- http://www.neten.de
-
ECM-EDM
-
EDM Funkenerosive Bearbeitung
-
funkenerosive Senkanlage
-
Bauelementen
- Generator
- Regelung
- Maschine
- Dielektrikumversorgung
-
Bearbeitungszeit Verkürzung
- Vierkantrohrelektrode
- geringeres Abtragvolumen
- Planetärersion
- verbesserte Spülung
- Spülbohrung in Kupferelektorde
- verbesserte Spülung
- Erhöhung des Tastverhältnisses
- höhere zeitliche Energieausnutzung
- Impuls- und Pausendauer optimieren
-
Funkenerosives Drahtschneiden
-
Pinzip des funkenerosiven Drahtschneidens
- Werkstück
- Draht
- Arbeitsspalt
- Schnittspurbreite
-
Merkmale
- sehr kurze Impulszeiten
- niedrige Impulsenergie
-
Oberflächengüte verbessern
- Nachschnitttechnologie
- Aufmass vorher berücksichtigt werden
-
Strom- und Spannungskurven
- Leerlauf
- 0
- 0
- 0
- u^{i}
- spätzündung
- gering
- gering
- Erosion
- gering
- hoch
- Fehlentladung
- hoch
- hoch
- u{max}
- i{max}
- Kurzschluss
- 0
- 0
- 0
- i{i}
-
Vergleichung
-
Drahterosion und Senkerosion
- Bearbeitungsverfahren unabhängig von der Härte
- Zugeigenspannungen werden in die Werkstückoberfläche eingebracht
- Konizitäten(锥度) realisierbar
- Werkzeugelektrodenverschleiß
-
Senkerosion gegenüber Drahterosion
- Voteile
- Es lassen sich auch konkave Formen produzieren
- Es wird nie eine Startlochbohrung benötigt
- Nachteile
- Werkzeugelektrodefertiung notwendig
- Werkzeugelektrodenverschleiß muss berücksichtigt werden
-
Drahterosion gegenüber Senkerosion
- Voteile
- Flexiblere Werkzeugelektrode
- keine aufwändige Werkzeugelektrodenfertigung notwendig
- Wasserbasiertes Dielektrikum benutzerfreundicher
- Der Werkzeugelektrodenverschleiß hat keine Auswirkung auf die Geometriegenauigkeit
- Nachteile
- Bei Innenkonturen wird zunächst eine Startlochbohrung benötigt
- Es können keine Sacklöcher, Einsenkung, Hinterschneidungen, etc. Hergestellt werden.
-
Funkenerosion gegenüber dem Fräsen
- Vorteile
- Bearbeitung unabhängig von Werkstoffhärte
- hohe Komplexität der Geometrie möglich
- Scharfkantige Innenradien möglich
- hohe Aspektverhältnisse
- Fertigung enger Toleranzen
- Nachteile
- indirektes Verfahren
- geringere Abtragsraten
- meistens wird manuell die Randzone entfern
- thermische Beeinflussung des Werkstücks
-
Konturelemente bzw. Werkstückgeometrien
- Plane und konvexe Geometrien
-
Formel
-
Schnittrate
- V{W HS} = v{f} * h
- v{f}: Vorschubgeschwindigkeit(mm/min)
- h: Dicke(mm)
-
Abtragrate
- V{W Abtragrate HS} = V{W HS} * s{Schnittspur HS}
- V{W HS}: Schnittrate
- s{Schnittspur HS} = d + 2*s = Dicke des Drahts + 2*Arbeitssplt
-
Entladeenergie
- W{e} = S{t_e} u{e}(t)*i{e}(t)dt
- u{e}(t): zeitlicher Spannungsverlauf während der Entladung
- i{e}(t): zeitlicher Stromverlauf während der Entladung
-
funkenerosives Senken
- T{durcherodieren} = ( Plattendicke + Verschleiß ) / v
-
Polung
-
Drahterosion
- Werkzeug
- ( - ) Kathodisch
- Werkstück
- ( + ) Anodisch
-
Senkerosion
- Werkzeug
- ( + ) Anodisch
- Werkstück
- ( - ) Kathodisch
-
ECM Senkverfahren
- Werkzeug
- ( - ) Kathodisch
- Werkstück
- ( + ) Anodisch
-
Grundlagen
-
Abtragprinzip
-
EDM
- thermischer Abtrag
-
ECM
- anodische Metallauflösung bei der Elektrolyse
-
Gemeinsamkeiten
- Kein mechanischer Kontakt(Trennenvorgang)
-
Werkstoffgruppe
-
Beide
- Metall
-
Nur EDM
- elektrische leitfähige Keramiken
-
Def
-
EDM
- Electrical discharge machining
-
ECM
- Electro chemical machining
-
Werkstück
- Elektrische Leitfähigkeit
-
ECM Elektrochemische Bearbeitung
-
Merkmale
-
Auswaschen
- Bei der Bearbeitung von Hartmetall kann
- aufgrund des "Auswaschen" der Karbide
- ein Wirkungsgrad größer als 100%
- für die Abtragrate nach dem Faradayschen Gesetz
- beobachtet werden.
