Schneidwerkzeug: Bedeutung, Typen und Winkel

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, erfahren Sie mehr über: - 1. Bedeutung des Schneidewerkzeugs 2. Arten der Schneidewerkzeuge 3. Winkel 4. Signatur.

Bedeutung des Schneidewerkzeugs:

Ein Schneidwerkzeug in der Metallbearbeitung kann definiert werden als „jedes Werkzeug, das zum Entfernen von Metall vom Werkstück durch Scherverformung verwendet wird“. Häufig wird es auch als Werkzeugbit bezeichnet. Um einen effektiven Schneidevorgang durchzuführen, muss das Schneidwerkzeug aus einem Material bestehen, das härter ist als das zu schneidende Arbeitsmaterial. Das Werkzeug muss auch der während des Bearbeitungsprozesses entstehenden Wärme standhalten können.

Das Werkzeug muss eine bestimmte Geometrie (als Werkzeuggeometrie bezeichnet) aufweisen, um einen effektiven Schnitt und eine glatte Oberfläche zu erhalten. Entsprechend der Werkzeuggeometrie können die Schneidwerkzeuge in Vollschneidwerkzeuge und Hartmetallwerkzeuge eingeteilt werden.

Es gibt zwei Flächen neben der Schneidkante des Werkzeugs:

(a) Spanfläche

(b) Flankenfläche.

(a) Spanfläche:

Die Spanfläche lenkt den Fluss des neu gebildeten Chips. Es ist in einem bestimmten Winkel orientiert und wird der Spanwinkel 'a' genannt. Sie wird relativ zur Ebene senkrecht zur Arbeitsfläche gemessen. Der Spanwinkel kann positiv oder negativ sein.

(b) Flankenfläche:

Die Freifläche des Werkzeugs sorgt für einen Abstand zwischen dem Werkzeug und der neu gebildeten Arbeitsfläche, wodurch die Oberfläche vor Abrieb geschützt wird, der die Oberflächengüte beeinträchtigen würde. Dieser Winkel zwischen der Arbeitsfläche und der Flankenfläche wird als Relief- oder Freiwinkel bezeichnet.

Arten von Schneidwerkzeugen:

Verschiedene Schneidvorgänge erfordern verschiedene Arten von Schneidwerkzeugen. Um eine gute Oberflächenqualität zu erreichen, ist die richtige Auswahl des Schneidwerkzeugs sehr wichtig.

Im Folgenden sind einige wichtige Parameter aufgeführt, die bei der Auswahl eines Schneidwerkzeugs für einen bestimmten Bearbeitungsvorgang zu berücksichtigen sind:

ich. Geometrie.

ii. Zu bearbeitendes Material.

iii. Form und Größe des Teils.

iv. Art der Operation erforderlich.

v. Werkzeugmaschinenqualität.

vi. Oberflächengüte erforderlich.

vii. Halteeinrichtung.

viii. Bearbeitungsparameter wie Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe ausgewählt.

Die verschiedenen Arten von Schneidwerkzeugen sind in Abb. 9.11 dargestellt.

Die Hauptklassifikationen von Schneidwerkzeugen sind folgende:

(i) nach Konstruktion:

(a) festes Werkzeug

(b) Hartmetallbestücktes Werkzeug

(ii) Entsprechend der Anzahl der Schneidkanten:

(a) Einpunktwerkzeug

(b) Mehrpunktwerkzeug.

(iii) nach Form:

(ein Quadrat.

(b) Rundschreiben

(d) rechte Hand

(e) runde Nase

(f) Gerade Nase.

(iv) Nach Operationen:

(a) Drehen

(b) Bohren.

(d) Rändeln

(e) Bohren.

(f) Formen

(g) Abschied.

(h) Reiben.

(v) je nach Art des Schneidwerkzeugmaterials:

(a) HSS

(b) Carbid.

(d) Diamant

Schneidewinkel:

Das Gesicht und die Flanke sind Schmerzflächen, die Schneide kann als Linie angenommen werden. Diese Oberflächen und die Kanten sind in Bezug auf einige Bezugsebene oder -linie geneigt. Die Neigungen werden als Werkzeugwinkel bezeichnet.

