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Hobeln und Stoßen Dieser Artikel behandelt ein Fertigungsverfahren Für die Disziplin im Gewichtheben siehe den Artikel G

Hobeln und Stoßen

Das Hobeln und Stoßen sind zwei spanende Fertigungsverfahren der Gruppe Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide, die mit einschneidigen Zerspanungswerkzeugen durchgeführt werden: Dem Hobelmeißel und dem Stoßmeißel oder -messer. Ein Hobel dagegen ist ein Werkzeug für ein verwandtes Verfahren der Holzbearbeitung. Sie werden nach DIN 8580 gemeinsam einer Gruppe zugeordnet, da sie kinematisch identisch sind; die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ist also dieselbe. Beim Stoßen wird die Schnittbewegung durch Bewegung des Werkzeuges erzeugt bei stehendem Werkstück; beim Hobeln ist es andersherum. Stoßen und Hobeln dienen zur Herstellung ebener Flächen wie Nuten und Einstiche; sie spielen jedoch in der industriellen Fertigung kaum noch eine Rolle, da sie weitgehend durch Fräsen ersetzt wurden, das produktiver und flexibler ist. Wichtige Ausnahmen sind das Wälzhobeln und Wälzstoßen zur Herstellung von Zahnrädern. Die zugehörigen Werkzeugmaschinen sind die Hobelmaschine und die Stoßmaschine. Vorteile des Stoßens und Hobelns gegenüber anderen Verfahren sind die niedrigen Einricht- und Werkzeugkosten sowie die geringere Erwärmung des Werkstücks. Nachteilig sind dagegen die hohen Fertigungszeiten (unwirtschaftlicher Leer-Rückhub und begrenzte Schnittgeschwindigkeit), beim Hobeln zusätzlich die Maschinengröße. Hobeln und Stoßen zählen gemeinsam mit dem Drehen und Bohren zu den ältesten Fertigungsverfahren. Siehe Geschichte der Produktionstechnik.

Stoßmesser und dazugehörende Halter

Definition nach DIN 8589 Bearbeiten

„Hobeln bzw. Stoßen ist Spanen mit schrittweiser, wiederholter, meist geradliniger Schnittbewegung und schrittweiser, zur Schnittrichtung senkrechter Vorschubbewegung.“

Stoßen Bearbeiten

Beim Stoßen führt das Werkzeug die hin- und hergehende Schnittbewegung aus. Sie besteht aus einem Arbeitshub, bei dem Material abgetragen wird, und einer Rückbewegung, die Leerhub genannt wird, bei der kein Material abgetragen wird. Nach dem Arbeitshub bewegt sich das Werkstück senkrecht zur Schnittbewegung (Vorschubbewegung), um den weiteren Materialabtrag zu gewährleisten. Beim Waagrechtstoßen bewegt sich das Werkzeug in waagrechter Richtung, das Werkstück kann sich entweder horizontal oder vertikal bewegen. Beim Senkrechtstoßen bewegt sich das Werkzeug senkrecht und das Werkstück innerhalb einer Ebene, die waagrecht zum Boden liegt.

Hobeln Bearbeiten

Beim Hobeln ist das Werkzeug fest eingespannt, und das Werkstück vollführt die Schnittbewegung. Nach dem Rückhub bewegt sich das Werkzeug senkrecht zur Schnittrichtung weiter und vollführt somit die Vorschubbewegung. Die Schnittrichtung liegt praktisch immer in waagrechter Richtung. Der Vorschub kann auch nach oben oder unten erfolgen.

Einteilung der Verfahren Bearbeiten

In der DIN 8589 werden alle spanenden Fertigungsverfahren nach einem einheitlichen Ordnungsschema eingeteilt. Das Hobeln und Stoßen trägt dort die Ordnungsnummer 3.2.4 (3. Hauptgruppe: Trennen, 2. Gruppe: Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide, 4. Fertigungsverfahren).

