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Spanungsbewegung


Als Spanungsbewegung werden alle Bewegungen beim Zerspanen bezeichnet, die eine Lageänderung zwischen Werkstück und Schneidwerkzeug bewirken. Die Spanungsbewegungen haben zur Folge, dass das Werkzeug und das Werkstück an- bzw. ineinander geführt werden, die Schneide in den Werkstoff dringt und einen Span abträgt. Für den Spanungsvorgang ist es unerheblich, ob Werkstück oder Werkzeug die Bewegung ausführt; wichtig ist nur die Relativbewegung zwischen beiden. In der Fertigungstechnik ist nach DIN 6580 für die Betrachtung des Vorgangs festgelegt, dass sich das Werkzeug bewegt und das Werkstück still steht.

Schnittbewegung

Die Schnittbewegung beschreibt die Spanungsbewegung in Schnittrichtung. Zusammen mit der Vorschubbewegung ergibt sie die Wirkbewegung, die die trennende Bewegung der Werkzeugschneide durch den Werkstoff darstellt. Die Schnittbewegung bewirkt die einmalige Spanabnahme während einer Umdrehung (Fräsmaschine, Drehmaschine) oder eines Hubes (Stoßmaschine, Hobelmaschine).

Da die Schnittbewegung die wichtigste Bewegung beim Spanen ist, wird sie auch Hauptbewegung genannt. Je nach Verfahren ergibt sich eine rotatorische oder translatorische Schnittbewegung, und des Weiteren unterscheidet man, ob das Werkstück oder das Schneidwerkzeug die Schnittbewegung ausführt. Die Geschwindigkeit der Spanabnahme an der Schneidkante wird Schnittgeschwindigkeit genannt und für den äußersten Teil der Schneide, der Schneidenecke,(Vs oder Vc) angegeben.

Vorschubbewegung

Die Vorschubbewegung bewirkt, dass das Werkzeug kontinuierlich am Werkstück entlanggeführt wird und so ein stetiger Materialabtrag stattfindet; gäbe es keine Vorschubbewegung, würde sich das Werkzeug an der Position freischneiden und dann Leerlaufen. Zusammen mit der Schnittbewegung ergibt sie die Wirkbewegung, die einen Span vom Werkstück abnimmt. Bei einigen Verfahren wie dem Räumen gibt es keine Vorschubbewegung, da sie schon in der Räumnadel in Form von zunehmend weiter herausragenden Zähnen gespeichert ist.

Im einfachsten Fall wird die Vorschubbewegung von Hand ausgeführt wie beispielsweise beim Bohren in eine Wand mit einer Handbohrmaschine. Hier wird die Schnittbewegung durch die Rotation des Werkzeugs erzeugt, angetrieben vom Elektromotor, und die Vorschubbewegung in die Bohrung führt der Mensch aus.

Die Vorschubgeschwindigkeit wird meist in mm/Minute angegeben.

Wirkbewegung

Die Wirkbewegung ergibt sich aus der Überlagerung der gleichzeitig ablaufenden Vorschub- und Schnittbewegung. Sie stellt die tatsächliche Relativbewegung der Schneide während des Spanens dar und gibt die Richtung des Werkzeugeingriffs an.

Da die Schnittgeschwindigkeit in der Regel wesentlich höher ist als die Vorschubgeschwindigkeit, weicht die Bewegungsrichtung der resultierenden Wirkbewegung von der Schnittbewegung nur geringfügig ab. Wenn wie beim Räumen die Schnittbewegung nicht von einer Vorschubbewegung begleitet wird, sind Wirk- und Schnittbewegung identisch.

Positionierbewegung

Die Positionierbewegung beschreibt an Werkzeugmaschinen alle Bewegungen, die zur Positionierung des Werkzeugs vor und nach dem Eingriff nötig sind.

An Werkzeugmaschinen unterscheidet man drei verschiedene Positionierbewegungen, die aber selbst nicht an der Spanabnahme beteiligt sind:

  • Die Anstellbewegung ist die Spanungsbewegung, die das Werkzeug zu der Stelle am Werkstück führt, an der der Spanvorgang beginnen soll. Die Rückstellbewegung dagegen führt das Werkzeug wieder in seine Ausgangslage zurück. Sie werden meist im Eilgang ausgeführt, um die Spindellaufzeiten zu erhöhen und unproduktive Nebenzeiten zu minimieren.
  • Die Zustellbewegung legt die Dicke des abzunehmenden Spanes fest, jedoch gibt es bei einigen Verfahren wie dem Bohren keine Zustellung im klassischen Sinne, da sie im Werkzeug gespeichert ist. Beim Bohren entspricht sie dem Radius des Bohrers oder der halben Durchmesserdifferenz eines aufzubohrenden Lochs. Keine Zustellung gibt es beispielsweise beim Räumen oder Einstechdrehen. Da sehr geringe Zustelltiefen ein Ausweichen von Werkzeug und Werkstück bewirken, fährt man in solchen Fällen ohne weiteres Zustellen nochmals über das Werkstück (Abfeuern). Zum Ermitteln der exakten Kantenposition des Werkstückes kann ein Kantentaster dienen.
  • Die Nachstellbewegung führt meist CNC gesteuert korrigierende Bewegungen der Anstell- und Zustellbewegung während des Spanens aus, die aufgrund von Werkzeugverschleiß oder dynamischer Lageabweichungen zwischen Werkstück und Werkzeug nötig sind.

Literatur

  • Armin Steinmüller:Zerspantechnik. 6. neu bearbeitete Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, Haan Gruiten 2015, ISBN 978-3-8085-1496-2.

Weblinks


Kategorien: Zerspanen

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