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Spezifische Schnittkraft Die Spezifische Zerspankraft k displaystyle k ist die auf den Spanungsquerschnitt A displaystyl

Spezifische Schnittkraft

Die Spezifische Zerspankraft ist die auf den Spanungsquerschnitt bezogene Zerspankraft . Es gilt:

Sie wird in Experimenten ermittelt und in Tabellen festgehalten, die dazu dienen die Zerspankraft zu berechnen. Sie ergibt sich dann zu

Häufig beschränkt man sich dabei auf die Berechnung der wichtigsten Komponente, der Schnittkraft (von engl.: cut für Schnitt). Sie ergibt sich aus der spezifischen Schnittkraft . Analog dazu existieren auch die spezifische Vorschubkraft und die spezifische Passivkraft .

Die spezifische Zerspankraft und ihre Komponenten sind jedoch keine Konstanten, sondern hängen von einer Vielzahl an Einflüssen ab. Die wichtigsten sind der Werkstoff und die Spanungsdicke . Der Wert ist die spezifische Schnittkraft, die für eine Spanungsdicke von 1 mm und einer Spanungsbreite von 1 mm gilt. Falls nur die Spanungsdicke als Einfluss berücksichtigt wird, gilt folgender Zusammenhang:

mit:

Die Schnittkraft ergibt sich dann zu

Bestimmung der spezifischen Schnittkraft Bearbeiten

Die spezifische Schnittkraft hängt von einer Vielzahl an Einflüssen ab. Als Konstante wird der Wert verwendet der für gewisse Standardbedingungen gilt. Zu diesen zählt vor allem eine Spanungsbreite und -dicke von 1 mm. Die weiteren Einflüsse werden über sogenannte Korrekturfaktoren berücksichtigt. Allgemein gilt:

mit

Werkstoff
[N/mm²]		 Spezifische Schnittkraft
für
[N/mm²]		 Spezifische Schnittkraft
für
[N/mm²]
Messing 780 0,18 1180 850
S 275 JR (St 44) 1780 0,17 2630 1930
E 335 (St 60) 2110 0,17 3120 2280
16 MnCr5 2100 0,26 3820 2370
42 CrMo4 2500 0,26 4550 2820
GG 30 1130 0,3 2255 1298

Spanwinkel Bearbeiten

erfasst den Einfluss des Spanwinkels. Wenn er klein ist, kann der Span leichter über die Spanfläche abgleiten. Es gilt

Dabei ist der Referenzspanwinkel und der tatsächlich vorliegende Spanwinkel. Der Referenzspanwinkel beträgt +6° für Stahl und +2° für die Bearbeitung von Gusseisen.

Schnittgeschwindigkeit Bearbeiten

gibt den Einfluss der Schnittgeschwindigkeit an, der nur gering ist und selten berücksichtigt wird. Mit steigender Schnittgeschwindigkeit sinkt die Schnittkraft. Außerdem tritt der Einfluss meist nur im Bereich kleiner Schnittgeschwindigkeiten (v < 80 m/min) auf. Im Bereich zwischen 80 und 250 m/min kann der Einfluss abgeschätzt werden mit

Für den Bereich zwischen 30 und 50 m/min kann er mit angesetzt werden. Der Einfluss der Schnittgeschwindigkeit lässt sich auf zwei Ursachen zurückführen: Einerseits erhöht sich mit steigender Schnittgeschwindigkeit die Temperatur des Werkstoffs was seine Festigkeit reduziert, andererseits hat sie Einfluss auf die Aufbauschneidenbildung. Allgemein gilt

Bei einer Schnittgeschwindigkeit von 200 m/min beträgt er 0,93.

Spanstauchung Bearbeiten

Bei der Bearbeitung wird der Werkstoff vor dem Abscheren gestaucht. Der Einfluss dieser Spanstauchung wird mit dem Faktor (in der obigen Formel) berücksichtigt. Er liegt für das Außendrehen bei 1 und beim Innendrehen, Bohren und Fräsen bei 1,2. Beim Einstechen und Abstechen beträgt er 1,3 und beim Hobeln, Stoßen und Räumen beträgt er 1,1.

