Zerspanungstechnik: Spanbildung, Bearbeitungszeiten und Fräsertypen

Spanbildung

Einflussfaktoren der Spanbildung

• Materialeigenschaften: Festigkeit und Verformbarkeit des zu bearbeitenden Materials.
• Schnittparameter: Größe des Spanungsquerschnitts, Anstellwinkel, Schnittgeschwindigkeit (Vc) usw.

Arten von Spänen

• Kontinuierlicher Span: Entsteht bei duktilen Materialien wie Aluminium und Kupfer im primären Verformungsbereich.
• Aufbauschneide: Entsteht bei der Bearbeitung von harten und weichen Materialien und führt zu rauen Oberflächen.
• Diskontinuierlicher Span: Entsteht, wenn das Material großen Verformungen unterliegt und spröde ist; typisch für Scherspanbildung.

Formen von Spänen

• Gerippter Span: Typisch bei der Bearbeitung von Rohmaterial.
• Bröckelspan: Zerfällt in einzelne Flocken.
• Plastischer Span: Keine Trennung, kontinuierlicher Span.

Ursachen und Effekte der Spanbildung

• Zähes Material, hohe Schnittgeschwindigkeit (Vc): Führt meist zu geringstem Spanungsquerschnitt.
• Gerade, schraubenförmige Spiralspäne: Flache Spanform.
• Spanbrecher: Verändert die Form des Spans, leitet ihn vom Werkstück und Bediener weg und zerbricht ihn in kleine, handhabbare Teile, ohne Werkstück oder Werkzeug zu beschädigen.
• Spanbruch: Hängt von der Schnittkraft und der Schnittgeschwindigkeit (Vc) ab.

Berechnung der Bearbeitungszeiten beim Drehen

• Vorbereitungszeit (Tv): Zeit für Werkzeuge und Hilfsmittel (z.B. Schlüssel) – 11,6% der Gesamtzeit.
• Rüstzeit (Tr): Zeitaufwand für das Einspannen und Lösen des Werkstücks, Messen und Schärfen der Werkzeuge – 21,6% der Gesamtzeit.
• Hauptzeit (Th): Zeit, in der die Maschine ein Werkstück bearbeitet – 53,3% der Maschinenzeit.
• Verteilzeit (Tvt): Zeit für plötzliche, unwillkürliche Unterbrechungen oder Störungen der Maschine – 13,3% der Gesamtzeit.
• Verfügbare Zeit (Tvg): Die dem Arbeitnehmer zur Leistung der Arbeit zur Verfügung stehende Zeit.

Typen von Fräsern

Klassifizierung nach Zahnform und Anwendung

• Zahnform: Die Zahnform und -teilung hängen vom zu bearbeitenden Material ab.
• Spiralverzahnte Fräser: Mit Rechts- oder Linksdrall.
• Zylindrische Fräser: Haben Schneiden an der Peripherie.
• Scheibenfräser: Für schmale Nuten und Schlitze.
• Schaftfräser: Haben einen zylindrischen Schaft und dienen zum Fräsen von Stiften und Löchern.
• Winkel-Fräser: Für prismatische Führungen.
• Modulfräser: Vielfältige Anwendungen, z.B. für Zahnräder und Kettenräder. Die Größe der Räder wird durch das Modul (z.B. von 0,5 bis 20) bestimmt. Es gibt 8 genormte Modulfräser, nummeriert von 1 bis 8, um Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl zu fertigen.