Tabellenbuch für Zerspantechnik - Europa-Lehrmittel · lagen für die Praxis geschriebenen Nachschlage- und Tabellen-werken. Die Autoren haben sich zum Ziel gesetzt, die allge-

EUROPA-FACHBUCHREIHEfür Metallberufe

Tabellenbuch fürZerspantechnik

2. Aufl age

Europa-Nr.: 14733

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL • Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDüsselberger Straße 23 • 42781 Haan-Gruiten

Thomas Apprich Burkhard Heine Thomas LieschJosef Brenner Armin Hochstatter Alexander Pfl ugMichael Dambacher Sven Holzberger Dietmar SchmidFranz Dreher Fabian Holzwarth Taghi TawakoliGeorg Fischer Harald Kaiser Rainer VogelGerd Greiner

Titelei.indd 1Titelei.indd 1 07.07.16 12:2707.07.16 12:27

2

Autoren:

Apprich, Thomas Dipl. Ing. (FH), Studiendirektor AalenBrenner, Josef Dipl. Ing. (FH), Studienrat DorfmerkingenDambacher, Michael Dipl. Ing., Studiendirektor AalenDreher, Franz Technischer Oberlehrer i. R. DenkingenFischer, Georg Dipl. Ing. (FH), Studiendirektor NeresheimGreiner, Gerd Dipl. Ing. (FH), Studienrat RosenbergHeine, Burkhard Dr. rer. nat., Prof. AalenHochstatter, Armin Technischer Lehrer NeresheimHolzberger, Sven Dipl. Wirt. Ing. (FH), Studienrat KornwestheimHolzwarth, Fabian Dr.- Ing., Prof. AdelmannsfeldenKaiser, Harald Dr.- Ing., Prof. HeubachLiesch, Thomas Dipl. Ing. (FH), Oberstudienrat WesthausenPfl ug, Alexander Dipl. Ing., Oberstudienrat Schwäbisch GmündSchmid, Dietmar Dr.- Ing., Prof. EssingenTawakoli, Taghi Dr.- Ing., Prof. FreiburgVogel, Rainer Oberstudienrat Aalen

Lektorat und Leitung des Arbeitskreises: Michael Dambacher

Bildbearbeitung: Grafi sche Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar

Betreuung der Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfi ldern

Die Angaben in diesem Tabellenbuch beziehen sich auf die neuesten Ausgaben der Norm-blätter, Regelwerke und Herstellerempfehlungen. Es sind jedoch nur auf das Wesentliche be-schränkte, ausgewählte Teile der originalen Dokumentationen. Verbindlich für die Anwendung sind nur die Original-Normblätter mit dem Ausgabedatum des DIN (Deutsches Institut für Nor-mung e.V.) selbst oder entsprechende Herstellerunterlagen. DIN-Blätter können durch die Beuth Verlag GmbH bezogen werden.

Das vorliegende Tabellenbuch wurde mit aller gebotenen Sorgfalt erarbeitet. Dennoch über-nehmen die Autoren, der Herausgeber und der Verlag für die Richtigkeit der Angaben sowie für eventuelle Satz- und Druckfehler keine Haftung.

2. Aufl age 2016Druck 5 4 3 2 1Alle Drucke derselben Aufl age sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern unter-einander unverändert sind.

ISBN 978-3-8085-1474-0

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.© 2016 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten

http://www.europa-lehrmittel.de

Satz: Grafi sche Produktionen Jürgen Neumann, 97222 RimparUmschlag: Grafi sche Produktionen Neumann, 97222 RimparUmschlagfoto: Autorenfoto an der Technischen Schule AalenDruck: B.O.S.S Medien GmbH, 47574 Goch


3 Vorwort

Die Zerspantechnik ist ein innovativer Produktionsbereich der einem beständigen Wandel unterliegt. Moderne Bearbeitungs-strategien, Werkzeug- und Schneidstoffentwicklungen werden in der praktischen Anwendung und in wissenschaftlichen Un-tersuchungen verbessert und weiterentwickelt. Die dynamische Wettbewerbssituation auf dem Markt führt zu verbesserten Pro-dukten, Bearbeitungstechnologien und Produktionsalternativen.

Die vorliegende 2. Aufl age des „Tabellenbuch Zerspantechnik“ schließt die Lücke zwischen den überwiegend theorie orientierten Lehrbüchern und den mit meist geringen theoretischen Grund-lagen für die Praxis geschriebenen Nachschlage- und Tabellen-werken. Die Autoren haben sich zum Ziel gesetzt, die allge-meinen, physikalischen und technischen Grundlagen gemäß dem heutigen Wissensstand darzustellen. Zur intensiven Aus-einandersetzung mit den Technologien sind eine große Anzahl von Schaubildern, Berechnungsgleichungen, Diagrammen und Tabellen zusammengestellt. In dieser 2. Aufl age sind an vielen Stellen Verbesserungen, Ergänzungen und Erweiterungen aus dem Einsatz in Theorie und Praxis und aus den Rückmeldungen der Leserschaft berücksichtigt worden.

Das Buch richtet sich an alle, die Werkstücke aus metallischen Werkstoffen durch spanende Fertigungsverfahren professionellherstellen. Lernende und Lehrende in Ausbildung, Beruf und Weiterbildung fi nden hier Größengleichungen, Formeln, Dia-gramme, Tabellenwerte und Berabeitungstechnologien, die zum Bearbeiten von technischen Grundlagen und angewandten Fer-tigungsverfahren notwendig sind. Die relevanten Themen aus Physik, Mathematik, Werkstofftechnik, Elektrotechnik, Mechanik,Festigkeitslehre, Maschinentechnik, Steuerungs- und CNC-Tech-nik und Qualitätstechnik sind im Buch ebenso zu fi nden, wie Hinweise auf Zeichnungsnormen, Arbeits- und Umweltschutz, Produktivität, Wirtschaftlichkeit, Betriebsstoffe und Wartung von Maschinen und Anlagen. Damit ist dieses Buch neben der beruf-lichen Ausbildung auch für Meister, Techniker und Ingenieure in der praktischen Umsetzung und Anwendung besonders geeig-net, da die ausführlichen Dar-stellungen der Themengebiete zur Lösung einer speziellen Aufgabenstellung schnell zugeordnet werden können.

Die angegebenen Einsatzrichtwerte sind abhängig vom ver-wendeten Schneidstoff, der Schneidengeometrie, der Werk-stückgeometrie und von den Zerspanungsbedingungen. Von den Werkzeugherstellern werden für die verschiedenen Werk-stoffgruppen und Bearbeitungsbedingungen eine Vielzahl von Wendeschneidplattensorten, Hartstoffbeschichtungen und op-timierten Schneidengeometrien angeboten. Deshalb dienen die Richtwerte in den Tabellen als erste Orientierung für den je-weiligen Einsatzbereich und sind an die tatsächlichen Zer-spanungsbedingungen anzupassen.

Die mechanischen Werkstoffkennwerte sind von der Erzeugnis-dicke, dem Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren, vom Wärmebehandlungszustand und von der jeweiligen Legierungs-gruppe abhängig. Dem zufolge sind Abweichungen von den Kennwerten möglich.

Sommer 2016 Autoren und Verlag

AArbeitsschutz

und

Umweltschutz

Technische

Kommunikation und

Maschinenelemente

Produktions-

management und

Qualitätsmanagement

Steuerungstechnik

und

Regelungstechnik

Zerspantechnik

und

Betriebstechnik

Grundlagen

Werkstofftechnik

G

K

W

F

Q

S


4 Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

A Arbeits- und Umweltschutz 5

A1 Arbeitsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 … 17

A2 Umweltschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 … 19

A3 Erste Hilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

G Grundlagen 21

G1 Allgemeine Grundlagen . . . . . . . . . 22 … 24

G2 Mathematische Grundlagen . . . . . 25 … 40

G3 Physikalische Grundlagen . . . . . . . 41 … 52

G4 Festigkeitsberechnungen . . . . . . . 53 … 60

G5 Elektrotechnische Grundlagen . . 61 … 68

K Technische Kommunikation und Maschinenelemente 69

K1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 … 78

K2 Zeichnungsangaben . . . . . . . . . . . . 79 … 107

K3 Maschinenelemente . . . . . . . . . 108 … 128

W Werkstofftechnik 129

W1 Stoffeigenschaften . . . . . . . . . . . 130 … 131

W2 Werkstoffprüfung . . . . . . . . . . . . 132 … 137

W3 Wärmebehandlung . . . . . . . . . . . 138 … 141

W4 Halbzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 … 147

W5 Zerspanbarkeit . . . . . . . . . . . . . . 148 … 155

W6 Stahlwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . 154 … 173

W7 Gusseisenwerkstoffe . . . . . . . . 174 … 178

W8 Nichteisenmetalle . . . . . . . . . . . 179 … 192

W9 Sintermetalle . . . . . . . . . . . . . . 193 … 194

W10 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . 195 … 198

F Fertigungs- und Betriebstechnik 199

F1 Grundlagen der Zerspantechnik . 200 … 216

F2 Schneidstoffe und Beschichtungen . . . . . . . . . . . . . 217 … 227

F3 Bohren und Senken . . . . . . . . . . 228 … 241

F4 Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 … 244

F5 Sägen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 … 247

F6 Biegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

F7 Frästechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 … 270

F8 Drehtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 … 296

F9 Automatendrehtechnik . . . . . . . . 297 … 300

F10 Gewindeherstellung . . . . . . . . . . 301 … 307

F11 Räumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 … 309

F12 Fertigungstechnologien . . . . . . 310 … 315

F13 Schleiftechnik . . . . . . . . . . . . . . 316 … 330

Betriebstechnik

B1 Wartung und Instandhaltung . 331 … 333

B2 Betriebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 334 … 341

B3 Werkzeugmaschinen . . . . . . . . 342 … 352

B4 Werkzeugspanntechnik . . . . . . 353 … 356

B5 Werkstückspanntechnik . . . . . . 357 … 360

B6 Unwucht . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 … 363

B7 Anschlagmittel . . . . . . . . . . . . . 364 … 368

Q Produktions- und Qualitätsmanagement 369

Q1 Produktionsplanung und Produktionssteuerung . . . . . . . . .370 … 378

Q2 Qualitätsmanagement . . . . . . . . .379 … 399

Q3 Geometrische Messtechnik . . . . 400 … 410

S Steuerungs- und Regelungstechnik 411

S1 Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . 412 … 420

S2 Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . 421 … 425

S3 CNC-Antriebssysteme . . . . . . . . 426 … 428

S4 Robotertechnik . . . . . . . . . . . . . . 429 … 430

S5 Nummerische Steuerungen

CNC-Programmiersystem- Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 … 444

CNC-Programmiersystem- Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 … 459

Normen- und Sachwortverzeichnis 460 … 472


66 Grundlagen G Grundlagen G

G

Arbeiten an elektrischen Anlagen nur in spannungsfreiem Zustand!

