden und verbessert die Wärmeabfuhr.
Der Einstellwinkel Kapper beeinflusst den Spannbruch, die auftretenden Kräfte und die Vibrationsneigung.
Gewindedrehen erfordert eine genaue Abstimmung des Vorschubs auf die Drehzahl der Arbeitsspindel für die richtige Steigung.
Das Einsatz von mehrzahnwendeschneidplatten kann die Anzahl der Arbeitsgänge beim Gewindedrehen stark reduzieren.
Einstech- und Abstechdrehen erlauben die Herstellung von Nuten und durchtrennender Querschnitte.
Profildrehen verwendet Schneiden in der Negativform der gewünschten Geometrie am Drehteil.
Die Normung von Wendeschneidplatten nach der ISO-Norm 32 ist essentiell für die Bezeichnung und die Identifizierung.
Spannleitstufen sind eingearbeitete Stufen hinter der Schneide, die dazu dienen, die Späne in regelmäßigen Abständen zu brechen.
Transcripts
das
Drehen in diesem Video betrachten wir
das Drehen etwas genauer wie bereits im
Video über die Grundlagen der
zerspannung erläutert wird beim Drehen
die kreisförmige Schnittbewegung durch
das rotierende Werkstück erzeugt während
das Werkzeug die zustell und
Vorschubbewegung
ausführt da die Schneide des drehmeißels
ständig im Eingriff ist spricht man beim
Drehen auch von einem ununterbrochenen
Schnitt je nach erzeugter Fläche und
Vorschubrichtung das heißt ob quer oder
längst zu Dreh Achse des Werkstücks
gedreht wird unterscheidet man
verschiedene
drehverfahren zur Erzeugung eines
bestimmten Durchmessers an einem
Drehteil wird das sogenannte
längsrunddrehen angewendet dabei erfolgt
die Zustellung zu Beginn des
drehvorganges in radialer Richtung die
Schnitttiefe AP entspricht dabei der
Abnahme des
Radius es ist zu beachten dass sich die
Angabe der Zustellung an der
Drehmaschine immer auf den Durchmesser
bezieht wird beispielsweise an der
Anzeige der Drehmaschine eine Zustellung
von 2 mm gewählt so bezieht sich dies
auf den Durchmesser das bedeutet dass
bei einer Zustellung von 2 mm auch der
Durchmesser um 2 mm reduziert wird die
Schnitttiefe AP die sich immer auf die
radiusabnahme bezieht beträgt in diesem
Fall ein
millmeter beim längsrunddrehen muss bei
relativ langen Drehteilen die mindestens
dreimal so lang sind wie der Durchmesser
mit einer Zentrierspitze gearbeitet
werden um Schwingungen des Werkstückes
durch Unwucht zu vermeiden dazu wird die
drehbare zentrierspit in der Pinole des
reitstocks befestigt während das
Drehteil die Zentrierspitze durch eine
Zentrierbohrung
aufnimmt der Antrieb für die
Drehbewegung erfolgt durch
Elektromotoren die eine Arbeitsspindel
antreiben auf der das Spannfutter zum
Einspannen des Drehteils befestigt ist
der über die Drehzahl der Arbeitsspindel
gekoppelte Vorschub wird über eine
sogenannte zugspindel auf den
Werkzeugschlitten
übertragen wie der Name bereits andeutet
erfolgt beim längsrunddrehen der
Vorschub längs zur Drehachse des
Werkstücks und erzeugt somit eine
indrische Fläche durch den
ununterbrochenen Schnitt beim
längsrunddrehen können relativ lange
Späne entstehen die auch als fließspäne
bezeichnet werden durch eine geeignete
Wahl des spannwinkels an der
Werkzeugschneide können aber auch
kurzbrechende Späne erzeugt werden
solche reißspäne verringern die Gefahr
dass sich lange Späne im rotierenden
Werkstück verfangen und dieses
beschädigen zudem wird hierdurch die
Arbeitssicherheit stark erhöht da keine
langen Späne herumgewirbelt werden das
drehen kann je nach Anwendungsfall mit
oder ohne Kühlschmierstoff
erfolgen betrachten wir im Folgenden die
