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Inhaltsverzeichnis Werkstoff- und Fertigungstechnik 1.Jahrgang
1 Grundlagen der Prüftechnik 2
1.1 Grundbegriffe der Maßangaben und Toleranzen 5
1.2 Prüfmittel 7
1.2.1 Maßverkörperung (embodiments of measures) 7
1.2.2 Anzeigende Messgeräte (indicating measuring) 9
1.2.3 Lehren 19
2 Grundlagen der Fertigungstechnik 22
2.1 Begriffserklärung 22
2.2 Fertigungsverfahren 22
3 Trennen 25
3.1 Zerteilen 27
3.1.1 Keilschneiden 28
3.1.2 Scherschneiden 29
3.2 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneidenform 31
3.2.1 Meißeln 31
3.2.2 Feilen 32
3.2.3 Sägen 34
3.3 Spanende Fertigung mit Werkzeugmaschinen 37
3.3.1 Bohren 42
3.3.2 Senken 50
3.3.3 Reiben 51
3.3.4 Gewinde schneiden 53
3.3.5 Drehen 58
3.3.6 Fräsen 65
3.3.7 Räumen 71
3.3.8 Hobeln und Stoßen 72
3.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform 74
3.4.1 Schleifen 74
3.4.2 Honen 80
3.4.3 Läppen 81
4 Werkstoffe 82
4.1 Einteilung der Werkstoffe 82
4.2 Eigenschaften der Werkstoffe 85
4.2.1 Physikalische Eigenschaften 85
4.2.2 Mechanisch technologische Eigenschaften 86
4.2.3 Chemisch technologische Eigenschaften 87
4.2.4 Fertigungstechnische Eigenschaften 88
4.3 Metallische Werkstoffe 89
4.3.1 Eisenmetalle 89
4.3.2 Nichteisen-Metalle 104
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1 Grundlagen der Prüftechnik
Eine wichtige Voraussetzung für die maßgenaue Fertigung von Bauteilen, welche nach
der Montage ihre Funktion erfüllen sollen, ist die genaue Prüfung der geforderten
Abmessungen. Das Prüfen in der Technik wird unter genau festgelegten Bedingungen
durchgeführt.
Vergleich Sollzustand – Istzustand
z.B. Es soll der Reifenluftdruck eines KFZ
überprüft werden.
Den vom Reifenhersteller vorgegebene
Reifendruck nennt man Sollzustand
(z.B. 2 bar).
Den tatsächlichen Reifendruck muss man durch
Prüfen ermitteln und wird Istzustand
(z.B. 1,8 bar) genannt.
Prüfen heißt feststellen, ob der Werkstoff oder das Werkstück die
vorgeschriebenen Bedingungen erfüllt, (z.B. Maß- und Formgenauigkeit,
Festigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Härte).
• Subjektives Prüfen (subjective testing)
erfolgt durch persönliche
Sinneswahrnehmung wie Sehen,
Fühlen, Tasten, Riechen.
• Objektives Prüfen (objective testing)
erfolgt sachlich mit Hilfe von
Prüfmitteln wie Messgeräte und
Lehren.
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subjektives
Prüfen
Sinneswahrnehmung
Gut /
Ausschuss
Prüfen
Bei den Prüftätigkeiten ist zu unterscheiden zwischen Messen und Lehren.
• Messen
ist das Vergleichen der zu messenden Größe (z.B. Länge, Winkel,
Masse, Gewicht) eines Werkstückes, mit einer physikalischen
Grundgröße.
Beispiele von physikalischen Grundgrößen:
Länge 1 Meter Strichmaßstab, Messschieber
Winkel 1 Grad Winkelmessgerät
Masse 1 Gramm Waage
Gewicht 1 Newton Kraftmesser, Federwaage
Messen erfolgt mit geeigneten
Messgeräten. Das abgelesene Ergebnis ist
der Messwert. Er ergibt sich als Produkt
aus einem Zahlenwert und einer Einheit.