Grundregeln zur Sicherstellung des spannungsfreien Zustands nach DIN VDE 0105 – 100

1. Allpolig und allseitig abschalten.

Öffnen des Schalters oder Ziehen des Netz-steckers, Entladen der Kondensatoren.

2. Erden und Kurzschließen.

An der Arbeitsstelle sind alle aktiven Leiter zu erden und danach kurzzuschließen.

Achtung!Geerdet und

kurzgeschlossen!

1. Gegen Wiedereinschalten sichern.

Sicherungseinsätze herausnehmen,Sicherungsautomaten auslösen.

Gegen benachbarte und unter Spannung

stehende Teile schützen.

Aktive Teile müssen hinreichend weit vom Arbeitsort sein. Andere sind durch Isolier-stoffe abzudecken, sofern man diese nicht freischalten kann. Vorsicht Spannung

2. Spannungsfreiheit feststellen.

Überprüfen mit Multimeter (gilt nur< 1000 V, sonst Sonderregelung). 2,96

Prüfspitzen Arbeiten unter Spannung sind nur in Ausnahmefällen erlaubt. Auch Elektrofachkräfte brauchen hierfür eine besondere Aus-bildung. Dies muss durch einen Befähigungsnachweis fest-gehalten sein. Spezialwerkzeuge und Schutzkleidung muss verwendet werden.

Schutzmaßnahmen

Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag

Schutzklasse I, Schutzleiter und Basisschutz Symbol für den Anschluss der Geräteerdung

Schutzleiter. Alle leitfähigen Gehäuse-teile (Körper) des Betriebsmittels müs-sen mit dem Schutzleiter verbunden sein, z. B. mit dem Schutzkontakt des Schukosteckers. Im Fehlerfall, z. B. bei einem Körperschluss (Kurzschluss mit Geräteteil oder Berührung), löst der Leitungsschutzschalter (Sicherung) oder eine Fehlerstromschutz-Einrich-

tung (RCD) aus und schaltet den Strom-kreis spannungsfrei. Der Schutzleiter ist GRÜNGELB. Jeder Stromkreis muss von allen aktiven Leitern der Stromver-sorgung getrennt werden können (DIN VDE 0100-537).

Basisschutz erfolgt durch Isolierung (Ab-deckung, Umhüllung), so beschaffen, dass ungewolltes Berühren von unter Spannung stehender Teile nicht möglich ist. Die Isolierung darf nicht ohne Zer-störung entfernt werden können.

Leitungsschutzschalter (LS-Schalter)

LS-Schalter sind wiedereinschaltbare Sicherungsautomaten und dienen dem Überstromschutz, z. B. als einer Folge eines Körperschlusses bzw. Leitungs-kurzschlusses. Wird der vorgegebene Nennstrom geringfügig überschritten, dann löst der LS-Schalter erst nach längerer Zeit aus. Bei Kurzschluss mit mehrfacher Überschreitung erfolgt eine sofortige Auslösung.

Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, (RCD)

Ein RCD (Residual Current protective Device = Reststromschutzschaltung) vergleicht den hinfl ießenden Strom mit dem des zurückfl ießenden und schaltet bei einer geringen Differenz < 30 mA den Stromkreis allpolig ab.

L1 400 V ACL2

Netzseite

Lastseite

T

Test

L3NPE

Schaltschloss

Summenstrom-wandler

Aus

löse

zeit

t aus

l.

Kurzschlussschutz

einstell-bareAuslöse-kennlinie

Ün Nenn-strom

LNPELS-Schalter

Metalli-schesGe-häuse

230V AC

Überlast-schutz

10–4

10–2

102

104

s

1,0

10xÜn51xÜn 100xÜnStrom Ü

Körper-schluss

Leitungs-kurz-schluss

Schutzklasse II, Schutzisolierung Symbol muss angebracht sein

Betriebsmittel haben eine verstärkte, meist doppelte Isolierung zum Netz (VDE 0100 Teil 410, 412.1) und keinen Anschluss an den Schutzleiter, z. B. keinen Schutz-kontaktstecker. Beispiel sind Elektrohandwerkzeuge. Betriebsmittel müssen mit Symbol für Schutzisolierung gekennzeichnet sein (VDE 0100 Teil 410, 412.2.1.1). Berührstrom < 0,25 mA. Getriebe

Motor

Kunststoffisolierung IsolierungzwischenMotorundGetriebe

Schutzklasse III, Schutzisolierung Symbol darf fehlen

Schutzkleinspannung SELV

(Safety Extra Low Voltage, DIN EN 61140, VDE 0140-1, Schutzklasse III).Bis 25 V AC oder 60 V DC, aktive Teilenicht mit PE oder Erde verbinden. Z. B. Handkurbel-LED-Lampe, batteriebetrie-benes Spielzeug, Netzteil mit sicherer Trennung zur Netzseite.

Funktionskleinspannung FELV

(Functional Extra Low Voltage,DIN VDE 0100-410).Beliebige Stromquelle bis 50 V AC oder 120 V DC, Körper der Betriebsmittel müssen mit dem Schutzleiter des Pri-märstromkeises verbunden sein. Z. B. Relaissteuerungen von Maschinen.

Schützende Kleinspannung PELV

(Protective Extra Low Voltage,DIN VDE 0100-410).Für Stromkreise bis 50 V AC oder bis 120 V DC mit geerdeten Betriebsteilenund Schutz durch Isolierung > 250 kQ. Körper dürfen geerdet sein bzw. mit Schutzleiter verbunden sein. Z. B. Ab-schirmungen gegen Störungen.

Handkurbel-dynamo

bis15V AC

4,5 V

3,6V

Akku LEDs

ca. 5V DCEIN

LIR20323,6 V

G

LNPESicherheits-trafo

Netz-spannungs-seite

z. B. 24 V AC

S1

S2

K1

K2K1

Kleinspannungsseite < 50 V AC

230V AC

Sicherheits-trafo

Netz-spannungs-seite Kleinspannungsseite

230V AC

Erdung

–+

GeerdetesGerät/Anlage

<120V DC

LNPE

Kapitel-2 (G, 021-068).indd 66Kapitel-2 (G, 021-068).indd 66 07.07.16 12:2007.07.16 12:20

86 Technische Kommunikation und Maschinenelemente K Technische Kommunikation und Maschinenelemente K

K

ISO-Passungen

Grundabmaße für Außenabmessungen (Wellen) vgl. DIN ISO 286-1 (1990-11)

+ 300in µm

– 500

– 400

– 300

– 200

– 100

0Nulllinie

Toleranzfeld H7Einheitsbohrung

a11

c11d11

d9e8 f7

g6 h5 h6h9

j5 j6h11

Lage der Toleranzfelder der Welle zurNulllinie beispielhaft für das Nennmaß 30

+ 100

+ 200

Spielpassung

Welle, Abmaße in µm

Übergangs-passung

Nennmaße

über ... bisa11 c11 d11 d9 e8 f7 g6 h5 h6 h9 h11 j5 j6

bis 3– 270– 330

– 60– 120

– 20– 80

– 20– 45

– 14– 28

– 6– 16

– 2– 8

0– 4

0– 6

0– 25

0– 60

+ 2– 2

+ 4– 2

3 ... 6– 270– 345

– 70– 145

– 30– 105

– 30– 60

– 20– 38

– 10– 22

– 4– 12

0– 5

0– 8

0– 30

0– 75

+ 3– 2

+ 6– 2

6 ... 10– 280– 370

– 80– 170

– 40– 130

– 40– 76

– 25– 47

– 13– 28

– 5– 14

0– 6

0– 9

0– 36

0– 90

+ 4– 2

+ 7– 2

10 ... 14 – 290– 400

– 95– 205

– 50– 160

– 50– 93

– 32– 59

– 16– 34

– 6– 17

0– 8

0– 11

0– 43

0– 110

+ 5– 3

+ 8– 314 ... 18

18 ... 24 – 300– 430

– 110– 240

– 65– 195

– 65– 117

– 40– 73

– 20– 41

– 7– 20

0– 9

0– 13

0– 52

0– 130

+ 5– 4

+ 9– 424 ... 30

30 ... 40– 310– 470

– 120– 280 – 80

– 240– 80

– 142– 50– 89

– 25– 50

– 9– 25

0– 11

0– 16

0– 62

0– 160

+ 6– 5

+ 11– 5

40 ... 50– 320– 480

– 130– 290

50 ... 65– 340– 530

– 140– 330 – 100

– 290– 100– 174

– 60– 106

– 30– 60

– 10– 29

0– 13

0– 19

0– 74

0– 190

+ 6– 7

+ 12– 7

65 ... 80– 360– 550

– 150– 340

80 ... 100– 380– 600

– 170– 390 – 120

– 340– 120– 207

– 72– 126

– 36– 71

– 12– 34

0– 15

0– 22

0– 87

0– 220

+ 6– 9

+ 13– 9

100 ... 120– 410– 630

– 180– 400

120 ... 140– 460– 710

– 200– 450

– 145– 395

– 145– 245

– 85– 148

– 43– 83

– 14– 39

0– 18

0– 25

0– 100

0– 250

+ 7– 11

+ 14– 11140 ... 160

– 520– 770

– 210– 460

160 ... 180– 580– 830

– 230– 480

180 ... 200– 660– 950

– 240– 530

– 170– 460

– 170– 285

– 100– 172

– 50– 96

– 15– 44

0– 20

0– 29

0– 115

0– 290

+ 7– 13

+ 16– 13200 ... 225

– 740– 1030

– 260– 550

225 ... 250– 820

– 1110– 280– 570

250 ... 280– 920

– 1240– 300– 620 – 190

– 510– 190– 320

– 110– 191

– 56– 108

– 17– 49

0– 23

0– 32

0– 130

0– 320

+ 7– 16

+ 16– 16

280 ... 315– 1050– 1370

– 330– 650

315 ... 355– 1200– 1560

– 360– 720 – 210

– 570– 210– 350

– 125– 214

– 62– 119

– 18– 54

0– 25

0– 36

0– 140

0– 360

+ 7– 18

+ 18– 18

355 ... 400– 1350– 1710

– 400– 760

Kapitel-3 (K, 069-128).indd 86Kapitel-3 (K, 069-128).indd 86 07.07.16 12:2107.07.16 12:21

