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EMUGE-FRANKEN
Handbuch der Gewindetechnik und FrästechnikAnwendungen · Tipps · Tabellen
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herausgegeben vonEMUGE-FRANKEN
EMUGE-Werk Richard Glimpel GmbH & Co. KG Fabrik für PräzisionswerkzeugeNürnberger Straße 96-100 · 91207 Lauf · GERMANY Telefon (0 91 23) 1 86-0 · Telefax (0 91 23) 1 43 13
FRANKEN GmbH & Co. KG Fabrik für PräzisionswerkzeugeFrankenstraße 7/9a · 90607 Rückersdorf · GERMANY Telefon (09 11) 95 75-5 · Telefax (09 11) 95 75-327
Publicis Corporate Publishing
Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.
EMUGE-FRANKEN hat alle Texte in diesem Buch mit großer Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können Fehler nicht ausgeschlossen werden. Eine Haftung des Herausgebers oder des Verlags, gleich aus welchem Rechtsgrund, ist ausgeschlossen. Die in diesem Buch wiedergegebenen Bezeichnungen können Warenzeichen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.
http://www.emuge-franken.de http://www.publicis-erlangen.de
ISBN 3-89578-232-7
Herausgeber: EMUGE-FRANKENVerlag: Publicis Corporate Publishing, Erlangen © 2004 by EMUGE-FRANKEN Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen, Bearbeitungen sonstiger Art sowie für die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Dies gilt auch für die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwendung von Texten.
Wir danken den Firmen Balzers (LI), Böhler Edelstahl (AT), Eifeler (DE), CemeCon (DE) und Platit/Blösch (CH) für die zur Verfügung gestellten Abbildungen.
DIN-Normen wiedergegeben mit Erlaubnis des DIN Deutsches Institut für Normung e.V. Maßgebend für das Anwenden der Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, erhältlich ist.
Printed in Germany
❚ ❙ ❘ ➤ Vorwort
5
Seit es Leben gibt, wandeln sich Formen und Strukturen, werden komplexer, effektiver. Das gilt natürlichauch für die Technik. Technischer Fortschritt schafft Zufriedenheit, Wohlstand, Komfort und Sicherheit.Voraussetzung dafür sind Produktionseinrichtungen, die – insbesondere in der Serienfertigung – Produkteentstehen lassen, welche eine breite Anwendung finden und somit einer großen Zahl von Anwendernpreiswert von Nutzen sind.
Die meisten technologischen Errungenschaften konnten nur realisiert werden, weil Produktionseinrichtungenwie Werkzeugmaschinen und Präzisionswerkzeuge ständig auf die immer anspruchsvolleren Bedürfnisseoptimiert wurden.
EMUGE-FRANKEN, einer der führenden Hersteller von Präzisionswerkzeugen, hat sich in der über80jährigen Firmengeschichte mit Kompetenz und Sachverstand wesentlich an diesen Prozessen beteiligt.Eines unserer wichtigsten Anliegen ist es, dieses Wissen einem breiten Publikum zur Verfügung zu stellen.Aus dieser Grundhaltung heraus ist das vorliegende Handbuch entstanden.
Das Handbuch der Gewindetechnik und Frästechnik von EMUGE-FRANKEN beinhaltet alle wesentlichenInformationen, um in der Gewinde-, Prüf-, Fräs- und Spanntechnik den wirtschaftlichen Einsatz vonPräzisionswerkzeugen sicherzustellen. Dabei werden die Werkzeuge und deren Einsatz werkstoff- undwerkstückspezifisch behandelt. Eine umfangreiche Dokumentation bezüglich DIN-Normen ist Bestandteildieses Nachschlagwerkes, welches wir als wichtige Ergänzung zu unseren Produktinformationen sehen.
Wir haben uns bemüht, ein Standardwerk zusammenzutragen, das dem Anwender in der täglichen Praxisvon Nutzen ist.
Dipl.-Ing. Helmut GlimpelGeschäftsleitung EMUGE-FRANKEN
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
6
Seite
1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1 Allgemeine Einsatzdaten-Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.2 Umrechnungen von angelsächsischen Einheiten in das SI-System . . . . . . . . . . . . 22
1.3 Berechnung von Schnittkraft, Drehmoment und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.1 Einleitung der Werkstoffe – spezifische Schnittkraft – Spanungsdicke . . . . . . 26
1.4 Oberflächenveredelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.4.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.4.2 Hartstoff- und Gleitbeschichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.5 Zerspanung und Spanformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.6 Standzeitverhalten und Standvermögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.7 Verhältnis Drallsteigung - Drallwinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.8 Härtevergleichstabelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2 Schaftformen für Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.1 Schäfte und Vierkante für Gewindewerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.1.1 DIN 10 Vierkante von Zylinderschäften für rotierende Werkzeuge . . . . 402.1.2 ISO 237 Schaftdurchmesser und Vierkante für rotierende Werkzeuge
mit Zylinderschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.1.3 ASME B94.9 Schaftdurchmesser und Vierkante für Gewindewerkzeuge
nach US-Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2 Übersicht Zylinderschäfte für Bohr- und Fräswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.2.1 DIN 1835-1 Zylinderschäfte für Fräser aus Schnellarbeitsstahl . . . . . . . . 442.2.2 DIN 6535 Zylinderschäfte für Spiralbohrer und Fräser aus Hartmetall . . . . 462.2.3 ASME B94.19 Zylinderschäfte für Fräser, nach US-Norm . . . . . . . . . . . . 47
2.3 Übersicht Morsekegelschäfte und Stellhülsenschäfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.3.1 DIN 228-1 Morsekegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.3.2 DIN 2207 Werkzeugschäfte für Frässpindelköpfe nach DIN 2201 . . . . . 512.3.3 ASME B5.10 Selbsthemmender Kegelschaft mit Austreiblappen,
nach US-Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.3.4 DIN 6327-1 Stellhülsen mit Werkzeugkegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.3.5 ASA B5.11 Stellhülsenschäfte mit Werkzeugkegel, nach US-Norm . . . . . 542.3.6 DIN 69880-1 (VDI 3425) Werkzeughalter mit Zylinderschaft . . . . . . . . . . 55
2.4 Übersicht Steilkegelschäfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.4.1 DIN 2080-1 Steilkegelschäfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.4.2 ANSI B5.18 Steilkegelschäfte, nach US-Norm . . . . . . . . . . . . . . . . 592.4.3 DIN 69871-1 Steilkegelschäfte für automatischen Werkzeugwechsel . . . . . 602.4.4 ASME B5.50 Steilkegelschäfte für automatischen Werkzeugwechsel,
nach US-Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622.4.5 JIS B 6339 Steilkegelschäfte für automatischen Werkzeugwechsel,
nach japanischer Norm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
7
Seite
2.5 Übersicht Kegel-Hohlschäfte mit Plananlage (HSK) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.5.1 DIN 69893-1 Kegel-Hohlschäfte mit Plananlage, Standardausführung . . . . . 662.5.2 DIN 69893-2 Kegel-Hohlschäfte mit Plananlage und
Kühlschmierstoffzuführung über den Bund . . . . . . . . . . . . 702.5.3 DIN 69893-6 Kegel-Hohlschäfte mit Plananlage . . . . . . . . . . . . . . . . 732.5.4 DIN 69893-5 Kegel-Hohlschäfte mit Plananlage,
für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . 75
3 Schnellarbeitsstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2 Welche Anforderungen werden an die Werkzeug-Werkstoffe für Zerspanungswerkzeuge gestellt? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.2.1 Plastische Verformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.2.2 Zähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.2.3 Verschleißverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3.3 Historische Entwicklung und Legierungselemente der Schnellarbeitsstähle . . . . . . . . 79
3.3.1 Chrom-Einfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.3.2 Wolfram-Einfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.3.3 Der erste Schnellarbeitsstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.3.4 Kobalt-Einfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803.3.5 Vanadin-Einfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.3.6 Einflüsse der Legierungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.3.7 Weitere Legierungsvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.3.8 Grundlegierungen heutiger Schnellarbeitsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.3.9 Übersicht über den Einfluss der Legierungselemente
auf die Schnellarbeitsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.4 Einflüsse der Wärmebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.5 Einflüsse der Stahlherstellungsverfahren auf Gefüge und Eigenschaften . . . . . . . . . 85
3.5.1 Schmelzmetallurgische Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863.5.2 Pulvermetallurgische Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.5.3 Schleifbarkeit und Verschleißbeständigkeit von PM-Material . . . . . . . . . . . 91
3.6 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.7 Eingeführte gebräuchliche SchnellarbeitsstahlLegierungen und deren Anwendungen . . . 92
4 Hartmetall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.1 Hartmetall als Schneidstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.1.1 Geschichtliche Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964.1.2 Hartmetall im Vergleich zu anderen Schneidstoffen . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.2 Hartmetall-Rohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.2.1 Wolfram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.2.2 Kobalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.3 Hartmetallherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3.1 Pulveraufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.3.2 Formgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.3.3 Sintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
8
Seite
4.3 Hartmetallherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3.1 Pulveraufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.3.2 Formgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.3.3 Sintern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.4 Beurteilung und Klassifizierung von Hartmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.4.1 Beurteilung von Hartmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.4.2 Klassifizierung von Hartmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.5 Eigenschaften von Hartmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.6 Fachliteratur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5 Verschleißschutz- und Gleitschichten . . . . . . . . . . 109
