Zerspantechnik: Teil II Drehen, Hobeln und Stoßen, Räumen, Bohren, Fräsen PDF
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Weiterbildung Technik Herausgegeben von H.-I Warnecke, K. Lange, G. Stute Band 4 H.victor· M. Milller . R.Opferkuch Zerspantechnik Teil II Drehen, Hobeln und StoBen, Raumen, Bohren, Frasen Mit 94 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1983 Bandautoren o. Professor Dr.-Ing. Hans Victort Dr.-Ing. Michael Millier Dr.-Ing. Rainer Opferkuch lnstitut fiir Werkzeugmaschinen und Betriebstechnik der Universitat Karlsruhe Reihenherausgeber Dr.-Ing. Hans-Jiirgen Warnecke o. Professor, Institut fiir lndustrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart Dr.-Ing. Kurt Lange o. Professor, lnstitut fUr Umfonntechnik der Universitat Stuttgart Dr.-Ing. Gottfried Stutet o. Professor, Institut fiir Steuerungstechnik der Universitat Stuttgart Redaktionelle Bearbeitung Dr.-Ing. Martin Gorke Schriftleiter der "wt Werkstattstechnik - Zeitschrift fiir industrielle F ertigung", Stuttgart CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Victor, Hans: Zerspantechnik/H. Victor; M. Miiller; R. Opferkuch. - Berlin; Heidelberg; New York; Springer. NE: Miiller, Michael; Opferkuch, Rainer: Teil2. Drehen, Hobeln und StoBen, Rliumen, Bohren, Frasen. - 1983. (Weiterbildung Technik; Bd. 4) ISBN-13 :978-3-540-11861-9 e-ISBN-13 :978-3-642-81906-3 DOl: lO.lO07/978-3-642-81906-3 Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte. insbesondere die der Obersetzung. des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Die Vergiitungsanspriiche des § 54, Abs. 2 UrhG werden durch die ,Verwertungsgesellschaft Wort', Miinchen wahrgenommen. © Springer-Verlag Berlin, Heidelberg 1983. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenzeichen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Waren zeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. 2362/3020-543210 Geleitwort Unsere heutige Zeit ist gekennzeichnet durch eine besonders rasante Ausweitung allen Wissens. Dementsprechend muB insbesondere jeder in der Technik Tatige seine in der Ausbildung erworbenen Kenntnisse und seine beruflichen Erfahrungen standig am giiltigen "Stand der Technik" uberpriifen und weiterentwickeln. Er muB dem eigenen Wis sen gegenuber kritikfahig sein und durch lebenslanges Lemen stets die neuesten Erkenntnisse und Ergebnisse des technischen Fortschritts ubemehmen und beherrschen. In vielen Fallen geraten im Laufe des Berufslebens die friiher ange eigneten Grundlagenkenntnisse in Vergessenheit, oder sie mussen auf grund der fortschreitenden naturwissenschaftlich-technischen Entwick lung eine neue Wertung erhalten. Eine standige Weiterbildung ist also geboten, wenn man beruflich Erfolg haben will. Diese zu erleichtem, bemuht sich seit einiger Zeit die wt Werkstattstechnik Zeitschrift fUr industrielle Fertigung mit der Aufsatz Reihe unter dem Titel wt Weiterbildung Technik. In ihr wird nicht nur in gedrangter Form Grundlagenwissen vermit teIt und durch