Geometrie eines drehmeißels mit
Wendeschneidplatte etwas genauer je nach
Vorschubrichtung besitzt die Schneide
der Wendeschneidplatte eine
Hauptschneide und eine nebenschneide die
Hauptschneide leistet dabei die
hauptsächliche Zerspanleistung und ist
in Vorschubrichtung gerichtet
dementsprechend gibt es auch eine
hauptfreifläche und eine
nebenfreifläche die Spannfläche ist in
allen schneidfällen
dieselbe neben drehmeißeln mit hart
metallwendeschneidplatten gibt es auch
Drehmeißel mit aufgelöteten
Hartmetallplatten in seltenen Fällen
sind auch noch Drehmeißel aus
Schnellarbeitsstahl anzutreffen
Wendeschneidplatten haben jedoch den
entscheidenden Vorteil dass vielfältige
und stets reproduzierbare
schneidengeometrien gewählt werden
können sodass diese jeweils optimal zu
den gegebenen Anforderungen passen
außerdem können die geschraubten oder
geklemmten Wendeschneidplatten bei
Verschleiß schnell gewechselt werden im
Vergleich zu schneiden aus
Schnellarbeitsstahl erlauben wendeschne
Platten aus Hartmetall deutlich höhere
Schnittgeschwindigkeiten die Abbildung
zeigt für das längsrunddrehen den
Keilwinkel der Werkzeugschneide den
Freiwinkel und den
spannwinkel bei einem positiven
spannwinkel fällt die Spannfläche
Aussicht der Hauptschneide nach hinten
ab bei einem negativen spannwinkel
steigt die Spannfläche hingegen nach
hinten an hierdurch vergrößert sich
automatisch der Keilwinkel und die
Werkzeugschneide wird stabiler ein
spannwinkel wird deshalb bei der
Bearbeitung sehr harter Werkstoffe
eingesetzt der spannwinkel beschreibt
aus der vorliegenden Sichtweise also die
Neigung der Spannfläche in axialer
Richtung des
Drehteils darüber hinaus kann die
Spannfläche aber nicht nur in axialer
Richtung sondern auch in radialer
Richtung geneigt sein in der
vorliegenden Situation neigt sich die
Wendeschneidplatte nicht in radialer
Richtung sie kann sich aber
beispielsweise wie abgebildet in
radialer Richtung nach unten neigen auch
eine Neigung in radialer Richtung nach
oben ist
möglich sowohl die radiale als auch die
axiale Neigung bestimmen letztlich die
Lage der Spannfläche und beeinflussen
somit die spannbildung um diesen
radialen Neigungswinkel zu definieren
müssen wir also in axialer Richtung auf
die Wendeschneidplatte Blicken der
Neigungswinkel Lambda ist dann der in
radialer Richtung gemessene Winkel
zwischen der Hauptschneide und der
Horizontalen wie der Spanwinkel kann
auch der Neigungswinkel positiv oder
negativ sein bei einem positiven Neigung
Winkel neigt sich die Hauptschneide wie
abgebildet in radialer Richtung nach
unten bei einem negativen Neigungswinkel
hingegen steigt die Hauptschneide in
radialer Richtung nach außen
an bei einem negativen Neigungswinkel
erfolgt der Anschnitt des Materials
nicht an der Spitze der schneidenkanten
sondern weiter außen dadurch wird die
schneidenecke weniger belastet und die
Gefahr des schneidkantenbruchs
verringert besonders bei schweren
zerspannungsarbeiten wie beispielsweise
beim schruppen wird deshalb meist ein
negativer neigungswin im Bereich von -3
bis -8°
verwendet negative Neigungswinkel sind
jedoch beim Schlichten von Nachteil da
der Spann durch die Neigung der
Spannfläche in Richtung der gedrehten
Fläche gelenkt wird und diese
beschädigen kann daher wird beim
Schlichten ein positiver Neigungswinkel
empfohlen der den Spann von der
Werkstückoberfläche weglenkt auch bei
der Bearbeitung von Werkstoffen die zum
Kleben neigen kann daher ein positiver
spannwinkel von Vorteil