5.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.2 Herstellung und Hauptmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.3 Kennwerte und Eigenschaften gängiger Schichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.3.1 Titannitrid-Schichten (TiN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1135.3.2 Titan-Carbonitrid-Schichten (TiCN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.3.3 Titan-Aluminiumnitrid-Schichten (TiAlN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1175.3.4 Gleitschichten (MoS2, C-amorph, DLC, WC/C) . . . . . . . . . . . . . . . . 1205.3.5 Hartstoffschichten mit Gleit-Deckschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1225.3.6 Chromnitrid- und Titandiborid-Schichten (CrN und TiB2) . . . . . . . . . . . . 1235.3.7 Diamantschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245.3.8 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5.4 Allgemeine Anwendungshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
5.5 Messverfahren zur Bewertung von Schichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5.5.1 Schichtdicke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325.5.2 Schichthärte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.5.3 Schichthaftung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1345.5.4 Weitere Mess- und Prüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
5.6 Verfahrens- und Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5.6.1 PVD-Beschichtungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355.6.2 CVD-Beschichtungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.6.3 Entschichten und Wiederbeschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
5.7 Fachliteratur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6 Kühlschmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.1 Anforderungen an Kühlschmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.2 Bezeichnung von Kühlschmierstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.3 Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.3.1 Zusammensetzung von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen . . . . . . 1456.3.2 Zusammensetzung von wassermischbaren Kühlschmierstoffen . . . . . . . . 1466.3.3 Hochdruckzusätze (EP-Additive) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
9
Seite
6.4 Kontrolle und Pflege von Kühlschmierstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.4.1 Konzentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1476.4.2 pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1476.4.3 Nitrit- und Nitratwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1486.4.4 Keimzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1486.4.5 Aussehen, Geruch, Konsistenz, Fremdstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.5 Auswirkungen von Kühlschmierstoffen auf Mensch und Umwelt . . . . . . . . . . . . 149
6.5.1 Gefährdungspotential und Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496.5.2 Entsorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.6 Kühlschmierstoffe im Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.6.1 Gewindefertigung (Gewindeschneiden/Gewindefurchen) . . . . . . . . . . . 1506.6.2 Zerspanen von Stählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1526.6.3 Bearbeiten von Magnesium und Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1526.6.4 Schleifen von Hartmetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.7 Minimalmengenschmierung und Trockenbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.7.1 Minimalmengenschmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1546.7.2 Trockenbearbeitung – Bearbeitung mit gekühlter Druckluft . . . . . . . . . . . 158
6.8 Fachliteratur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7 Kernlochbohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
7.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
7.2 Kurzbeschreibung der EMUGE-Spiralbohrer und -Stufenbohrer . . . . . . . . . . . . . 163
7.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.3.1 Benennungen und Definitionen nach DIN ISO 5419 . . . . . . . . . . . . . . 1667.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1677.3.3 Baumaße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1687.3.4 Anschliff-Formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
7.4 Bestimmung von Schnittkraft, Drehmoment und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . 169
7.5 Richtwerte für Schnittgeschwindigkeit und Vorschub . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.6 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.7 Fachliteratur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
8 Gewindebohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
8.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.2 Programmübersicht der EMUGE-Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
8.2.1 Bezeichnung der EMUGE-Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1838.2.2 Kurzbeschreibung der EMUGE-Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.2.3 Gewindebohrer-Sonderausführungen (Beispiele) . . . . . . . . . . . . . . . . 249
8.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
8.3.1 Benennungen und Definitionen am Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . 2508.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
10
Seite
8.4 Verfahrensspezifische Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
8.4.1 Der Gewindeschneidvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2558.4.2 Gewinde-Vorbohrdurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2568.4.3 Gewindeauslauf und Gewindefreistich bei Gewindegrundlöchern
mit Metrischem ISO-Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2788.4.4 Bestimmung von Schnittkraft, Drehmoment und Leistung . . . . . . . . . . . 2798.4.5 Richtwerte für Drehmomente beim Gewindeschneiden mit
EMUGE-Trapez-Gewindebohrern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2808.4.6 Richtwerte für Drehmomente beim Gewindeschneiden mit
EMUGE-NPT/NPTF-Gewindebohrern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2818.4.7 Programmierung der Gewindetiefe beim Schneiden von
NPT/NPTF-Gewinden mit EMUGE-Gewindebohrern . . . . . . . . . . . . . . 281
8.5 Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
8.6 Hinweise zur Geometrie von Gewindebohrern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
8.6.1 Anschnittformen nach DIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2848.6.2 Drall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.6.3 Zentrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2858.6.4 Werkstoff und Härte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2868.6.5 Besondere Oberflächenbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2868.6.6 Ergänzende Hinweise zu den Anschnittformen . . . . . . . . . . . . . . . . . 2868.6.7 Toleranzen des Gewindeteils von Gewindebohrern
für Metrisches ISO-Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2888.6.8 Toleranzen des Gewindeteils von Gewindebohrern für Rohrgewinde . . . . . . 292
8.7 EMUGE SELF-LOCK-Innengewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
8.8 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
9 Gewindefurchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
9.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
9.2 Programmübersicht der EMUGE-Gewindefurcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
9.2.1 Bezeichnung der EMUGE-Gewindefurcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3019.2.2 Kurzbeschreibung der EMUGE-Gewindefurcher . . . . . . . . . . . . . . . . 303
9.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
9.3.1 Benennungen und Definitionen am Gewindefurcher . . . . . . . . . . . . . . 3089.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
9.4 Verfahrensspezifische Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
9.4.1 Der Gewindefurchvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3099.4.2 Unterschied zwischen geschnittenem und gefurchtem Innengewinde . . . . . 3109.4.3 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3119.4.4 Gewinde-Vorbohrdurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3129.4.5 Einfluss des Vorbohrdurchmessers auf den Innengewinde-Kerndurchmesser . 318
9.5 Richtwerte für die Umfangsgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
9.6 Hinweise zur Geometrie von Gewindefurchern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
9.6.1 Toleranzen des Gewindeteils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3229.6.2 Anfurchbereich im Vergleich zum Anschnitt beim Gewindebohrer . . . . . . . 3229.6.3 Anfurchkegelform und Anfurchkegellänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
9.7 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
11
Seite
10 Gewindefräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
10.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
10.2 Kurzbeschreibung der EMUGE-Gewindefräser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
10.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
10.3.1 Begriffe und Benennungen am Gewindefräser . . . . . . . . . . . . . . . . . 34210.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
10.4 Verfahrensspezifische Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
10.4.1 Der Gewindefräsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.4.2 Erfordernisse für das CNC-Gewindefräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.4.3 Grundsätzliche Fräsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34610.4.4 Der Gewindefräser im praktischen Einsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34710.4.5 Übersicht der Gewindefräsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34810.4.6 Grundlagen der CNC-Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
10.5 Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit und den Vorschub . . . . . . . . . . . . . . 363
10.6 Hinweise zur Geometrie von Gewindefräsern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
10.6.1 Fräserprofile für Innen- und Außengewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36510.6.2 Profilkorrektur am Gewindefräser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36610.6.3 Gewindetiefe (Einschraubtiefe) - Tragtiefe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36710.6.4 Modifikationen an Gewindefräsern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
10.7 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
11 Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
11.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