87K2 ZeichnungsangabenK2 Zeichnungsangaben

K

ISO-Passungen

Grundabmaße für Außenabmessungen (Wellen) vgl. DIN ISO 286-1 (1990-11)

+ 300in µm

– 500

– 400

– 300

– 200

– 100

0Nulllinie

+ 100

+ 200

k6 m6 n5 n6 p6r5 r6 s6 s6 u6/t6 x6 x8

z8

Toleranzfeld H7Einheitsbohrung

Lage der Toleranzfelder der Welle zurNulllinie beispielhaft für das Nennmaß 30

Übermaßpassung

Welle, Abmaße in µm

Übergangs-passung

Nennmaße

über ... bisk6 m6 n5 n6 p6 r5 r6 s6 u6/t6 u8 x6 x8 z8

bis 3+ 6+ 0

+ 8+ 2

+ 8+ 4

+ 10+ 4

+ 12+ 6

+14+10

+ 16+ 10

+ 20+ 14

+ 24 + 18

+ 32 + 18

+ 26+ 20

+ 34+ 20

–

3 ... 6+ 9+ 1

+ 12+ 4

+ 13+ 8

+ 16+ 8

+ 20+ 12

+ 20+ 15

+ 23+ 16

+ 27+ 19

+ 31+ 23

+ 41+ 23

+ 36+ 28

+ 46+ 28

–

6 ... 10+ 10+ 1

+ 15+ 6

+ 16+ 10

+ 19+ 10

+ 24 + 15

+ 25+ 19

+ 28+ 19

+ 32+ 23

+ 37+ 28

+ 50+ 28

+ 43+ 34

+ 56+ 34

+ 74+ 52

10 ... 14+ 12+ 1

+ 18+ 7

+ 20+ 12

+ 23+ 12

+ 29+ 18

+ 31+ 23

+ 34+ 23

+ 39+ 28

+ 44+ 33

+ 60+ 33

+ 51+ 40

+ 67+ 40

+ 91+ 64

14 ... 18+ 56+ 45

+ 72+ 45

+ 104+ 77

18 ... 24+ 15+ 2

+ 21+ 8

+ 24+ 15

+ 28+ 15

+ 35+ 22

+ 37+ 28

+ 41+ 28

+ 48+ 35

+ 54+ 41

+ 74+ 41

+ 67+ 54

+ 87+ 54

+ 131+ 98

24 ... 30+ 81+ 48

+ 77+ 64

+ 97+ 64

+ 151+ 118

30 ... 40+ 18+ 2

+ 25+ 9

+ 28+ 17

+ 33+ 17

+ 42+ 26

+ 45+ 34

+ 50+ 34

+ 59+ 43

+ 64+ 48

+ 99+ 60

+ 96+ 80

+ 119+ 80

+ 187+ 148

40 ... 50+ 70+ 54

+ 109+ 70

+ 113+ 97

+ 136+ 97

+ 219+ 180

50 ... 65+ 21+ 2

+ 30+ 11

+ 33+ 20

+ 39+ 20

+ 51+ 32

+ 54+ 41

+ 60+ 41

+ 72+ 53

+ 85+ 66

+ 133+ 87

+ 141+ 122

+ 168+ 122

+ 272+ 226

65 ... 80+ 56+ 43

+ 62+ 43

+ 78+ 69

+ 94+ 75

+ 148+ 102

+ 165+ 146

+ 192+ 146

+ 320+274

80 ... 100+ 25+ 3

+ 35+ 13

+ 38+ 23

+ 45+ 23

+ 59+ 37

+ 66+ 51

+ 73+ 51

+ 93+ 71

+ 116+ 91

+ 178+ 124

+ 200+ 178

+ 232+ 178

+ 389+ 335

100 ... 120+ 69+ 54

+ 76+ 54

+ 101+ 79

+ 126+ 104

+ 198+ 144

+ 232+ 210

+ 264+ 210

–

120 ... 140

+ 28+ 3

+ 40+ 15

+ 45+ 27

+ 52+ 27

+ 68+ 43

+ 81+ 63

+ 88+ 83

+ 117+ 92

+ 147+ 122

+ 233+ 170

+ 273+ 248

+ 311+ 248

–

140 ... 160+ 83+ 65

+ 90+ 65

+ 125+ 100

+ 134+ 171

+ 253+ 190

+ 305+ 280

+ 343+ 280

–

160 ... 180+ 86+ 68

+ 93+ 68

+ 133+ 108

+ 171+ 146

+ 273+ 210

+ 335+ 310

+ 373+ 310

–

180 ... 200

+ 33+ 4

+ 46+ 17

+ 51+ 31

+ 60+ 31

+ 79+ 50

+ 97+ 77

+ 106+ 77

+ 151+ 122

+ 195+ 166

+ 308+ 236

+ 379+ 350

+ 422+ 350

–

200 ... 225+ 100+ 80

+ 108+ 80

+ 159+ 130

–+ 330+ 258

+ 414+ 385

+ 457+ 385

–

225 ... 250+ 104+ 84

+ 113+ 84

+ 169+140

–+ 356+ 284

+ 454+ 425

+ 497+ 425

–

250 ... 280+ 36+ 4

+ 52+ 20

+ 57+ 34

+ 66+ 34

+ 88+ 56

+ 117+ 94

+ 128+ 94

+ 190+ 158

–+ 396+ 315

+ 507+ 475

+ 556+ 475

–

280 ... 315+ 121+ 98

+ 130+ 98

+ 202+ 170

–+ 431+ 350

+ 557+ 525

+ 608+ 525

–

315 ... 355+ 40+ 4

+ 57+ 21

+ 62+ 37

+ 73+ 37

+ 98+ 62

+ 133+ 108

+ 144+ 108

+ 226+ 190

–+ 479+ 390

+ 626+ 590

+ 679+ 590

–

355 ... 400+ 139+ 114

+ 150+ 114

+ 244+ 208

–+ 524 + 435

+ 696+ 660

+ 749+ 860

–

Kapitel-3 (K, 069-128).indd 87Kapitel-3 (K, 069-128).indd 87 07.07.16 12:2107.07.16 12:21

Warrmm-arbebeeits-

tääähle

Schneelll--

arbeiittss--stähhlleee

KKKalalt--aaaarrbebeiittss-s-

WWWerkzeugststtäähle

142 Werkstofftechnik W Werkstofftechnik W

W

Blanker Flachstahl vgl. DIN EN 10278

b in mm t in mm

b

t

10 5 – – – –

15 5 10 – – –

20 5 10 15 – –

30 5 10 15 20 –

40 5 10 15 20 30

50 5 10 15 20 30

50 5 10 15 20 30

60 5 10 15 20 30

70 5 10 15 20 30

80 – 10 15 20 30

100 – 10 15 20 30

b in mm t in mm

b

t12 5 – – – – –

15 5 – – – – –

20 5 8 10 12 15 –

25 5 8 10 12 15 –

30 5 8 10 12 15 20

40 5 8 10 12 15 20 25 30 – –

50 5 8 10 12 15 20 25 30 40 –

60 5 8 10 12 15 20 25 30 40 –

70 5 8 10 12 15 20 25 30 40 50

80 5 8 10 12 15 20 25 30 40 50

90 5 8 10 12 15 20 25 30 40 50

100 5 8 10 12 15 20 25 30 40 50

120 – – 10 12 15 20 25 30 40 50

150 – – 10 12 15 20 25 30 40 50

Halbzeuge

Abmessungen in mm für Stahlprofi le

Halbzeugbezeichnung

Halbzeugbezeichnung

Bezeichnungsbeispiele für Halbzeuge:

DIN EN –Abmessungen

in mmWerkstoff

– DIN EN, Bezeichnung

abSeite 145

und 159

Flach (Stahl gewalzt)Flach (Stahl blank)Flach (Stahl blank)Rund (Stahl blank)Rund (Stahl gewalzt)Rund (Stahl gewalzt)Flach (Alu stranggepresst)Rund (Alu gezogen)

DIN EN 10058 -DIN EN 10278 -DIN EN 10278 -DIN EN 10278 h9-DIN EN 10060 -DIN EN 10060 -DIN EN 754-5 -DIN EN 754-3 -

50 × 30100 × 3020 × 5

3085120

50 × 10125

- DIN EN 10083 - C45 / 1.0503- DIN EN 10277-2 - S235JRC+C / 1.0122- DIN EN 10088 X5CrNi18-10 / 1.4301- DIN EN 10277-3 - 11SMn30+C / 1.0715- DIN EN 10083 - 42CrMo4+QT / 1.7227- DIN EN 4975 - X155CrMoV12 / 1.2379- EN AW-6061 / AlMg1SiCu - EN AW-2017 / AlCu4MgSi

Warmgewalzter Flachstahl vgl. DIN EN 10058

ab

Seite 179

Kapitel-4 (W, 129-198).indd 142Kapitel-4 (W, 129-198).indd 142 07.07.16 12:2107.07.16 12:21

Warrmm-arbebeeits-

tääähle

Schneelll--





W

Zerspanbarkeit metallischer Werkstoffe

Vergleich der Zerspanungshauptgruppen

Der Begriff der Zerspanbarkeit oder Bearbeitbarkeit ist keine eindeutig zu bewertende Werkstoffeigen-schaft. Bei der spanabhebenden Bearbeitung metallischer Werkstoffe stellen sich für die Zerspanung mehr oder weniger günstige oder ungünstige Bedingungen ein. Unterschiedliche Werkstoffeigenschaften, Zu-sammensetzung und Vorbehandlung eines Werkstoffs beeinfl ussen die Bearbeitbarkeit eines Werkstoffs ebenso, wie das angewendete Bearbeitungsverfahren, die Werkzeugparameter und die Schnittwerte. Zur Beurteilung der Zerspanbarkeit werden häufi g Prozessbeobachtungen wie Spanbildung, Zerspanungskräf-te, Aufbauschneidenbildung und Verschleißkenngrößen wie die Verschleißmarkenbreite VB oder der Kolk-verschleiß K herangezogen. Aber auch werkstückbezogene Qualitätskriterien wie die Oberfl ächengüte und die Maßhaltigkeit oder auch wirtschaftliche Bewertungsgrößen wie Werkzeugstandzeit bzw. Standmenge und die Zerspanungskosten dienen als Vergleichsmöglichkeiten. Untenstehend sind für die Zerspanungs-hauptgruppen P, M, K, N, S und H Beurteilungsgrößen vergleichend dargestellt. Im äußeren Bereich des Netzdiagramms stellen sich bei der Zerspanung der Werkstoffgruppe im Allgemeinen günstige bzw. gute, im innenliegenden Bereich des Beurteilungsnetzes eher ungünstige bzw. schwierige Verhältnisse ein.

