Page 10 - Diamantwerkzeuge

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Technik 1-5
Die Werkzeugschneide
und die Wahl der Schneidengeometrie
Unter Werkzeugschneide versteht man eine geometrisch bestimmte Schneide, die zur Bearbeitung eines Werkstof- fes dient. Die genaue Form der Schneide eines Schneid- werkzeugs wird als Schneidengeometrie bezeichnet. Sie ist maßgeblich verantwortlich für die Standzeit des Werkzeugs und entscheidet über dessen erforderliche Schärfe. Herstellung und Pflege (Werkzeugschleifen) von Schneiden obliegt dem Diamantwerkzeugmacher.
Die Schneidengeometrien
Freiwinkel
Der Freiwinkel (Formelzeichen: α) an einer Werkzeug- schneide beschreibt bei der spanabhebenden Bearbei- tung den Winkel des Freiraumes zwischen Werkzeug und bearbeiteter Fläche. Er ist bei typischen Arbeitsgän- gen wie Drehen und Fräsen von Bedeutung und verrin- gert die Reibung zwischen beiden Teilen.
Der Freiwinkel wird immer gerade so groß gewählt, dass das Werkzeug, je nach Material, genügend frei schneidet. Einen kleinen Winkel wählt man bei harten, kurzspanenden Werkstoffen, wie beispielsweise hochle- gierten Stählen, einen großen Freiwinkel hingegen bei weichen, plastisch verformbaren Werkstoffen, etwa bei Kunststoffen.
Der Freiwinkel wird durch die Schneidenebene und Freifläche gebildet und senkrecht zur Hauptschneide gemessen. Er bildet zusammen mit dem Keilwinkel den Schnittwinkel. Freiwinkel, Keilwinkel und Spanwinkel ergeben in der Summe immer 90°.
Keilwinkel
(Formelzeichen: β) nennt man in der trennenden Bear- beitung den Winkel der Schneide eines Werkzeugs. Der Keilwinkel bildet zusammen mit dem Freiwinkel den Schnittwinkel. Keilwinkel, Freiwinkel und Spanwinkel ergeben immer zusammen 90°.
Theoretisch wäre ein möglichst kleiner Keilwinkel, also ein möglichst „scharfes“ Werkzeug, zur Zerspanung op- timal, da hier die Schnittkräfte am geringsten ausfallen. Die dann jedoch auftretende Instabilität der Schneide, der geringe Wärmeabtransport, sowie die bei einigen Werkstoffen ungünstige Spanbildung bei der Zerspa- nung, lassen den gewählten Keilwinkel immer einen Kompromiss zwischen Schnittigkeit und Stabilität der Schneide werden.
Der Schnittwinkel
Der Schnittwinkel an einer Werkzeugschneide ist in der spanabhebenden Bearbeitung der Winkel der spanab- führenden Schneidefläche zum Werkstück.
Der Schnittwinkel setzt sich aus dem Freiwinkel und Keil- winkel zusammen. Schnittwinkel und Spanwinkel erge- ben zusammen immer 90°.
Der Spanwinkel
Der Spanwinkel (Formelzeichen: γ) an einer Schneide beeinflusst das Stauchen und Abfließen des Spans sowie die Wärmeverteilung bei
der Zerspanung. Er wird
durch die Bezugsebe-
ne und die Spanfläche
definiert. Positive Span-
winkel mit einem Win-
kel unter 90 Grad lassen
den Span leichter über
den Schneidkeil gleiten.
Die meiste Wärme wird
mit dem Span abtrans-
portiert. Damit wird die
Haftung des Spans am
Schneidkeil erschwert.
Nachteil eines positiven
Spanwinkels ist die Er-
zeugung eines langen
Spans, der durch er-
neutes Umlenken durch
Spanleitstufen jedoch
gebrochen werden kann. Um die Stabilität der Schneide bei der Zerspanung harter Werkstoffe zu erhöhen, wird ein kleiner oder sogar negativer Spanwinkel gewählt. Bei einem negativen Spanwinkel spricht man vom »Scha- ben«, bei einem positiven Spanwinkel vom »Schneiden«.
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