11.2 Programmübersicht der EMUGE-Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
11.2.1 Kurzbeschreibung der EMUGE-Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . 37511.2.2 Schneideisen-Sonderausführungen (Beispiele) . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
11.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
11.3.1 Begriffe und Definitionen am Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38211.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
11.4 Verfahrensspezifische Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
11.4.1 Der Gewindeschneidvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38611.4.2 Gewinde-Vorarbeitsdurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38711.4.3 Bestimmung von Schnittkraft, Drehmoment und Leistung . . . . . . . . . . . 39611.4.4 Empfohlene Gewindedurchmesser für das Schneiden in einem Schnitt . . . . 39711.4.5 Anwendung der EMUGE-DIN- und -Elastik-Schneideisen für die
Toleranzfelder des Metrischen ISO-Gewindes . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
11.5 Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
11.6 Lage der Schneideisen-Herstelltoleranz für Metrisches Gewinde . . . . . . . . . . . . 400
11.7 EMUGE-Elastik-Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
11.7.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40111.7.2 Montage und Einstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40111.7.3 Konstruktive Merkmale und Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
11.8 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
12
Seite
12 Lehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
12.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
12.2 Programmübersicht der EMUGE-Gewindelehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
12.2.1 Gewindelehren für Innengewinde und glatte Lehren für Gewindekerndurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
12.2.2 Gewindelehren für Außengewinde und glatte Lehren für Gewindeaußendurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . 409
12.3 Lage der Herstelltoleranzen für den Flankendurchmesser der Gewindelehren für Metrisches ISO-Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
12.4 Beschreibung der glatten Lehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
12.4.1 Glatte Lehren für Bohrungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41412.4.2 Glatte Lehren für Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
12.5 Lehrung von Sondergewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
12.5.1 Lehrung des amerikanischen NPT-Gewindes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41612.5.2 Lehrung des amerikanischen NPTF-Gewindes . . . . . . . . . . . . . . . . . 41712.5.3 Das Lehrensystem nach ISO 7-2:2000 und EN 10226-3 . . . . . . . . . . . . 418
12.5.4Lehrung des EMUGE-SELF-LOCK-Gewindes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
13 Gewindewalzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
13.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
13.2 Kurzbeschreibung der EMUGE-Walzrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
13.2.1 Einstechverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42513.2.2 Automatisches Walzen auf Auflagelineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42513.2.3 Automatisches Walzen im Rundlineal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42613.2.4 Automatisches Walzen mit Innensegment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42613.2.5 Durchlaufverfahren mit korrigierten Steigungsrollen . . . . . . . . . . . . . . . 42713.2.6 Durchlaufverfahren mit teilkorrigierten Steigungsrollen . . . . . . . . . . . . . 42813.2.7 Durchlaufverfahren mit steigungslosen Rillenrollen . . . . . . . . . . . . . . . 42913.2.8 Profilwalzen mit Verzahnungswalzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43013.2.9 Pendelwalzverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43013.2.10 Profilwalzen mit Axial-Rollkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.2.11 Profilwalzen mit Tangential-Rollkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43113.2.12 Profilwalzen mit Radial-Rollkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
13.3 Nomenklatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
13.3.1 Benennungen und Definitionen an Walzrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43313.3.2 Technische Lieferbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433
13.4 Verfahrensspezifische Hinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
13.4.1 Der Gewindewalzvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43513.4.2 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43513.4.3 Vorarbeit der Rohlinge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
13
Seite
13.5 Hinweise zur Geometrie von Walzrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
13.5.1 Bestimmung des Walzrollen-Außendurchmessers . . . . . . . . . . . . . . . 44313.5.2 Anfasung und Verrundung der Gewindeeinläufe von Walzwerkzeugen . . . . . 44313.5.3 Rollen von Gewinden im Durchlaufverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44413.5.4 Rollen von Schnecken und ähnlichen Profilen . . . . . . . . . . . . . . . . . 44413.5.5 Rollen von Gewinden auf Hohlkörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44513.5.6 Gleichzeitiges Rollen von zwei verschiedenen Gewinden
an einem Werkstück . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44513.5.7 Rollen von konischen Gewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44613.5.8 Prägepolieren und Glätten mit Gewinderollmaschinen . . . . . . . . . . . . . 447
13.6 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
14 Messen von Gewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
14.1 Messen von Gewinden und Gewindelehren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
14.1.1 Messunsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45014.1.2 Flankendurchmesser am Außengewinde (Drei-Draht-Methode) . . . . . . . . . 45414.1.3 Flankendurchmesser am Innengewinde (Drei-Punkt-Methode) . . . . . . . . . 456
14.2 Messen von Gewindeschneidwerkzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
14.2.1 Definition von Messstellen am Gewindewerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . 45814.2.2 Anschnitt messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45914.2.3 Spanwinkel messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46014.2.4 Messen der Durchmesser am Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
14.3 Normen- und Literaturverweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
15 Gewindetabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
15.1 Allgemeines zu Gewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
15.1.1 Wichtige Begriffe an Gewinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47015.1.2 Gewindeübersicht nach DIN-Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47615.1.3 Gewindeübersicht nach ausländischen Normen . . . . . . . . . . . . . . . . 481
15.2 Metrisches ISO-Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
15.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48415.2.2 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48715.2.3 Grenzmaße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
15.3 Metrisches DIN-Gewinde (veraltet) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
15.4 Rohrgewinde für nicht im Gewinde dichtende Verbindungen, DIN EN ISO 228 . . . . . 520
15.5 Rohrgewinde für Gewinderohre und Fittings, DIN 2999 . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
15.6 Rohrgewinde für im Gewinde dichtende Verbindungen, ISO 7 . . . . . . . . . . . . . . 525
15.7 Stahlpanzerrohr-Gewinde, DIN 40430 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
15.8 Metrisches Gewinde für Kabelverschraubungen, DIN EN 60423 . . . . . . . . . . . . 528
15.9 Metrisches ISO-Gewinde für Gewindedrahteinsätze, DIN 8140 . . . . . . . . . . . . . 528
15.10 Amerikanisches Unified-Gewinde für Gewindedrahteinsätze, ASME B18.29.1 und BS 3409 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
14
Seite
15.11 MJ-Gewinde für die Luft- und Raumfahrt, DIN ISO 5855 . . . . . . . . . . . . . . . . 532
15.12 Amerikanisches UNJ-Gewinde, ASME B1.15 und ISO 3161 . . . . . . . . . . . . . . 534
15.13 Metrisches kegeliges Außengewinde mit zugehörigem zylindrischen Innengewinde, DIN 158 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
15.14 Metrisches ISO-Trapezgewinde, DIN 103 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
15.15 Rundgewinde, DIN 405 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
15.16 Metrisches Sägengewinde, DIN 513 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
15.17 Whitworth-Gewinde, BS 84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
15.17.1 Whitworth-Gewinde BSW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55015.17.2 Whitworth-Feingewinde BSF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
15.18 Amerikanisches Unified-Gewinde, ASME B1.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554
15.18.1 Amerikanisches Unified-Grobgewinde UNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55415.18.2 Amerikanisches Unified-Feingewinde UNF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55615.18.3 Amerikanisches Unified-Extra-Feingewinde UNEF . . . . . . . . . . . . . . . 55815.18.4 Gewindereihen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560
15.19 Amerikanisches zylindrisches Rohrgewinde NPSM, ANSI/ASME B1.20.1 . . . . . . . . 561
15.20 Amerikanisches zylindrisches Rohrgewinde NPSC, ANSI/ASME B1.20.1 . . . . . . . . 562
15.21 Amerikanische kegelige Rohrgewinde NPT und NPTF, ANSI/ASME B1.20.1 und ANSI B1.20.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
15.22 Amerikanisches zylindrisches Rohrgewinde NPSF, ANSI B1.20.3 . . . . . . . . . . . . 565
15.23 Britisches Association-Gewinde BA, BS 93 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
16 Prüfmittelüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
16.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
16.1.1 Begriffsdefinitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56816.1.2 Normenverweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
16.2 Prüfmittelmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569
16.3 Rückführbarkeit von Prüfergebnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570
16.3.1 National . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57016.3.2 International . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