- Der Werkstückabtrag basiert auf dem physikalischen Prinzip der Elektrolyse
- Werkzeug kathodisch ( - ) gepolt
- Verfahren zur Bearbeitung hochharter, metallischer Werkstoffe
- Seitenspaltaufweitung
- kein Werkzeugelektrodenverschleiß
-
Annahme bzw. Voraussetzung
- Es findet nur abtragwirksame Ladungsumsetzungen statt
-
Werkstückrandzone gegenüber Funkenerosion und Zerspanung
- keine thermische oder mechanische Randzonenschädigung
-
Dielektrikum(电介质) und Elektrolyt(电解质)
-
Gemeinsamkeiten
- Kühlung der Bearbeitungsstelle und Abtransport der Abtragprodukte
-
Unterschiede
- spezifische elektrische Leitfähigkeit
-
Faraday
-
m = ( M/z*F) * I * t
- m(g): die abgeschiedene Masse
- M(g/mol): Molmasse
- z: Wertigkeitsänderung
- F(As/mol): Faradaykonstante
- I(A): Stromstärke
- t(s): Bearbeitungszeit
-
Elektrolytlösungen
-
besteht aus
- NaCl
- NaNO3
-
Funktionen
- Kühlung
- Transport bzw. Bereitstellung der Ladungsträger
- Abtransprot der Abtragprodukt
- Hervorrufen der elektrochemischen Reaktionen and den Elektroden
-
Schleifen
-
Grundlagen
-
Bindungsarten
- keramische Bindung
- Kunstharzbindung
- metallische Bindung
- galvanische Bindung
-
Grundkomponenten
- Schleifkörner : Materialzerspanung
- Bindung : Schleifkörner solange festhalten, bis Korn abgestumpft, dann Freigabe des Korns
- Poren : Aufname der Späne und des Kühlschmierstoffs
-
Kontaktlänge
- geometrische
-
kinematisch
- geometrische Randbedingungen
- Geschwindigkeitsverhältnis
-
Schleifbrand
- Def: Schädigung des Werkstoffs durch thermische Überlastung
-
Spannungskicke h{cu, max}
- sinkt: steigende statistische Schneidendichte C{stat}
- sinkt: steigende Schleifscheibengeschwindigkeit
- steigt: steigende Werkstückgeschwindigkeit v{w}
- steigt: Steigende Zustellung a{ed}
-
Innenrundschleifen
-
Probleme
- Wärme
- Spanlänge
- auskragende Spindel(伸出的轴)
-
Maßnahme
- Schleifscheibe offenporiger
- mehr KSS
- Spindelabstützung
- weichere SS
-
Kontaktlängen l{g}
- Innenrund > Plan > Außenrund
-
Korngrößendefinition
-
Angabe des Korndurchmessers in um
- CBN
- Diamantschleifscheiben
-
Angabe der Korngröße in Mesh
- Korundschleifscheibe(金刚砂)
-
Härte von Schleifkörpern
- Def: Die Harte ist als Widerstand der Schleifkörner gegen das Herauslösen aus der Bindung definiert
-
Kühlschmierstoff
-
Kühlschmierstoff
- Öle
- Emusionen
- Emulsion führt zu höherer Reibung bei der Spanabnahme als Öl
- Emulsion hat eine höhere Kühlwirkung als Öl
-
Maßnahmen zur Kühlung
- Schleifscheibe
- Gröbere Körnung
- höhere Porosität
- splitterfreudigere Körnung
- keramische Bindung statt Kunstharzbindung für Selbstschärfverhalten
- Kühlschmierstoff
- Höhere KSS-Menge
- höherer Wasseranteil zur Verminderung der Prozesswärme
- höherer Schmieranteil zur Senkung der Reibung
- verbessertes Düsenkonzept
- Prozessparameter
- Schnittgeschwindigkeit verringern
- Zeitspanungsvolumen vermindern
- niedrigerer Abrichtüberdeckungsgrad
- haüfigeres Abrichten
-
Schneiden
-
statisch
- Def: Die statischen Schneiden sind alle Schneiden an den Schleifkörnern
-
kinematisch
- Def: die kinematischen Schneiden sind nur diejenigen, die bei dem eingestellten Prozess in Eingriff kommen
-
Beispiels
-
Phase
- Phase 1 : Elastische Verformung
- Phase 2 : Elastische und plastische Verformung
- Phase 3 : Elastische und plastische Verformung + Spanabnahme
-
Zahnrad
-
vor der Schleifen
- thermische Überlastung
- Härten
- Anlassen
- wärmebehandelt
-
Gefügezonen
- Neuhärtung
- durch hohen Wärmeeinfluss + Abkühlung durch KSS