Verschleiß Bearbeiten

Der am Werkzeug auftretende Verschleiß kann unterschiedliche Wirkungen haben, je nachdem wo der Verschleiß auftritt. Freiflächenverschleiß führt zu vermehrter Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug und damit zu steigenden Kräften. Kolkverschleiß dagegen vergrößert den tatsächlichen Spanwinkel und verringert damit die Kräfte. Da der Verschleiß während der Bearbeitung selten bekannt ist, wird der Korrekturfaktor meist mit dem Erfahrungswert von 1,5 angesetzt.

Schneidstoff Bearbeiten

Der Wert gibt den Einfluss des Schneidstoffs wieder. Er beruht maßgeblich auf den verschiedenen Reibungskoeffizienten zwischen Spanfläche des Werkzeuges und dem Span. Er liegt für Schnellarbeitsstahl bei 1,2 für Hartmetall bei 1,0 und für Schneidkeramiken bei 0,9.

Kühlschmierstoff Bearbeiten

Der Faktor berücksichtigt den Einfluss des Kühlschmierstoffs. Er beruht ebenfalls auf dem Einfluss auf die Reibung. Daher bewirken ölhaltige Kühlschmierstoffe eine niedrigere Schnittkraft als Kühlemulsionen. Bei der Trockenbearbeitung beträgt der Wert 1, bei der Verwendung von Kühlemulsionen 0,9 und bei Öl 0,85.