17 Nachschleifen von Werkzeugen . . . . . . . . . . . . . . 573
17.1 Nachschleifen von Gewindebohrern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574
17.1.1 Anschnittschleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57417.1.2 Nachschleifen der Spanfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57717.1.3 Schleifen des Schälanschnittes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57717.1.4 Nachschleifen von Gewindebohrern Robust 2X-VA . . . . . . . . . . . . . . . 57917.1.5 Nachschleifgeräte und Schleifmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58017.1.6 Der Nachschleifvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
15
Seite
17.2 Nachschleifen von Gewindefräsern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583
17.2.1 Nachschleifen der Spanfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58317.2.2 Nachschleifen im Profil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58317.2.3 Nachschleifservice für Gewindefräser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
17.3 Nachschleifen von Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584
17.3.1 Nachschleifen der Spanfläche im Schälanschnitt und im Gewindeteil . . . . . 58417.3.2 Messen des Spanwinkels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58417.3.3 Anschnittschleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58517.3.4 Schleifmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58517.3.5 EMUGE Elastik-Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
17.4 Nach- und Umschleifen abgenutzter Gewindewalzrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
17.5 Entgraten nachgeschliffener Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
17.5.1 Der Entgratvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58617.5.2 Weitere Entgratmöglichkeiten für nachgeschliffene Werkzeuge . . . . . . . . . 587
18 Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588
18.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
18.2 Einteilung von Fräswerkzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
18.3 Grundlagen der Frästechnologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607
18.3.1 Stirnfräsen / Umfangsfräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60718.3.2 Gleichlauffräsen / Gegenlauffräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60818.3.3 Werkzeugabdrängung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60818.3.4 Werkzeugverschleiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60918.3.5 Geometrie an Fräswerkzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
18.4 Berechnungsgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
18.4.1 Zustellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61418.4.2 Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61518.4.3 Vorschub und Vorschubgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61618.4.4 Oberflächengüte und Zeilensprung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61718.4.5 Zeitspanvolumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61718.4.6 Schnittkraft und Schnittleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618
18.5 Moderne Frästechnologie mit Anwendungsbeispielen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
18.5.1 Trockenbearbeitung und Bearbeitung mit Minimalmengenschmierung . . . . . 62118.5.2 Hartfräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62218.5.3 Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsfräsen . . . . . . . . . . . . . . . 62318.5.4 Frästechnologie im Formen- und Gesenkbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62518.5.5 Bearbeitung von Aluminiumbauteilen aus der Flugzeugindustrie . . . . . . . . 63118.5.6 Bearbeitung von Turbinenteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63218.5.7 Kaltluftdüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
18.6 Unwucht an Werkzeugsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
16
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18.7 Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639
18.7.1 für Schaft-, Langloch-, Kugel- und Torusfräser aus Vollhartmetall . . . . . . . 64018.7.2 für Schaftfräser aus Voll-Cermet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64218.7.3 für Schaft- und Langlochfräser aus HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64418.7.4 für Walzenstirnfräser aus HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64618.7.5 für Fräser mit runden, unbeschichteten Wendeschneidplatten . . . . . . . . . 64818.7.6 für Fräser mit runden, beschichteten Wendeschneidplatten . . . . . . . . . . 65018.7.7 für Fräser mit rhombischen, unbeschichteten Wendeschneidplatten . . . . . . 65218.7.8 für Fräser mit rhombischen, beschichteten Wendeschneidplatten . . . . . . . 65418.7.9 für Fräser mit Time-S-Cut-Wendeschneidplatten . . . . . . . . . . . . . . . . 65618.7.10 für Schaft-, Kugel- und Torusfräser mit CBN- oder PKD-Schneiden . . . . . . 658
18.8 Richtwerte für den Vorschub pro Zahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660
18.8.1 für Schaft- und Langlochfräser aus Vollhartmetall . . . . . . . . . . . . . . . . 66018.8.2 für Kugel- und Torusfräser aus Vollhartmetall . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66118.8.3 für Schaftfräser aus Voll-Cermet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66118.8.4 für Schaft- und Langlochfräser aus HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66218.8.5 für Walzenstirnfräser aus HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66318.8.6 für Fräser mit runden oder rhombischen Wendeschneidplatten . . . . . . . . 66418.8.7 für Fräser mit Time-S-Cut-Wendeschneidplatten . . . . . . . . . . . . . . . . 66618.8.8 für Schaft-, Kugel- und Torusfräser mit CBN- oder PKD-Schneiden . . . . . . 668
18.9 Fehler, Ursachen und Abhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669
19 Aufnahmen und Futter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
19.1 Gewindeschneidfutter und Gewindeschneidapparate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674
19.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67419.1.2 Maschinenvoraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67419.1.3 Spindeldrehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67519.1.4 Hochgeschwindigkeitsbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67519.1.5 Leistungsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67619.1.6 Schneidbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68419.1.7 Schaftausführungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68519.1.8 Gewindeschneidfutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68619.1.9 Gewindeschneidapparate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701
19.2 Schnellwechseleinsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704
19.2.1 Schneidbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70419.2.2 Schnellwechseleinsatztypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70419.2.3 Spanndurchmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713
19.3 Zubehör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 714
19.3.1 Schnellwechseleinsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71419.3.2 Adaptionsschäfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71719.3.3 Spezial-Schaftverlängerungen für Gewindebohrer . . . . . . . . . . . . . . . 71719.3.4 Spannzangen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71819.3.5 Spannzangen Typ PGR-(GB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71819.3.6 Dichtscheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71919.3.7 Spannmuttern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71919.3.8 Kühlmittelrohre und Schlüssel für HSK-Schäfte nach DIN 69893 A . . . . . . . 72119.3.9 Zubehör System PGR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722
19.4 Infrarotüberwachungssystem IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
17
Seite
19.5 Werkzeugaufnahmen für das Bohrern und Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
19.5.1 Werkzeugaufnahmen für Zylinderschäfte mit Mitnahmefläche oder Spannfläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727
19.5.2 Werkzeugaufnahmen für Morsekegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72819.5.3 Hydrodehn- und Spannzangenfutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72919.5.4 Aufsteckfräsdorne für Walzenstirnfräser und Messerköpfe . . . . . . . . . . . 73119.5.5 Schrumpfaufnahmen und Schrumpfgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732
20 Werkstückspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733
20.1 Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734
20.2 Programmübersicht EMUGE-Spannsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735
20.2.1 System SP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73520.2.2 System SZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73520.2.3 System SG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73520.2.4 System SH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73620.2.5 System SM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736
20.3 Systemspezifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737
20.3.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73720.3.2 Eigenschaften der Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73720.3.3 Spannkraftverläufe an den verschiedenen Spannsystemen . . . . . . . . . . . 73720.3.4 Spanneinleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738
21 Technische Fragebögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739
Technischer Fragebogen Kernlochbohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
Technischer Fragebogen Gewindebohren/Gewindefurchen . . . . . . . . . . . . . . . 741
Technischer Fragebogen Gewindefräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742
Technischer Fragebogen Schneideisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743
Technischer Fragebogen Walzrollen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744
Technischer Fragebogen Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
Technischer Fragebogen Formen- und Gesenkbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746
22 Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747
❚ ❙ ❘ ➤ Inhaltsverzeichnis
18
11
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
19
Seite
1.1 Allgemeine Einsatzdaten-Berechnung . . . . . . . . 20