- Anlassgefüge
- durch geringere Abkühlgeschwindigkeiten + geringere Wärme
- Gundgefüge
- bliebt unbeeinfulsst
-
Spitzenlosschleifen
-
Vorteile
- kein Spannvorgang-> Zeitsparnis, Fehlervermeidung
- biegeschlanke Bauteile (细长件) mit großen Zeitspanungsvolumina mit geringen Verformungen bearbeitbar
- Werkstückwechsel automatisierbar
-
Einsatzvorbereitung
-
Abrichten
- Das gleichzeitige Profilieren und Schärfen einer Schleifscheibe
-
Abrichtwerkzeuge
- Rotierendes
- Einkorndiamant
- Stehendes
- Diamantformrolle
- Formrolle
- Vorteil: unterschiedliche Schleifscheibenprofile generierbar
- Nachteil: längere Abrichtzeit
- Profilrolle
- Vorteil: hohe Abbildungsgenauigkeit;kurze Abrichtzeit
- Nachteil: geringe Flexibilität
-
Diamantschleifscheiben abrichten
- Überlastung des Schneidkorns durch Diamant als Abrasivstoff der Abrichtscheibe
- Überlastung der Bindung auf Grund der abrasiven wirkung von SiC als Abrasivstoff der Abrichtscheibe
-
Abrichtvorgang notwendig
- Schleifscheibenerstverwendung
- Schleifscheibenwechsel
- Verscheißkompensation
- Zusetzung
- Zu hohe Schleifkräfte
- Wechsel der Prozessanforderungen
-
Abrichter im Gebrauchszustand
- kleiner
- Spanraum
- Schleifkräfte
- größer
- Schleifkräfte
- Gefahr der thermischen Werkstückschädigung
-
konditionieren
- Def: k. umfasst die unterschiedlichen Prozesse zur Aufbereitung von Schleifwerkzeugen.
-
Art
- profiliert
- Def: Erzeugen der Schleifscheibenform
- nach der Profilierung
- ausreichender Spanraum
- ausreichender Kornüberstand
- geschärft
- Def: Erzeugen der Schneidenraumstruktur
- nicht geeignet: Keramisch gebundene Schleifscheiben
- Grund: eine hohe Sprödigkeit
- geeignet: Kunstharzgebundene Schleifscheiben
-
Schleifscheibenverschleiß
-
Fehler
- Maßfehler
- durch Radialverschleiß
- Formfehler
- durch Kantenverschleiß
-
Verschleißarten
- chem./ therm. Bindungsverschleiß
- chem./ threm. Kornverschleiß
- Bindungsbruch
- Kornbruch
- Mikrorisse
-
Arten des Verschleißes(an einzelnen Schleifkorn)
- Adhäsion
- Abrasion
- Kornbruch
- Rissbildung
- Spananhaftung
- Mikrosplittern
-
Verschleißvorgänge
- nicht das gewünschte Profil
- Kantenverschleiß
- Profilverschleiß
- nicht den gewünschten Durchmesser
- Radialverschleiß
- thermische Gefügeschädigungen
- Zusetzungen der Schleifscheibe
- Kornabstumpfung
-
Prozessauslegung(规划)
-
Formel
-
Flachschleifprozess
- Q'{w} = a{e} * v{w}
-
außenrund-Einstechschleifen
- Q'{w} = a{e} * v{w}
- v{fr} = a{e} * n{w}
- v{w} = PI * d{w} * n{w}
- Q'{w} = V'{w} / t{c}
- t{c} = (z/2) / v(fr}
- V'{w} = zerspantes Volumen / b{s eff}
- V'{w} = ( PI(r0^2 - r^2) * b{s eff} ) / b{s eff}
- Q'{w} = PI * d{w:Werkstück} * v{fr}
-
Schälschleifprozess
- Def: Außenrund-Umfangs-Längsschleifen
- Q'{w} = Q{w} / b{s eff}
- V{w} = PI(r0^2 - r^2) * b{s eff}
- t{c} = b{s eff} / ( PI * d{r} * n{r} * sin(a) )
- Q{w} = V{w} / t{c}
-
Abrichten
- v{fad} = n{s} *f{ad}
- n{s} = v{s} / ( PI * d{s} )
- f{ad} = b{d} / U{d} = Wirkbreite / Überdeckungsgrad
-
Schneidstoffe
-
Grundlagen
-
Anforderungen
- Härte und Druckfestigkeit
- Kantenfestigkeit und Schartigkeit
- Zähigkeit
- Warmfestigkeit
- Thermoschockbeständigkeit
- Innere Bindfestigkeit
- Diffusions- und Oxidationsbeständigkeit
- Abriebfestigkeit
-
Zähigkeit(Ordnung)
- Schnellarbeitsstahl(HS)
- Hartmetall
- Cermet(HT)
- Kubisches Bornitrid(BN)
-
Schneidstoffe
-
Schnellarbeitsstahl(HS)
- Beschichtung
- PVD
- PVD für niedrige Beschichtungstemperatur, da CVD zu Anlassen des HSS führt.