  • 3.2.4.1: Planhobeln und -stoßen: Dient zur Erzeugung planer, also ebener Oberflächen.
  • 3.2.4.2: Rundhobeln und -stoßen: Dient zur Herstellung von runden Oberflächen.
  • 3.2.4.3: Schraubhobeln und -stoßen: Dient der Herstellung von schraubigen Oberflächen.
  • 3.2.4.4: Wälzhobeln und Wälzstoßen: Dienen der Herstellung von Verzahnungen, z. B. Zahnräder oder Zahnstangen.
  • 3.2.4.5 Profilhobeln und -stoßen: Dient zur Herstellung beliebiger Oberflächen mit einem profilierten Werkzeug, das die zu erzeugende Form als Negativ enthält.
  • 3.2.4.6 Formhobeln- und -stoßen: Dient zur Herstellung beliebiger Oberflächen, die durch die gesteuerte Schnitt- und Vorschubbewegung erzeugt werden.

Oberflächen und Genauigkeiten Bearbeiten

Die erzeugten Oberflächen weisen charakteristische parallele Linien auf, die von den Bearbeitungsspuren herrühren. Die erreichbaren Rauheiten gemessen als mittlere Rauheit liegen bei Ra = 2 bis 4 µm. Diese lassen sich erreichen durch Verwendung von Breitschlichtwerkzeugen, bei denen die Nebenschneide etwa eineinhalb bis doppelt so lang ist wie der Vorschub und der Werkzeug-Einstellwinkel der Nebenschneide sehr klein ist. Die erreichbaren Maßabweichungen gemessen als erreichbare ISO-Toleranzen liegen bei IT 8. In Sonderfällen sind auch IT 7 oder IT 6 möglich.

Die Rauheit hängt ab vom Vorschub, dem Werkstoff, der Schneidengeometrie und der Schnitttiefe.

Berechnung von Kräften und Leistungen Bearbeiten

Die benötigte Leistung ergibt sich aus der Schnittkraft , der Reibungskraft an der Tischführung der Maschine , der Schnittgeschwindigkeit und dem Wirkungsgrad des Antriebs zu

Die Schnittkraft lässt sich mit der Kienzle-Formel berechnen. In diese gehen ein die Schnitttiefe , der Vorschub und die Spezifische Schnittkraft :

Die Reibungskraft ergibt sich aus der Gewichtskraft des Maschinentisches und der Gewichtskraft des größten Werkstücks sowie dem Reibungskoeffizient zu:

Richtwerte Bearbeiten

Die Schnittgeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab. Unter anderem vom Schneidstoff, von den Standkriterien und der erwünschten Standzeit.

Richtwerte für Schnellarbeitsstahl Bearbeiten

Für Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl und Standzeiten von 60 Minuten gelten folgende Werte:

Werkstoff Vorschub [mm] Schnittgeschwindigkeit [m/min] Schneitteilgeometrie
Bezeichnung Zugfestigkeit [N/mm²]
bzw. Brinellhärte		 Freiwinkel Spanwinkel Neigungswinkel
Grauguss bis 200 HB 0,4 bis 1,0 18 bis 13 8° 8° 8°
1,0 bis 2,5 13 bis 10 8° 8° 8°
200 bis 250 HB 0,4 bis 1,0 12 bis 9 8° 6° 8°
1,0 bis 2,5 9 bis 7 8° 6° 8°
legierter Grauguss 250 bis 450 HB 0,4 bis 1,0 11 bis 9 8° 6° 8°
1,0 bis 2,5 9 bis 7 8° 6° 8°
Baustahl/
Einsatzstahl/
Vergütungsstahl		 500 0,4 bis 1,0 18 bis 12 8° 14° 8°
1,0 bis 2,5 12 bis 8 8° 14° 8°
600 0,4 bis 1,0 12 bis 8 8° 12° 8°
1,0 bis 2,5 8 bis 6 8° 12° 8°
700 0,4 bis 1,0 11 bis 7 8° 10° 8°
1,0 bis 2,5 7 bis 5 8° 10° 8°
Stahlguss 700 0,4 bis 1,0 11 bis 7 8° 10° 8°
1,0 bis 2,5 7 bis 5 8° 10° 8°

Richtwerte für Hartmetall Bearbeiten

Für Werkzeuge mit eingelöteten Schneiden aus Hartmetall und einer Standzeit von 240 Minuten gelten folgende Werte:

