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  • : Blog von Volker Wollny
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  • Publizist und Freier Dozent, von Hause aus Ingenieur sowie gelernter Mechaniker und gelernter Maurer, Querdenker, Naturfreund und -nutzer, technisch interessiert aber auch technikkritisch, glaube nicht alles was mir erzählt wird.
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Andreas Quiring  

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Biohof-Gemeinschaft Baum des Lebens

5. Januar 2009 1 05 /01 /Januar /2009 13:30

Sowohl bei der Metall- als auch bei der Holzbearbeitung spielen spanabhebende Bearbeitungsmethoden eine wichtige Rolle. Für die Auswahl des jeweiligen Verfahrens, wie auch für das sachgemäße Schärfen von Werkzeugen ist es hilfreich, sich mit den berühmt-berüchtigten Winkeln an der Schneide ein wenig auszukennen.

(Update 02.05.09: Alle Metallbearbeitungsartikel sind ab jetzt auf der Leitseite Metallbearbeitung verlinkt)

 Wie das meist der Fall ist, erleichtern auch in der Metallbearbeitung einige theoretische Kenntnisse die Praxis erheblich; es gibt ja bekanntlich nichts praktischeres als ein gute Theorie. Daher ist es sowohl für den Holz- als auch für den Metallbearbeiter sinnvoll, sich zunächst mit dem Vorgang der Spanbildung zu befassen und dabei einige Begriffe und Größen kennenzulernen, die ihm später bei der Beschäftigung mit den einzelnen Arbeitsverfahren immer wieder begegnen werden.

 

 Abb. 1: Winkel an der Schneide

 

 Grundelement aller spanenden Werkzeuge - unabhängig davon, ob Metall, Holz oder sonst irgend etwas zerspant werden soll - ist die Keilschneide, wie sie in der Abbildung oben dargestellt ist. Entscheidend für die Spanbildung sind die drei in Abb. 1 mit  Alpha, Beta und Gamma bezeichneten Winkel. Einen solchen einfachen Schneidkeil finden wir z.B. an einem Meißel oder einem Stechbeitel. Der Winkel Alpha wird als Freiwinkel bezeichnet, die ihm zugewandte Fläche des Keiles als Freifläche. Er ist wichtig, da sein Vorhandensein es erst ermöglicht, dass die Schneide in den Werkstoff eindringt. Als Keilwinkel bezeichnet man den Winkel Beta. Ist er schlank, dringt das Werkzeug leicht in den Werkstoff ein, wird aber schneller stumpf, die Standzeit - die Arbeitszeit von einem Nachschärfen zum anderen - ist gering. Das sprichwörtlich scharfe Rasiermesser z.B. hat einen kleinen Keilwinkel, muss aber bekanntlich sehr oft geschärft werden. Das andere Extrem wäre ein Meißel, der einen großen Keilwinkel besitzt und dafür nur langsam stumpf wird. Kleine Keilwinkel gelangen bei weichen, große bei härteren Werkstoffen zum Einsatz.

Abb. 2: Schneiden und Schaben

 

 Der Winkel, den die Oberseite des Keiles, die sogenannte Spanfläche mit der Senkrechten zur Werkstückoberfläche bildet wird als Spanwinkel Gamma bezeichnet. Er kann positiv sein, wie in Abb. 1 und links in Abb. 2, dann schneidet der Keil. Ist er,  wie rechts in Abb. 2, negativ, dann schabt er.

 Ein typisches Werkzeug, welches schneidet wäre im Holzbereich der Hobel, ein schabendes die Ziehklinge. Bei den Metallern finden wir z.B. in Spiralbohrer (eigentlich muss er Wendelbohrer heißen) und Drehmeißel schneidende Werkzeuge, in der (gehauenen) Feile hingegen ein schabendes.

 Die Geschwindigkeit, mit der sich der Keil durch den Werkstoff bewegt, wird als Schnittgeschwindigkeit bezeichnet. Bei den Handarbeiten an Metall im Schraubstock und  eim manuellen Sägen, Hobeln un Stemmen von Holz brauchen wir uns keine Gedanken darüber zu machen, da sie hier ganz von selbst gering bleibt. Interessant wird sie für uns lediglich beim Bohren, da wir hier die Drehzahl dem Bohrerdurchmesser anpassen können und müssen.

Plandrehen: Der Drehmeißel schneidet...

 

 Diejenige Bewegung, die den Span erzeugt, nennt der Fachmann Hauptbewegung (sie erfolgt demnach mit der Schnittgeschwindigkeit). Die Bewegung, mit welcher der Schnitt durch das Werkstück fortschreitet ist die Vorschubbewegung oder kurz der Vorschub. Sehr gut läßt sich dies an einer Stichsäge beobachten: Die Hauptbewegung ist das von der Maschine erzeugte Hin- und Hergehen des Sägeblattes, der Vorschub entsteht durch das Weiterführen („Vorschieben“) der Maschine durch den Werkstoff mit der Hand.

bannerr selbstaendig04 300 hoch

 Es gibt noch eine dritte Bewegung der Schneide: Die Zustellung oder Zustellbewegung. Sie beschreibt die Tiefe oder Breite, die in einem Durchlauf aus dem Werkstoff herausgearbeitet wird. Am einfachsten kann man sich das an einer Oberfräse beim Nuten vorstellen: Die Zustellung ist hier das Maß, um welches man die Nuttiefe je Durchgang vergrößert. Beim Sägen und Bohren gibt es keine Zustellung im eigentliche Sinne, sie wird gewissermaßen durch die Stärke des Sägeblattes bzw. den Bohrerradius gebildet.

... während die Feile schabt: Feilen einer Rundung ("Radiusfeilen")

 

 Zustellung und Vorschub bestimmen den Spanquerschnitt, der Zusammen mit der Schnittgeschwindigkeit sowie der Härte und Festigkeit des Werkstoffes über die Schnittkraft entscheidet - und damit über die Belastung von Werkstoff, Werkzeug und Maschine.  Wer tiefer in die Metallbearbeitung eindringt und sich mit Drehen und Fräsen befasst, für den sind Schnittgeschwindigkeiten, Vorschübe und Zustellungen wichtige Größen, die er berechnen können muss um einer Bearbeiitungsaufgabe gerecht zu werden. Werden sie zu hoch gewählt, werden Werkstoff, Maschine und/oder Werkzeug überlastet. Wählt man sie zu niedrig, wird nicht effektiv genug gearbeitet, also Arbeits- und Maschinenzeit verschwendet.

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Kommentare

Drehteile Marktplatz 04/15/2014 14:27

Es gibt auch noch weitere Schnittbewegungen. Die sogenannte Wirkbewegung ergibt sich aus der Überlagerung der gleichzeitig ablaufenden Vorschub- und Schnittbewegung. Sie stellt die tatsächliche
Relativbewegung dar.

Fokko 04/17/2014 08:32



Stimmt. Aber für Heimwerker reicht es, wenn sie die Grundbewegungen kennen. Wir wollen es ja nicht zu kompliziert machen.


Grüße


Fokko



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