sein grundsätzlich kann nicht jede Wende
Schneidplatte so in der Lage verändert
werden dass sowohl mit positivem als
auch mit negativem Neigungswinkel
gedreht werden kann bei positiven
Neigungswinkeln muss der Freiwinkel der
Schneide nämlich zwangsläufig größer
sein als der Neigungswinkel selbst da
sonst die Freifläche an der
Werkstückoberfläche
reibt man spricht in diesem Fall auch
von sogenannten positiven
Wendeschneidplatten da diese bei
positiven Neigungswinkeln eingesetzt
werden positive Wendeschneidplatten
haben sozusagen ein spitzes
Profil wird dagegen ein negativer
Neigungswinkel verwendet ist im Prinzip
kein schneidenfreiwinkel erforderlich da
sich durch die negative Neigung der
Wendeschneidplatte automatisch ein
Freiwinkel am Werkstück ergibt in diesen
Fällen wird dann ein rechtwinkliges
Profil für die Wendeschneidplatte
gewählt dies hat den Vorteil dass sowohl
auf der Ober als auch auf der Unterseite
schneiden vorhanden sein können und die
Wendeschneidplatte bei Verschleiß
einfach gewendet werden kann man spricht
bei solchen rechtwinkligen Profilformen
auch von negativen wendeschne ten da
diese speziell für negative
Neigungswinkel eingesetzt
werden neben der Betrachtung der
Wendeschneidplatte in radialer Richtung
zur Definition des spannwinkels und in
axialer Richtung zur Definition des
Neigungswinkels betrachten wir nun die
Wendeschneidplatte von oben hier lässt
sich ein weiterer geometrischer Winkel
definieren der sogenannte eckenwinkel
Epsilon dieser wird durch die Haupt und
nebenschneide gebildet je größer der
eckenwinkel desto höher die Stabilität
der Schneide und die Gefahr des
schneidenbruchs wird verringert zudem
verbessert sich durch die größere Fläche
die Wärmeabfuhr und die thermische
Belastung der Schneide sinkt was sich
wiederum positiv auf die Standzeit
auswirkt die Ecke wo sich Spannfläche
und Freiflächen berühren wird
schneidenecke genannt die schneidenecke
ist nicht spitz sondern aufgrund der
besseren Stabilität der Schneide
ausgerundet der entsprechende Radius
wird als Eckenradius R oder als
schneidenradius
bezeichnet große eckenradien führen zu
stabilen schneiden und erlauben hohe
Vorschubgeschwindigkeiten und große
Schnitttiefen wie sie beim schruppen
erforderlich sind zudem wird durch die
große Rundung die Wärmeabfuhr verbessert
was sich positiv auf die Standzeit
auswirkt beim schruppen liegen die
schneidenradien im Bereich von etwa ein
bis 2
mm aufgrund der größeren Auflagefläche
an der Rundung bei großen eckenradien
entstehen jedoch hohe radiale Kräfte am
Drehmeißel was zu starken Vibrationen
führen kann dies verschlechtert dann die
Oberflächengüte die Formgenauigkeit und
die
Maßhaltigkeit in diesen Fällen sollte
ein kleinerer Eckenradius gewählt werden
zudem führt ein kleiner Eckenradius
häufig zu einem besseren spannbruch
sodass nicht die Gefahr der Entstehung
von langen fließspänen besteht
eckenradien sollten für eine hohe
Oberflächengüte so gewählt werden dass
sie kleiner als die Schnitttiefe sind
zudem sollte der Vorschub beim schruppen
kleiner als der halbe Eckenradius sein
beim Schlichten sollte der Vorschub
sogar nicht größer als ein Drittel des
Eckenradius gewählt
werden der sich während des Drehens
einstellende Winkel zwischen
Hauptschneide und die zu erzeugende
Werkstückoberfläche wird als
Einstellwinkel Kapper bezeichnet der
Einstellwinkel beeinflusst den
spannbruch die auftretenden Kräfte und
damit wiederum die
Vibrationsneigung dabei gilt bei
gleicher Schnitttiefe je kleiner der