Diese Winkel werden durch verschiedene Namen definiert. Sie werden für verschiedene Zwecke bereitgestellt. Betrachten Sie den Fall der Fläche abgf, wie in Abb. 9.12 dargestellt. Es ist zweifellos eine ebene Fläche, kann aber einige Neigungen haben. Diese Fläche kann parallel zur Basis sein oder etwa zur horizontalen Fläche, oder sie kann in Bezug auf die horizontale Ebene nach oben oder nach unten geneigt sein. Wieder kann es auch eine Seitwärtsneigung haben. Das Gesicht kann also im Allgemeinen zwei Neigungen gleichzeitig haben, nach hinten und zur Seite. Ebenso kann die Flanke (Hauptflankenabstand oder Hilfsflankenadef) zwei Neigungen aufweisen.

Für einen effizienten Bearbeitungsvorgang muss das Schneidwerkzeug mit den erforderlichen Werkzeugwinkeln versehen werden. Ein Werkzeug mit geeigneter Geometrie (Schneiden- und Werkzeugwinkel) schneidet das Metall effektiv. Dadurch wird das Rattern reduziert und das Werkzeug bricht mit weniger Wärmeentwicklung. Fig. 9. 14. (a) und (b) zeigt ein Einzelpunkt-Schneidwerkzeug mit verschiedenen Schneidkanten und Werkzeugwinkeln.

Aus der Geometrie des Schneidwerkzeugs sind die verschiedenen Winkel des Schneidwerkzeugs:

Spanwinkel (α):

(a) Schwarzer Spanwinkel.

(b) Seitlicher Spanwinkel.

Abstand oder Freiwinkel (γ):

(a) Freiraumwinkel am Ende.

(b) Freiraumwinkel für die Seitenfreiheit.

Schneidenwinkel:

(a) Schneidenwinkel beenden.

(b) Winkel der Seitenschneide.

(i) hinterer Spanwinkel:

Dies ist der Winkel zwischen der Oberfläche des Werkzeugs und der Ebene, die parallel zu seiner Basis liegt. Es ist auch als vorderer Spanwinkel oder oberer Spanwinkel bekannt.

(ii) seitlicher Spanwinkel:

Dies ist der Winkel zwischen der Oberfläche des Werkzeugs und dem Schaft des Werkzeugs.

(iii) Endfreigabewinkel:

Dies ist der Winkel zwischen der Vorderfläche des Werkzeugs und einer Linie, die normal zur Werkzeugbasis ist. Es ist auch als vorderer Freiwinkel bekannt.

(iv) Seitenabstandswinkel (Reliefwinkel):

Dies ist der Winkel zwischen der Seitenfläche des Werkzeugs und einer Linie, die senkrecht zur Basis des Werkzeugs verläuft.

(v) Endschnittkantenwinkel:

Dies ist der Winkel zwischen der Endschneide des Werkzeugs und einer Linie senkrecht zu seinem Schaft.

(vi) Seitenschneidewinkel:

Dies ist der Winkel zwischen der Seitenschneide des Werkzeugs und dem Schaft des Werkzeugs.

(vii) Nasenradius:

Der Nasenradius verbindet die Seiten- und Endschneide. Nun werden die Funktionen und Auswirkungen der Winkel des Schneidwerkzeugs auf den Schneidprozess besprochen.

Funktionen des hinteren Spanwinkels:

(a) Es hilft, den Spanfluss in eine geeignete Richtung zu steuern.

(b) Sie reduziert die Schneidkraft, die zum Abscheren des Metalls erforderlich ist, und trägt somit dazu bei, den Leistungsbedarf zu senken und die Werkzeugstandzeit zu erhöhen.

(c) Es hilft auch, dem Druck gegen das Schneidwerkzeug von der Arbeit entgegenzuwirken, indem das Werkzeug in die Arbeit gezogen wird.

(d) Es verleiht der Schneide Nachgiebigkeit und verbessert die Oberflächengüte.