Werkstoff Vorschub [mm] Anwendungsgruppe Schnittgeschwindigkeit [m/min] Schneitteilgeometrie
Bezeichnung Zugfestigkeit [N/mm²]
bzw. Brinellhärte		 Freiwinkel Spanwinkel Neigungswinkel
Grauguss bis 180 HB 0,4 bis 1,0 K20 45 bis 30 8° 15° bis 20° −10°
1,0 bis 1,6 K20 30 bis 25 8° 15° bis 20° −10°
K30 25 bis 20 8° 20° −10°
1,6 bis 2,5 P40 30 bis 25 8° 20° −10°
K30 20 bis 15 8° 20° −10°
180 bis 220 HB 0,4 bis 1,0 P30 60 bis 45 8° 20° −10°
M20 50 bis 35 8° 10° −10°
K10 50 bis 35 8° 10° −10°
K20 40 bis 30 8° 10° −10°
1,0 bis 1,6 P30 45 bis 35 8° 20° −10°
K20 30 bis 25 8° 10° bis 15° −10°
1,6 bis 2,5 P40 25 bis 20 8° 20° −10°

Siehe auch Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Uwe Heisel, Fritz Klocke, Eckart Uhlmann, Günter Spur: Handbuch Spanen. Hanser, 2014, S. 23.
  2. Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.): Fertigungstechnik. 11. Auflage. Springer Vieweg, Berlin/Heidelberg 2015, S. 328.