P, Langspanende Stahlwerkstoff M, Nichtrostende Stähle

Schnittwerte hoch

Schnittflächen-rauigkeit gut

Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering

Schnittwerte hoch


Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering

K, Gusseisen N, Nichteisenmetalle

Schnittwerte hoch


Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering

Schnittwerte hoch


Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering

S, Sonderlegierungen und Titan H, Harte Werkstoffe

Schnittwerte hoch


Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering

Schnittwerte hoch


Zerspankraftniedrig

Span-bildung gut

Standzeithoch

Temperatur gering


Warrmm-arbebeeits-

tääähle

Schneelll--





W

Gusseisenwerkstoffe

Bezeichnung von Gusseisen mit Werkstoffkurzzeichen vgl. DIN EN 1560

EN–GJSP–360–22 U–RT–Z

Grundstruktur2

Prüfstück2

PrüftemperaturKerbschlagarbeit2

Graphitstruktur1

2 Angabe zusätzlich

1 Angabe erforderlich

Zusätzliche Anforderungen2

Europäische Norm1

Mechanische Eigenschaft oderChemische Zusammensetzung1

GJ, Symbol für Gusseisen1

Graphitstruktur1 Grundstruktur Mechanische Eigenschaft1

L LamellarS KugeligM TemperkohleV VermikularN graphitfrei,

HartgussY Sonderstruktur

A AustenitF FerritP PerlitM MartensitQ abgeschrecktL LedeburitT vergütetB nicht entkohlend

geglühtW entkohlend geglüht

Zugfestigkeit:

Rm in N/mm2, Beispiel: EN-GJL-150

Bruchdehnung:

A in %, Beispiel: EN-GJS-400-18

Kerbschlagarbeit:

Beispiel: EN-GJS-600-3S-RT

KV in Joule, RT Raumtemperatur, LT Tieftemperatur,S Prüfstück getrennt gegossenHärte:

Beispiel: EN-GJS-HB160

HB Brinellhärte, HV Vickershärte, HR Rockwellhärte

Prüfstück2 Anforderungen2 Chemische Zusammensetzung1

S getrenntgegossen

U angegossenC aus Guss

entnommen

D RohgussstückH wärmebehandeltes

GussstückW schweißgeeignetZ zusätzliche Anforde-

rungen nach Bestellung

Beispiel: EN-GJL-XNiMn13-7

X, 100-facher Wert des KohlenstoffgehaltesLegierungselemente mit Angabe des Massen%-Gehaltes in abnehmender Reihenfolge

Bezeichnung von Gusseisen mit Werkstoffnummern vgl. DIN EN 1560

EN–JS1060

Werkstoff

Hauptmerkmal

BesondereAnforderungen

Europäische Norm

Graphitstruktur

J, Symbol für Eisen

Besondere Anforderungen

0 keine besonderen Anforderungen1 getrennt gegossenes Prüfstück2 angegossenes Prüfstück3 Prüfstück aus dem Guss entnommen4 Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur RT5 Kerbschlagzähigkeit bei Tieftemperatur LT6 festgelegte Schweißeignung7 Rohgussstück8 wärmebehandeltes Gussstück9 Anforderungen nach Bestellung

Graphitstruktur Hauptmerkmal Werkstoff

L LamellarS KugeligM TemperkohleV VermikularN graphitfrei, HartgussY Sonderstruktur

0 Reserve1 Zugfestigkeit2 Härte3 Chemische Zusammensetzung4 ... 9 Reserve

zweistellige Zahl (00 bis 99), durch die Werkstoffnorm zu-gewiesen

Beispiel: EN-JS1060: Kugelgraphitguss Kurzzeichen t EN-GJS-600-3


202 Fertigungs- und Betriebstechnik F Fertigungs- und Betriebstechnik F

FSpanungsgrößen

Spanungsgrößen werden aus den Schnittgrößen abgeleitet und beschreiben die Größe und die Form des abzutrennenden Spanungsquerschnitts.

Spanungsdicke Spanungsbreite Spanungsquerschnitt

Die Spanungsdicke h entspricht der Dicke des Spans in Millimeter.

Die Spanungsbreite b entspricht der Breite des Spans in Milli-meter.

Der Spanungsquerschnitt A ist der Querschnitt des abzutrennenden Spans in mm2.

f

k

h

a p b

f

a p

b

A

h

Spanungsdicke Spanungsbreite Spanungsquerschnitt

Schnittgrößen

Schnittgrößen sind technologische Kenngrößen, die zur Spanabnahme eingestellt werden müssen.

Vorschub Schnitttiefe Schnittbreite

Der Vorschub f ist der Spanungs-weg in Vorschubrichtung, der bei einer Werkstück- oder Werkzeug-umdrehung in Millimeter zurück-gelegt wird.

Die Schnittiefe ap ist die Ein-griffstiefe der Hauptschneide. Sie wird in axialer Werkzeugrichtung senkrecht zur Arbeitsebene in Millimeter gemessen.

Die Schnittbreite ae (Arbeitseingriff) ist die Eingriffsbreite der Haupt-schneide. Sie wird in radialer Werk-zeugrichtung parallel zur Arbeits-

ebene in Millimeter gemessen.

øD

f z

ap =D2

f

a p

a pae

Spanungsgeometrie

Einstellwinkel

Bohren Drehen Fräsen

Spitzenwinkel (Sigma)

øD

j

k =

(Kappa)

j2

Einstellwinkel (Kappa)Eckenwinkel (Epsilon)e

k

Arbeits-ebenek e

ød

k

Der Einstellwinkel k gibt dieLage der Hauptschneide zur Arbeitsebene an.

Arbeitsebene

h = f · sin k b = ap ____

sin k A = ap · f = b · h

Kapitel-5 (F, 199-368).indd 202Kapitel-5 (F, 199-368).indd 202 07.07.16 12:2307.07.16 12:23


F

Verschleißbeurteilung

Technologische Verschleißbeurteilung

Freifl ächenverschleiß Kolkverschleiß Schneidkantenversatz

VB

V Bm

ax

KT

KM

KB

KL

SVa

VB

SV

g

g

a

VB VerschleißmarkenbreiteVBmax maximale Verschleiß-

markenbreite in mmVBzul zulässige VB in mmVBzul 0,2 bis 0,8 mm

KT Kolktiefe in mmKM Kolkmittenabstand in mmKL Kolklippenbreite in mmKB Kolkbreite

Kzul 0,1 bis 0,3

SVa Schneidkantenversatz der Freifl äche in mm

SVg Schneidkantenversatz der Spanfl äche in mm

a Freiwinkelg Spanwinkel

Wirtschaftliche Verschleißbeurteilung

Standzeit

Die Standzeit T ist die maximale Eingriffszeit einer Werkzeugschneide bis ein vorgegebenes Verschleiß-kriterium (z. B. Verschleißmarkenbreite, Kolkverhältnis, Schneidkantenverrundung) erreicht wird, ein ge-fordertes Qualitätskriterium (Oberfl ächengüte, Maß- oder Formgenauigkeit) am Werkstück nicht mehr ein-gehalten werden kann oder der Spanungsvorgang (Spanbildung, Temperatur) sich unerwünscht verändert. Es wird häufi g mit dem Standweg Lf, der Standmenge N oder dem Standvolumen VT gearbeitet.

Standweg

Der Standweg Lf ist der gesamte Vorschubweg, den eine Schneide oder bei mehrschneidigen Werkzeugen alle Schneiden zusammen mit Vorschub-geschwindigkeit vf innerhalb der Standzeit T zurücklegen.Lf Standweg in mT Standzeit in minn Drehzahl in min–1

fz Vorschub/Zahn in mmz Zähnezahl

Standmenge

Die Standmenge N ist die Anzahl der Werkstücke, die innerhalb der Stand-zeit T bearbeitet werden können.N Standmenge in StückT Standzeit in minth Hauptnutzungszeit in min

Standvolumen

Das Standvolumen VT ist das Werkstoffvolumen, das eine Schneide oder bei mehrschneidigen Werkzeugen alle Schneiden zusammen mit Vorschub-geschwindigkeit vf innerhalb der Standzeit T zerspanen.VT Standvolumen in mm3

vc Schnittgeschwindigkeit in m/minT Standzeit in minA Spanungsquerschnitt in mm2

L f = T · vf

K = KT ___ KM

L f = T · n · fz · z

VT = A · vc · T

N = T __ th

Standweg

Kolkverhältnis

Standmenge

Standvolumen



F

Schnellarbeitsstahl

Zusammensetzung und Bezeichnung der Schnellarbeitsstähle

Die Bezeichnung von HS-Stählen (Werkstattbezeichnung HSS, Hochleistungsschnellarbeitsstahl) wird in der Norm EN ISO 4957 festgelegt. Sie besteht aus den Buchstaben HS und den durchschnittlichen prozentualen Massenanteilen der Legierungs-elemente Wolfram (W), Molybdän (Mo), Vanadium (V) und Kobalt (Co), jeweils durch Bindestriche getrennt. In der Bezeichnung der Schnellarbeitsstähle werden die prozentualen Massenanteile in der Reihenfolge Wolfram – Molybdän – Vanadium – Cobalt angegeben.

