1/14
Werkstoffe und Fertigung IMaterialwahl: FräsenProf. Dr. K. Wegener
2/14
EinleitungI Zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Ur- und
Umformen
I Kleine Form-, Lage- und Masstoleranzen erreichbarI Sehr hohe Gestaltungsfreiheit und FlexibilitätI Hoher Energie- und Materialaufwand, geringe TaktzeitenI Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der erwünschten
Geometrie des Werkstücks
2/14
EinleitungI Zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Ur- und
UmformenI Kleine Form-, Lage- und Masstoleranzen erreichbar
I Sehr hohe Gestaltungsfreiheit und FlexibilitätI Hoher Energie- und Materialaufwand, geringe TaktzeitenI Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der erwünschten
Geometrie des Werkstücks
2/14
EinleitungI Zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Ur- und
UmformenI Kleine Form-, Lage- und Masstoleranzen erreichbarI Sehr hohe Gestaltungsfreiheit und Flexibilität
I Hoher Energie- und Materialaufwand, geringe TaktzeitenI Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der erwünschten
Geometrie des Werkstücks
2/14
EinleitungI Zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Ur- und
UmformenI Kleine Form-, Lage- und Masstoleranzen erreichbarI Sehr hohe Gestaltungsfreiheit und FlexibilitätI Hoher Energie- und Materialaufwand, geringe Taktzeiten
I Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der erwünschtenGeometrie des Werkstücks
2/14
EinleitungI Zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Ur- und
UmformenI Kleine Form-, Lage- und Masstoleranzen erreichbarI Sehr hohe Gestaltungsfreiheit und FlexibilitätI Hoher Energie- und Materialaufwand, geringe TaktzeitenI Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der erwünschten
Geometrie des Werkstücks
3/14
Verfahrenssystematik Fräsen
4/14
Einsatzbedingungen: 5-Achs-Fräsen (hier: X Y Z B C)
I Bearbeitung komplexerBauteile mit wenigenAufspannungen
I Erhöhte Standzeit derWerkzeuge durchverbesserteSchnittbedingungen
I Möglichst kontinuierlicheBewegung ohneZwischenhalt desWerkzeugs auf derWerstückoberfläche undunter möglichst optimalemBahnvorschub
4/14
Einsatzbedingungen: 5-Achs-Fräsen (hier: X Y Z B C)
I Bearbeitung komplexerBauteile mit wenigenAufspannungen
I Erhöhte Standzeit derWerkzeuge durchverbesserteSchnittbedingungen
I Möglichst kontinuierlicheBewegung ohneZwischenhalt desWerkzeugs auf derWerstückoberfläche undunter möglichst optimalemBahnvorschub
4/14
Einsatzbedingungen: 5-Achs-Fräsen (hier: X Y Z B C)
I Bearbeitung komplexerBauteile mit wenigenAufspannungen
I Erhöhte Standzeit derWerkzeuge durchverbesserteSchnittbedingungen
I Möglichst kontinuierlicheBewegung ohneZwischenhalt desWerkzeugs auf derWerstückoberfläche undunter möglichst optimalemBahnvorschub
4/14
Einsatzbedingungen: 5-Achs-Fräsen (hier: X Y Z B C)
I Bearbeitung komplexerBauteile mit wenigenAufspannungen
I Erhöhte Standzeit derWerkzeuge durchverbesserteSchnittbedingungen
I Möglichst kontinuierlicheBewegung ohneZwischenhalt desWerkzeugs auf derWerstückoberfläche undunter möglichst optimalemBahnvorschub
5/14
Beispiel 5-Achs-Fräsmaschine
6/14
Modellvorstellung des Trennvorgangs
I Schneidkeil dringt in Werkstück ein
I Elastische und plastische VerformungI Fliessen des Werkstoffs nach Überschreitung der maximalen
zulässigen SchubspannungenI Ausbildung eines SpansI Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
6/14
Modellvorstellung des Trennvorgangs
I Schneidkeil dringt in Werkstück einI Elastische und plastische Verformung
I Fliessen des Werkstoffs nach Überschreitung der maximalenzulässigen Schubspannungen
I Ausbildung eines SpansI Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
6/14
Modellvorstellung des Trennvorgangs
I Schneidkeil dringt in Werkstück einI Elastische und plastische VerformungI Fliessen des Werkstoffs nach Überschreitung der maximalen
