Zerspanung und Werkstoffkunde: Wie wählt man optimale Schneidlösungen für verschiedene Werkstoffe?

BearbeitungSie ist nicht in Stein gemeißelt. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der Auswahl der richtigen Werkzeuge, Kühlschmierstoffe und Parameter zur Optimierung der Ergebnisse bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen, rostfreiem Stahl, Titanlegierungen und technischen Kunststoffen.

Eine erfolgreiche Zerspanung hängt zum einen von den Geräten und Verfahren und zum anderen von einem tiefen Verständnis der Materialeigenschaften ab. Verschiedene Werkstoffe zeigen bei der Bearbeitung sehr unterschiedliche Verhaltensweisen und erfordern daher eine “maßgeschneiderte” Bearbeitungsstrategie.

Erstens, die Bearbeitung Merkmale der gemeinsamen Materialien und Gegenmaßnahmen Aluminiumlegierung Merkmale: weich, klebrig, gute Wärmeleitfähigkeit. Herausforderung: Leichtes Entstehen von Spantumoren, die die Oberflächengüte beeinträchtigen. Programme: Verwendung eines scharfen Werkzeugs mit positivem Vorderwinkel, hohe Geschwindigkeit, großer Vorschub und Einsatz von Kühlmittel, um zu verhindern, dass das Material am Messer kleben bleibt. Rostfreier Stahl Eigenschaften: Hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, schlechte Wärmeleitfähigkeit. Herausforderung: Starke Neigung zur Kaltverfestigung und schneller Werkzeugverschleiß. Lösung: Verwenden Sie zähe Hartmetallwerkzeuge, halten Sie konstante und angemessene Vorschübe ein, um ein “Schleifen” des Werkzeugs zu vermeiden, und sorgen Sie für eine ausreichende Kühlung. Titanlegierung Merkmale: Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, hohe chemische Aktivität, sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit.

Herausforderung: Extrem hohe Temperaturen in der Schneidzone, die chemisch mit dem Werkzeugmaterial reagieren und zu einem schnellen Werkzeugversagen führen können. Lösung: Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten, kontinuierlicher Vorschub, Verwendung von Hochdruckkühlmitteln und scharfe Kanten. Häufig sind spezielle Titanbearbeitungswerkzeuge erforderlich. ENGINEERING PLASTICS Merkmale: Niedriger Elastizitätsmodul, schlechte Wärmeleitfähigkeit. Herausforderung: Anfällig für Verformung und Rückfederung, Schwierigkeiten bei der Wärmeabfuhr können zum Schmelzen des Materials führen. Lösung: Extrem scharfe Schneidkanten, hohe Geschwindigkeiten, kleine Vorschübe und ggf. Luft- oder Raumkühlung.

Allgemeine Optimierungsgrundsätze Werkzeugauswahl: Wählen Sie das richtige Werkzeugmaterial (z. B. Hartmetall, CBN, Diamant) und die richtige Beschichtung für den jeweiligen Werkstoff. Kühlschmierstoffe: nicht nur zur Kühlung, sondern auch zur Schmierung und Spanabfuhr, was bei schwer zu bearbeitenden Werkstoffen unerlässlich ist. Stabilität: Sicherstellen, dass das Werkstück sicher eingespannt ist und dass das gesamte Prozesssystem (Maschine - Werkzeug - Vorrichtung - Werkstück) ausreichend steif ist.

Die Einbeziehung von werkstoffwissenschaftlichen Kenntnissen in die Bearbeitungspraxis ist ein entscheidender Schritt vom allgemeinen Bediener zum Prozessexperten. Die genaue Abstimmung ist das Herzstück der Verbesserung von Bearbeitungseffizienz, Teilequalität und Wirtschaftlichkeit.