Legierungs-

element

Eigenschaftsverbesserung

Cr Chromca. 4 %, Chrom ist Karbidbildner. Chromkarbide steigern die Schnitthaltigkeit und Verschleissfestigkeit, verhindert Zunderbildung.

W Wolframbis zu 20 %, erhöht die Warmfestigkeit und Verschleißfestigkeit, verbesserte Abriebfestigkeit, höhere Werkzeugstandzeit, Temperaturbeständigkeit, höhere Schnittwerte.

Mo Molybdänbis zu 10 %, starker Karbidbildner, verbesserte Abriebfestigkeit, höhere Werkzeugstandzeit, Erhöhung der Warmfestigkeit, höhere Schnittwerte, bessere Härtbarkeit.

V Vanadium1 % bis 5 %, max 10 %, bildet im Gefüge sehr harte Karbide, verbesserte Verschleißbeständigkeit, erhöht die Warmfestigkeit und die Anlassbeständigkeit.

Co Kobalt 0 % bis 16 %, verbesserte Warmhärte und Temperaturbeständigkeit.

Schnellarbeits-

stahlsorte

Einsatzgebiet

HSS Standard-Schnellarbeitsstahl für mittlere Zerspanungsleistung beim Schruppen und Schlichten, guteZähigkeit, für Bohrer und Fräser mit kleinen Durchmessern und für Werkstoffe mit einer Zugfestigkeit bis zu 900 N/mm2 geeignet.

HSSE Hochleistungsschnellarbeitsstahl mit Kobalt legiert, gute Zähigkeit und Festigkeit, für hochbeanspruchte Bohr- und Fräswerkzeuge mit größeren Durchmessern geeignet.

HSS Co5 Hochleistungsschnellstahl mit guter Zähigkeit für Fräser, zur Bearbeitung von Werkstoffen mit einer Zug-festigkeit bis zu 1200 N/mm2.

HSS Co8 Hochleistungsschnellstahl mit guter Zähigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit, vor allem für das Boh-ren und Fräsen von hochfesten Materialien, für austenitischen Stähle und Warmarbeitsstähle geeignet.

HSSE PM Pulvermetallurgisch hergestellter Hochleistungsschnellarbeitsstahl, weist eine homogene Gefüge-struktur auf, geringer Schneidenverschleiß und hohe Werkzeugstandzeit, mit AlTiN-Beschichtung (Alu-minium-Titannitrid) geeignet für die Bearbeitung von hochfesten und schwer zerspanbaren Materialien, wie z. B. Titanlegierungen.

Kurzname

nach DIN

Werk-

stoff-Nr.

Chemische Zusammensetzung

Richtwerte in %

Verwendung

C < Cr < W < Mo < V < Co <

HS 12-1-4-5 1.3202 1,37 4,3 12 0,8 3,8 4,8 Gewindebohrer, Wendelbohrer, Schneid-eisen, Senkwerkzeuge, Walzenfräser, Schei-benfräser, Reibahlen, Räumwerkzeuge, Kalt-fl ießpresswerkzeuge, Kaltarbeitswerkzeuge, Metallsägen, Holz- und Kunststoffbearbei-tungswerkzeuge, Segmente für Kreissäge-blätter, Drehwerkzeuge, Drehwerkzeuge für Automatenarbeiten, Hobel- und Stoßwerk-zeuge.

HS 10-4-3-10 1.3207 1,27 4,5 9,5 3,5 3,2 10

HS 12-1-2-3 1.3211 0,9 4,2 12,5 1 2,5 3

HS 18-1-2-3 1.3245 0,82 4,2 18,5 1 1,5 3

HS 2-9-2-8 1.3249 0,9 4 2 9 2,2 8,5

HS 18-1-2-5 1.3255 0,79 4,5 18,5 0,8 1,7 5

HS 18-1-2-15 1.3257 0,79 4,5 18,5 1,5 2 15

HS 18-1-2-10 1.3265 0,76 4,5 18,5 0,8 1,7 10

HS 12-1-4 1.3302 1,25 4,5 12,5 1 4 –

HS 9-1-2 1.3316 0,82 4,5 9 1 2 –

HS 12-1-2 1.3318 0,88 4,5 12,5 1 2,6 –

HS 3-3-2 1.3333 1 4,5 3,5 2,8 2,5 –

HS 2-9-2 1.3348 0,97 4 2 9,2 2,2 –

HS 18-0-1 1.3355 0,74 4,5 18,5 – 1,2 –

HS 6-5-2-5 1.3243 0,92 4,5 6,4 5,0 1,9 4,8 HSSE-PM, pulvermetallurgisch herge-stellte, für Hochleistungs-Zerspanungs-werkzeuge, Bearbeitung von Nicht-eisenmetallwerkstoffen wie Titan- und Aluminiumlegierungen mit hohem Sili-ziumanteil.

HS 6-5-3-8 1.3244 0,92 4,5 6,4 5,0 3,5 8,5

HS 12-1-2-5 1.3251 0,82 4,2 12,5 1,2 2 5,5

HS 6-5-2 1.3343 0,82 4,5 6,7 5,2 2 –

HS 6-5-3 1.3344 1,2 4,5 6,7 5,2 3,5 –

HS 6-5-4 1.3345 1,0 4,5 6,7 5,2 4,5 –

Bezeichnungsbeispiel:

Spiralbohrer DIN 338 HS 2-9-2-8Typ W-130° D11,0 mm × 100 mm


223F2 Schneidstoffe und BeschichtungenF2 Schneidstoffe und Beschichtungen

F

Hartstoffschichten

Beschichtung

In dem CVD-Verfahren (Chemical-Vapor-Deposition) werden die Hartmetalle mit Hartstoffen wie z. B. TiC, TiCN, TiN und Al2O3 einzeln (Monolayer) oder mit mehrlagigen Schichtsystemen (Multilayer) beschichtet. Die Beschichtung erfolgt in einem Temperaturbereich von 750 °C bis 950 °C. Bei niedrigeren Temperaturen von 500 °C werden die Hartstoffschichten mit den PVD-Verfahren (Physical-Vapor-Deposition) erzeugt. Dabei wird die Metallkomponente (Ti, Al) durch Hochvakuum und Plasmaunterstützung in die Dampfphase über-führt und mit Kohlenstoff (C)- und Stickstoff (N)-haltigen Gasen zur chemischen Reaktion auf der Substra-toberfl äche gebracht. Mit diesem Verfahren werden auf Hartmetall auch Diamantschichten (DP-Schichten) erzeugt.

Hartstoffschicht Einsatzbereich

TiN

Titannitrid

Allroundschicht im Verschleißschutz; gute Wärmeabfuhr (z. B. bei Reibungswärme); verbesserte Verschleißfestigkeit; die hohe thermische Leitfähigkeit (0.07 kW/mK) dieser Beschichtung verhindert örtliche Überhitzung und wirkt vorteilhaft bei unzureichender Kühlung; für Stähle und Gusseisenwerkstoffe, Kolk- und Diffusionsbeständigkeit.

TiCN

Titancarbo-

nitrid

Die Schicht besteht aus Karbonitriden, dies bewirkt eine Härtezunahme und einen niedri-geren Reibungskoeffi zienten im Vergleich zu TiN; für schwer zu bearbeitende Stahlle-gierungen und Gusseisenwerkstoffe; die Schicht ist wesentlich zäher und härter als TiN und hat eine geringere Rauhigkeit aber eine geringere Einsatztemperatur; sie ist für viele Werkstoffe eingesetztbar, wird jedoch häufi g von der härteren TiAlN-Schicht abgelöst.

TiAlN

Titan-

aluminium-

nitrid

Für Hartmetall und HSS- Werkzeuge; Bearbeitung von Aluminium- und Nickellegie-rungen; Gusseisenwerkstoffe; Bohren von Stahl bis 45 HRC; geeignet für die Hochge-schwindigkeits- und MMS-Bearbeitung. Der Aluminiumgehalt führt zu hoher Härte und Oxidationstemperatur (800 °C) der Schicht; ist heute die weitverbreiteste Hartstoffschicht bei Neuwerkzeugen; für den Einsatz in der Trockenbearbeitung wird sie durch die leis-tungsfähigere AlTiN-Schicht, die eine höhere Härte und Temperaturbeständigkeit besitzt, abgelöst.

TiAlCN

Titan-

aluminium-

carbonitrid

Wegen der maximalen Einsatztemperatur von 500 °C kann diese Schicht nicht für HSC- und MMS-Bearbeitung eingesetzt werden; sie steht in Konkurrenz zu den leistungsfähi-geren AlTiN und TiAlN Schichten, welche höheren Temperaturen ermöglichen.

AlTiN

Aluminium-

titannitrid

Für schwer zu bearbeitenden Werkstoffen und kritische Einsatzbedingungen, geeigent für gehärtete Stähle, Hochleistungszerspanung, extreme Zerspanungsbedingungen, Trocken-bearbeitung, Minimalmengenschmierung (MMS); mit einer Temperaturbeständigkeit von 900 °C und einer Härte von 3300 HV gehört sie zu den leistungsfähigsten Multilayer-Schichten.

AlTiCN

Aluminium-

titancarbonitrid

Einsetzbar für sehr zähe Chrom-Nickelstähle, bei unterbrochenen Schnitt, Schrupp-fräsen, Hart- und Trockenbearbeitung, Minimalmengenschmierung (MMS).

AlTiSiN

Aluminiumtitan-

siliziumnitrid

Die siliziumhaltige Beschichtung erreicht eine Härte von 3600 HV mit einer Temperatur-beständigkeit von 1100 °C; für maximale Standzeit bei schwer zu bearbeitenden Werk-stoffen und extremen Einsatzbedingungen.

DP

Polykristalliner

Diamant

DP-beschichtete Werkzeuge zeichnen sich durch hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit sowie Zähigkeit des Grundsubstrats Hartmetalls aus. Anwendungs-gebiete sind die Bearbeitung von NE-Metallen und nicht metallischen Werkstoffen, wie z. B. Aluminium, glasfaserverstärkte Kunststoffe GFK/CFK, Keramik und Hartmetall.