Einstellwinkel desto länger wird die im
Eingriff befindliche Schneidkante und
desto besser verteilen sich die
Schnittkräfte dies reduziert die
Beanspruchung der Schneide und führt zu
dünneren Spänen die leichter brechen
zudem kann die Wärmeabfuhr über eine
längere Kante erfolgen was zu geringeren
Temperaturen führt und den Verschleiß
mindert bei einem großen Einstellwinkel
hingegen ist der Span bei gleichem
Vorschub und gleicher Schnitttiefe
relativ dick und die schneidenbelastung
steigt da nur ein kleiner Teil der
Schneide im Eingriff ist und sich die
Schnittkräfte nicht so gut verteilen
können durch die geringe Schneidenlänge
ist auch die Wärmeabfuhr reduzit was
wiederum die Schneide thermisch stark
belastet und zu erhöhtem Verschleiß
führt Einstellwinkel von 90° oder mehr
sind bei der Herstellung von
rechtwinkligen Absätzen erforderlich
Einstellwinkel größer 90° haben wiederum
den Vorteil dass sich die effektiv im
Eingriff befindliche Schneidenlänge
etwas vergrößert hierdurch wird aber
zwangsläufig der eckenwinkel Epsilon
kleiner was wiederum zu einer
instabileren Schneide
führt wie bereits erwähnt beeinflusst
der Einstellwinkel nicht nur die
spannabnahme sondern auch die wirkenden
Kräfte auf den Drehmeißel bzw auf das
Drehteil
durch eine kräftezerlegung bei gegebenem
Einstellwinkel zeigt sich sehr schnell
dass sich die Normalkraft der Schneide
in einen axiale Komponente FV und in
eine radiale Komponente FP zerlegen
lässt die Kraft in axialer Richtung
entspricht jener Kraft mit der der
Drehmeißel beim längsrunddrehen in
Richtung des Vorschubs bewegt werden
muss um das Material zu zerspannen diese
axiale Kraft wird deshalb auch als
Vorschubkraft FV
bezeichnet wie die kräftezerlegung aber
auch zeigt entsteht dabei zwangsläufig
eine Radialkraft FP die versucht das
Drehteil radial wegzudrücken diese
abdrängkraft wird auch als passivkraft
FP bezeichnet da sie nicht zur
zerspannungsleistung beiträgt sondern im
Prinzip nur der Kraft entspricht mit der
der Drehmeißel in radialer Position
gehalten werden muss um nicht selbst
abgedrängt zu werden beim Drehen von
langen dünnen Wellen wird durch eine
große passivkraft das Drehteil eventuell
stark durchgebogen und führt damit zu
einer geringen Maß und
Formhaltigkeit zudem erhöht sich durch
die große passivkraft die
Vibrationsneigung die passivkraft kann
jedoch deutlich reduziert werden wenn
größere Einstellwinkel gewählt werden
die kräftezerlegung zeigt sehr
anschaulich dass die passivkraft mit
größer werdendem Einstellwinkel abnimmt
und im Falle eines einstellwinkels von
90° sogar Null wird und damit ganz
verschwindet beim Schlichten sollten
daher möglichst große Einstellwinkel im
Bereich von 90° verwendet werden die
dann nahezu keine passivkraft
verursachen fassen wir das wichtigste
noch einmal zu zusammen kleine
Einstellwinkel verringern die Belastung
der Schneide durch die längere effektive
eingriffslänge und verbessern die
Wärmeabfuhr allerdings sind die
passivkräfte die zum Durchbiegen des
Drehteils und zu Vibrationen führen bei
kleinen einstellwinkeln relativ groß
daher wird beim Schlichten oder Drehen
von langen dünnen Werkstücken ein großer
Einstellwinkel im Bereich von 90°
gewählt hier wird auch deutlich warum
die Schnitttiefe grundsätzlich größer
als der Eckenradius sein sollte ist
nämlich die Schnitttiefe kleiner als der
Eckenradius so spannt nicht mehr die
gerade Schneide sondern die
schneidenecke der wirksame
Einstellwinkel wird dann mit abnehmender
