Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform

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Author:
Garfield05
ID:
68645
Filename:
Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform
Updated:
2011-02-24 13:39:34
Tags:
Fertigungstechnik
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Description:
Klausurvorbereitung
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  1. Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform

    Arten
    • - Schleifen
    • - Honen, Läppen, Polieren
  2. Vorteile des Schleifens
    • - Feinbearbeitungsverfahren Ra<1 mykrometer
    • - Bearbeitung harter Werkstoffe
    • - hochpräzise Formgebung (es ist keine minimale Schnittiefe nötig)
    • - Verfahrensbandbreite: Hochleistungsschleifen (hohe Abtragungsrate) bis Ultrapräzisionsschleifen (Ra<10nm)
  3. Nachteile des Schleifens
    • - Zeitaufwendige Einsatzvorbereitung der Werkzeuge
    • - Kostenintensive Maschinen
    • - Qualifiziertes Personal nötig
    • - Geringe Universalität der Werkzeuge
    • - Prozess: Sehr hohe Wärmeentwicklung -> thermische Bauteilschädigung möglich
  4. Geometrisch bestimmt vs. geometrisch unbestimmt
    • - Größenordnung beim Schleifen ~ Faktor 10 kleiner
    • - Vergleichbare Spanbildung

    • Besonderheiten Schleifen:
    • - immer negativer Spanwinkel (y<0)=> es besteht ein hydrostatischer Druckspannungszustand->duktile Bearbeitung
    • - nur aktive Körner spanen
    • - große Kontaktfläche Schleifkorn/Schleifstück (alpha=0)
    • - Reibung zwischen Span und Bindung

    die letzten beiden Punkte führen zu starkem Temperaturanstieg
  5. Trennmechanismen
    • Furchen
    • Pflügen
    • Spanen

    Eindringtiefe nimmt zu
  6. Schleifverfahren Nomenklatur

    Bezeichnung: 4-3-2-1-Schleifen
    • 1. Zu erzeugende Fläche
    • Plan, rund, schraub, wälz, profil, form

    • 2. Lage der Bearbeitung am Werkstück
    • Außen, innen

    • 3. Wirkfläche am WZ
    • Umfang, Seiten

    • 4. Vorschubbewegung
    • Längs, quer, schräg

    Bezeichnung: 4-3-2-1-Schleifen
  7. Kenngrößen des Schleifprozesses
    • Eingriffsdicke
    • Eingriffsbreite
    • geometrische Kontaktlänge
    • Schnittgeschwindigkeit

    Zeitspanvolumen

    Bezogenes Zeitspanvolumen
  8. Gegenlaufschleifen
    uphill grinding

    Kühlung günstig

    weniger Wärmeentwicklung als bei Gleichlauf
  9. Gleichlaufschleifen
    • Kühlung eher ungünstig
    • bessere Rauheit als bei Gegenlaufschleifen
    • steifere WZM erforderlich
  10. Schleifwerkzeuge
    bestehen aus 3 Komponenten
    1) Körner (Materialtrennung/Verformung)

    2) Bindung (Verbindung von Körnern)

    3) Poren (Zwischenspeicher für Späne und KSS)
  11. Natürliche Schleifstoffe
    • - mangelnde Gleichmäßigkeit
    • - geringe Härte
  12. Synthetische Schleifstoffe
    • - bessere Homogenität => sind übliche Schleifstoffe
    • Oxide
    • - Al2O3 (Korund=Aluminiumoxid) - Stahlbearbeitung
    • -ZrO2 (Zirkoniumoxid)
    • Karbide
    • - SiC (Siliziumkarbid)
    • - B4C (Kubisches Bornitrit)
    • Hochharte Schleifstoffe
    • - Diamant
    • - Nitride
  13. 0Herstellung von Korund
    • - aus dem Mineralgemenge Bauxit
    • - Aufschmelzen im Lichtbogenofen
    • - Reduzierung mit Koks
    • - Abtrennen von oben schwimmenden Verunreinigungen
    • => Korund besteht aus SiO2, Fe2O3, TiO2, Al2O3
    • - nach Erstarren brechen, mahlen, sieben
  14. Korund wird nach Reinheitsgrad unterschieden
    Edelkorund 99% Al2O3 am härtesten und sprödesten