Funktionen des Seitenwinkelwinkels:

(a) Es führt ähnliche Funktionen aus, wie der Rückwärtsneigungswinkel.

(b) Der seitliche Spanwinkel zusammen mit dem hinteren Spanwinkel steuert die Spanflußrichtung.

(d) Zum Beispiel erfordert Messing einen hinteren und einen seitlichen Spanwinkel von fast 0 °, während Aluminium einen hinteren Spanwinkel von 35 ° und einen seitlichen Spanwinkel von 15 ° verwendet.

Funktionen des Endabstandes (Reliefwinkel):

(a) Damit kann das Werkzeug frei schneiden, ohne an der Arbeitsfläche zu reiben.

(b) Dieser Winkel variiert von 0 ° bis 15 ° und normalerweise von 8 °.

Funktionen des Seitenabstandes (Reliefwinkel):

ich. Es vermeidet das Abreiben der Flanke am Werkstück, wenn das Werkzeug der Länge nach zugeführt wird.

ii. Dieser Winkel beträgt 6 ° bis 10 ° für Stahl und 8 ° für Aluminium.

iii. Es behauptet, dass kein Teil des Werkzeugs außer der eigentlichen Schneide das Werkstück berühren kann.

Funktionen des Endschnittkantenwinkels:

ich. Es vermeidet Reibungen zwischen Werkzeugrand und Arbeitsbereich.

ii. Es beeinflusst die Richtung des Spanflusses.

Funktionen des seitlichen Schneidkantenwinkels:

ich. Die Erhöhung des seitlichen Schneidkantenwinkels neigt dazu, den Span zu verbreitern und zu verdünnen.

ii. Ein zu großer seitlicher Schneidkantenwinkel lenkt die Vorschubkräfte in radialer Richtung um, was ein Flattern verursachen kann.

Funktionen des Nasenradius:

ich. Eine scharfe Spitze am Ende des Werkzeugs ist unerwünscht, da sie stark beansprucht wird, kurzlebig ist und eine Nut im Schnittweg hinterlässt.

ii. Daher ist Nose Radius günstig für lange Werkzeugstandzeiten und gute Oberflächenqualität.

iii. Dies beeinflusst die Werkzeugstandzeit, die Radialkraft und die Oberflächenqualität des Werkstücks.

iv. Wenn der Nasenradius zu groß ist, tritt ein Rattern auf.

v. Es gibt einen optimalen Wert des Nasenradius, bei dem die Werkzeugstandzeit maximal ist.

vi. Wenn der Nasenradius den optimalen Wert übersteigt, verringert sich die Werkzeugstandzeit.

vii. Ein größerer Nasenradius bedeutet einen größeren Kontaktbereich zwischen Werkzeug und Werkstück. Dadurch wird mehr Reibungswärme erzeugt. Außerdem erhöht sich die Schneidkraft, aufgrund derer das Arbeitsteil anfangen kann, zu vibrieren und zu rattern, wenn das Halten des Arbeitsteils nicht sehr fest ist.

viii. Die Empfehlungen für die Verwendung von mehr Nasenradius sind.

R = 0, 4 mm für empfindliche Bauteile.

R = 0, 4 mm bis 1, 2 mm für Einweg-Hartmetalleinsätze für den allgemeinen Gebrauch.

R = 1, 2 mm bis 1, 5 mm für schwere Einsätze.

R ≥ 1, 5 mm für starke Schnitttiefe, unterbrochene Schnitte und starker Vorschub.

Bedeutung des Spanwinkels:

1. Die Spanwinkel können positiv, null oder negativ sein.

2. Ein erhöhter Spanwinkel verringert die Festigkeit der Schneidkante.

3. Spanwinkel beeinflusst die Werte des Schnittwinkels und des Scherwinkels.

4. Je größer der Spanwinkel, desto kleiner der Schnittwinkel (und größer der Scherwinkel).

Im Allgemeinen wird der kleine Spanwinkel zum Schneiden von Hartmetallen und ein größerer Spanwinkel zum Schneiden von weichen und duktilen Metallen verwendet.