Literatur Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Dieser Artikel behandelt ein Fertigungsverfahren Fur die Disziplin im Gewichtheben siehe den Artikel Gewichtheben Das Hobeln und Stossen sind zwei spanende Fertigungsverfahren der Gruppe Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide die mit einschneidigen Zerspanungswerkzeugen durchgefuhrt werden Dem Hobelmeissel und dem Stossmeissel oder messer Ein Hobel dagegen ist ein Werkzeug fur ein verwandtes Verfahren der Holzbearbeitung Sie werden nach DIN 8580 gemeinsam einer Gruppe zugeordnet da sie kinematisch identisch sind die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstuck ist also dieselbe Beim Stossen wird die Schnittbewegung durch Bewegung des Werkzeuges erzeugt bei stehendem Werkstuck beim Hobeln ist es andersherum Stossen und Hobeln dienen zur Herstellung ebener Flachen wie Nuten und Einstiche sie spielen jedoch in der industriellen Fertigung kaum noch eine Rolle da sie weitgehend durch Frasen ersetzt wurden das produktiver und flexibler ist Wichtige Ausnahmen sind das Walzhobeln und Walzstossen zur Herstellung von Zahnradern Die zugehorigen Werkzeugmaschinen sind die Hobelmaschine und die Stossmaschine Vorteile des Stossens und Hobelns gegenuber anderen Verfahren sind die niedrigen Einricht und Werkzeugkosten sowie die geringere Erwarmung des Werkstucks Nachteilig sind dagegen die hohen Fertigungszeiten unwirtschaftlicher Leer Ruckhub und begrenzte Schnittgeschwindigkeit beim Hobeln zusatzlich die Maschinengrosse Hobeln und Stossen zahlen gemeinsam mit dem Drehen und Bohren zu den altesten Fertigungsverfahren Siehe Geschichte der Produktionstechnik Stossmesser und dazugehorende Halter Inhaltsverzeichnis 1 Definition nach DIN 8589 2 Stossen 3 Hobeln 4 Einteilung der Verfahren 5 Oberflachen und Genauigkeiten 6 Berechnung von Kraften und Leistungen 7 Richtwerte 7 1 Richtwerte fur Schnellarbeitsstahl 7 2 Richtwerte fur Hartmetall 8 Siehe auch 9 Einzelnachweise 10 LiteraturDefinition nach DIN 8589 Bearbeiten Hobeln bzw Stossen ist Spanen mit schrittweiser wiederholter meist geradliniger Schnittbewegung und schrittweiser zur Schnittrichtung senkrechter Vorschubbewegung 1 Stossen BearbeitenBeim Stossen fuhrt das Werkzeug die hin und hergehende Schnittbewegung aus Sie besteht aus einem Arbeitshub bei dem Material abgetragen wird und einer Ruckbewegung die Leerhub genannt wird bei der kein Material abgetragen wird Nach dem Arbeitshub bewegt sich das Werkstuck senkrecht zur Schnittbewegung Vorschubbewegung um den weiteren Materialabtrag zu gewahrleisten Beim Waagrechtstossen bewegt sich das Werkzeug in waagrechter Richtung das Werkstuck kann sich entweder horizontal oder vertikal bewegen Beim Senkrechtstossen bewegt sich das Werkzeug senkrecht und das Werkstuck innerhalb einer Ebene die waagrecht zum Boden liegt Hobeln BearbeitenBeim Hobeln ist das Werkzeug fest eingespannt und das Werkstuck vollfuhrt die Schnittbewegung Nach dem Ruckhub bewegt sich das Werkzeug senkrecht zur Schnittrichtung weiter und vollfuhrt somit die Vorschubbewegung Die Schnittrichtung liegt praktisch immer in waagrechter Richtung Der Vorschub kann auch nach oben oder unten erfolgen Einteilung der Verfahren BearbeitenIn der DIN 8589 werden alle spanenden Fertigungsverfahren nach einem einheitlichen Ordnungsschema eingeteilt Das Hobeln und Stossen tragt dort die Ordnungsnummer 3 2 4 3 Hauptgruppe Trennen 2 Gruppe Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide 4 Fertigungsverfahren 2 3 2 4 1 Planhobeln und stossen Dient zur Erzeugung planer also ebener Oberflachen 3 2 4 2 Rundhobeln und stossen Dient zur Herstellung von runden Oberflachen 3 2 4 3 Schraubhobeln und stossen Dient der Herstellung von schraubigen Oberflachen 3 2 4 4 Walzhobeln und Walzstossen Dienen der Herstellung von Verzahnungen z B Zahnrader oder Zahnstangen 3 2 4 5 Profilhobeln und stossen Dient zur Herstellung beliebiger Oberflachen mit einem profilierten Werkzeug das die zu erzeugende Form als Negativ enthalt 3 2 4 6 Formhobeln und stossen Dient zur Herstellung beliebiger Oberflachen die durch die gesteuerte Schnitt und Vorschubbewegung