1.2 Umrechnungen von angelsächsischen Einheiten in das SI-System . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.3 Berechnung von Schnittkraft,Drehmoment und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.3.1 Einleitung der Werkstoffe – spezifische Schnittkraft – Spanungsdicke . . . . . . . 26
1.4 Oberflächenveredelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.4.1 Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.4.2 Hartstoff- und Gleitbeschichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.5 Zerspanung und Spanformen . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.6 Standzeitverhalten und Standvermögen . . . . . . 33
1.7 Verhältnis Drallsteigung - Drallwinkel . . . . . . . . 35
1.8 Härtevergleichstabelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.1 Allgemeine Einsatzdaten-Berechnung
d = Durchmesser in mmU = Umfang (Weg) in m
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
20
BezeichnungKurz-
zeichenEinheit Formel Beispiel
Drehzahl
Winkelgeschwindigkeit
Umfangsgeschwindigkeit,Schnittgeschwindigkeit
Vorschub pro Umdrehung
Vorschubgeschwindigkeit
Kraft
Drehmoment
mechanische Arbeit
Leistung
Wirkungsgrad
π = 3,141592654
n
ω
vc
f
vf
F
M
W
P
η
m m1 –– = 60––––
s min
1/s = 60/min = 1 Hz
min-1
s-1
m/min
mm
mm/min
N
Nm
J
W
–
2 · π · nω = –––––––
60
d · ωvc = ––––––––33,3–
d · π · nvc = ––––––––1000
vf = f · n
F = kc · A
F · dM = –––––
2000
W = F · U
F · vcP = –––––––60
P = M · ω
Pabη = –––––Pan
η < 1
kg · m21J = 1 Nm = 1 –––––––
s2
J Nm kg · m21W = 1 –– = 1 –––– = 1 –––––––
s s s3
1 kW = 1,36 PS
1 PS = 0,736 kW
n = 400 min-1
2 · π · 400ω = ––––––––––
60ω = 41,89 s-1
n = 400 min-1, d = 20 mm20 · π · 400
vc = –––––––––––1000vc = 25,133 m/min
n = 400 min-1
f = 0,800 mmvf = 0,800 · 400vf = 320 mm/min
F = 200 N, d = 20 mm200 · 20
M = ––––––––2000
M = 2 Nm
F = 200 N, d = 20 mmd · π
U = ––––– = 0,063 m1000
W = 200 · 0,063 = 12,6 J
Pab= 58,65, Pan = 83,78 W58,65
η = –––––– = 0,783,78
F = 200 N, vc = 25,133 m/minP = 83,78 WM = 2 Nm, ω = 41,89 s-1P = 83,78 W
➤ siehe auch:
www.emuge-franken.de
11
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
21
Drehzahl-Tabelle zur Umrechnung
Schnittgeschwindigkeit vc [m/min]Werk-zeugØ d[mm] Drehzahlreihe n [min-1]
5 8 10 15 25 40 50 60 65 70 90 100 110 150
1,0 1592 2546 3183 4775 7958 12732 15915 19099 20690 22282 28648 31831 35014 47746
1,5 1061 1698 2122 3183 5305 8488 10610 12732 13793 14854 19099 21221 23343 31831
2,0 796 1273 1592 2387 3979 6366 7958 9549 10345 11141 14324 15915 17507 23873
2,5 637 1019 1273 1910 3183 5093 6366 7639 8276 8913 11459 12732 14006 19099
3,0 531 849 1061 1592 2653 4244 5305 6366 6897 7427 9549 10610 11671 15915
3,5 455 728 909 1364 2274 3638 4547 5457 5911 6366 8185 9095 10004 13642
4,0 398 637 796 1194 1989 3183 3979 4775 5173 5570 7162 7958 8754 11937
4,5 354 566 707 1061 1768 2829 3537 4244 4598 4951 6366 7074 7781 10610
5,0 318 509 637 955 1592 2546 3183 3820 4138 4456 5730 6366 7003 9549
6,0 265 424 531 796 1326 2122 2653 3183 3448 3714 4775 5305 5836 7958
7,0 227 364 455 682 1137 1819 2274 2728 2956 3183 4093 4547 5002 6821
8,0 199 318 398 597 955 1592 1989 2387 2586 2785 3581 3979 4377 5968
9,0 177 283 354 531 884 1415 1768 2122 2299 2476 3183 3537 3890 5305
10,0 159 255 318 477 796 1273 1592 1910 2069 2228 2865 3183 3501 4775
11,0 145 231 289 434 723 1157 1447 1736 1881 2026 2604 2894 3183 4341
12,0 133 212 265 398 663 1061 1326 1592 1724 1857 2387 2653 2918 3979
14,0 114 182 227 341 568 909 1137 1364 1478 1592 2046 2274 2501 3410
15,0 106 170 212 318 531 849 1061 1273 1379 1485 1910 2122 2334 3183
16,0 99 159 199 298 497 796 995 1194 1293 1393 1790 1989 2188 2984
18,0 88 141 177 265 442 707 884 1061 1149 1238 1592 1768 1945 2653
19,0 84 134 168 251 419 670 838 1005 1089 1173 1508 1675 1843 2513
20,0 80 127 159 239 398 637 796 955 1035 1114 1432 1592 1751 2387
24,0 66 106 133 199 332 531 663 796 862 928 1194 1326 1459 1989
25,0 64 102 127 191 318 509 637 764 828 891 1146 1273 1401 1910
27,0 59 94 118 177 295 472 589 707 766 825 1061 1179 1297 1768
30,0 53 85 106 159 265 424 531 637 690 743 955 1061 1167 1592
32,0 50 80 99 149 249 398 497 597 647 696 895 995 1094 1492
36,0 44 71 88 133 221 354 442 531 575 619 796 884 973 1326
40,0 40 64 80 119 199 318 398 477 517 557 716 796 875 1194
50,0 32 51 64 95 159 255 318 382 414 446 573 637 700 955
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
22
1.2 Umrechnungen von angelsächsischen Einheitenin das SI-System
angelsächsische Einheiten in SI-Einheiten
Längen
Flächen
Volumen
Gewicht
Kraft
Druck/Festigkeit
Leistung
Energie/Drehmoment
Schnittgeschwindigkeit
Temperatur
SI-Einheiten in angelsächsische Einheiten
1 inch (in) = 25,4 mm = 2,54 cm
1 foot (ft) = 12 in = 0,3048 m
1 yard (yd) = 3 ft = 0,9144 m
1 statute mile = 1760 yd = 1,60934 km
1 Millimeter (mm) = 0,03937 in
1 Zentimeter (cm) = 10 mm = 0,3937 in
1 Meter (m) = 100 cm = 3,2808 ft = 1,0936 yd
1 Kilometer (km) = 1000 m = 0,62137 statute mile
1 in2 = 645,16 mm2 = 6,4516 cm2
1 ft2 = 144 in2 = 0,0929 m2
1 yd2 = 9 ft2 = 0,8361 m2
1 mile2 = 2,590 km2
1 mm2 = 0,00155 in2
1 cm2 = 100 mm2 = 0,155 in2
1 m2 = 10000 cm2 = 10,7642 ft2 = 1,196 yd2
1 km2 = 106 m2 = 0,3861 mile2
1 in3 = 16387,064 mm3 = 16,387 cm3
1 ft3 = 1728 in3 = 0,0283 m3
1 yd3 = 27 ft3 = 0,765 m3
1 Quart / US = 1/4 gal = 0,946 l
1 gallon (gal) / US = 4 quarts = 3,784 l
1 gallon (gal) / UK = 4,546 l
1 US pint (pt) = 0,8327 UK pt = 0,473 l
1 UK pt = 1,201 US pt = 0,568 l
1 barrel / US (Öl) = 42 gal = 158,98 l
1 barrel / UK = 36 gal = 163,66 l
1 mm3 = 0,000061 in3
1 cm3 = 1000 mm3 = 0,0610 in3
1 m3 = 106 cm3 = 35,3146 ft3 = 1,3080 yd3
1 Liter (l) = 1 dm3 = 0,2642 gal / US = 2,11 US pt
1 l = 1,761 UK pt
1 ounce (oz) = 16 drams = 28,35 g
1 pound (lb) = 16 oz = 453,592 g
1 short ton / US = 0,907 t
1 long ton / UK = 1,016 t
1 Gramm (g) = 0,03527 oz
1 Kilogramm (kg) = 1000 g = 2,20462 lb
1 Tonne (t) = 1000 kg = 1,1025 short tons / US
1 Tonne (t) = 1000 kg = 0,984 long tons / UK
1 pound force (lbf) = 4,448 N 1 Newton (N) = 0,2248 lbf
1 lbf/ft2 = 47,8803 Pa
1 lbf/in2 = 6,89476 kPa = 6,895 · 10-3 N/mm2
1 psi (pound-force per sq.in) = lbwt/in2 = 6,895 · 10-3 N/mm2
1 psi = 6,895 · 10-2 bar
1 Pascal (Pa) = 106 N/mm2 = 0,02089 lbf/ft2
1 N/mm2 = 0,1 bar = 145 psi
1 bar = 10 N/mm2 = 14,5 psi
1 foot-pounds per second (ft lb/s) = 1,356 W 1 Watt (W) = 1 J/s = 1 Nm/s = 0,7376 ft lb/s
1 foot pound-force (ft·lbf) = 1,356 J 1 Joule (J) = 1 Nm = 0,7376 ft lb
1 feed per minute (sfm) = 0,3048 m/min 1 m/min = 3,2808 sfm
in Grad Fahrenheit (°F) = 9/5 Temp.[°C]+32 in Grad Celsius (°C) = (Temp.[°F]-32) · 5/9
11
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23
1.3 Berechnung von Schnittkraft, Drehmoment undLeistung
Die Schnittkraft Fc bei der Zerspanung ergibt sich aus dem Spanungsquerschnitt A und der spezifischenSchnittkraft kc.
Fc = kc · A [N]
Die spezifische Schnittkraft kc und damit auch die Schnittkraft Fc ist abhängig von den Einflussfaktoren:
• Werkstoff: Hauptwert der spezifischen Schnittkraft kc1.1• Spanungsdicke fh• Spanwinkel fγ• Schnittgeschwindigkeit fv• Schneidstoff fs• Werkstückform ff• Kühlung und Schmierung fR• Schneidenverschleiß fst
Der Einfluss des Werkstoffs wird berücksichtigt durch den Hauptwert der spezifischen Schnittkraft kc1.1.Dieser entspricht der Schnittkraft für eine Querschnittfläche von 1 mm2 unter definierten Randbedingungen.In der Regel werden diese Randbedingungen zur Ermittlung der spezifischen Schnittkraftwerte kc1.1 nichtmit denen in der Praxis vorhandenen Randbedingungen übereinstimmen. Aus diesem Grund werden dieAbweichungen über Korrekturfaktoren berücksichtigt. Die spezifische Schnittkraft kc ergibt sich somit ausder Gleichung:
kc = kc1.1 · fh · fγ · fv · fs · ff · fR · fst [N/mm2]
Die Bestimmung der verschiedenen Korrekturfaktoren ist im Folgenden dargestellt. Sie können über die ent-sprechende Gleichung, Diagramm oder Tabelle ermittelt werden. In vielen praktischen Anwendungen wirdnur der Einfluss der Spanungsdicke berücksichtigt. In diesen Fall kann der Wert für die spezifische Schnitt-kraft kc direkt aus der Tabelle entnommen werden.
Das Drehmoment Md ergibt sich aus:
Fc · d kc · A · dMd = ––––––– = ––––––––– [Nm]2 · 103 2 · 103
und die benötigte Schnittleistung Pc aus:
Fc · π · d · n kc · A · π · d · n Fc · d · nPc = Fc · vc = –––––––––––– = ––––––––––––––– ≈ ––––––––––6 · 107 6 · 107 191 · 105
Md · π · n Md · nPc = –––––––––– ≈ ––––––– [kW]3 · 104 9550
Die benötigte Maschinenleistung PM berechnet sich aus:
PcPM = –––– [kW]η
➤ siehe auch:
www.emuge-franken.de
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24
Bezeichnung Kurzzeichen Einheit
Schnittkraft Fc N
Spanungsquerschnitt A mm2
spezifische Schnittkraft kc N/mm2
Hauptwert der spezifischen Schnittkraft kc1.1 N/mm2
Korrekturfaktoren fh, fγ, fv, fs, ff, fR, fst –
Spanungsdicke h mm
Spanungsdickenexponent m –
Spanwinkel γ ° (Grad)
Schnittgeschwindigkeitsexponent mv –
Schnittgeschwindigkeit vc m/min
Drehmoment Md Nm
Durchmesser d mm
Drehzahl n min-1
Schnittleistung Pc kW
Maschinenleistung PM kW
Wirkungsgrad η –
11
Hauptwert der spezif.Schnittkraft kc1.1
Ermittlung aus der Tabellefür den jeweiligen Werkstoff
Spanungsdicken
Korrekturfaktor fh
und
Exponent m
Spanwinkel
Korrekturfaktor fγ
fγ = 1,09 – 0,015 γ °für langspanende Werkstoffe(z.B. Stahl)
fγ = 1,03 – 0,015 γ °für kurzspanende Werkstoffe(z.B. GG)
Schnittgeschwindigkeit
Korrekturfaktor fv
für vc = 20-600 m/min
für vc > 600 m/min
100 mvfv = (––––)vc
mv = 0,143 bei vc = 20-100 m/minmv = 0,071 bei vc > 100 m/min
fv ≈ 0,88
Schneidstoff
Korrekturfaktor fs
fs = 1,05 für Schnellarbeitsstahlfs = 1 für Hartmetallfs = 0,9…0,95 für Schneidkeramik
Werkstückform
Korrekturfaktor ff
ff = 1 für konvexe Bearbeitungsflächen(Beispiel: Außendrehen)
ff = 1,1 für ebene Bearbeitungsflächen(Beispiel: Hobeln, Räumen)
ff = 1,2 für konkave Bearbeitungsflächen(Beispiel: Innendrehen, Bohren, Fräsen)
Kühlschmierung
Korrekturfaktor fR
fR = 1 für trockene ZerspanungfR = 0,85 für nicht wassermischbare KühlschmierstoffefR = 0,9 für Kühlschmier-Emulsionen
Schneidenverschleiß
Korrekturfaktor fst
fst = 1,3 …1,5 für Drehen, Hobeln und Räumenfst = 1,25…1,4 für Bohren und Fräsenfst = 1 bei scharfer Schneide
h
kc
kc1.1
Gültigkeitsbereich
h = 1 mm
konstkc = ––––––hm
0°− γ + γ
kγ
1
γ = 6° bei Stγ = 2° bei GG
1fh = ––––hm
m = Ermittlung aus Tabelle Kapitel 1.3.1
200,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
30 40 50 60 80 100 200 300 400 600
fv
vc
ZeitStandzeit T
1
fst
Abhängigkeit des Korrekturfaktors fv vonder Schnittgeschwindigkeit vc, gültigfür Stahl, Stahlguss und Gusseisen
a < 5 mm; s = 0,2…1,2 mm/U; γo = -5…10°; χr = 60…90°
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25
Hauptgruppe / Untergruppe Beispiel Nr.