Physikalische

Eigenschaft

Hartstoffschicht

TiN TiCN TiAlN TiAlCN AlTiN AlTiCN AlTiSiN DP

Mikrohärte HV 0,05 bei RT 2300 3000 3300 3000 3300 3000 3600 6000

Max. Anwendungstemperatur in °C 600 450 800 700 900 850 1100 600

Reibkoeffi zient bei Stahl 0,40 0,35 0,30 0,20 0,70 0,20 0,30 0,20

Wärmeleitfähigkeit in W/mK 70 100 50 80 50 60 100 150

Schichtdicke in µm 1 ... 5 1 ... 5 1 ... 5 2 ... 4 1 ... 3 2 ... 4 1 ... 6 1 ... 2,5

Farbe gold blau- grau

rötlich- violett

alt-rosa

blau-schwarz

dunkel-blauschwarz gelb metallisch-

grau


231F3 Bohren und SenkenF3 Bohren und Senken

F

Aufbohren mit Wendelbohrer

1

œd

D -d2

2

œD

l sx

l a

j

ösx Anschnittweg in mm

D Aufbohrdurchmesser in mm

d Vorbohrdurchmesser in mm

öa Anlaufweg in mm

Vorschubweg

Anschnitt Bohrwerkzeug

Richtwerte beim Bohren in Stahl mit dem Bohrertyp N (j = 118°)

Hauptnutzungszeiten Durchgangsbohrung Vorbohrdurchmesser

Richtwerte Hauptnutzungszeit th in min für Bohren in Stahl

10 12 14 16 18 20 22 24 mm 3086Fertigdurchmesser

25mm

20

15

10

0

5Vorb

oh

rdu

rch

mes

ser 3-schneidiger

Spiralsenker

Wendelbohrer

Bohrer-ø

D in mm5 8 12 16 20

Bohrer HSS HM HSS HM HSS HM HSS HM HSS HM

Bo

hrt

iefe

ö i

n m

m

5 0,10 0,03 0,11 0,04 0,13 0,05 0,15 0,06 0,17 0,06

10 0,15 0,04 0,16 0,05 0,18 0,07 0,20 0,08 0,23 0,08

15 0,21 0,05 0,22 0,07 0,23 0,09 0,26 0,10 0,29 0,10

20 0,26 0,06 0,27 0,09 0,28 0,11 0,32 0,12 0,35 0,12

25 0,31 0,08 0,32 0,11 0,34 0,13 0,37 0,14 0,40 0,15

30 0,36 0,09 0,37 0,12 0,39 0,15 0,43 0,16 0,46 0,17

35 0,42 0,10 0,43 0,14 0,44 0,18 0,48 0,18 0,52 0,19

40 0,47 0,12 0,48 0,16 0,49 0,20 0,54 0,20 0,58 0,21

Hauptnutzungszeit beim Bohren

Bohren ins Volle mit Wendelbohrer

1 m

m

l u =

2 m

mœd

œD

L f l

l sl a

j

th Hauptnutzungszeit in min

Lf Vorschubweg in mm

i Anzahl der Bohrungen

n Drehzahl in min–1

f Vorschub in mm

ö Bohrtiefe in mm

ös Anschnitt Bohrer in mm

öu Überlaufweg in mm, öu ; 2 mm

D Bohrerdurchmesser in mm

öa Anlaufweg in mm, öa ; 1 mm

Hauptnutzungszeit

Vorschubweg

Durchgangsbohrung

Vorschubweg

Grundlochbohrung

Anschnitt Bohrwerkzeug

1 m

m

œd

œD

l

l sl a

L f

j

L f = ö + öa

Lf = ö + öa + öu

öa = 1 + ösx = 1 + D – d ______ 2 · tan j _

2

öa = 1 + ös = 1 + D _____ 2 · tan j _

2

L f = ö + öa + öu

th = Lf · i ____ n · f

j-Spitzenwinkel öa = 1 + ös

118° 1 + D __ 3

130° 1 + D __ 4

j öa = 1 + ösx

118° 1 + D – d ____ 3

130° 1 + D – d ____ 4



F

Sägen

Spanungsgrößen, Schnittkraft- und Leistungsberechnung

ö

h = fz

b = ap

D

t

fs

h Spanungsdicke in mm

b Spanungsbreite in mm

D Durchmesser Sägeblatt in mm

t Zahnteilung in mm

z Anzahl Schneiden des Sägeblatts

ö Schnittlänge in mm

As spezifi sche Schnitt-fl äche in mm2/min

vc Schnittgeschwindigkeitin m/min

ap Schnitttiefe in mm

fz Vorschub pro Schneidein mm

fs Eingriffswinkel in Grad [°]

ze Anzahl der Zähne im Eingriff

Fc Schnittkraft in N

Ff Vorschubkraft

Fc Passivkraft

kc Spezifi sche Schnittkraft in N/mm²

KSä Verfahrensfaktor

KSä = 1,15

Kver Verschleißkorrektur-faktor

Kver = 1,3 bis 1,5

Pc Schnittleistung in W

Spanungsbreite

Spanungsdicke

Zahnvorschub Kreissägen

Zahnvorschub Bandsägen

Schnittlänge beim Kreissägen

Anzahl der Zähne im Eingriff

Kreissägen

Bandsägen

Schnittkraft

Schnittleistung

öt

FP

Ff

vc

F

Fc

b = ap

h = fz

Pc = Fc · vc

fz = As · p · D _______ ö · vc · z

ö = p · D · fs ______

360°

sin fs __ 2 = ö __

D ze =

fs · z ____ 360°

fz = As · t ____ ö · vc

ze = ö _ t

Fc = ap · fz · ze · kc · KSä · Kver

Zerspanungshauptgruppe AS × 1000 mm2/min

Werkstoffgruppe Kreissägen Bandsägen

P

Allgemeiner Baustahl 6 ... 10 17 ... 22

Kohlenstoffstähle 5 ... 8 17 ... 22

Vergütungsstahl 5 ... 8 13 ... 18

Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Automatenstähle 5 ... 8 8 ... 12

M Nichtrostende Stähle 5 ... 8 8 ... 12

K Gusseisenwerkstoffe 8 ... 12 8 ... 12

NAluminiumlegierungen 15 ... 25 23 ... 28

Messing 8 ... 12 13 ... 18

th = A __ AS

Hauptnutzungszeit und spezifi sche Schnittfl äche

Hauptnutzungszeit

As Spezifi sche Schnittfl äche in mm2/min

A Zu trennender Querschnitt in mm2



F

Schnitt- und Leistungsberechnung Fräsen

Schnittkraftberechnung

lk k

k

Fräsverfahren

Umgangsfräsen Stirnplan-, Eck- und Nutenfräser

Eingriffswinkel sieheSeite 253

sieheSeite 252

Einstellwinkel

Spanungsdicke

Schneiden im Eingriff

Schnittkraft pro Schneide

Schnittkraft

Spezifische Schnittkraft kc(siehe ab Seite 208)

cos fs = 1 – 2 • ae

D

k = 90° – l

hm " fz • sin k

Fcz = A • kcFcz = A • kc

Fcz =

ze = fs • z360°

ze = fs • z360°

hm " • fz • sin k aeD

• hm • kcap

sin k

Fc = Fcz • ze

Fcz = ap • hm • kc

Fc = Fcz • ze

A = ap • fzA = ap • hm

a e

Spanungsquerschnitt


269F7 FrästechnikF7 Frästechnik

F

Einsatzrichtwerte Fräsen

Einsatzrichtwerte für Eckmesserkopf und Schruppfräser mit Wendeschneidplatten

Ze

rsp

an

un

gs-

ha

up

tgru

pp

e

ae ae

a p

a p

Schnittgeschwindigkeitswerte vc in m/min und Vorschubwerte fz gel-ten für Fräser mit beschichteten Hartmetall-Wendeschneidplatten undZähnezahl z. Einsatzrichtwerte für Vorschub fz gelten für

Eckfräser ae ^ 1,0 · D und apmax ^ 0,05 · D,

für Walzenstirn-Schruppfräser ae ^ ^ 0,4 · D und apmax ^ 1,0 · D

Richtwerte obere Reihe für Eckmesserköpfe mit einem Einstellwinkel k = 90°, Richtwerte untere Reihe für Walzenstirn-Schruppfräser mit einem Einstellwinkel k = 90° 1