- Härterträger
- Martensit, Karbide
- im Vergleich zu hochharten Schneidstoffen
- Vorteile
- scharfe Schneiden
- hohe Zähigkeit
- geringe Kosten
- leichte zu verarbeiten
- Nachteile
- geringe Warmfestigkeit
- geringe Härte
- Keine CVD-Beschichtung
-
Hartmetall
- Beschichtung
- PVD
- Gruppen
- HW-K
- WC(Wolframkarbid)
- WC-Co
- HW-P
- WC-(Ti,Ta,Nb)C-Co
- Titan-, Tantanal-, Niobkarbide
- HT
- TiC/TiN-Co, Ni
- Titankarbid und Titannitrid
- Verschleiß- und Biegefestigkeit
- Biegefestigkeit
- V
- /
- X Tac, Tic
- Verschleißfestigkeit
- \
- \
- /
- Zähigkeit
- \
- /
- Zähigkeit
- Co-Gehalt
- Warmfestigkeit
- TiC
- TiN
- K-Sorte
- geringe warmfestigkeit
- Kolkverschleiß auftreten
- Maßnahme: Höherer Mischkarbidanteil
- Feinst- und Ultrafeinstkornhartmetallen
- Hohe Härte
- Hohe Festigkeit
- Hohe Biegefestigkeit
- Geringe Neigung zum Kleben
- Geringe Neigung zum Verschleiß durch Diffusion
- Korngröße
- Verringerung der Korngröße -> Härte nimmt zu
- Anwendungsgruppen
- P
- P hat Mischkarbide aus TiC-TaC-NbC
- Die P Hartmetallsorten sind für austenitischen Stahl und Stahlguss geeignet.
- K
- K hat vorwiegend WC
-
Cermet(HT)
- Härterträger
- TiC/TiN
- Anwendung
- Cermets eignen sich besonders zum Schlichten von Stählen
-
Kubisches Bornitrid(BN)
- Härterträger
- CBN
- Anwendung
- gehärteter Stahl
-
Oxidkeramik
- Härterträger
- Al2O3
- whiskerverstärkten gegenüber konventionellen Oxidkeramiken
- Geringere Thermoschockempfindichkeit
- höhere Zähigkeit
- bessere Wärmeleitung
-
Diamant
- Anwendung
- Aluminiumlegierungen
- Kupferlegierungen
- Magnesiumlegierungen
- Beschichtung
- CVD
-
Eigenschaften
-
Schneidstoff
- Hartmetall(HW-K)
- WC
- Co-Bindephase
- Cermet(HT)
- TiC/TiN
- Co-Ni-Mo Bindephase
- Oxidkeramik(CA)
- Al2O3
- ZrO2
- Diamant(DP)
- C
- Bindephase
- Schnellarbeitsstahl(HS)
- Martensit
- Matrix,Mo, Restaustenit
- kubisch Bornitrid(cBN)
- cBN
- Bindephase
-
Beschichtungen
-
PVD
-
Verfahren
- Ionenplattieren
- Sputtern(Kathodenzerstäubung)
- Vakuumverdampfen
-
Hartmetallbeschichtung
- da CVD -> hohe Temperatur -> Schädigungen in der Randzone des Hartmetalls
- CVD
-
Temperaturbereich
-
PVD
- 400 - 550
-
CVD
- 900 - 1100
-
Merkmale von Beschichtungen
- Steigerung der Oxidationsbeständigkeit
- Verringerung der Wärmeleitfähigkeit
- Veringerung des Reibwertes
- Diffusionsbarriere
-
Beschichtung
-
Vorteil
- Verringerung des Verschleißes
-
Nachteil
- Erhöhung der Kantenverrundung
-
Mehrmaligenschichten
-
Vorteil
- Kombination unterschiederlicher Schichteigenschaften
- Erhöhung der Zähigkeit
-
Verschleiß
-
Ursachen
-
Adhäsion
- Aufbauscheiden
- Abrasion
- Diffusion
- Oxidation
- Mechanische Wechselbeanspruchung
- Thermische Wechselbeanspruchung
-
Formen
-
Kammrisse
- thermische Wechsellast
- thermische und mechanische Überbeanspruchung
-
Querrisse
- Querrisse entstehen häufig beim Fräsen aufgrund der mechanischen Wechselbelastung
-
Kolkverschleiß
- Diffusion aufgrund thermischer Überlastung
- Diffusion kann vornehmlich beim Drehen zu Kolkverschleiß führen
- Schaftfräsen oder Längsdrehen
- Längsdrehen wegen kontinuierlichem Schnitt
-
Freiflächenverschleiß
- mechanischer Abrieb, Abrasion
-
Einfluss
- Durch die Schnittgeschwindigkeit kann der Werkzeugverschleiß maßgeblich beeinflusst werden
-
Anforderung
-
im unterbrochenen Schnitt eingesetzt
- Zähigkeit / mechanische Wechselfestigkeit
- Gefahr des Thermoschocks / thermische Wechsel
-
Zerspanbarkeit
-
Allgemeine Fragen
-
mechanischen Belastung
- Auslegung des Antriebsstranges der Werkzeugmaschine
- Auslegung des Zerspanvorganges
-
Zerspanbarkeit
-
Standvermögen
- Standbedingungen
- Schnittgeschwindigkeit
- Schnitttiefe
- Schneidengeometrie
- Vorschub
- Standkriterien
- WZ-Verschleiß
- Zerspankraft
- Oberflächengüte
- Spanform
- Standgrößen
- Standzeit
- Standweg
- Standmenge
- Die Standmenge N ist die Anzahl der Fertigungsschritte,...