erzeugt werden Oberflachen und Genauigkeiten BearbeitenDie erzeugten Oberflachen weisen charakteristische parallele Linien auf die von den Bearbeitungsspuren herruhren Die erreichbaren Rauheiten gemessen als mittlere Rauheit liegen bei Ra 2 bis 4 µm Diese lassen sich erreichen durch Verwendung von Breitschlichtwerkzeugen bei denen die Nebenschneide etwa eineinhalb bis doppelt so lang ist wie der Vorschub und der Werkzeug Einstellwinkel der Nebenschneide sehr klein ist Die erreichbaren Massabweichungen gemessen als erreichbare ISO Toleranzen liegen bei IT 8 In Sonderfallen sind auch IT 7 oder IT 6 moglich Die Rauheit hangt ab vom Vorschub dem Werkstoff der Schneidengeometrie und der Schnitttiefe Berechnung von Kraften und Leistungen BearbeitenDie benotigte Leistung P displaystyle P nbsp ergibt sich aus der Schnittkraft F s displaystyle F s nbsp der Reibungskraft an der Tischfuhrung der Maschine F R displaystyle F R nbsp der Schnittgeschwindigkeit v c displaystyle v c nbsp und dem Wirkungsgrad des Antriebs h displaystyle eta nbsp zu P F s F R v c h displaystyle P frac F s F R cdot v c eta nbsp Die Schnittkraft lasst sich mit der Kienzle Formel berechnen In diese gehen ein die Schnitttiefe a displaystyle a nbsp der Vorschub f displaystyle f nbsp und die Spezifische Schnittkraft k s displaystyle k s nbsp F s a f k s displaystyle F s a cdot f cdot k s nbsp Die Reibungskraft ergibt sich aus der Gewichtskraft des Maschinentisches G T displaystyle G T nbsp und der Gewichtskraft des grossten Werkstucks G W displaystyle G W nbsp sowie dem Reibungskoeffizient m displaystyle mu nbsp zu F R G T G W m displaystyle F R G T G W mu nbsp Richtwerte BearbeitenDie Schnittgeschwindigkeit hangt von mehreren Faktoren ab Unter anderem vom Schneidstoff von den Standkriterien und der erwunschten Standzeit Richtwerte fur Schnellarbeitsstahl Bearbeiten Fur Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl und Standzeiten von 60 Minuten gelten folgende Werte Werkstoff Vorschub mm Schnittgeschwindigkeit m min SchneitteilgeometrieBezeichnung Zugfestigkeit N mm bzw Brinellharte Freiwinkel Spanwinkel NeigungswinkelGrauguss bis 200 HB 0 4 bis 1 0 18 bis 13 8 8 8 1 0 bis 2 5 13 bis 10 8 8 8 200 bis 250 HB 0 4 bis 1 0 12 bis 9 8 6 8 1 0 bis 2 5 9 bis 7 8 6 8 legierter Grauguss 250 bis 450 HB 0 4 bis 1 0 11 bis 9 8 6 8 1 0 bis 2 5 9 bis 7 8 6 8 Baustahl Einsatzstahl Vergutungsstahl 500 0 4 bis 1 0 18 bis 12 8 14 8 1 0 bis 2 5 12 bis 8 8 14 8 600 0 4 bis 1 0 12 bis 8 8 12 8 1 0 bis 2 5 8 bis 6 8 12 8 700 0 4 bis 1 0 11 bis 7 8 10 8 1 0 bis 2 5 7 bis 5 8 10 8 Stahlguss 700 0 4 bis 1 0 11 bis 7 8 10 8 1 0 bis 2 5 7 bis 5 8 10 8 Richtwerte fur Hartmetall Bearbeiten Fur Werkzeuge mit eingeloteten Schneiden aus Hartmetall und einer Standzeit von 240 Minuten gelten folgende Werte Werkstoff Vorschub mm Anwendungsgruppe Schnittgeschwindigkeit m min SchneitteilgeometrieBezeichnung Zugfestigkeit N mm bzw Brinellharte Freiwinkel Spanwinkel NeigungswinkelGrauguss bis 180 HB 0 4 bis 1 0 K20 45 bis 30 8 15 bis 20 10 1 0 bis 1 6 K20 30 bis 25 8 15 bis 20 10 K30 25 bis 20 8 20 10 1 6 bis 2 5 P40 30 bis 25 8 20 10 K30 20 bis 15 8 20 10 180 bis 220 HB 0 4 bis 1 0 P30 60 bis 45 8 20 10 M20 50 bis 35 8 10 10 K10 50 bis 35 8 10 10 K20 40 bis 30 8 10 10 1 0 bis 1 6 P30 45 bis 35 8 20 10 K20 30 bis 25 8 10 bis 15 10 1 6 bis 2 5 P40 25 bis 20 8 20 10 Siehe auch BearbeitenListe der spanenden Fertigungsverfahren Uberblick uber die Fertigungsverfahren mitsamt Definition nach DIN 8589 und die zugehorigen Werkzeuge Werkzeugmaschinen und erreichbaren Genauigkeiten Spanbildung Zerspanbarkeit Hochgeschwindigkeitszerspanen Energieumwandlung und Warme beim SpanenEinzelnachweise Bearbeiten Uwe Heisel Fritz Klocke Eckart Uhlmann Gunter Spur Handbuch Spanen Hanser 2014 S 23 Alfred Herbert Fritz Gunter Schulze Hrsg Fertigungstechnik 11 Auflage Springer Vieweg Berlin Heidelberg 2015 S 328 Literatur BearbeitenFritz Klocke Martin Arft Hobeln Stossen in Uwe Heisel Fritz Klocke Eckart Uhlmann Gunter Spur Handbuch Spanen Hanser 2014 S 453 463 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Hobeln und Stossen amp oldid 236331001