Beispiele von Messwerten:
Länge = 35 mm (35 = Zahlenwert, mm =
Einheit)
Winkel = 30° 15'
Masse = 4,6 kg
Gewicht = 20 N
objektives
Prüfen
Lehren Messen
mit
Maßverkörperung
Messwert
mit
anzeigenden
Messgeräten
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• Lehren
ist das Vergleichen der Form oder
des Maßes eines Werkstückes mit
einer Lehre (z.B. Flachwinkel,
Radienlehre etc.). Man stellt fest,
ob zwischen Werkstück und Lehre
eine Abweichung vorhanden ist.
Das Ergebnis des Lehrens zeigt an
ob das Werkstück gut oder
unzulässig ist. Ein Zahlenwert der
Abweichung kann dabei nicht
festgestellt werden.
Geprüft wird:
• vor der Fertigung d.h. bei Anliefern des
Werkstoffes oder der Werkzeuge
Eingangsprüfung
• während der Fertigung
Fertigungsprüfung
• am Ende der Fertigung am fertigen
Werkstück Endprüfung
Allgemeine Arbeitsregeln beim Messen:
• Messwerkzeuge nicht zu lange in der bloßen Hand halten (Ausdehnung
Falschmessung).
• Messungen sollen möglichst bei 20 °C (Bezugstemperatur für Messwerkzeuge
und Werkstücke) durchgeführt werden warm gewordene oder sehr kalte
Werkstücke nicht messen.
• Vor dem Messen die zu messenden Flächen säubern und Grate entfernen.
• Messwerkzeuge sorgsam behandeln; immer getrennt von anderen Werkzeugen
aufbewahren.
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1.1 Grundbegriffe der Maßangaben und Toleranzen
Metrisches Maßsystem
Die Maßeinheit (das Vergleichsmaß) ist der Meter. Vom Meter, als Maßeinheit, sind die
anderen Maßgrößen abgeleitet:
1 Meter (m) = 10 Dezimeter (dm) = 100 Zentimeter (cm) = 1000 Millimeter (mm).
Sehr kleine Messgrößen werden in der Technik in Teilen von Millimetern angegeben.
1 Zehntelmillimeter = 1/10 mm = 0,1 mm
1 Hundertstelmillimeter = 1/100 mm = 0,01 mm
1 Tausendstelmillimeter = 1/1000 mm = 0,001 mm = 1 Mikrometer … 1 µm
In allen Werkzeichnungen des Metallgewerbes sind die Maße in Millimetern
anzugeben!
Zoll-Maßsystem
Als Maßeinheit dient das Zoll ("), engl.: inch.
1 Zoll = 1" = 25,4 mm.
Teile eines Zolls schreibt man als Bruch. z.B. 1 /4", 1 /2", 3 /4", 1 1 /4", 1 1 /2".
Sehr kleine Zollwerte werden in 1 /1000 Zoll angegeben.
12 Zoll = 1 Fuß, 3 Fuß = 1 Yard
Toleranzen (tolerance)
In der Fertigung ist es unmöglich Werkstücke 100% exakt herzustellen.
Daher lässt man bestimmte Abweichungen von den als ideal geforderten
Maßen zu. Trotz dieser zulässigen Abweichungen muss gewährleistet
sein, dass das Werkstück mit dem Gegenstück zusammenpasst (z.B.
Schraube und Mutter).
z.B. der Abstand zwischen zwei
parallelen Kanten eines Werkstückes ist
in der Fertigungszeichnung angegeben.
Vom Konstrukteur wird das ideale Maß
(28 mm) für die Fertigung und auch für
die Prüfung festgelegt. Dieses Maß
bezeichnet man als Nennmaß N (nominal
size).