Werkstoffgruppe

mit Werkstoffauswahlvc in

m/min

ø D

40z = 3

ø D

50z = 4

ø D

63z = 5

ø D

80z = 6

ø D

100z = 7

ø D

125z = 8

KSS2

P Unlegierter Baustahl

S235JR, S275JR E295, E355220180

0,080,09

0,100,10

0,120,11

0,140,12

0,180,13

0,200,14

ET

Einsatzstahl

C15, 15CrNi6, 16MnCr5, 20CrMo5, 18CrNi6, 15CrMo5

170160

0,060,09

0,080,10

0,110,11

0,130,12

0,150,13

0,180,14

ET

Vergütungsstahl (unvergütet)C35, C45, 37CrS4, 25CrMo4, 41Cr4, 50CrV4, 42CrMo4

170150

0,080,09

0,100,10

0,120,11

0,140,12

0,180,13

0,200,14

ET

Vergütungsstahl (vergütet)C35E, C45E, 37CrS4, 25CrMo4, 41Cr4, 50CrV4, 42CrMo4

170140

0,060,07

0,080,08

0,110,09

0,130,10

0,150,11

0,180,12

ET

Automatenstahl

10S20, 9SMnPb28, 15SMn13240170

0,080,07

0,100,08

0,120,09

0,140,10

0,180,11

0,200,12

ET

Nitrierstahl

43CrAlMo5150130

0,060,07

0,080,08

0,110,09

0,130,10

0,150,11

0,180,12

ET

Stahlguss

GE240, GE300160130

0,060,07

0,080,08

0,110,10

0,130,11

0,150,11

0,180,12

ET

Werkzeugstahl (ungehärtet)100Cr6, C45W, 90MnCrV, X210Cr12, 40CrMnMoS8-6

110130

0,060,07

0,080,08

0,110,10

0,130,11

0,150,11

0,180,12

ET

M Rostfreier Stahl

X46Cr13, X30Cr13, NiCr20TiAl X5CrNi18-10, X5CrNiMo17-12-2

8090

0,080,07

0,100,08

0,120,09

0,140,10

0,180,11

0,200,12

ET

K Grauguss

GJL-250, GJL-400210170

0,080,09

0,100,10

0,120,11

0,140,12

0,180,13

0,200,14 T

Kugelgraphitguss

GJS-350, GJS-400, GJS-500 GJS-600

210140

0,080,09

0,100,10

0,120,11

0,140,12

0,180,13

0,200,14

TE

Temperguss

GJMW-400, GJMB-650210140

0,080,09

0,100,10

0,120,11

0,140,12

0,180,13

0,200,14 E

N Aluminium gewalztAlMg4, AlMg4,5Mn0,4,AlCu4Mg1, AlZn5,5MgCu

500280

0,080,10

0,100,11

0,120,12

0,140,13

0,180,15

0,200,16 E

Aluminium gegossenAlSi12, AlSi9Cu3, AlSi10Mg AlSi17Cu4FeMg

400240

0,080,10

0,100,11

0,120,12

0,140,13

0,180,15

0,200,16 E

Magnesiumlegierungen

MgAl6Zn,MgAl8Zn, MgAl9Zn2500280

0,080,10

0,100,11

0,120,12

0,140,13

0,180,15

0,200,16 E

Kupferlegierungen

Messinglegierung, CuZn39Pb2350300

0,080,10

0,100,11

0,120,12

0,140,13

0,180,15

0,200,16 T

S Superlegierungen

warmfest, Ni-basiert, NiCr20Ti50–

0,08–

0,10–

0,12–

0,14–

0,18–

0,20– E

Titanlegierungen

TiAl6V4, TiAl4Mo4Sn4Si0,5 – – – – – – – E

H Gehärteter Stahl – – – – – – – –1 Einsatzrichtwerte sind abhängig von der Werkstückgeometrie und von den eingesetzten Wendeschneidplatten.2 KSS – Kühlschmierstoff, E – Emulsion, T – Trocken.



F

Drehwerkzeuge

Negative Wendeplattenhalter (Auswahl)

91°

Einstellwinkel KSpanwinkelnegativ

-g

k

ISO-Wendeplattenhalter DTGNR-L 91° für ISO-Wendeschneidplatte TNMG negativ

PCLNR-L 95°für CNMG negativ

PSBNR-L 75°für SNMG negativ

PSSNR-L 45°für SNMG negativ

PWLNR-L 93°für WNMG negativ

30°57° 50°

PTGNR-L 90°für TNMG negativ

PDJNR-L 93°für DNMG negativ

MTENN 60°für TNMG negativ

MVJNR-L 93°für VNMG negativ

70° 30° 60°

MVVNN 72,5° fürVNMG negativ

DWLNR-L 95°für WNMG negativ

DCLNR-L 95°für CNMG negativ

DCBNR-L 75°für CNMG negativ

30°

DDNNN 63°für DNMG negativ

DSDNN 45°für SNMG negativ

DSSNR-L 45°für SNMG negativ

DTFNR-L 91°für TNMG negativ


347B3 WerkzeugmaschinenB3 Werkzeugmaschinen

F

Prüfprotokoll für die Abnahme einer CNC-Drehmaschine

Prüfgegenstand 4: Parallelität Längsschlitten Spindelachse auf einer Länge von 300 mm

Parallelität der Spindelachse und der Bewegung des Längs-

schlittens auf einer Länge gleich der Hälfte des max. Dreh-

durchmessers, jedoch max. bis zu 300 mm in a : der Primär-

ebene horizontal und b : Sekundärebene vertikal

Prüfanleitung:

Den Prüfdorn auf der Spindel und den Anzeiger auf dem Kreuz-schlitten befestigen. Die Mantellinie auf beiden Ebenen antas-ten. Spindel langsam drehen und in beiden Ebenen auf der ge-samten Prüfdornlänge messen.

Prüfmittel:

Feinzeiger nach DIN 879

Z

300 Prüfdorn

Abweichung zulässig: a: 0,010 mm auf 300 mm in Richtung Werkzeug, b : 0,015 mm auf 300 mm

Prüfgegenstand 5: Höhenunterschied Spindelachse Reitstock

Höhenunterschied zwischen Spindelachse und Reitstockachse

in a : Primärebene horizontal und b : Sekundärebene vertikal.

Prüfanleitung: Anpressdruck des Reitstocks auf 50 % des max. Arbeitsdrucks einstellen. Den Prüfdorn zwischen den Spitzen festklemmen und den Anzeiger auf dem Kreuzschlitten befestigen. Den Prüfdorn auf der jeweiligen Ebene antasten und an den Prüf-dornenden messen.

Prüfmittel:

Feinzeiger nach DIN 879Prüfdorn in den Längen 300 mm, 500 mm und 800 mm

Z

Prüfdorn

Abweichung zulässig: a: 0,012 mm in Richtung Werkzeug, b : 0,020 mm in Richtung Werkzeug

Prüfgegenstand 6: Parallelität Längsschlitten Werkzeugachse

Parallelität der Werkzeugachse und der Bewegung des Längs-

schlittens in a : der Primärebene horizontal und b : Sekundär-

ebene vertikal.

Prüfanleitung: Den Prüfdorn in der Werkzeugträgeraufnahme befestigen. Prüf-dorn antasten und Längsschlitten gemäß Abbildung bewegen. Den Vorgang mit dem Prüfdorn bei 90°, 180° und 270° wieder-holen.

Prüfmittel:

Feinzeiger nach DIN 879Prüfdorn für die Werkzeugträgerscheibe

100

Z

90°

180°

270°0°

Abweichung zulässig: a : 0,020 mm auf 100 mm, b : 0,020 mm auf 100 mm

Prüfgegenstand 7: Ausrichtung Werkzeugträger zur Spindelachse vertikal

Parallelität der Werkzeugachse und der Bewegung des Längs-

schlittens in a : der Primärebene horizontal und b : Sekundär-

ebene vertikal.

Prüfanleitung: Anzeigerhalterung auf Spindel befestigen, Prüfdorn in Werk-zeugaufnahmebohrung befestigen. Die Prüfdornmantellinie horizontal antasten, x-Achse bewegen bis ein Rundlauf von 0 (a-a’) erreicht ist. Spindel um 90° drehen und Abweichung ab-lesen. Vorgang wiederholen für eine Scheibenstellung von 90°, 180° und 270°.

Prüfmittel:

Feinzeiger nach DIN 879Prüfdorn für Werkzeugträgerscheibe

Abweichung zulässig: 0,020 mm

50

90°

180°

270°

0°

a

a’


389Q2 QualitätsmanagementQ2 Qualitätsmanagement

Q

Verteilung von kontinuierlichen Merkmalen: Gauß’sche Normalverteilung

Kontinuierliche Merkmalswerte sind oft normalverteilt. Die Gauß’sche Glockenkurve ist symmetrisch zum Mittelwert. Die Kurve ist bestimmt durch die Lage (Mittelwert) und die Streuung (Standardabweichung bzw. Spannweite). Ist die Anzahl der Stichprobenwerte groß genug, so sind deren kontinuierliche Merkmalswerte ebenfalls oft normalverteilt. Zur Unterscheidung zur Grundgesamtheit werden für den Mittelwert, für die Standardabweichung und die Anzahl der Merkmalswerte unterschiedliche Bezeichnungen verwendet.

x

g (x

)

j

µ - 3j µ + 3jµ - 2j µ + 2jµ - j µ + jµ

Wendepunkt

Grundgesamtheit

68,26 %

95,44 %

99,73 %N Anzahl der Merk-

malswerte einer Grundgesamtheit

x Merkmalswertx l Einzelwertg(x) Wahrscheinlich-

keitsdichteµ Arithmetischer

Mittelwert der Grundgesamtheit

j Standard-abweichung der Grundgesamtheit

n Anzahl derMerkmalswerte einer Stichprobe

x– Arithmetischer Mittelwert derStichprobe

s Standard-abweichungder Stichprobe

R Spannweite(Range)

xmax GrößterMerkmalswert

xmin KleinsterMerkmalswert

D Modalwert:der am häufi gstauftretende Messwert einer Messreihe

xF Median

Mittelwert einer

Grundgesamtheit

µ = x1 + x2 + … + xN ________________

N =

∑ i = 1

N

x i

_____ N

Standardabweichung einer

Grundgesamtheit

j = √

_________

∑ i = 1

N

(x i – µ)2

__________ N

Mittelwert einer Stichprobe

x– = x1 + x2 + … + xn ________________

n =

∑ i = 1

n

x i

_____ n

Standardabweichung einer

Stichprobe

s = √ _________

∑ i = 1

n

(x i – x–)2

__________ n – 1

Spannweite

R = xmax – xmin

Median für gerade n

xf = 1 __ 2 ( x n __

2 + x n __

2 +1 )

Median für ungerade n

xf = x n+1 _____ 2

x

Häu

fig

keit

s

x– -3s x– + 3sx–-2s x– + 2sx– -s x– + sx–

Wendepunkt

Stichprobe

68,26 %

95,44 %

99,73 %

Median (Zentralwert): die Merkmalswerte werden der Größe nach geordnet. Der mitt-lere Wert (bzw. der Mittelwert der beiden mittleren Werte) stellt den Median dar.