Schnitttiefe immer kleiner es entstehen
dann wiederum sehr große radiale
passivkräfte die einerseits das
Werkstück radial wegdrücken und
andererseits zu verstärkten Schwingungen
führen können deshalb darf auch beim
Schlichten eine mindestschnitttiefe
nicht unterschritten werden die
grundsätzlich größer als der Eckenradius
sein
sollte abschließend zum längsrunddrehen
noch ein paar Worte zum
Werkzeugverschleiß so paradox es auf den
ersten Blick erscheinen mag hat die
Schnitttiefe einen eher geringen
Einfluss auf die Standzeit des Werkzeugs
denn mit zunehmender Schnitttiefe nimmt
zwar die absolute Belastung der Schneide
zu gleichzeitig vergrößert sich aber die
im Eingriff befindliche Schneidenlänge
in gleichem Maße s dass die Belastung
pro Millimeter Schneidenlänge nahezu
konstant bleibt große Schnitttiefen
ermöglichen somit eine wirtschaftliche
Bearbeitung von
Drehteilen zudem sind weniger
einzelbearbeitungsschritte notw wendig
was sich wiederum positiv auf die
Einsatzzeit des Werkzeugs
auswirkt der Vorschub hingegen hat einen
deutlich größeren Einfluss auf die
Standzeit der Schneide insbesondere
große Vorschübe erhöhen die
Wärmeentwicklung und belasten damit die
Schneide thermisch sehr stark große
Vorschübe reduzieren somit nicht nur die
Standzeit sondern verschlechtern durch
die relativ großen riefenabstände auf
der Werkstückoberfläche auch die
Oberflächengüte zu geringe Vorschübe
beim Schlichten können wiederum den
Nachteil haben dass unter Umständen ein
sehr langer Spann entsteht der dann
ebenfalls die Oberfläche
beschädigt nochmals größeren Einfluss
auf die Standzeit hat die
Schnittgeschwindigkeit bei hohen
Schnittgeschwindigkeiten nimmt die
Wärmeentwicklung sehr stark zu die
Schneide erwärmt sich hierdurch zu sehr
und die Festigkeit des schneidstoffs
nimmt ab das heißt die Schneide weicht
sozusagen auf dies führt dann zu einem
verstärkten Verschleiß der Schneide zu
niedrige Schnittgeschwindigkeiten
sollten aber dennoch vermieden werden da
sonst die Gefahr besteht dass ein Teil
des abgetragenen Materials auf der
Spanfläche kleben bleibt dies bezeichnet
man als
Aufbauschneide eine solche
aufbauschneidenbildung füht wiederum zu
geringerer Oberflächengüte und letztlich
auch zu verstärktem Verschleiß deshalb
sollten stets die Angaben der
Werkzeughersteller zu den
Schnittgeschwindigkeiten beachtet
werden im Folgenden sollen die
verschiedenen drehverfahren etwas näher
betrachtet werden im bisher
dargestellten Fall wurde durch
längsrunddrehen eine zylindrische
Oberfläche erzeugt mit der vorliegenden
Wendeschneidplatte und dem gewählten
Einstellwinkel ist es prinzipiell auch
möglich die Stirnfläche des drehteiles
eben das heißt Plan zu drehen der
Vorschub erfolgt dabei quer zur
Drehachse weshalb man auch von
querplanrehen spricht in diesem Fall
wird die eigentliche zerspannungsarbeit
von der vorgenannten nebenschneide
geleistet die in diesem Fall zur
Hauptschneide wird es ist zu beachten
dass nicht alle Wendeschneidplatten
aufgrund ihrer unterschiedlichen Form
sowohl für das längsrunddrehen als auch
für das querplant drehen geeignet sind
auf die verschiedenen Formen von
Wendeschneidplatten und deren
Bezeichnungssystem gehen wir später noch
näher
ein ein weiteres drehverfahren ist das
Gewindedrehen dabei wird der
wellenabschnitt auf den später das
Gewinde geschnitten werden soll etwa auf
den Nenndurchmesser abgedreht eine 45°
Phase bis zum Gewindegrund erleichtert
das spätere aufschrauben der Mutter soll