    Halbedelkorund 97%

    Normalkorund 95 % weicher und zäher

    Der ideale Werkstoff wäre hart und zäh
  15. Bezeichnung der Körnung
    • Konventionelle Schleifstoffe nach US-Mesh (ASTM-Standard)
    • - Aluminiumoxid und Siliziumcarbid
    • mesh entspricht der Maschenzahl je Zoll: je höher die mesh Zahl, desto feiner die Körnung

    • Hochharte Schneidstoffe
    • - Bornitrit, Diamant nach FEPA-Standard
    • Angabe des Korndurchmessers in mykrometern
  16. Bindungssysteme
    Def. Bindung
    die Bindung gewährleistet den Zusammenhalt der Körner und bestimmt die Härte der Schleifscheiben.

    Härte ist hier als Widerstand gegen Kornausbruch definiert
  17. 3 Typen von Bindungen
    - anorganisch: keramisch, silikat, magnesit

    - organisch: Gummi, Kunstharz

    - metallisch: Bronze, Stahl, Hartmetall
  18. Eigenschaften von Bindungen
    • Keramik
    • - geringe Temperaturbeständigkeit
    • + hohe Zähigkeit
    • Kunstharz
    • + hohe Temperaturbeständigkeit
    • - geringe Zähigkeit
    • Metall
    • + hohe Festigkeit
    • + gute thermische (mechanische) Stabilität
    • - nicht abrichtbar
  19. Verwendung der Bindungen
    Keramische Bindung ca. 70% aller Schleifscheiben

    • Scheibenherstellung
    • - Pressen
    • - Sintern 1000-1400 oC (Hohlräume wichtig (Poren))

    • Kunstharzbindung: DT, CBN, Aluminiumoxid (Korund)
    • Anwendung: Grobschleifen, Trennschleifen

    Metallbindung: DT, CBN
  20. Scheiben mit galvanischen Bindungen

    Besonderheiten
    • - einlagig
    • - große Poren
    • mit DT, CBN
    • Bindung meist durch Nickel
  21. Bei Schleifscheiben tritt Verschleiß in folgenden Formen auf:
    • - Kornverschleiß
    • - Bindungsverschleiß
    • - Zusetzen von Poren
  22. Oberbegriff: Einsatzvorbereitung
    - Abrichten
    Wiederherstellen des Scheibenprofils (Makro) und der Schneidfähigkeit (Mikrotopographie) heißt Abrichten
  23. Weitere Verfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide
    gebundenes Korn: Schleifen, Honen

    loses Korn: Läppen, Polieren
  24. Läppen
    • Kraftgebundenes Verfahren
    • Ziel: Formgenauigkeit, Planparallelität
    • Z.B. für Siliziumchips

    Lose Körner, Flüssigkeit, rollende und gleitende Bewegungen der Körner

    Planläppen am gängigsten

    • Läuferscheiben aus Kunststoff
    • Werkstücke in Läuferscheiben
    • Obere Platte liegt mit bestimmtem Druck auf + Suspension wird zugegeben
  25. Polieren
    • Poliermittelträger: relativv weich z.B. Filz, Kunststoff
    • gleitende und rollende Bewegungen
    • Ziel: Verbesserung der Oberflächengüte

    Oberflächengenauigkeit wird aber oft schlechter
  26. Honen
    Ziel: Besondere Oberflächenstruktur z.B. Zylinderlaufbuchse-Nuten sind gute Ölspeichertaschen

    • Kreis und Linearbewegung
    • Schnittgeschwindigkeit relativ gering und oszillierend

    • Rundhonen ist Standardverfahren
    • Wichtig: Richtige Einstellung des Überlaufes
  27. Beanspruchung und Verschleiß an Korn undBindung
  28. Def. Honen
    Das Honen ist Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden, wobei die vielschneidigen Werkzeuge eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführen, von denen mindestens eine Komponente hin-und hergehend ist, so dass die bearbeitete Oberfläche dicht definiert überkreuzende Spuren aufweist.
  29. Optimal gehohnt
  30. Def. Läppen
    DIN 8589 definiert Läppen als Spanen mit losem, in einer Flüssigkeit oder Paste verteiltem Korn (Läppgemisch), das auf einem meist formübertragenden Gegenstück (Läppwerkzeug) bei möglichst ungerichteten Schneidbahnen der einzelnen Körner geführt wird.

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