ZugfestigkeitRm [N/mm2]
Härte[HB/HRC/HV]
StahlwerkstoffeKaltfließpressstähle,MagnetweicheisenAutomatenstähle,Allgemeine Baustähle Automatenstähle, Baustähle,Legierte Stähle, Stahlguss Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Nitrierstähle, KaltarbeitsstähleVergütungsstähle, Nitrierstähle,Warmarbeitsstähl,Gehärtete Stähle ≤ 44 HRC,KaltarbeitsstähleGehärtete Stähle Gehärtete Stähle Gehärtete Stähle Gehärtete Stähle Rostbeständige Stähle, Säurebeständige Stähle,Hitzebeständige StähleRost-/Säure-/Hitzebeständ. StähleRost-/Säure-/Hitzebeständ. StähleStahl-Sonderwerkstoffe
GusswerkstoffeGusseisen
Gusseisen mit Kugelgraphit
Gusseisen mit Vermikulargraphit
Temperguss
Hartguss Kupfer, Kupferlegierungen, Bronze, MessingReinkupfer und niedrigleg. KupferKupfer-Zink-Legierungen(Messing langspanend)Kupfer-Zink-Legierungen (Messing kurzspanend)Kupfer-Alu-Legierungen (Alubronze langspanend)Kupfer-Zinn-Legierungen (Bronze langspanend)Kupfer-Zinn-Legierungen(Bronze kurzspanend)Kupfer-Sonderlegierungen bis Q18Kupfer-Sonderlegierungen über Q18Nickel-/Kobalt-LegierungenNickel-/Kobalt-Leg. warmfestNickel-/Kobalt-Leg. hochwarmfestNickel-/Kobalt-Leg. hochwarmfestAluminiumlegierungenAlu-Knetlegierungen
Alu-Gusslegierungen Si ≤ 5%Alu-Gusslegierungen 5% < Si ≤ 12%
Alu-Gusslegierungen 12% < SiMagnesiumlegierungenMagnesium-KnetlegierungenMagnesium-GusslegierungenTitan, TitanlegierungenReintitan, TitanlegierungenTitanlegierungenKunststoffeDuroplaste (kurzspanend)Thermoplaste (langspanend)Faserverstärkte KunststoffeWerkstoffe für bes. AnwendungenGraphitWolfram-Kupfer-Legierungen
≤ 400 N/mm2
≤ 600 N/mm2
≤ 850 N/mm2
≤ 1100 N/mm2
≤ 1400 N/mm2
> 44 - 55 HRC> 55 - 60 HRC> 60 - 63 HRC> 63 - 66 HRC
≤ 850 N/mm2
≤ 1100 N/mm2≤ 1400 N/mm2
≤ 400 HB
≤ 500 N/mm2
≤ 850 N/mm2850-1400 N/mm2
>1400 N/mm2
≤ 900 N/mm2
900-1250 N/mm2
Q-St37-3R-Fe809SMnPb28St37-2St70-2GS-25CrMo416MnCr5Ck45100Cr642CrMo4VX30WCrV5-3X38CrMoV5-3X155CrVMo12-155NiCrMoV645WCrV7X155CrVMo12-1X210CrW12X10NiCrAlTi32-20 [INCOLOY800]X12CrNiTi18-9X6CrNiMoTi17-12-2X45SiCr4X5NiCrTi26-15FerroTiCHardox500
GG 20GG 30GGG 40GGG 70GGV(80%Perlit)GGV(100%Perlit)GTW 40GTS 65
E-CuCuZn40 [Ms60]CuZn37 [Ms63]CuZn39Pb2 [Ms58]CuAl10Ni
GCuSn5ZnPb [Rg5]GCuSn7ZnPb [Rg7]Ampco16Ampco20
NiCu30Fe [MONEL400]NiCr19NbMo [INCONEL718]Haynes 25 (L605)
Al 99,5 [F13]AlCuMg1 [F39]G-AlMg3GD-AlSi9Cu3GD-AlSi12G-AlSi17Cu4
MgAl6GMgAl9Zn1
Ti3 [Ti99.4]TiAl6V4TiAl4Mo4Sn2
BAKELITHOSTALENCFK / GFK / AFK
C-8000W-Cu 80/20
1.01231.10141.07181.00371.00701.72181.71311.11911.35051.72251.25671.23671.23791.27131.25421.23791.24361.48761.48781.45711.47041.4980
0.60200.60300.70400.7070
0.80400.8165
2.00602.03602.03212.03802.0966
2.10962.1090
2.43602.4668
3.02553.13253.35413.21633.2582
3.56623.5912
3.70553.71643.7185
500-700 N/mm2340-470 N/mm2
700-900 N/mm2650-950 N/mm2
500-700 N/mm2600-800 N/mm2700-900 N/mm2
1200-1400 N/mm21100 N/mm2
900-1100 N/mm2900-1100 N/mm2
47-52 HRC56-57 HRC60-63 HRC63-64 HRC
610-850 N/mm2500-700 N/mm2500-730 N/mm2
900-1100 N/mm2
1200 N/mm2
800-900 N/mm21300-1400 N/mm2
120-220 HB220-270 HB
400 N/mm2700-1050 N/mm2
220 HB230 HB
360-420 N/mm2580-650 N/mm2
-400 HB
250-350 N/mm2
340-490 N/mm2310-550 N/mm2
380-500 N/mm2
500-800 N/mm2
150-300 N/mm2150-300 N/mm2
630 N/mm2
600 N/mm2
420-610 N/mm2
850-1190 N/mm2
1550-2000 N/mm2
100-250 N/mm2300-500 N/mm2
130-190 N/mm2
240-310 N/mm2220-300 N/mm2
180-250 N/mm2
300-500 N/mm2
300-500 N/mm2
700 N/mm2700-900 N/mm2
900-1250 N/mm2
110 N/mm2
80 N/mm2
800-1500 N/mm2
60 N/mm2
230-250 HV
11.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.61.71.81.91.10
1.111.121.13
22.1
2.2
2.3
2.4
2.533.13.2
3.33.4
3.5
3.63.744.14.24.355.1
5.25.3
5.466.16.277.1
7.288.18.28.399.19.2
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26
1.3.1 Einteilung der Werkstoffe – spezifische Schnittkraft –Spanungsdicke
11
spezifische Schnittkraft kc [N/mm2] bei Spanungsdicke h [mm]
0,05 0,063 0,08 0,1 0,125 0,16 0,2 0,25 0,315
kc1.1N/mm2
m
128013931280139315341534153814271726166817731668166819251950
19201598159825502550
1395
892959990
1053
160516052060
1555720
1180720860
645645
12501395
19201710
703595595595567567
595595
122013561356
442505515
0,11710,07880,11710,07880,24420,24420,25530,22850,28380,26960,17170,26960,26960,15090,1509
0,19470,20940,20940,18000,1800
0,3800
0,34800,24260,30430,3043
0,21000,21000,1900
0,17000,38000,15000,38000,3800
0,38000,38000,38090,3800
0,19470,2571
0,17120,27130,27130,27130,29980,2998
0,27130,2713
0,16330,21880,2188
0,15000,15000,1500
181817641818176431893189330528294039374029653740374030253065
34402993299343724372
4355
2530198424632620
301130113640
25882248184922482685
2013201339134355
34403694
117413411341134113921392
13411341
199026122612
693791807
177017321770173230143014311526843783351428503514351429222959
32892852285241944194
3989
2335187522962442
286828683483
24882059178620592459
1844184435833989
32893481
112912601260126012991299
12601260
191624832483
669765780
172117001721170028432843293125413535329527363295329528182855
31402713271340184018
3643
2148177021352271
272827283329
23891880172418802246
1684168432713643
31403273
108311811181118112091209
11811181
184323562356
646738752
167616701676167026922692276924153318310326333103310327252760
30062589258938603860
3346
1988167719952122
260326033191
23001727166717272063
1547154730053346
30063091
104311111111111111311131
11111111
177722442244
624713727
163316411633164125492549261522953114292225342922292226352669
28782471247137083708
3074
1839158818641983
248424843058
22141587161215871895
1421142127603074
28782919
100410461046104610581058
10461046
171321372137
604690704
158716091587160924002400245621692903273324292733273325382571
27432346234635463546
2799
1688149617291839
235823582918
21231445155314451726
1294129425122799
27432739
962978978978982982
978978
164620252025
582665678
154615811546158122732273232020612725257423372574257424542486
26272239223934073407
2571
1562141716161718
225022502797
20441327150213271585
1189118923082571
26272586
926921921921919919
921921
158719281928
563643656
150615541506155421522152219119592558242422492424242423732404
25152137213732733273
2362
1445134215101606
214721472681
19681219145312191456
1092109221202362
25152442
891867867867859859
867867
153018361836
544622634
146615261466152620342034206618582396227721622277227722922321
24042036203631393139
2164
1333126914071497
204620462566
18921117140311171334
1000100019412164
24042301
857814814814802802
814814
147317461746
526601612
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
27
Hauptgruppe / Untergruppe Beispiel Nr.