beigefUgte Aufgaben aufgefrischt, sondem es werden auch neuere Entwicklungen behandelt, die fUr den groBen fachlich weit gespannten Leserkreis einer der fUhrenden fertigungstechnischen Fach zeitschriften von besonderer Bedeutung sind. Sie gestattet also sowohl eine Vertiefung an sich fruher erworbener als auch eine Aneignung aktueller Kenntnisse, wodurch die Losung vieler beruflicher Probleme durchsichtiger wird. Die jeweils ein Thema umfassenden Beitrage dieser Aufsatz-Reihe werden nun in Buchform prasentiert. Sie bilden die Bande der neuen Buch-Reihe wt Weiterbildung Technik v die in zwangloser Folge erscheinen werden. Wo notwendig, sind Texte und Bilder gegeniiber der Erstveroffentlichung in der Zeitschrift iiberar beitet und ausgeweitet worden, so daB jedes Thema in sich wirklich abgeschlossen ist. Herausgeber und Verlag erfiillen mit dieser Buch-Reihe einen oft geauBerten Wunsch der Leser unserer "wt". Sie hoffe n sehr, daB jeder einzelne Band seiner Aufgabe gerecht wird: den Leser zu unterstiitzen, sich beruflich weiterzubilden und dadurch seine fachliche Qualifikation zu erhohen. Nachdem wir die ersten drei Bande mit aktiver Unterstiitzung von o. Professor. Dr.-Ing. G. Stute herausgebracht hatten, ist unser Kollege mitten aus seiner Arbeit und der V orbereitung zu diesem Buch fUr uns unerwartet im August 1982 verstorben. Wir werden die Arbeiten an dieser Buchreihe in seinem Sinne fortfUhren. Stuttgart, im Herbst 1982 Die Herausgeber VI Vorwort Fur die gezielte und bestmogliche Anwendung neuzeitlicher Fertigungs techniken bedarf es der umfassenden Kenntnis der Grundlagen. Das gilt insbesondere fur die spanenden Verfahren, denen auch in Zukunft eine groBe Bedeutung in der Fertigungstechnik zukommt. Parallel zur Entwicklung neuer Zerspanverfahren werden die bereits bekannten und bewahrten standig weiter ausgebaut und verbessert. Fur den lngenieur bedeutet dies, daB er sein Wissen fortlaufend dem neuesten Stand der Technik anpassen muB. Nachdem im Teil I dieser "Zerspantechnik" die allgemeinen Grund lagen, die Schneidstoffe und die Kuhlschmierstoffe behandelt worden sind, folgen im vorliegenden Teil II die spanenden Fertigungsverfahren Drehen, Hobeln und StoBen, Raumen, Bohren und Frasen, naturlich wieder in der schon bekannten knappen Form mit Aufgaben und Lo sungen zum Prufen des eigenen Fachwissens. Er hat dieselbe Entste hungsgeschichte wie Teil I (Basis war eine 1980 bis 1982 in der "wt Werkstattstechnik - Zeitschrift fur industrielle Fertigung" erschienene Folge) und wendet sich an denselben lnteressentenkreis (praktiker und Studenten). Den AbschluB wird der in Vorbereitung befindliche Teil III bilden, der weitere Zerspanverfahren (Schleifen, Honen, Verzahnverfahren), Zerspanungskennwerte und eine Kostenrechnung umfassen wird. AbschlieBend gedenken wir an dieser Stelle emeut un seres verehrten Lehrers, Herm o. Professor Dr.-Ing. H.R. Victor, den der Tod wahrend der Planung der oben erwahnten Aufsatzfolge ereilt hat. Karlsruhe, im Herbst 1982 M. Muller· R. Opferkuch VII Inhaltsverzeichnis o Einfiihrung 1 1 Drehen ............... . 