- Standvolumen
- Das Standvolumen V ist das Werkstoffvolumen,...
-
Hauptbewertungskriterien
- Standgrößen
- Zerspankraft
- Oberflächengüte
- Spanformen
-
Zugfestigkeit reduziert: Beeinflussung
- Zerspankraft
- X
- Topic
- Oberflachengüte
- Topic
- X
- Standzeit
- X
- Spanbildung
- X
-
Vergleichung
- Stähle
- gegenüber Gusseisen hoher abrasiver Verschleißangriff
- durch das ausgeprägte duktile Werkstoffverhalten Fließ und Lammellenspanbildung
- geringe schnittgeschwindigkeiten verursachen einen adhäsiven Verschleißangriff (Aufbauschneide)
- Fast alle Spanformen können erzeugt werden
- Gusseisen
- geringer abrasiver und adhäsiver Verschleißangriff auf Grund eines hohen Graphitanteils
- Scherspanbildung auf Grund des spröden Werkstoffverhaltens bei Raumtemperatur
- Mittlere mechanische Belastung des Schneidkeils
-
Zerspanbarkeit
- best Ferrit > Austenit > Perlit > Martensit > Zementit schlecht
- Nichteisenmetalle
- Aluminiumlegierungen
- geringe thermische Belastung bei geringen v{c} : Adhäsion
- Titanlegierungen
- hohe mechanische und thermische Belastung, hohe Abrasion
-
Span
-
Spanformen
-
günstig
- kurze
- zylindrische
- konische Wendelspäne
- Spiralspäne
-
ungünstig
- Band-
- Wirr-
- Flachwendel
-
Bild
- Topic
-
Zerspankraft
-
Einflussgrößen
- Schneidkeilgeometrie
- Verfahrenskinematik
- Werkstoff
-
Bandspanbildung zu Vermeiden
-
Schnittbedingung
- Vorshub erhöhren
- Schnittgeschwindigkeit Senken
-
Schneidteilgeometrie
- Spanwinkel verringern
- Werkzeuge mit Spanleitstufen(排屑槽)
- Erhöhen des Krümmungsradius
-
Folgen ungünstiger Spanbildung
- Schäden an Maschine, Werstückoberfläche, Werkzeug
- Behinderungen des Bedieners
-
Spanraum
-
Def
- Def: Der Spanraum ist ein Teil des Werkzeuges, das die Geschnittenen Späne aufnimmt und von der Wirkstelle abtransportiert.
-
Bohren
- Beim Bohren wird der Spanraum durch wendelartige Nuten geschaffen.
-
Schwierigkeiten mit dem Spanbruch, wie verbessern
- Spanbrecher
- Spangeschwindigkeit reduzieren
- Schwingungsüberlagerung der Schnittgeschwindigkeit
- Schwingungsüberlagerung der Vorschubgeschwindigkeit
-
Spangrößen
-
Spanungsbreite
- b = a{p} / sin k{r}
-
Spanungsdicke
- h = f * sin k{r}
-
Schnittkraft
- F{c} = k{c1.1} * b * ( h / mm )^( 1-m{c} )
-
Vorschubkraft
- F{f} = k{f1.1} * b * ( h / mm )^( 1-m{f} )
-
Passivkraft
- F{p} = k{p1.1} * b * ( h / mm )^( 1-m{p} )
-
Zerspankraft
- F{z} = sqrt ( F{c}^2 + F{f}^2 + F{p}^2 )
-
spezifische Zerspankraft
- k{z} = k{z1.1} / h^m{z}
-
Werkzeug
-
Räumen
-
Räumwerkzeug
- Führung
- Schruppteil
- Schlichtteil
- Kalibrierteil( f{z} = 0 )
-
Losgrößen
- Großserienfertigung und Massenfertigung
- weil das Räumen durch hohe Werkzeugkosten gekennzeichnet ist.