zulässigen Schubspannungen
I Ausbildung eines SpansI Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
6/14
Modellvorstellung des Trennvorgangs
I Schneidkeil dringt in Werkstück einI Elastische und plastische VerformungI Fliessen des Werkstoffs nach Überschreitung der maximalen
zulässigen SchubspannungenI Ausbildung eines Spans
I Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
6/14
Modellvorstellung des Trennvorgangs
I Schneidkeil dringt in Werkstück einI Elastische und plastische VerformungI Fliessen des Werkstoffs nach Überschreitung der maximalen
zulässigen SchubspannungenI Ausbildung eines SpansI Ablaufen des Spans über die Spanfläche des Schneidkeils
7/14
Bedingungen bei der Zerspanung
8/14
Leistungsbilanz einer Fräsmaschine
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I Schnittgeschwindigkeit
I SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI Spanungsquerschnitt
I Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden Werkstoffs
I Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)
I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von Kühlschmiermittel
I Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und Werkstoff
I Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
9/14
WerkzeugbeanspruchungEinflussfaktoren auf Schneidentemperatur:
I SchnittgeschwindigkeitI SpanungsquerschnittI Duktilität und Festigkeit des zu zerspanenden WerkstoffsI Reibungsbedingungen (Beschichtungen)I Art, Menge und Zuführung von KühlschmiermittelI Wärmeleitfähigkeit von Schneid- und WerkstoffI Wärmekapazität von Schneid- und Werkstoff
10/14
Anforderungen Schneidstoffe
I Härte und Druckfestigkeit insbesondere im warmen ZustandI Biegefestigkeit und ZähigkeitI KantenfestigkeitI Innere BindefestigkeitI WarmfestigkeitI OxidationsbeständigkeitI Geringe Diffusions-, Adhäsionsneigung (Verkleben)I Verschleissfestigkeit gegen mechanischen AbriebI Form- und MassstabilitätI Unempfindlichkeit gegen WechselbeanspruchungI Wirtschaftliche Preise und Instandstellungskosten
10/14
Anforderungen Schneidstoffe
I Härte und Druckfestigkeit insbesondere im warmen ZustandI Biegefestigkeit und ZähigkeitI KantenfestigkeitI Innere BindefestigkeitI WarmfestigkeitI OxidationsbeständigkeitI Geringe Diffusions-, Adhäsionsneigung (Verkleben)I Verschleissfestigkeit gegen mechanischen AbriebI Form- und MassstabilitätI Unempfindlichkeit gegen WechselbeanspruchungI Wirtschaftliche Preise und Instandstellungskosten
11/14
SchneidstoffeEinen Schneidstoff, der alle geforderten Eigenschaften in sichvereint, gibt es nicht. Ein Grund hierfür ist die negative Korrelationzwischen Härte und Zähigkeit.
12/14
Wendeschneidplattenfräser
13/14
Referenzen
I König, Wilfried; Klocke, Fritz: Fertigungsverfahren, Band 1: Drehen, Fräsen,Bohren. 7. Auflage. Berlin Heidelberg New York: Springer, 2002
I Westkämpfer, Engelbert; Warnecke, Hans-Jürgen: Einführung in dieFertigungstechnik. 8. Auflage. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, SpringerFachmedien GmbH, 2010
I Skript Fertigungstechnik. Kapitel 6: SpanenI Wroniecki, Thomas: Auswahl eines NC-Programiersystes für die simultane
5-Achs-Fräsbearbeitung. Forschungsergebnisbericht. TU Dresden IFFArbeitsgruppe PAZAT, 2007/2008
I Uhlmann, Eckart (2012). Fertigungstechnik - Trennen [PowerPoint Slides]Retrived from http://www.iwf.tu-berlin.de/fileadmin/fg199/Skripte_Fertigungstechnik/WS12-13/_Fertigungstechnik_VL05_Trennen.pdf
I http://www.aglas.de/hsc.html [31.08.2015]I http://www.forum.mikrokopter.de/topic-22149.html [16.08.2015]I http://www.witec-tools.de/index.php?content=produkte&product=2
[18.09.2015]I http://www.workncblog.de/so-sieht-erfolgreiches-5-achsen-frasen-aus/b02_
sescoi_meissner_2778-2/ [16.09.2015]
14/14
Beispiel Video 5-Achs
Hand https://www.youtube.com/watch?v=RIMS86JzZZAImpeller https://www.youtube.com/watch?v=Fjzhygzafr0