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Bei der Fertigung kann das Nennmaß nie
genau eingehalten werden. Man legt deshalb
in der Regel zulässige Abweichungen fest
(zweite Angabe). Die Grenzen der zulässigen
Abweichung werden durch das obere Abmaß
es (+0,04) und das untere Abmaß ei (-0,02)
angegeben.
e ecart Abstand
s superieur oben
i inferieur unten
Der größtmögliche Grenzwert heißt Höchstmaß Go
Go = N + es = 28 + 0,04 = 28,04 mm
der kleinstmögliche Grenzwert Mindestmaß Gu
Gu = N + ei= 28 + (- 0,02) = 27,98 mm
Der Unterschied zwischen Höchstmaß und Mindestmaß heißt Toleranz T.
T = Go - Gu = es – ei = 0,04 – (- 0,02) = 0,06 mm
Die Toleranz hat zwei Grenzwerte (Sollwerte), zwischen denen der Messwert (Istwert)
liegen muss, wenn das Werkstück brauchbar sein soll.
Das Nennmaß in der Zeichnung ist 28 mm und der Istwert des ausgeführten
Werkstückes darf somit:
nicht größer als der obere Grenzwert von 28,04 mm und
nicht kleiner als der untere Grenzwert von 27,98 mm sein.
Wenn der gemessene Istwert größer bzw. kleiner als der jeweilige Grenzwert (Sollwert)
ist, liegt ein Fertigungsfehler vor. Das Werkstück ist Ausschuss oder es muss
nachgearbeitet werden.
Länge Winkel
Nennmaß N 35 mm 30°
obere Abmaß es + 0,03 mm + 45’
untere Abmaß ei - 0,04 mm - 20’
Höchstmaß Go 35,03 mm 30°45’
Mindestmaß Gu 34,96 mm 29°40’
Toleranz T 0,07 mm 1°05’
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1.2 Prüfmittel
1.2.1 Maßverkörperung (embodiments of measures)
1.2.1.1 Parallelendmaße (slip gauges)
Parallelendmaße sind Blöcke aus gehärtetem Stahl,
Hartmetall (höherer Verschleißwiderstand, geringere
Wärmedehnung) oder Keramik mit zwei planparallelen
Messflächen.
Sie sind die genauesten und wichtigsten
Maßverkörperungen zur Längenprüfung.
Parallelendmaße dienen für die Anfertigung und
Kontrolle sämtlicher Messgeräte und Lehren.
Endmaße werden mit Genauigkeiten bis
0,0002 mm hergestellt.
Die Zusammenstellung der Endmaße erfolgt durch ein leichtes Andrücken, verbunden
mit einer Drehbewegung. Nachdem die Messflächen mit Benzin gereinigt wurden, haften
sie mit großer Kraft bis 300 N/cm² aneinander. Die Haftwirkung (Adhäsion) beruht auf
Molekularkräften.
Parallelendmaße werden in Sätzen
zusammengestellt angeboten, mit denen
sich das erforderliche Maß leicht bilden
lässt. Sie sind nach
EN ISO 3650 genormt.
Beim Zusammenstellen von
Endmaßkombinationen beginnt man mit der
letzten Ziffer des Maßes, d.h. mit dem
kleinsten Endmaß.
Satz Parallelendmaße
Reihe Endmaß
[mm]
Stufung der
Blöcke
1 1,001 . . . 1,009 0,001
2 1,01 . . . 1,09 0,01
3 1,1 . . . 1,9 0,1
4 1 . . . 9 1
5 10 . . . 90 10
Endmaßkombination
1. Endmaß 1,003 mm
2. Endmaß 1,050 mm
3. Endmaß 1,400 mm
4. Endmaß 7,000 mm
5. Endmaß 60,000 mm
Endmaßkombination
70,453 mm
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1.2.1.2 Einfache Längenmesszeuge
Der Strichmaßstab ist das einfachste Messgerät
und wird nur bei groben Werkstattmessungen
verwendet. Die Ablesegenauigkeit ist mit der
Skalenteilung von etwa 0,5 mm begrenzt.
Größere Maße können mit dem Rollmaß
oder dem Bandmaß gemessen werden.