-
Drehmeißel
- Hauptschneide
- Nebenschneide
- Hauptfreifläche
- Nebenfreifläche
- Spanfläche
-
Winkel
- Spanwinkel Y0
- Freiwinkel a0
- Keilwinkel ß0
- a0 + ß0 + Y0 = 90
-
Bohren
-
Bohrbearbeitung Besonderheiten
- 压 Quetschvorgänge
- 屑 der schwierige Abtransport der Späne
- 热 die ungünstige Wärmeverteilung in der Schnittstelle
- 擦 das Reiben der Führungsfasen an der Bohrlochwand
- 损 der erhöhte Verschleißangriff auf die Scharfkantige Schneidenecke
-
Schnittmoment
- M{c} = F{c} * (R+r)
- F{c} = k{c1.1} * b * h
-
Zeitspanungsvolumen
- Q = 1/2 *A{Kreis} * v{c}
-
Schnittleistung
- P{c} = F{c} * v{c}
- F{c} = k{c1.1} * b * h
- v{c} = PI * D * n
-
spezifische Schnittenergie
- e{e} = k{c} = k{c1.1} / h^m{c}
-
Aufbauschneiden
-
Entstehungsvorgang
- Adhäsion von Werkstoffpartikeln auf der Spanfläche
-
Warum -> schlechte Oberflächenqualitäten
- Aufbauschneiden gleiten periodisch über die Spanfläche sowie zwischen Freifläche und Werkstück ab
- (starker Freiflächenverschleiß, schlechte Oberflächengüte)
-
Merkmale
- Aufbauschneiden verschlechten die Oberflächengüte
- Das Gebiet der Aufbauschneidenbildung kann durch die Schnittgeschwindigkeit beeinflusst werden.
- Aufbauschneiden haben eine geringere Härte als der Schneidstoff.
-
kinematische Rautiefe
-
Einfluss f und r auf R{t}
- R{t} = f^2 / 8*r{epsilon}
- R{t}: die kinematische Rautiefe
- f: Vorschub
- r{epsilon}: Eckenradius
- Steigender Vorschub -> steigende Rautiefe
- Zunehmender Eckenradius -> sinkende Rautiefe
-
gemessene Rauheit weicht von der k. R. ab
- Unterschreiten der Mindestspanungskicke
- Aufbauschneidenbildung
- Rattern(振颤)
- Verschleiß
-
Hartdrehen gegenüber Schleifen
-
Vorteile
- Höhere Flexibilität
- Vermeidung von KSS
- Geringerer Energieverbrauch
- Komplettbearbeitung auf einer Machine
- Spänerecycling
-
Querschneide
-
Def
- Die Vorgänge an der Querschneide sind durch Quetsch- und Schabevorgänge gekennzeichnet
-
negativ
- die Schnittgeschwindigkeit an der Drehachse zu Null wird.
- Hinzu kommt die Änderung der Werkzeug- und Wirkwinkel entlang der Schneide.
- Verbesserung
- bei großen Bohrungen
- mit einem kleinen Bohrer vorgeborht werden.
-
Stoff
-
Vergüten
-
Vergütungsstahl
- 42CrMo4
-
Def
- Vergüten ist eine Wärmebehandlung zur Erzielung hoher Zähigkeit bei bestimmter Zugfestigkeit in der Regel durch Härten und nachfolgenes Anlassen.
-
dominierte Gefügebestandteil
- Angelassener Martensit
-
Stoff
-
Zerspanbarkeit der Gefügearten
- Vergleichung
- Ferrit
- gering
- gering
- Martensit
- hoch
- hoch
-
Eisengusswerkstoffs
- 3 Einflussgrößen der Zerspanbarkeit
- Menge des eingelagerten Graphits
- Form des eingelagerten Graphits
- Ausbildung des metallischen Grundgefüges
- Zugfestigkeit / Härte
- Lamellen < Vermikular < Kugel graphit< Austempered Ductile Iron
- Dehnung / Duktilität
- Lamellen < Vermikular < Kugel graphit< Austempered Ductile Iron
-
Automatenstähle
- warum gut zerspanen? Guter Spanbruch durch Legierungsbestandteile wie Schwefel, Phosphor und Blei
-
Gefügebestandteilen
-
Perlit
- C% > 0.4%
-
Ferrit
- C% < 0.25%
-
Hartglattwalzen
- Verbesserung der Oberflächenqualität
- Einebnung von Rauheitsspitzen
- Induzierung von Druckeigenspannungen in die Oberfläche
- Erhöhung der Randzonenhärte
-
Wärmebehandlungsverfahren
- Spannungsarm
- Weich
- Grobkorn
- Diffsions
-
austenitischer Stahl
- Schwer zu zerspanen
- lebensmittelecht
- rostfrei
-
Massivumformung
-
Grundlagern
-
Fließspannung k{f}
-
unterhalb der FS
- Bereich a
- Spannung zur Überwindung der Kaltverfestigung des Materials
- Bereich b
- Mindestspannung zur Einleitung des Fließens oder auch Fließbeginns
-
Fließkurve
- T: / k{r}: \
- phi' / k{r}: /
- flacher Kurven
- Effekt: Kaltverfestigung
- Begründen: Die Rekristallisationstemperatur ist niedriger als die Umformtemperatur,
- Begründen: so dass der Werkstoff ständig rekristallisiert.