ZugfestigkeitRm [N/mm2]
Härte[HB/HRC/HV]
StahlwerkstoffeKaltfließpressstähle,MagnetweicheisenAutomatenstähle,Allgemeine Baustähle Automatenstähle, Baustähle,Legierte Stähle, Stahlguss Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Nitrierstähle, KaltarbeitsstähleVergütungsstähle, Nitrierstähle,Warmarbeitsstähl,Gehärtete Stähle ≤ 44 HRC,KaltarbeitsstähleGehärtete Stähle Gehärtete Stähle Gehärtete Stähle Gehärtete Stähle Rostbeständige Stähle, Säurebeständige Stähle,Hitzebeständige StähleRost-/Säure-/Hitzebeständ. StähleRost-/Säure-/Hitzebeständ. StähleStahl-Sonderwerkstoffe
GusswerkstoffeGusseisen
Gusseisen mit Kugelgraphit
Gusseisen mit Vermikulargraphit
Temperguss
Hartguss Kupfer, Kupferlegierungen, Bronze, MessingReinkupfer und niedrigleg. KupferKupfer-Zink-Legierungen(Messing langspanend)Kupfer-Zink-Legierungen (Messing kurzspanend)Kupfer-Alu-Legierungen (Alubronze langspanend)Kupfer-Zinn-Legierungen (Bronze langspanend)Kupfer-Zinn-Legierungen(Bronze kurzspanend)Kupfer-Sonderlegierungen bis Q18Kupfer-Sonderlegierungen über Q18Nickel-/Kobalt-LegierungenNickel-/Kobalt-Leg. warmfestNickel-/Kobalt-Leg. hochwarmfestNickel-/Kobalt-Leg. hochwarmfestAluminiumlegierungenAlu-Knetlegierungen
Alu-Gusslegierungen Si ≤ 5%Alu-Gusslegierungen 5% < Si ≤ 12%
Alu-Gusslegierungen 12% < SiMagnesiumlegierungenMagnesium-KnetlegierungenMagnesium-GusslegierungenTitan, TitanlegierungenReintitan, TitanlegierungenTitanlegierungenKunststoffeDuroplaste (kurzspanend)Thermoplaste (langspanend)Faserverstärkte KunststoffeWerkstoffe für bes. AnwendungenGraphitWolfram-Kupfer-Legierungen
≤ 400 N/mm2
≤ 600 N/mm2
≤ 850 N/mm2
≤ 1100 N/mm2
≤ 1400 N/mm2
> 44 - 55 HRC> 55 - 60 HRC> 60 - 63 HRC> 63 - 66 HRC
≤ 850 N/mm2
≤ 1100 N/mm2≤ 1400 N/mm2
≤ 400 HB
≤ 500 N/mm2
≤ 850 N/mm2850-1400 N/mm2
>1400 N/mm2
≤ 900 N/mm2
900-1250 N/mm2
Q-St37-3R-Fe809SMnPb28St37-2St70-2GS-25CrMo416MnCr5Ck45100Cr642CrMo4VX30WCrV5-3X38CrMoV5-3X155CrVMo12-155NiCrMoV645WCrV7X155CrVMo12-1X210CrW12X10NiCrAlTi32-20 [INCOLOY800]X12CrNiTi18-9X6CrNiMoTi17-12-2X45SiCr4X5NiCrTi26-15FerroTiCHardox500
GG 20GG 30GGG 40GGG 70GGV(80%Perlit)GGV(100%Perlit)GTW 40GTS 65
E-CuCuZn40 [Ms60]CuZn37 [Ms63]CuZn39Pb2 [Ms58]CuAl10Ni
GCuSn5ZnPb [Rg5]GCuSn7ZnPb [Rg7]Ampco16Ampco20
NiCu30Fe [MONEL400]NiCr19NbMo [INCONEL718]Haynes 25 (L605)
Al 99,5 [F13]AlCuMg1 [F39]G-AlMg3GD-AlSi9Cu3GD-AlSi12G-AlSi17Cu4
MgAl6GMgAl9Zn1
Ti3 [Ti99.4]TiAl6V4TiAl4Mo4Sn2
BAKELITHOSTALENCFK / GFK / AFK
C-8000W-Cu 80/20
1.01231.10141.07181.00371.00701.72181.71311.11911.35051.72251.25671.23671.23791.27131.25421.23791.24361.48761.48781.45711.47041.4980
0.60200.60300.70400.7070
0.80400.8165
2.00602.03602.03212.03802.0966
2.10962.1090
2.43602.4668
3.02553.13253.35413.21633.2582
3.56623.5912
3.70553.71643.7185
500-700 N/mm2340-470 N/mm2
700-900 N/mm2650-950 N/mm2
500-700 N/mm2600-800 N/mm2700-900 N/mm2
1200-1400 N/mm21100 N/mm2
900-1100 N/mm2900-1100 N/mm2
47-52 HRC56-57 HRC60-63 HRC63-64 HRC
610-850 N/mm2500-700 N/mm2500-730 N/mm2
900-1100 N/mm2
1200 N/mm2
800-900 N/mm21300-1400 N/mm2
120-220 HB220-270 HB
400 N/mm2700-1050 N/mm2
220 HB230 HB
360-420 N/mm2580-650 N/mm2
-400 HB
250-350 N/mm2
340-490 N/mm2310-550 N/mm2
380-500 N/mm2
500-800 N/mm2
150-300 N/mm2150-300 N/mm2
630 N/mm2
600 N/mm2
420-610 N/mm2
850-1190 N/mm2
1550-2000 N/mm2
100-250 N/mm2300-500 N/mm2
130-190 N/mm2
240-310 N/mm2220-300 N/mm2
180-250 N/mm2
300-500 N/mm2
300-500 N/mm2
700 N/mm2700-900 N/mm2
900-1250 N/mm2
110 N/mm2
80 N/mm2
800-1500 N/mm2
60 N/mm2
230-250 HV
11.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.61.71.81.91.10
1.111.121.13
22.1
2.2
2.3
2.4
2.533.13.2
3.33.4
3.5
3.63.744.14.24.355.1
5.25.3
5.466.16.277.1
7.288.18.28.399.19.2
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
28
11
spezifische Schnittkraft kc [N/mm2] bei Spanungsdicke h [mm]
0,4 0,5 0,63 0,8 1 1,25 1,6 2 2,5
kc1.1N/mm2
m
128013931280139315341534153814271726166817731668166819251950
19201598159825502550
1395
892959990
1053
160516052060
1555720
1180720860
645645
12501395
19201710
703595595595567567
595595
122013561356
442505515
0,11710,07880,11710,07880,24420,24420,25530,22850,28380,26960,17170,26960,26960,15090,1509
0,19470,20940,20940,18000,1800
0,3800
0,34800,24260,30430,3043
0,21000,21000,1900
0,17000,38000,15000,38000,3800
0,38000,38000,38090,3800
0,19470,2571
0,17120,27130,27130,27130,29980,2998
0,27130,2713
0,16330,21880,2188
0,15000,15000,1500
142514971425149719191919194317592239213520752135213522102239
22951936193630073007
1976
1227119813081392
194619462452
18171020135410201218
914914
17721976
22952164
822763763763746746
763763
141716571657
507579591
138814711388147118171817183616722101201019972010201021372165
21971848184828892889
1815
1135113512221300
185618562350
1749937
1309937
1119
839839
16281815
21972044
792718718718698698
718718
136615781578
490560571
135114451351144517181718173115861968188919191889188920642091
21011761176127712771
1663
1048107311391212
176917692249
1682858
1265858
1025
769769
14911663
21011926
761674674674651651
674674
131615001500
474541552
131414181314141816201620162815021839177118421771177119912017
20051675167526552655
1518
964101210601127
168216822149
1615784
1220784936
702702
13611518
20051811
730632632632606606
632632
126514241424
457522533
128013931280139315341534153814271726166817731668166819251950
19201598159825502550
1395
892959990
1053
160516052060
1555720
1180720860
645645
12501395
19201710
703595595595567567
595595
122013561356
442505515
124713691247136914531453145313561620157017061570157018611885
18381525152524502450
1282
825908925984
153215321974
1497661
1141661790
593593
11481282
18381615
677560560560530530
560560
117612911291
427488498
121213421212134213681368136412821510146916361469146917931816
17521448144823432343
1167
757856858913
145414541884
1436602
1100602719
540540
10451167
17521515
649524524524492492
524524
113012231223
412471480
118013191180131912951295128912181418138315741383138317341756
16781382138222512251
1072
701811802853
138813881806
1382553
1063553661
496496960
1072
16781431
624493493493461461
493493
108911651165
398455464
115012961150129612271227121711571331130315151303130316761698
16061319131921622162
985
648768749797
132413241731
1331508
1028508607
455455882985
16061351
601464464464431431
464464
105011101110
385440449
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
29
1.4 Oberflächenveredelung
1.4.1 Allgemein
Durch das Oberflächenveredelungs-Verfahren werden folgende Ziele verfolgt:
• Steigerung der Abriebfestigkeit und des Verschleißwiderstands,• Verringerung der Reibung zwischen Werkzeug/Werkstück sowie Werkzeug/Span,• Verringerung der Wärmeleitfähigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück,• Vergrößerung der chemischen Stabilität der Werkzeugschneide.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit:
• der Erhöhung der Standzeit,• der Erhöhung von Schnittgeschwindigkeit und Vorschub.
Für spezielle Einsatzfälle bieten wir die verschiedensten Oberflächenveredelungen an. Dabei ist zu beachten,dass nach DIN 2197 beschichtete Gewindebohrer das obere Abmaß am Gewindeteil um 10 µm über-schreiten dürfen.