6. Die Verwendung eines negativen Spanwinkels begann mit dem Einsatz von Hartmetall-Schneidwerkzeugen. Wenn ein positiver Spanwinkel verwendet wird, wird die auf das Werkzeug wirkende Kraft auf die Schneidkante gerichtet und neigt dazu, diese abzubrechen oder zu brechen, wie in Abb. 9.15 (a) dargestellt.

7. Da das Hartmetallmaterial spröde ist und keine Stoßfestigkeit aufweist, versagt es, wenn positive Spanwinkel verwendet werden. Mit negativen Spanwinkeln wird die Kraft von der Schneidkante in den Körper des Werkzeugs zurückgeführt, wodurch die Schneidkante geschützt wird (siehe Abb. 9.15 (b)).

8. Die Verwendung eines negativen Spanwinkels erhöht die Schnittkraft. Dies kann durch höhere Schnittgeschwindigkeiten kompensieren. Daher werden bei negativen Spanwinkeln immer hohe Schnittgeschwindigkeiten verwendet. Hohe Schnittgeschwindigkeiten erfordern eine hohe Leistung der Werkzeugmaschine.

9. Die Verwendung von indexierbaren Einsätzen erfordert auch die Verwendung von negativen Spanwinkeln.

10. Ein Einsatz mit negativem Spanwinkel hat eine doppelte Lebensdauer als ein gleichwertiger Einsatz mit positivem Spanwinkel.

11. Negativer Spanwinkel erhöht die Schneidkantenfestigkeit, da die Schneidkraft auf die Mitte der Schneidkante wirkt.

12. Ein positiver Spanwinkel verringert die Schneidkantenfestigkeit, da die Schneidkraft auf das Ende oder die Ecke der Schneidkante wirkt.

13. Empfehlungen für positive Spanwinkel sind:

(a) Bei der Bearbeitung von Metallen und Legierungen mit niedriger Festigkeit, wie Aluminium- und Kupferlegierungen, Weichstahl usw.

(b) Wenn bei niedrigen Geschwindigkeiten geschnitten wird.

(d) Wenn Maschinen mit geringer Leistung verwendet werden.

(e) Bei Werkzeugmaterialien handelt es sich um HSS und Gusslegierungen.

14. Empfehlungen für den negativen Spanwinkel sind:

(a) Bei der Bearbeitung von hochfesten Metallen und Legierungen wie Edelstahl, legiertem Werkzeugstahl, Titanlegierungen usw.

Tabelle 9.4. Gibt die empfohlenen Spanwinkel für verschiedene Kombinationen von Arbeits- und Werkzeugmaterialien an:

Werkzeugunterschrift:

Die Signatur des Werkzeugs ist die Spezifikation oder Nomenklatur des Werkzeugs, die Informationen zu verschiedenen Werkzeugwinkeln und zum Radius der Nase liefert.

Es enthält sieben Parameter in der angegebenen Reihenfolge:

(i) Spanwinkel.

(ii) Seitenneigungswinkel.

(iii) Endabstandswinkel.

(iv) seitlicher Freiwinkel,

(v) Schneidenwinkel beenden.

(vi) Winkel der Seitenschneide.

(vii) Nasenradius.

Zum Beispiel:

(a) Wenn die Werkzeugsignatur 12, 15, 7, 6, 10, 15, 0.8 ist

Meint,

Winkel der hinteren Neigung (Grad): 12

Spanwinkel: 15

Endfreiwinkel: 07

Winkel der seitlichen Entlastung: 06

Winkel der Schneidkante: 10

Winkel der Seitenschneide: 15

Nasenradius (mm): 0, 8

(b) Wenn die Werkzeugsignatur -10, 15, 8, 6, 8, 5, 0.5 ist

Hier ist auch die Bedeutung hinter dem Spanwinkel negativ 10 Grad, der Spanwinkel beträgt 15 Grad, das Endwinkel ist 08 Grad, das Seitenrad ist 06 Grad, das Ende der Schneidkante ist 08 Grad, der Seitenwinkel beträgt 05 Grad und der Nasenradius beträgt 0, 5 mm.