die Mutter bis auf die wellenschulter
aufgeschraubt werden muss vorher ein
sogenannter gewindeauslauf bzw
gewindefreistich angebracht werden aus
dem das Gewinde sozusagen ins Freie
auslaufen kann zum Drehen des
gewindeauslaufs werden sehr spitze
Wendeschneidplatten verwendet das
Gewinde selbst wird mit speziellen
gewindeschneidplatten hergestellt deren
schneide die Form des gewünschten
gewindeprofils aufweisen beim
Gewindedrehen muss der Vorschub genau
auf die Drehzahl der Arbeitsspindel
abgestimmt sein damit das Gewinde mit
der richtigen Steigung entsteht der
einzustellende Vorschub entspricht der
Steigung des herzustellenden Gewindes
um eine solche exakte Kopplung zwischen
Drehzahl und Vorschub zu erreichen sind
Drehmaschinen neben der häufig als
sechskantwelle ausgeführten zugspindel
mit einer Leitspindel
ausgerüstet dabei handelt es sich in der
Regel um eine Gewindespindel mit
Trapezprofil die die Drehbewegung der
Arbeitsspindel direkt über eine
schlossmutter sehr präzise in eine
Vorschubbewegung
umsetzt im Gegensatz zum CNC
Gewindedrehen wird das Gewinde auf
konventionellen Drehmaschinen in der
Regel mit der niedrigstmöglichen
Drehzahl gedreht um eine max ale
Kontrolle über den Schneidvorgang zu
erhalten das Gewinde wird oft nicht in
einem Durchgang sondern in mehreren
Durchgängen hergestellt von Durchgang zu
Durchgang wird jeweils ca 0,1 mm
Schnittiefe zugestellt bis das Gewinde
im letzten Durchgang auf die volle
Gewindetiefe geschnitten wird außerdem
müssen beim gewindechneiden spezielle
schneidöle verwendet werden um die
Reibung zu
minimieren zur Erzeugung eines sy
freiwinkels an den Gewindeflanken dem
sogenannten flankenfreiwinkel und zur
Gewährleistung eines korrekten
gewindeprofils muss die
Wendeschneidplatte entsprechend dem
Steigungswinkel des Gewindes geneigt
sein um diesen axialen Neigungswinkel
der Wendeschneidplatte zu gewährleisten
gibt es für jedes Gewinde entsprechend
geneigte Unterlegplatten sogenannte
Zwischenlagen die zwischen
Werkzeughalter und Wendeschneidplatte
gelegt werden zusätzlich sind die
Zwischenlagen in radialer Richtung um ca
10 bis 15° nach unten geneigt um einen
Freiwinkel in radialer Richtung zu
erhalten im soeben betrachteten Fall
wurde eine sogenannte Vollprofil
gewindeschneidplatte verwendet diese
schneidet das gesamte gewindeprofil
einschließlich der gewindespitze mit den
entsprechenden Verrundungen in diesem
Fall muss der ausgangsdurchmesser des
Drehteils vor dem Gewindedrehen um etwa
5 bis 7 h mm größer sein als der
Nenndurchmesser des
Gewindes dieses Aufmaß wird dann im
letzten Arbeitsgang durch die
vollprofilgewindeplatte automatisch auf
das Nennmaß herunter
gedreht da das Gewinde vollständig
geschnitten wird ist für jedes Gewinde
eine eigene vollprofilwendeschneidplatte
erforderlich bei einer großen Anzahl
unterschiedlicher Gewinde erfordert dies
einen entsprechend großen
werkzeugbestand um die Anzahl der
unterschiedlichen Wendeschneidplatten zu
reduzieren gibt es auch
Wendeschneidplatten mit einem
sogenannten
teilprofil dabei werden nur der
Gewindegrund und die Gewindeflanken
geschnitten nicht aber die
Gewindespitzen auf diese Weise können
Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen
mit nur einer Wendeschneidplatte
hergestellt werden voraussetzung ist
natürlich dass der Profilquerschnitt des
Gewindes in allen Fällen gleich ist der
ausgangsdurchmesser des Drehteils muss
ohne Aufmaß genau dem Außendurchmesser
des Gewindes
entsprechen meist entsteht dabei jedoch
