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Industrie-Lexikon

Zerspanen

Zerspanen oder Spanen ist der Sammelbegriff für eine Gruppe von Fertigungsverfahren, die Werkstücken eine bestimmte geometrische Form geben, indem von Rohteilen überschüssiges Material auf mechanischem Weg in Form von Spänen abgetrennt wird. Die wichtigsten zerspanenden Verfahren sind das Drehen, Bohren, Fräsen und Schleifen. Nach DIN 8580 zählt das Zerspanen zur Hauptgruppe Trennen.
Beim Zerspanen dringt eine Schneide des Zerspanungswerkzeuges in das Werkstück ein und trennt Späne ab. Die bei der Bearbeitung wirksamen Teile des Werkzeugs werden als Schneidkeil bezeichnet. Man unterscheidet das Zerspanen in zwei Untergruppen:
Beim Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide sind die Anzahl und die Geometrie der Schneiden bekannt. Dazu zählen vor allem Drehen, Bohren und Fräsen.
Beim Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide hingegen sind weder die Anzahl noch die Geometrie der Schneiden bekannt. Dazu zählt vor allem das Schleifen, bei dem die Werkzeuge aus zahlreichen Körnern bestehen, deren Kanten die Schneiden bilden und Späne im Mikrometergröße abtrennen.
- Bei den beiden anderen wichtigen Gruppen des Trennens – Zerteilen und Abtragen – entstehen keine Späne.
- Beim Abtragen wird thermisch oder chemisch an der Trennstelle oder in größeren Bereichen Material entfernt.
Die meisten spanenden Verfahren sind spätestens seit der Antike in Gebrauch. Im Zuge der Industrialisierung wurden viele Verfahren maschinisiert, um sie auf Werkzeugmaschinen nutzen zu können. In der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die einzelnen spanenden Fertigungsverfahren gemeinsam von Wissenschaft und Industrie in der DIN 8589 definiert. Außerdem wurden allgemeine Begriffe der Zerspantechnik in weiteren Normen definiert, um einen einheitlichen und eindeutigen Sprachgebrauch sicherzustellen. Heute wird das Zerspanen vorwiegend in der Metallbearbeitung eingesetzt, es eignet sich jedoch auch für die meisten anderen Werkstoffe. Die Zerspanbarkeit der meisten Metalle ist gut; Probleme bereiten vor allem Verbundwerkstoffe oder hochfeste Metalle, wie Titan. Die spanenden Verfahren sind ziemlich genau und flexibel, aber eher weniger produktiv und ressourcenschonend als urformende und umformende Verfahren wie Gießen oder Schmieden.
Die Spanungsbewegung ist die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück. Sie wird in eine Schnittbewegung des Werkzeugs und eine Vorschubbewegung des Werkstücks eingeteilt. Die erzeugten Späne werden nach Entstehungsarten und Spanformen geordnet, die Auswirkungen auf den Prozess haben. Die Werkzeugwerkstoffe werden als Schneidstoff bezeichnet, zum Einsatz kommen unter anderem Schnellarbeitsstahl, Schneidkeramiken oder Diamant. Die Standzeit beim Spanen, also die Lebensdauer der Werkzeuge, hängt bei gegebenem Schneidstoff und gegebenem Werkstoff vor allem von der Schnittgeschwindigkeit ab, die den Verschleiß beim Spanen bestimmt. Wegen der großen Reibung und hohen Temperatur werden häufig Kühlschmiermittel verwendet. Sondervarianten sind die Minimalmengenschmierung, die Trockenbearbeitung, das Hochgeschwindigkeits-, Mikro- und Hartzerspanen.
Die auf das Werkzeug wirkende Zerspankraft wird in mehrere Komponenten aufgeteilt, darunter die Schnitt- und die Vorschubkraft. Prozessparameter, die an der Maschine eingestellt werden, sind die sogenannten Schnitt- oder Eingriffsgrößen wie die Schnitttiefe oder der Arbeitseingriff. Sie bestimmen die für den Zerspanungsprozess ausschlaggebenden Spanungsgrößen wie beispielsweise die Spanungsbreite und -dicke.
Mehr Informationen unter https://de.wikipedia.org/wiki/Zerspanen
Quelle: Wikipedia

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