Literatur Bearbeiten

  • Heinz Tschätsch: Praxis der Zerspantechnik. Verfahren, Werkzeuge, Berechnung. 7. Aufl. Vieweg, Wiesbaden 2005, ISBN 3-528-44986-1, S. 16–21 (früherer Titel: Praxiswissen Zerspantechnik).
  • Herbert Schönherr: Spanende Fertigung. Oldenbourg-Verlag, München 2002, ISBN 3-486-25045-0, S. 16–22.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Tschätsch, H.: Praxis der Zerspantechnik. Verfahren, Werkzeuge, Berechnung. 10. überarbeitete und aktualisierte Auflage, Vieweg-Teubner Verlag, 2011. ISBN 978-3-8348-1502-6, S. 18.
  2. ↑ Schönherr S. 18.
  3. Schönherr, S. 18f.
  4. Tschätsch, S. 18f.
  5. Tschätsch, S. 19, Schönherr, S. 19.
  6. Schönherr, S. 20.
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Die Spezifische Zerspankraft k displaystyle k ist die auf den Spanungsquerschnitt A displaystyle A bezogene Zerspankraft F displaystyle F Es gilt k F A displaystyle k frac F A Sie wird in Experimenten ermittelt und in Tabellen festgehalten die dazu dienen die Zerspankraft zu berechnen Sie ergibt sich dann zu F k A displaystyle F k cdot A Haufig beschrankt man sich dabei auf die Berechnung der wichtigsten Komponente der Schnittkraft F c displaystyle F c von engl cut fur Schnitt Sie ergibt sich aus der spezifischen Schnittkraft k c displaystyle k c Analog dazu existieren auch die spezifische Vorschubkraft k f displaystyle k f und die spezifische Passivkraft k p displaystyle k p Die spezifische Zerspankraft und ihre Komponenten sind jedoch keine Konstanten sondern hangen von einer Vielzahl an Einflussen ab Die wichtigsten sind der Werkstoff und die Spanungsdicke h displaystyle h Der Wert k c 1 1 displaystyle k c1 1 ist die spezifische Schnittkraft die fur eine Spanungsdicke von 1 mm und 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berucksichtigt Allgemein gilt k c k c 1 1 h m c K c g K v K st K ver K c s s K c k s s displaystyle k c k c1 1 cdot h m c cdot K c gamma cdot K v cdot K text st cdot K text ver cdot K css cdot K ckss nbsp mit K c g displaystyle K c gamma nbsp Korrekturfaktor fur den Spanwinkel K v displaystyle K v nbsp Korrekturfaktor fur die Schnittgeschwindigkeit K st displaystyle K text st nbsp Korrekturfaktor fur die Spanstauchung K ver displaystyle K text ver nbsp Korrekturfaktor fur den beim Spanen auftretenden Verschleiss K c s s displaystyle K css nbsp Korrekturfaktor fur den Schneidstoff K c k s s displaystyle K ckss nbsp Korrekturfaktor fur das KuhlschmiermittelWerkstoff k c 1 1 displaystyle k c1 1 nbsp N mm m c displaystyle m c nbsp Spezifische Schnittkraft k c displaystyle k c nbsp fur h 0 1 mm displaystyle h 0 1 text mm nbsp N mm Spezifische Schnittkraft k c displaystyle k c nbsp fur h 0 63 mm displaystyle h 0 63 text mm nbsp N mm Messing 780 0 18 1180 850S 275 JR St 44 1780 0 17 2630 1930E 335 St 60 2110 0 17 3120 228016 MnCr5 2100 0 26 3820 237042 CrMo4 2500 0 26 4550 2820GG 30 1130 0 3 2255 1298Spanwinkel Bearbeiten K c g displaystyle K c gamma nbsp erfasst den Einfluss des Spanwinkels Wenn er klein ist kann der Span leichter uber die Spanflache abgleiten Es gilt K c g 1 g tat g 0 100 displaystyle K c gamma 1 frac gamma text tat gamma 0 100 nbsp Dabei ist g 0 displaystyle gamma 0 nbsp der Referenzspanwinkel und g tat displaystyle gamma text tat nbsp der tatsachlich vorliegende Spanwinkel Der Referenzspanwinkel betragt 6 fur Stahl und 2 fur die Bearbeitung von Gusseisen 1 2 Schnittgeschwindigkeit Bearbeiten K v displaystyle K v nbsp gibt den Einfluss der Schnittgeschwindigkeit an der nur gering ist und selten berucksichtigt wird Mit steigender Schnittgeschwindigkeit sinkt die Schnittkraft Ausserdem tritt der Einfluss meist nur im Bereich kleiner Schnittgeschwindigkeiten v lt 80 m min auf Im Bereich zwischen 80 und 250 m min kann der Einfluss abgeschatzt werden mit 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er 1 1 4 Verschleiss Bearbeiten Siehe auch Verschleiss Spanen Der am Werkzeug auftretende Verschleiss kann unterschiedliche Wirkungen haben je nachdem wo der Verschleiss auftritt Freiflachenverschleiss fuhrt zu vermehrter Reibung zwischen Werkstuck und Werkzeug und damit zu steigenden Kraften Kolkverschleiss dagegen vergrossert den tatsachlichen Spanwinkel und verringert damit die Krafte Da der Verschleiss wahrend der Bearbeitung selten bekannt ist wird der Korrekturfaktor K ver displaystyle K text ver nbsp meist mit dem Erfahrungswert von 1 5 angesetzt 5 Schneidstoff Bearbeiten Der Wert K c s s displaystyle K css nbsp gibt den Einfluss des Schneidstoffs wieder Er beruht massgeblich auf den verschiedenen Reibungskoeffizienten zwischen Spanflache des Werkzeuges und dem Span Er liegt fur Schnellarbeitsstahl bei 1 2 fur Hartmetall bei 1 0 und fur Schneidkeramiken bei 0 9 2 Kuhlschmierstoff Bearbeiten Der Faktor K c k s s displaystyle K ckss nbsp berucksichtigt den Einfluss des Kuhlschmierstoffs Er beruht ebenfalls auf dem Einfluss auf die Reibung Daher bewirken olhaltige Kuhlschmierstoffe eine niedrigere Schnittkraft als Kuhlemulsionen Bei der Trockenbearbeitung betragt der Wert 1 bei der Verwendung von Kuhlemulsionen 0 9 und bei Ol 0 85 6 Literatur BearbeitenHeinz Tschatsch Praxis der Zerspantechnik Verfahren Werkzeuge Berechnung 7 Aufl Vieweg Wiesbaden 2005 ISBN 3 528 44986 1 S 16 21 fruherer Titel Praxiswissen Zerspantechnik Herbert Schonherr Spanende Fertigung Oldenbourg Verlag Munchen 2002 ISBN 3 486 25045 0 S 16 22 Einzelnachweise Bearbeiten a b Tschatsch H Praxis der Zerspantechnik Verfahren Werkzeuge Berechnung 10 uberarbeitete und aktualisierte Auflage Vieweg Teubner Verlag 2011 ISBN 978 3 8348 1502 6 S 18 a b Schonherr S 18 Schonherr S 18f Tschatsch S 18f Tschatsch S 19 Schonherr S 19 Schonherr S 20 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Spezifische Schnittkraft amp oldid 225656203