-
Schmiermittel
- hohe Tempraturbeständigkeit
- gute Umweltverträglichkeit
- niedriger Reibwert
- ausreichende Druckbeständigkeit
- Verhinderung von Kaltverschweißungen
- Zusammenhalt bei starker Oberflächenvergrößerung
-
Einfluss auf die Reibung
- Einsatz von Werkzeugbeschichtungen
- Einsatz anderer Werkzeugwerkstoff z.B. Keramikziehring(拉模环)
- Änderung der Werkzeuggeometrie z.B. Anbringen von Radien beim Ein- und Auslauf am Ziehring
-
Ausbauchung(膨胀)
- Was? zylindrische Stauchprobe | | -> ( ) oder ( )
- Wie? Reibung erhöhen, Ausbauchung größer
- Warum? da Fleißen des Werkstoffs in radialer Richtung an den beiden Stirnfächen unterbunden wird
-
Umformung
-
Warmumformung
-
Vorteile
- größeres Umformvermögen
- niederigerer Kraft- und Arbeitsbedarf
-
Nachteile
- zusätzlicher Energieaufwand für die Erwarmung
- höhere Werkzeugbaustoffkosten
- höherer Einfluss der Umformgeschwindigkeit
- Maßfehler durch Schwindung
- schlechtere Oberflächengüten
-
Warmumformung
- Werkzeuggebunden
- X
- Werkzeugungebunden
- X
- Endkonturnahe Bauteile
- X
- Rohteilherstellung
- X
- Mittel- und Großserien
- X
- Einzel- und Kleinserien
- X
- Bauteilgewicht bis 1,5 t
- X
- Bauteilgewicht bis 500 t
- X
-
Freiformschmieden
- Abschöpfen(除去)
- Verunreinigungen aus dem Gießprozess entfernen
- Das Kombinierte Stauchen und Recken
- Fehlererkennung
- Werkstückreparatur
-
Gesenkschmieden
- Gesenkschmieden mit geschlossenem Gesenk
- Vorteile
- Werkstoffeinsparung
- keine Abgrat(毛刺)operation
- geringere Umformkräfte
- Nachteile
- empfindlich gegenüber Volumenschwankungen des Rohteils
- genaueres Positiionieren notwendig
- genaue Massenverteilung des Rohteils notwendig
-
Einflussgrößen(Umformvermögen begrenzen)
- Spannungszustand
- Verformungszustand / Umformgrad
- Werkstücktemperatur
- Umformgeschwindigkeit
-
Umform gegenüber Trennen
-
Vorteile
- Werkstoffeinfsparung
- Verkürzung der Fertigungszeit
- günstigere Festigkeitseingenschaften der Werkstücke
-
Nachteil
- nur wirtschaftlich bei großen Stückzahlen
-
Kaltmassivumformung
-
Schmierstoffarten
- Öle
- Seifen
- Festschmierstoffe z.B. MoS2 oder Grapht
-
Fließpressen
-
Rotationssymetrisches Teil
-
Einstufe
- Vergleichsumformgrad
- phi{v} = phi{z} = ln( A0 / A1 )
-
Mehr Stufe
- n = phi{v} / phi{max}
- phi{max}: max. zulässiger Umformgrad
-
Rekristallisationsglühen
- um das volle Umformvermögen nach den einzelnen Stufen wiederherzustellen
-
Stempelkraft
-
Bolzen
- F = ( A0 * phi{v} * K{fm}) / eta
- phi{v}: Vergleichsumformgrad
- K{fm} = ( phi{v1} + phi{v2} ) / 2
- eta: Umformwirkungsgrad
-
Flachstahl
- F{zug} * l{1}= ( phi{v} * K{fm} * v{umf} ) / eta
- phi{v} = sqrt( phi{b}^2 + phi{d}^2 + phi{l}^2 )
- phi{b} = ln ( b1 / b0 )
- phi{d} = ln ( d1 / d0 )
- phi{l} = - ( phi{b} + phi{d} )
-
Prozess
- instationärer Prozess
-
stationärer Prozess
- fallen Stromlinien und Bahnlinien übereinander
- Bei einem stationären Porzess ist die Prozesskraft während der Umformung annährend konstant
- die Form und Ausdehnung der plastischen Zone ändert sich nicht
-
Einteilungen
-
Richtung
- vorwärts
- rückwärts
- quer
-
Form
- Voll
- Hohl(空心)
- Napf(盘)
-
Blechbearbeitung
-
Grundlagen
-
Unformgrad
- phi = ln( x1/ x2)
-
Vergleichsumformgrad nach Mises
- phi = sqrt [2/3 * ( phi1^2 + phi2^2 + phi3^2 ) ]
-
Auswertung des Umformgrades beim Messrasterverfahren
- Ellipsen
- Längen der Ellipsen ausmessen
- Bestimmung der Umformgrade:
- Gemessene Längen werden auf den Ausgangsdurchmesser bezogen
-
Faltenbildung(起皱)
- An den vier Ecken
- Die Knickstabilität des Bleches wird durch tangentiale Druckspannungen überschritten
- unterbunden(抑制): Einsatz Niederhalter
- unterbunden(抑制): ausreichend hohe Niederhalterkraft
-
Blechumformung
