Technologie der Hartzerspanung
Spanbildung
Das Bild zeigt einen Span. Er weist eine linsenförmige Gestalt auf. Wie für die Hartzerspanung typisch, zeigt das Schliffbild eine periodische Spanform, aufgebaut aus einzelnen dreieckigen Segmenten. Die Größe der Dreiecksegmente hängt von der Höhe des Spans ab, sie wird zu den beiden Enden hin immer kleiner. Die Sägezahnform entsteht durch die vor der Schneide wirkenden Spannungen, die keine Umformung des Werkstoffs bewirken, sondern statt dessen zur Bildung von Rissen an der Oberfläche vor der Schneide führen. Das dreieckige Spansegment gleitet im wesentlichen unverformt über die Span- und Rißfläche ab.
Keramische Schneidstoffe
Die Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit auf die Standmenge bei ihrem Einsatz sind aus dem Bild ersichtlich. Innerhalb eines engen und star ausgeprägten Standwegmaximums im Bereich von werden Standwege von ca. erreicht, wenn man eine maximal zulässige Verschleißmarkenbereite von zugrundegelegt. Während der ersten Vorschubweg liegen die Oberflächengüten sicher zwischen. Danach ist ein verschleißbedingter Anstieg der Meßwerte zu verzeichnen.
Das Bild zeigt den Einfluß des Zahnvorschubes auf den Werkzeugverschleiß. Kleine Vorschübe unter 0,10 mm führen zu einem Abfall des Standwegs. Die Ursache kann in den kleinen Aufmaßen bei der Präzisionszerspanung gefunden werden, die zu sehr kleinen Eingriffswinkeln des Fräswerkzeugs führen. Bei Zahnvorschüben von 0,05 mm treten mittlere Spanungsdicken in einer Größenordnung von lediglich 5 μm auf. Vor allem beim Gegenlauffräsen wird die Werkzeugschneide zunächst nur reibend und quetschend ber den Werkstoff bewegt, anstatt in diesen einzudringen. Die Folgen sind Reibung und schneller Verschleiß der Schneide. Weiterhin bedeuten kleine Vorschübe auch große Schnittwege, die Schneide muß bei gleichem Vorschubweg eine größere Zahl von Schnitten durchführen. Mit steigendem Vorschub ist ebenfalls eine Abnahme des Standweges zu verzeichnen. Dies deutet auf eine zunehmende mechanische Belastung der Schneide infolge größerer Spanquerschnitte hin. Die Überlagerung der beiden gegenläufigen Tendenzen führt zu einem ausgeprägten Verschleißoptimum bei Zahnvorschüben zwischen 0,1 mm und 0,15 mm.
Polykristallines, kubisches Bornitrid (PKB)
Wirklich nennenswerte Standwege bei der Bearbeitung gehärteten Stahls lassen sich jedoch nur mit polykristallinem, kubischem Bornitrid erreichen, wobei hier Schneidstoff-Qaulitäten mit hohem Anteil an kubischem Bornitrid offensichtlich besser abschneiden.
Nicht nur bei der Bearbeitung mit PKB sind zwei unterschiedlichen Meßrichtungen zur Bestimmung der Oberflächengüte zu beachten. Ist der Zahnvorschub klein genug, sind in Umfangsrichtung keine Fräsriefen zu beobachten. Die Oberflächengüten liegen lange Zeit nahezu konstant in einem Bereich von 0,6 ... 1,0 µm. Erst am Ende des Standweges ist ein leichter Anstieg auf ca. 1,5&nbps;µm zu verzeichnen. In Werkstücklängsrichtung ergeben sich schlechtere Kennwerte. Die Rauheit der Freifläche sowie die zusammen mit dem Verschleiß ansteigende Schartigkeit der Schneidkante führen dazu, daß in der Regel nicht unterschritten wird. Diese Oberflächenqualität kann aber über lange Zeit hinweg gehalten werden, innerhalb der ersten Vorschubweg liegt die Rauheit noch unter 2 µm.