ein Grad an den Gewindespitzen der
nachträglich entfernt werden
muss sowohl bei voll als auch bei
teilprofil gewindeschneidplatten sind in
der Regel viele Arbeitsgänge
erforderlich bis die endgültige
Gewindetiefe erreicht ist durch den
Einsatz von sogenannten mehrzahnwendes
Schneidplatten kann die Anzahl der
Arbeitsgänge stark reduziert werden da
ein kleinerer Zahn das Gewinde sozusagen
vorschneidet pro Arbeitsgang kann dann
deutlich tiefer zugestellt werden der
Einsatz von mehrzahngewindes
Schneidplatten erfordert allerdings sehr
leistungsstarke
Drehmaschinen gehen wir im Folgenden in
aller Kürze noch auf weitere
drehverfahren ein neben dem längsrund
querplan und dem Gewindedrehen ist das
sogenannte einstechdrehen ein weiteres
drehverfahren beim einstechdrehen wird
beispielsweise in radialer Richtung in
das Drehteil eingestochen auf diese
Weise können beispielsweise Nuten für
Sicherungs oder Dichtungsringe
hergestellt werden je nach zu
erzeugender Schnittbreite gibt es
hierfür spezielle einstechwendes
Schneidplatten Nuten können nicht nur am
Umfang eines Drehteils hergestellt
werden sondern auch in der
Stirnfläche hierfür wird in die
Stirnfläche des Drehteils in axialer
Richtung eingestochen um auf diese Weise
eine kreisförmige Nut zu erh halten mit
dem einstechdrehen verwandt ist das
abstechdrehen in diesem Fall wird der
Querschnitt des Drehteils in radialer
Richtung komplett
durchtrennt ein weiteres drehverfahren
ist das sogenannte profildrehen in
diesen Fällen besteht die Schneide aus
der Negativform der herzustellenden
Geometrie am
Drehteil solche schneiden sind meist
Sonderanfertigungen und daher relativ
teuer individuelle Wendeschneidplatten
zum profildrehen sind daher meist nur in
der Massenfertigung wirtschaftlich
Drehmeißel bzw Klemmhalter für
Wendeschneidplatten gibt es in
verschiedenen Geometrien eine grobe
Einteilung erfolgt in sogenannte linke
rechte und neutrale Drehmeißel
überwiegend werden Rechte Drehmeißel
eingesetzt die die gewünschten
Geometrien am Drehteil sozusagen von
rechts erzeugen linke Drehmeißel
ermöglichen es das Drehteil auch von der
linken Seite zu bearbeiten ohne dass
hierfür das Werkstück umgespannt werden
muss darüber hinaus gibt es neutrale
Drehmeißel die eine Bearbeitung des
Werkstücks in beiden Richtungen
ermöglichen dies ist beispielsweise beim
sogenannten formdrehen der Fall bei dem
eine beliebige Form am Drehteil erzeugt
wird auch beim einstech oder
abstechdrehen werden überwiegend
neutrale Drehmeißel
verwendet die Bezeichnung richtet sich
letztlich danach auf welcher Seite die
Hauptschneide in Bezug auf den
Klemmhalter liegt wenn man den
Drehmeißel von vorne betrachtet liegt
die Schneide links von der
drehmeißelachse spricht man von einem
linken Drehmeißel
entsprechend spricht man von einem
rechten Drehmeißel wenn die Schneide
rechts von der Mitte des drehmeißels
liegt in allen bisher betrachteten
Fällen wurde das Drehteil von außen
bearbeitet auf einer Drehmaschine können
aber auch innengeometrien hergestellt
werden Drehmeißel für Außenkonturen sind
dafür allerdings nicht geeignet aufgrund
ihrer rechteckigen Form würden sie an
der Innenfläche anstoßen deshalb wird
beim innendrehen mit speziellen
innendrehwerkzeugen gearbeitet den
sogenannten Bohrstangen die Bohrstangen
sind in der Regel rund ausgeführt s dass
sie eben nicht mit der Innenform des
Drehteils
kollidieren im folgenden wird die
Normung von Wendeschneidplatten zum
Drehen näher betrachtet die Bezeichnung