Darstellung von Merkmalsarten

Qualitätsmerkmale

Merkmalsarten

quantitativeMerkmale

qualitativeMerkmale

kontinu-ierlichesMerkmal(messbar)

diskretesMerkmal(zählbar)

Ordinal-merkmal

Nominal-merkmal

Produkte können quantitative und qualitative Merkmale besitzen:quantitativ: mengenmäßig, zahlenmäßigqualitativ: die Qualität betreffendQuantitative Merkmale werden unterschieden in kon-

tinuierliche Merkmale (z. B.: Messwerte) und diskrete

Merkmale (z. B. Anzahl der Fehler, Zahl der gefertigten Teile pro Zeiteinheit). Die Attributprüfung ist eine Gut-Schlecht-Prüfung bei der die Annehmbarkeit eines Prüf-loses festgestellt wird.Qualitative Merkmale werden unterschieden in Ordinal-

merkmale (Ordnungsbeziehung im Sinne einer Aufein-anderfolge z. B.: gut – mittel – schlecht) und Nominal-

merkmale (Merkmalsausprägungen ohne Ordnung, z. B: Kostenart, Zeitart, Geschlecht …)

Kapitel-6 (Q, 369-410).indd 389Kapitel-6 (Q, 369-410).indd 389 07.07.16 12:2407.07.16 12:24

405Q3 Geometrische MesstechnikQ3 Geometrische Messtechnik

Q

Geometrische Messtechnik

Koordinatenmesstechnik vgl. DIN EN 10360

Die Koordinatenmesstechnik bietet die um-fassende Messung der Grobgestalt von Messobjekten. Im Unterschied zu einfachen Messgeräten, die zwei oder drei Punkte am Messobjekt erfassen, werden in der Koordi-natenmesstechnik viele Punkte verwendet. Komponenten eines Koordinatenmessgerä-tes: Gerätebasis, Aufnahme für das Messob-jekt (meist eine ebene Platte), Messkopf mit Tastersystem bzw. optische Sensorik, Füh-rungen und Messsysteme für die Messach-sen, Gerätesteuerung, Auswerterechner mit Auswertesoftware, eventuell Drehtisch oder Dreh-Schwenk-Einrichtung für den Messkopf

Bedien-pult

Steuerungs-rechner

Werktück-aufnahme

Gerätebasis

Mess-kopf

Tastersystem

Messsystemz-Achse

Messsystemy-Achse

Messsystemx-Achse

z

x

Koordinaten-system

Prinzip der Koordinatenmesstechnik: Ziel ist es, die wahre Gestalt des Messobjektes zu erfassen. Mit dem Koordinatenemssgerät werden die Koordinaten von Punkten an der Oberfl äche des Messobjektes ermittelt r erfasste Geometrie („Punktewolke“). Mit diesen Punkten werden mathematische Ausgleichselemente berechnet r zugeordnete Geometrie. Damit werden Maße, Form und Lageeigenschaften der Geometrie-elemente bestimmt.

Konstruktion des Werk-stücks (ideale Geometrie)

Bemaßen der Geometrie-elemente (Sollgeometrie)

Fertigung des Werkstücks(ergibt Abweichungen)

Messpunkte

Berechnen der zuge-ordneten Geo-metrieelemente,z. B. Ebene, Kreis...Maß- und Formprüfung

Verknüpfen derGeometrieele-mente, z. B. Winkel, Lage...

yz

xyz

x

Soll-Ist-Vergleich

Erfassen der Messpunkteauf dem Werkstück(„Istwerte“)

Verarbeiten der Messwerte

Entscheidung i. O. bzw. n. i. O.

Ergebnisausgabe undWeiterverarbeitung

Je nach Messobjekt verwendet man unter-schiedliche Koordinatensysteme.

Die Messwerte werden im Gerätekoordina-

tensystem (Messachsen des Koordinaten-messgerätes) erfasst und in das Werk-

stückkoordinatensystem transformiert. Die-ses wird üblicherweise anhand der techni-schen Zeichnung festgelegt. Für die rechneri-sche Ausrichtung des Werkstückes muss ein Basiskoordinatensystem bestimmt werden. Dazu werden am Messobjekt die Geometrie-elemente gemessen, die zur Defi nition des Koordinatensystems festgelegt sind. Da sich alle weiteren Messergebnisse darauf bezie-hen, muss hier besonders sorgfältig vorge-gangen werden.

z

z

y yx

x

Geräte-Koordinaten-system

Werkstück-Koordinaten-system

Kapitel-6 (Q, 369-410).indd 405Kapitel-6 (Q, 369-410).indd 405 07.07.16 12:2407.07.16 12:24

414 Steuerungs- und Regelungstechnik S Steuerungs- und Regelungstechnik S

S

Steuerungstechnik

Logische Grundverknüpfungen vgl. DIN EN 60617

In der Schaltalgebra werden Schaltungen mit logischen Bausteinen nach der Boole´schen Algebra mit binä-ren Aussagen entwickelt. In binären Systemen spielen nur zwei Aussagen eine Rolle. Also beispielsweise um die Unterscheidung, ob eine Leitung im Augenblick druckführend oder drucklos ist. Abkürzend benutzt man „0“ um Drucklosigkeit, und „1“ um das unter Druck stehen der Leitung zu symbolisieren. Grundsätzlich muss zunächst die Aufgabenstellung analysiert werden, dann werden die Einzelaufgaben zu einem Ablauf verknüpft, der sich in einem Programm darstellt. Die Verknüpfung der Teilaufgaben erfolgt durch Operatio-nen, die als logische Grundverknüpfungen beschrieben werden können. Beispielsweise darf eine weiterfüh-rende Operation nur dann eingeleitet werden, wenn mehrere andere Bedingungen zur gleichen Zeit erfüllt sind (UND-Funktion), oder wenn mindestens eine andere Bedingung erfüllt ist (ODER-Funktion), oder wenn eine Bedingung erfüllt ist und eine andere nicht (NICHT-Funktion).

Benennung Grafi k und Text

(IEC 61131)

Elektrisch Pneumatisch Funktionstabelle

UND

(Konjunktion)Q0

ANDE0

E1&

Q0: = E0 AND E1;

E1

Q0

E0

E0 E1Q0

E1

0

0

1

1

E0

0

1

0

1

Q0

0

0

0

1

ODER

(Disjunktion)Q0

ORE0

E161

Q0: = E0 OR E1;

E1

Q0

E0E0 E1

Q0

E1

0

0

1

1

E0

0

1

0

1

Q0

0

1

1

1

Nicht

(Negation)Q0NOTE0

Q0: = NOT E0;

E0

Q0

E0Q0

E0

0

1

Q0

1

0

NAND

(UND-NICHT)Q0

ANDE0

E1&

Q0: = NOT(E0 AND E1);

E1E0

Q0 E0 E1

Q0 E1

0

0

1

1

E0

0

1

0

1

Q0

1

1

1

0

NOR

(ODER-NICHT)Q0

ORE0

E161

Q0: = NOT(E0 OR E1);

E1

E0

Q0 E0 E1

Q0 E1

0

0

1

1

E0

0

1

0

1

Q0

1

0

0

0

Exclusiv ODER

(Antivalenz)Q0

XORE0

E1= 1

Q0:=(E0 AND NOT E1)OR (NOT E0 and E1);

E0

E0

Q0

E2

E1

Q0 E1

0

0

1

1

E0

0

1

0

1

Q0

0

1

1

0

Kapitel-7 (S, 411-460).indd 414Kapitel-7 (S, 411-460).indd 414 07.07.16 12:2507.07.16 12:25

438 Steuerungs- und Regelungstechnik S Steuerungs- und Regelungstechnik S

S

G82 Planschruppzyklus

Ax

y

A2D

O2

XZ

G82 D H AK AZ AX AE AS AV O Q V E F S MG82 H4 AE AS AV O E F S MDie Adressen können dem Längsschruppzyklus G81 entnommenwerden.V Sicherheitsabstand in X-Richtung bei eingeschaltetem Q2 (V1)

G83 Konturparalleler Schruppzyklus

AK

O2

XZ

G83 D H AK AZ AX AE AS AV O Q V E F S MG83 H4 AE AS AV O E F S MDie Adressen können dem Längsschruppzyklus G81 entnommen werden.H Bearbeitungsart H1 Schruppen H14 Schruppen und anschließendes SchlichtenV Sicherheitsabstand in Konturrichtung

G80 Abschluss einer Bearbeitungszyklus-Konturbeschreibung

ZA

XA

P+X

+Z

G80 ZA XAZA absoluter Z-Koordinatenwert der X-parallelen BearbeitungsgrenzeXA absoluter Z-Koordinatenwert der Z-parallelen BearbeitungsgrenzeDie Begrenzungslinien werden bei der Bearbeitung vom Schnei-denpunkt P nicht überfahren.

CNC-Drehen

Drehbearbeitungszyklen Ebene G18

G81 Längsschruppzyklus 1 Optionale Adressen werden blau geschrieben

DV

AK

O2

AV

AS

X

Z

G81 D H AK AZ AX AE AS AV O Q V E F S MG81 H4 AE AS AV O E F S MD ZustellungH4 Schlichten der Kontur

Opitonale Adressen: 1H Bearbeitungsart H1 nur Schruppen, 1x45° abheben H2 stufenweise Auswinkeln entlang der Kontur H3 wie H1 mit zusätzlichem Konturschnitt am Ende H24 Schruppen mit H2 und anschließendes SchlichtenAK Konturparalleles Aufmaß auf der BearbeitungskonturAZ Aufmaß in Z-Richtung, kann zusätzlich zu AK erfolgenAX Aufmaß in X-Richtung, kann zusätzlich zu AK erfolgenAE Eintauchwinkel, Werkzeug-Endwinkel bezüglich

1. positiver Geometrieachse ZAS Austauchwinkel, Seiteneinstellwinkel bezüglich

1. negativer Geometrieachse ZAV Sicherheitswinkelabschlag für AE und ASO Bearbeitungsstartpunkt O1 aktuelle Werkzeugposition O2 aus Kontur berechnetQ Leerschnittoptimierung Q1 Optimierung aus Q2 Optimierung einV Sicherheitsabstand in Z-Richtung bei eingeschaltetem Q2 (V1)E EintauchvorschubF VorschubS Drehzahl / SchnittgeschwindigkeitM Drehrichtung / Kühlmittel

Oder:N120 …N130 G81 H4N140 G23 N60 N100 H1N150 G80

P1P2P3

P4

P0

ø82

ø40

ø80

ø60

30 20 02

XZ

N10 …;SchruppenN50 G81 D2.5 H1 AZ0.1 AX0.5 O2N60 G0 X40 Z2 ;P0N70 G1 Z-20 ;P1N80 G1 X60 ;P2N90 G1 Z-30 ;P3N100 G1 X82 ;P4N110 G80;SchlichtenN120 G96 T2 S200 F0.15 M4 N130 G23 N60 N100 H1 N140 …

Kapitel-7 (S, 411-460).indd 438Kapitel-7 (S, 411-460).indd 438 07.07.16 12:2507.07.16 12:25

Documents

Tabellenbuch für Zerspantechnik - Europa-Lehrmittel · lagen für die Praxis geschriebenen Nachschlage- und Tabellen-werken. Die Autoren haben sich zum Ziel gesetzt, die allge-