4 1.1 Verfahren ............ . 4 1.1.1 Einordnung, Unterteilung, Begriffe 4 1.1.2 Berechnungen ........ . 7 1.1.2.1 Kinematik ..... . 7 1.1.2.2 Krafte, Momente, Leistungen 8 1.1.2.3 Hauptzeit 9 Aufgabe 1 . 12 Aufgabe 2 . 12 1.1.2.4 Oberflachengiite und Flachenleistung 13 1.2 Werkzeuge ...... . 15 1.2.1 Bezeichnungen, Winkel 15 1.2.2 Spanleitstufen .... 17 1.2.3 Schneidstoffe und Werkzeugbauformen 17 2 Hobeln und Sto13en 21 2.1 Verfahren 21 2.1.1 Allgemeines 21 2.1.2 Berechnungen 24 2.1.2.1 Kinematik 24 2.1.2.2 Krafte und Leistungen 24 2.1.2.3 Hauptzeit...... 25 2.1.2.4 Oberflachengiite und Flachenleistung 27 2.2 Werkzeuge 28 Aufgabe 3 28 Aufgabe 4 28 3 Raumen ..... . 29 3.1 Verfahren 29 3.1.1 Allgemeines 29 3.1.2 Kinematik und Zerspanungsgeometrie 32 IX 3.2 Werkzeuge . . . . . . 34 3.2.1 Schneidengeometrie 34 3.2.2 Zahnstaffelung . . 35 3.2.3 Schneidstoffe und Kiihlschmierstoffe 38 3.2.4 Werkzeugbauformen ..... 38 3.2.4.1 Innenraumwerkzeuge. 38 3.2.4.2 AuBenraumwerkzeuge 40 3.3 Zerspankrafte und WerkzeugverschleiB 40 3.3.1 Zerspankrafte ........ 40 3.3.2 WerkzeugverschleiB und Werkzeugnachschliff 42 Aufgabe 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4 Bohren. 45 4.1 Verfahren 45 4.1.1 Allgemeines 45 4.1.2 Kinematik und Zerspanungsgeometrie 50 4.2 Werkzeuge 52 4.2.1 Werkzeugbezeichnungen 52 4.2.2 Werkzeuggeometrie 54 4.2.3 Werkzeugbauformen 56 4.2.3.1 Sonderbauformen 57 4.2.3.1.1 Stufen- und Mehrfasenstufenbohrer 57 4.2.3.1.2 Flachnut-Wendelbohrer . 59 4.2.3.1.3 Wendelbohrer mit innerer Kiihlschmier- stoffzufuhr 59 4.2.3.1.4 Tiefbohrwerkzeuge 60 4.2.4 VerschleiB am Wendelbohrer 63 4.2.4.1 EckenverschleiB 63 4.2.4.2 FreiflachenverschleiB 64 4.2.4.3 SpanflachenverschleiB 64 4.2.4.4 Querschneiden verschleiB 65 4.2.4.5 F asen verschleiB 65 4.2.5 Bohreranschliffe 66 4.2.6 Schneidstoffe . 68 4.3 Zerspankrafte 69 4.3.1 Zerspankraftkomponenten 69 4.3.2 Messung der Zerspankraftkomponenten 73 Aufgabe6 75 Aufgabe 7 . 75 X 5 Fdisen . . . . . . . 76 5.1 Verfahren 76 5.1.1 A11gemeines 76 5.1.2 Kinematik und Zerspanungsgeometrie 78 Aufgabe8 .. 80 Aufgabe 9 .. 81 5.2 Schneidstoffe 81 5.3 Werkzeuge 82 5.4 Zerspankraftkomponenten 83 5.5 VerschleiB 85 Aufgabe 10 92 6 Literatur . . . . ............... 95 7 Losungen der Aufgaben ................ 99 8 Sachverzeichnis . . . . 109 XI o Einftihrung Von den Fertigungsverfahren nach DIN 8580 [1] konnen die spa nenden unter dem Oberbegriff Trennen zusammengefaBt werden (Bild 1). Je nach Art der verwendeten Werkzeuge ist zwischen Spa nen mit geometrisch bestimmten oder mit geometrisch unbestimm ten Schneiden zu unterscheiden. Unter dem Begriff Spanen ist dabei Trennen zu verstehen, "bei dem von einem Werkstiick mit Rilfe der Schneiden eines Werkzeugs Werkstoffschichten in Form I Umformen Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide Bild 1. Einteilung der Fertigungsverfahren
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