einer Wendeschneidplatte erfolgt nach
der
isonorm32 diese Norm gliedert die
Bezeichnung in insgesamt neun Blöcke die
entweder Buchstaben oder Zahlencode
enthalten betrachten wir dazu die
angegebene Bezeichnung einer
Wendeschneidplatte näher der erste
Buchstabe in der Bezeichnung gibt die
Plattenform an in unserem Fall dem
Buchstaben c handelt es sich um eine
rautenförmige Wendeschneidplatte mit
einem eckenwinkel von
80°. der zweite Buchstabe gibt den
Freiwinkel an in unserem Fall steht der
Buchstabe n für einen Freiwinkel von 0°
der dritte Buchstabe in der Bezeichnung
gibt die Toleranzklasse für den inkreis
das prüfmaß und die Plattendicke an in
unserem Fall sind die konkreten
Toleranzwerte in der entsprechenden
Spalte m zu finden der vierte Buchstabe
in der Bezeichnung gibt Aufschluss über
die Befestigung der Wendeschneidplatte
und die Form der
Spannfläche in unserem Fall hat die
Wendeschneidplatte die Form g nach den
ersten vier Buchstaben folgen in der
Bezeichnung nun zahlen wobei immer zwei
Ziffern
zusammengehören die ersten beiden
Ziffern geben dabei die Länge der
Schneidkante in Millimetern ohne
Nachkommastellen an bei einstelligen
Zahlen wird eine führende Null
vorangestellt in unserem Fall beträgt
die idenlänge also 12
mm die nächsten beiden Ziffern der
plattenbezeichnung geben die
Plattendicke in Millimetern an wobei
auch hier die Nachkommastellen
weggelassen werden die genauen Werte
können der abgebildeten Tabelle
entnommen werden auch hier wird bei
einstelligen Zahlen wieder eine führende
Null vorangestellt in unserem Fall
beträgt die Plattendicke ohne
Nachkommastelle also 4
mm die nächste Ziffernfolge in der
Bezeichnung gibt den Eckenradius der
schneiden an dies wird in Zehntel
Millimetern angegeben bei einstelligen
Zahlen werden wiederum führende Nullen
vorangestellt in unserem Fall bedeutet
die Bezeichnung 08 also einen
Eckenradius von 0,8
mm nun folgen wieder Buchstaben in der
Bezeichnung der
Wendeschneidplatte der vorletzte
Buchstabe gibt die Form der Schneidkante
an man unterscheidet zwischen scharfen
abgerundeten gefarsten oder gefassten
und abgerundeten
Schneidkanten in unserem Fall steht der
Buchstabe t für eine fasste
Schneidkante nun folgt in der
Bezeichnung der letzte Buchstabe der die
Schneidrichtung angibt diese
Schneidrichtung bezieht sich letztlich
auf die bereits erläuterte Einteilung
der Klemmhalter in linke rechte und
neutrale
drehmeiße in unserem Fall bedeutet der
Buchstabe er eine Wendeschneidplatte für
einen rechten
Klemmhalter die normgerechte Bezeichnung
der Wendeschneidplatte ist nun
vollständig Hersteller können aber durch
einen Bindestrich getrennt bei Bedarf
nun weitere Angaben machen z.B zur Form
der sogenannten
spannleitstufe was es mit dieser
spannleitstufe auf sich hat betrachten
wir im
Folgenden spannleitstufen sind hinter
der Werkzeugschneide eingearbeitete
Stufen die sich direkt auf der
Spannfläche befinden die entstehenden
Späne werden an diesen Geometrien so
umgelenkt dass sie in regelmäßigen
Abständen brechen auf diese Weise werden
lange fließspäne vermieden und
kurzbrechende Späne erzeugt
spannleitstufen können sehr
unterschiedliche geomet
aufweisen hier gilt es genauere Angaben
der Hersteller zu
beachten im nächsten Video betrachten
wir die Berechnung der Drehzahl und die
Einstellung des Vorschubs und der
Schnitttiefe beim schruppen und
schlichten an einem konkreten Beispiel
etwas
genauer
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