1.4.2 Eigenschaften der Oberflächenveredelungen
Verschleißschutz- und Gleitschichten siehe Kapitel 5.
EMUGE-FRANKEN
KurzzeichenNT NT2 Ne Ne2 Cr
Bezeichnung Nitriert Nitriert und dampf-angelassen
Neutralisiert Dampf-angelassen
Hartverchromt
Bemerkung Anreichern derRandschicht mitStickstoff
Minderung derNitrierhärte
Chemo-thermischesVerfahren zumSchutz derOberflächegegen Kalt-schweißungen
Im Wasser-dampf (450 °C) erzeugteOxidschicht ist Schutz derOberfläche gegen Kalt-schweißungen
GalvanischeSchicht mit hervorragendenGleiteigen-schaften
Härte HV bei 20 °C
1000 < 1000 1200
Schichtdicke in µm
2 - 4
max. Einsatz-temp. °C
250
Schichtfarbe grau schwarzgrau blaugrau silber
Einsatzgebiet(schwerpunkt-mäßig)
• abrasiveWerkstoffe
• Grauguss• Sphäroguss• Aluminium-
Guss• kurzspanende
Duroplaste
• Stahlbearbei-tung
• (Grauguss)• (Sphäroguss)• nicht für
Buntmetalle
• unlegierte und niedrig-legierte Stähle,z.B. St37,C22, 9S20
• nur fürEisenwerk-stoffe
• Buntmetalle• nicht für
Stahlwerk-stoffe
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
30
111.5 Zerspanung und Spanformen
Unter dem Begriff der Zerspanbarkeit wird ein Kriterium für die spanabhebende Bearbeitung eines Werk-stoffes verstanden. Er beschreibt die Gesamtheit aller Eigenschaften eines Werkstoffes, die auf den Zerspa-nungsprozess Einfluss haben. Der Zerspanungsprozess wird bestimmt durch seine
• Eingangsgrößen- Werkstoff (Zusammensetzung und Gefüge),- Werkzeug (Schneidstoff und Geometrie),- Werkzeugmaschine (Stabilität und Einstellung).
• Prozessgrößen- technologische Daten (Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, usw.),- Art des Kühlschmierstoffes (Kühlung und Schmierung),- mechanische, thermische, chemische Belastungen.
Als Ergebnis erhält man die
• Ausgangsgrößen- Werkstück (Genauigkeit und Oberflächenqualität),- Werkzeug (Verschleißzustand),- Späne (Form und Farbe).
Die Beurteilung eines Zerspanungsprozesses bestimmen die vier Kriterien
• Werkzeugverschleiß bzw. Standzeitverhalten(Verschleißmarkenbreite, Kolkverschleiß, Rissbildung),
• Schnittkraft und/oder Schnittmoment(Betrag, zeitlicher Verlauf),
• Spanform(Spanformklasse, Anlassfarben),
• Oberflächenqualität (Welligkeit, Rauhigkeit).
Die Kriterien Werkzeugverschleiß bzw. Standzeitverhalten, Schnittkraft und/oder Schnittmoment undOberflächenqualität lassen sich messtechnisch bestimmen und als Zahlenwert darstellen. Bei dem Kriteri-um Spanform werden die Späne nach ihrer Ausbildung in verschiedene Klassen unterteilt. Ihre Beurteilungrichtet sich nach ihrem möglichen Einfluss als Störgröße auf den Zerspanungsprozess. Angestrebt werdenkurzbrechende Späne.
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
31
Spanform Beurteilung
ungünstig
brauchbar
gut
brauchbar
Spanform-klasse 1)
1
2
3
4
5
6
7
8
SpanraumzahlRZ 1)
≥ 90
≥ 90
≥ 50
≥ 50
≥ 25
≥ 8
≥ 8
≥ 3
Bandspäne
Wirrspäne
Flachwendelspäne
lange, zylindrische Wendelspäne
Wendelspanstücke
Spiralspäne
Spiralspanstücke
Bröckelspäne
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
32
Werkzeugverschleiß Schnittkraft
Zerspanungsprozess
Spanform Oberflächenqualitätj
j
j
j
1) nach Stahl-Eisen-Prüfblatt 1178-69
11
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
33
1.6 Standzeitverhalten und Standvermögen
In der Praxis wird unter dem Begriff der „Standzeit“ die Zeit verstanden, in dem ein Werkzeug wirtschaftlichim Eingriff ist. Nach der Definition des Deutschen Institut für Normung (DIN 6583) ist hierunter der Begriff„Standvermögen“ zu verstehen.
Das Standvermögen eines Werkzeugs ist bestimmt durch
• die Standbedingungen (Randbedingungen des Zerspanvorganges),
• die Standkriterien(Verschleiß, Oberflächenqualität, Schnittkraft bzw. Drehmoment)
• die Standgrößen(Standzeit, Standweg, Standmenge)
Zur Darstellung der Standgrößen wird in der Regel das Verschleißverhalten eines Werkzeuges über die Be-arbeitungszeit dargestellt. Hierzu wird im Versuch in regel- oder unregelmäßigen Abständen der Verschleißgemessen. Die entstehende Kurve zeigt den typischen Verlauf.
Verschleißzustands-Diagramm:
Bereich 1:erhöhter Anfangsverschleiß bei einem neuen Werkzeug (degressiver Verschleiß),
Bereich 2:annähernd konstante Zunahme des Verschleißes (linearer Verschleiß).
Bereich 3:unkontrollierbare, starke Zunahme des Verschleißes (progressiver Verschleiß).
Werkzeuge werden in der Regel bis zum Ende des Bereiches 2 eingesetzt. Auf diese Weise ist die Fertigungsteuerbar.
v1 > v2 > v3
vB [mm]
t [s]
v1
v2
v3x
2 31
Überträgt man die Werte aus den Verschleißzustands-Diagramm für einen festgelegten Verschleißzustand inein Schnittgeschwindigkeits-Standzeit-Diagramm, so erhält man eine sogenannte Standzeitkurve für denspeziellen Einsatzfall. Mit Hilfe des Diagramms ist es möglich, für eine beliebige Schnittgeschwindigkeit diedazugehörige Standzeit zu ermitteln.
Schnittgeschwindigkeits-Standzeit-Diagramm:
Diese Standzeitkurve kann für einen gewissen Schnittgeschwindigkeitsbereich (Gültigkeitsbereich) als Geradebetrachtet werden. Diese Gerade wird als Standzeitgerade bezeichnet. Der Steigungswert k (Neigung derGeraden) ist abhängig vom verwendeten Schneidstoff. Er beträgt
• für Schnellarbeitsstahl: k = -5 bis -12
• für Hartmetall: k = -2,5 bis -8
• für Schneidkeramik: k = -1,25 bis -2,5
Für beschichtete Werkzeuge liegt der k-Wert unter dem des unbeschichteten Schneidstoffs.
Weitere Einflussgrößen auf die Neigung der Standzeitgeraden sind der Werkstoff und die Art der Kühl-schmierung. Durch Änderung der Zerspanungsbedingung und der Geometrie der Schneiden ergibt sicheine Parallelverschiebung der Standzeitgeraden.
Mit Hilfe des k-Faktors lassen sich rechnerisch die kosten- oder zeitoptimalen Standzeiten bzw. Schnittge-schwindigkeiten bestimmen.
1 ❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
34
Log T [min]
Log vc[m/min]
v3 v2 v1
Gültigkeitsbereich
Standzeitkurve
Standzeitgerade
vB = konstant
log T = k · log vc + log cv
T = cv · vck
11
1❚ ❙ ❘ ➤ Allgemeines
35
1.7 Verhältnis Drallsteigung - Drallwinkel
Die Drallsteigung sagt aus, nach welcher Länge - in Achsrichtung gemessen - die Schneide 360° um denZylinder läuft. Die Drallsteigung ist von der Schneidenlänge unabhängig!
Gleichbleibende Drallsteigung bei unterschiedlichen Durchmessern:
Berechnung:
Durchmesser · πDrallsteigung = –––––––––––––––– [mm]
tan Drallwinkel
Mit Drallwinkel wird der Unterschied zwischen Werkzeugachse und Hauptschneide angegeben.
Gleichbleibender Drallwinkel bei unterschiedlichen Durchmessern:
Berechnung:
Durchmesser · πtan Drallwinkel = –––––––––––––––– [°]
Drallsteigung
Dra
llste
igun
g 6
3 m
m
Dra
llste
igun
g 6
3 m
m
Dra
llste
igun
g
Dra
llste
igun
g
Haup
tschn
eide
Hau
ptsc
hnei
de
d · π d · π
30° Drallwinkel 50° Drallwinkel
30° 50°
ø12 ø25
Dra
llste
igun
g 90
mm
30° Drallwinkel
Dra
llste
igun
g
Hau
ptsc
hnei
de
d · π
30°
ø16
Dra
llste
igun
g 63
mm
Dra
llste
igun
g
Hau
ptsc
hnei
de
d · π
30° Drallwinkel
30°
ø12
Zug-festigkeit
MPa(=N/mm2)
Vickers-härte
HV10
Brinell-härte
HB a
Rockwellhärte
HRB HRF HRC HRA HRD HR15N HR30N HR45N
255270285305320
335350370385400
415430450465480
495510530545560
575595610625640
660675690705720
740755770785800
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