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Werkstoffe und Fertigung IMaterialwahl: FräsenProf. Dr. K. Wegener

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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

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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

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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

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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

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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

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Verfahrenssystematik Fräsen

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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

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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

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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

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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

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Beispiel 5-Achs-Fräsmaschine

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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

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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

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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

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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

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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

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Bedingungen bei der Zerspanung

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Leistungsbilanz einer Fräsmaschine

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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SchneidstoffeEinen Schneidstoff, der alle geforderten Eigenschaften in sichvereint, gibt es nicht. Ein Grund hierfür ist die negative Korrelationzwischen Härte und Zähigkeit.

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Wendeschneidplattenfräser

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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]

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Beispiel Video 5-Achs

Hand https://www.youtube.com/watch?v=RIMS86JzZZAImpeller https://www.youtube.com/watch?v=Fjzhygzafr0