-
elastische Effekt
- Rückfederung
-
Volumenkonstanz
- Umformgrade phi1 + phi2 + phi3 = 0
-
Anisotropie
-
Def
- Kristalliner Werkstoff
- Atomgitter nicht statitistisch regellos
- Textur ( Ausrichtung nach bestimmten Ebenen und Richtungen )
- Die Anisotropie eines vielkristallien Werkstoffes ist dadurch gekennzeichnet,
- dass die Atomgitter nicht Statistisch regellos
-
Aniseotropiewerte
-
Aniseotropiewerte
- Senkrechte Anisotropie
- r = phi{b} / phi{s}
- r möglichst groß
- Ebene Anisotropie
- delta r = ( r{0} + r{90} ) / 2 - r{45}
- delta r möglichst klein
-
Tiefziehfehler(ebene Anisotropie)
- Zipfelbildung
-
Schneiden
-
Feinschneid
-
Messgrößen zur Qualitätsbeurteilung
- Glattschniettanteil
- Kanteneinzug
- Durchbiegung
- Schnittgrat
- Winkelabweichung
-
Feinschneiden gegenüber Normalschneiden
- Topic
- Geringere Grathöhe(毛边)
- Niederhalter
- Topic
- Geringerer Kanteneinzug(边拉入)
- Gegenhalter
- Topic
- Glattere Schnittfläche
- Ringzacke
- Topic
- Weniger Bruchfläche
- Geringerer Schneidspalt
-
Schneidkraft
-
F{s} = s * l{s} *c{s} *R{m}
- F{s} = 3s老吃人们
- s: Blechdicke
-
reduzieren
- Schneidstempel anschrägen
- Schneidstempel unterschiedlich lang
-
höchster Verschleiß
- Wo? An der Stirnfläche
- Warum? Blechdicke gering(s<=2mm)
-
Tiefziehen
-
Einflussgrößen
- Werkzeuggeometrie
- Werkstoffverhalten
- Reibungsverhältnisse
- Werkzeugmaschine
-
Innenhochdruck-Umform
-
Ablauf
- Einlegen des Halbzeuges in das Werkzeug
- Schließen des Werkzeuges
- Verschließen der Rohrenden des Halbzeuges mit Axialzylindern
- Füllung des Halbzeuges mit dem IHU-Medium
- Druckerhöhung
- Gleichzeitiges Nachführen des Materials durch die Axialzylinder
- Öffnen des Werkzeuges
- Entnahme des Bauteiles aus dem Werkzeug
-
Werkzeugbaustoff
-
Vor- und Rückwärtsfließpressen
-
Beanspruchungsarten
-
Stempel
- Druck
- Temperatur
- Reibung
- Biegung
-
Matrize
- Druck
- Temperatur
- Reibung
- Zug
-
spezielle Anforderungen
-
Grundwerkstoff
- hohe Grundfestigkeit und Härte
- hohe Maß- und Verzugsbeständigkeit
- hohe Zähigkeit
-
Randschicht
- Verschleißfestigkeit
- Gute Gleiteigenschaften
- Warmfestigkeit
- hoher Widerstand gegen Adhäsion
- Korrosionsbeständigkeit
-
Rückwärtsfließpressen
-
Grundwerkstoffe
-
Stempel
- Schnellarbeitsstahl, z.B. HS 6-5-3-9
-
Matrize
- Was? Hartmetall, z.B. G55
- Warum? Aufgrund der Einsatztemperatur
- Warum? Wegen des hohen geforderten Abrasionswiderstands des Matrize
-
Werkzeugbaustoffgruppen und Temperaturbereich
- Werkzeug-
- Kaltarbeitsstahl
- Topic
- Topic
- Topic
- bau-
- stahl
- Warmarbeits-
- stoff-
- stahl (HS)
- Schnellarbeits-
- gruppe
- (HW, HC)
- metall
- Hart-
- Topic
- 250 oC
- 500 oC
- 750 oC
- 1000
-
Vorwärtsfließpressen
-
Grundwerkstoffe
-
Stempel
- Schnellarbeitsstahl, z.B. HS 6-5-3-9
-
Matrize
- Was? Hartmetall, z.B. G55
- Warum? Aufgrund der Einsatztemperatur
- Warum? Wegen des hohen geforderten Abrasionswiderstands des Matrize
-
Schmieden
-
Hauptverfahrensvarianten
-
Freiformschmieden
- Werkzeugungebunden
- Werkstückform durch gezielte Werkstückbewegung zwischen den Hüben
-
Gesenkschmieden
- Werkzeuggebunden
- Werkstückform durch die Form der Gesenkhälften
- Formfüllung
- Der Rohling kann als runder oder rechteckiger Barren vorliegen
- Durch aufgebrachten Kräfte -
- in Verbindung mit den herrschenden Temperaturen -
- fließt der Bauteilwerkstoff in die gesenkform.
-
Gesenkschmiedeprozess
- Werkstück einlegen
- Kanten brechen
- Entzundern
- Vorschmieden
- Fertigschmieden
- Entgraten
- Kalibrieren
-
Schadensarten am Gesenk
-
Verschleiß
- Mechanismen
- Adhäsion
- Abrasion
- Oberflächenzerrüttung (崩溃)
- Tribochemische Reaktion
- Rißbildung(mechanisch)
- plastische Verformung
- Rißbildung(thermisch)