Was ist Spanbildung? - Arten von Spänen in der Metallzerspanung

Was ist Spanbildung?

Die Spanbildung ist Teil des Prozesses des mechanischen Trennens von Materialien mit Werkzeugen wie Sägen, Drehbänken und Fräsern. Ein Verständnis der Theorie und Technik dieser Formation ist ein wichtiger Teil der Entwicklung solcher Maschinen und ihrer Schneidwerkzeuge.

Das formelle Studium der Spanbildung wurde während des Zweiten Weltkriegs und kurz danach gefördert, wobei der Einsatz schnellerer und leistungsfähigerer Schneidemaschinen zunahm, insbesondere zum Metallschneiden mit den neuen Hochgeschwindigkeitsstahlschneidern.

Die Spanbildung wird üblicherweise nach einem von Franz entwickelten Drei-Wege-Modell beschrieben. Dieses Modell ist am besten auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinenkonstruktion bekannt, obwohl es auch verwendet wird, wenn ein Anwendungsgebiet wie die Holzbearbeitung ein Vokabular erfordert, um die Spanbildung detaillierter zu beschreiben, als dies normalerweise versucht wird.

MEHR: 1. Was ist eine Drehmaschine? 2. Was ist maschinelle Bearbeitung? 3. Was sind Sägen – 35 verschiedene Arten von Sägen

Chiparten

1. Kontinuierliche Chips

Im Zerspanungsprozess entstehen beim Zerspanen von duktilem Material mit hoher Geschwindigkeit und minimaler Reibung zwischen Werkzeug und Material Endlosspäne. Durch kontinuierliche plastische Verformung durch das Ansetzen des Werkzeugs entsteht diese Art von Span.

Baustahl und Kupfer sind duktile Materialien. Die Dicke des Chips ist gleich der gesamten Länge. Es bietet üblicherweise eine gute Oberflächenbeschaffenheit. Der Hauptnachteil dieses Chiptyps ist die schwierige Handhabung und Entsorgung. Die Bedingungen, die für die Bildung kontinuierlicher Spänearten verantwortlich sind, sind

• Es wird duktiles Material wie Baustahl verwendet.
• Der größere Spanwinkel des Werkzeugs.
• Hohe Schnittgeschwindigkeit.
• Minimale Reibung zwischen Span und Werkzeugschnittstelle.
• Kleine Schnitttiefe.

Vorteile

Die Bildung von durchgehenden Spänen während des Bearbeitungsprozesses hat folgende Vorteile

• Bessere Oberflächenbeschaffenheit des duktilen Materials.
• Weniger Wärmeentwicklung durch minimale Reibung zwischen Werkzeugfläche und Span.
• Geringer Stromverbrauch.
• Lange Standzeiten durch geringeren Verschleiß.

2. Diskontinuierliche Chips

Wenn die Späne während des Bearbeitungsprozesses nicht kontinuierlich, d. h. mit Bruch gebildet werden, werden sie als diskontinuierliche Späne bezeichnet.

Diskontinuierliche Späne entstehen, wenn spröde oder harte Metalle wie Messing, Bronze und Gusseisen als Werkstücke im Bearbeitungsprozess verwendet werden.

Diskontinuierliche Späne entstehen auch in duktilem Material, wenn die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück hoch ist. Diskontinuierliche Späne sind kein gutes Zeichen für die Bearbeitung von duktilem Material, da dies zu einer schlechten Oberflächengüte führt und der Bearbeitungsprozess langsam wird.

Bedingungen, die für die Bildung diskontinuierlicher Späne verantwortlich sind, sind:

• Niedrige Vorschubgeschwindigkeit.
• Kleiner Spanwinkel des Werkzeugs.
• Hohe Schnittgeschwindigkeit.
• Hohe Reibungskräfte an der Span-Werkzeug-Schnittstelle.
• Zu große Schnitttiefe.

Vorteile

Die Bildung diskontinuierlicher Spanarten in spröden Werkstoffen sorgt für eine gute Oberflächengüte, erhöht die Standzeit und reduziert den Stromverbrauch.

Nachteile

Wenn sich in den duktilen Materialien diskontinuierliche Späne bilden, führt dies zu einer schlechten Oberflächengüte des Werkstücks und zu übermäßigem Verschleiß des Werkzeugs.

3. Durchgehende Chips mit Aufbauschneiden

Bei der Zerspanung von duktilem Material entstehen bei hoher Temperatur und Druck in der Schnittführung und bei hoher Reibung von Span und Spanfläche durchgehende Späne mit Aufbauschneiden.

Er ähnelt fast den Endlosspänen, ist aber aufgrund der Aufbauschneide rau. Diese Funktion kann dazu führen, dass das Material an der Werkzeugkante anhaftet oder anschweißt.

Sie fragen sich vielleicht, wie es produziert?

Es entsteht, wenn der Span nach oben fließt und die Reibung zwischen Span und Werkzeug hoch ist. Die Wärmeentwicklung an der Spitze des Werkzeugs ist aufgrund der hohen Reibung zwischen Span und Werkzeug sehr hoch.

Daher wird eine komprimierte Metallpassung an die Werkzeugspitze geschweißt, daher ist dies als Aufbauschneiden bekannt. Wenn der Span durch diese Aufbauschneide fließt, bricht er und wird vom Span weggeschickt und wird als Aufbauschneidenspan bezeichnet. Der Rest der Aufbauschneide haftet an der Werkstückoberfläche und macht diese dicker.

Warum treten bei Ihrer Maschine kontinuierliche Chips mit BUE auf?

• Durch die Verwendung des duktilen Materials während der Bearbeitung.
• Aufgrund des kleineren Spanwinkels des Werkzeugs.
• Die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs ist langsam.
• Mangel an Kühlmittel und kann zu erhöhter Reibung zwischen Span- und Werkzeugflächen führen.
• Die Dicke des Chips ist hoch.
• Aufgrund der hohen Temperatur zwischen Werkstück und Werkzeug.
• Hohe Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs.

Vorteile

Die Herstellung des BUE hat einen Vorteil, d. h. es schützt das Werkzeug vor Beschädigung durch hohe Reibung und Temperatur, die während des Bearbeitungsprozesses erzeugt werden, und erhöht somit die Werkzeuglebensdauer.

Nachteile

Die Bildung dieser Art von Spänen führt zu einer rauen Oberflächengüte, Änderung des Spanwinkels und der Schnittkräfte.