Diese bestehen aus dünnem Bandstahl mit einer
Lackbeschichtung und wird aufgerollt.
Die Länge einer Kurvenlinie wird mit
dem Messrädchen durch Abrollen ermittelt.
Spitzzirkel und Taster
dienen zum Auf- und Übertragen eines Maßes vom Werkstück auf das
Messzeug (z.B. Maßstab, Messschieber) oder umgekehrt, sowie auch zum
Vergleichen der Werkstückabmessungen mit denen eines Muster-
Werkstückes. Taster werden als Außentaster und Innentaster
ausgeführt.
Tasterausführungen als Federtaster ermöglichen, nach dem Einstellen auf das zu
prüfende Maß, ein Zusammendrücken der Tasterschenkel.
Vorteil: Nach Herausnehmen des Tasters aus der Bohrung federt dieser wieder auf das
zu prüfende Maß auf, z. B. beim Messen einer Innennut.
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Unterscheidung direktes und indirektes Messen
Beim direkten oder unmittelbaren Messen wird die Länge des
Werkstückes unmittelbar mit der Strichskala des Maßstabes verglichen.
Beim indirekten oder mittelbaren Messen wird der Messwert durch
Zwischenschalten eines Messkörpers (z. B. Außentasters, Innentasters)
festgestellt. Der Durchmesser eines Werkstückes wird mit dem
Außentaster abgenommen und an der Strichskala gemessen.
Allgemeine Arbeitsregeln beim Messen mit Maßstäben und Tastern
• Nullstrich des Maßstabes muss genau mit der Werkzeugkante abschließen.
• Messfehler entstehen durch schiefe Blickrichtung, schräges Halten und
abgenutzte Enden des Maßstabes.
• Taster dürfen nicht zu schwer- oder leichtgängig sein.
• Tasterschnäbel müssen bei der Maßabnahme parallel und rechtwinkelig zum
Werkstück stehen.
• Taster nicht über die Messflächen drücken oder pressen (möglichst Gleiten durch
Eigengewicht).
1.2.2 Anzeigende Messgeräte (indicating measuring)
1.2.2.1 Messschieber (vernier calliper)
Beim Messschieber („Schiebelehre“) wird die Messgröße direkt mit einem Strichmaßstab
verglichen. Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit dient ein Hilfsmaßstab (Nonius).
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Die Messschieber ermöglichen Messungen mit einer Ablesegenauigkeit von 0,1 mm,
0,05 mm oder 0,02 mm (je nach Ausführung des Nonius).
Außen- und Innenmaße werden mittels der beiden Messschenkel bzw. -schneiden
gemessen, Tiefenmaße mit der Tiefenmessstange.
Bei geschlossenem Messschieber muss der Nullstrich des Nonius mit dem Nullstrich der
Lineal-Millimeterteilung zusammenfallen.
Aufbau und Teile eines Messschiebers (Universalmessschieber)
• Lineal mit Millimeter-Teilung und dem festen Messschenkel, sowie der festen
Messschneide,
• dem Schieber (auf dem Lineal verschiebbar) mit dem zweiten Messschenkel und
der zweiten Messschneide. Auf dem Schieber befindet sich eine Hilfsteilung, der
Nonius.
• Einer Tiefenmessstange, die im Lineal eingebettet liegt und mit dem Schieber fest
verbunden ist.
Nonien-Arten
• Zehntel-Nonius
Der Zehner-Nonius hat eine Länge von 19 mm und ist in 10 gleiche Teile geteilt.
Der Strichabstand der Noniusteilung beträgt: 19 mm / 10 = 1,9 mm.
Der Strichabstand auf dem Hauptmaßstab beträgt: 2,0 mm.
Die Differenz der beiden Teilungen beträgt: 2,0 mm -1,9 mm = 0,1 mm.
Bei einer Verschiebung des Schiebers um je 0,1 mm nach rechts kommen die
Teilstriche des Nonius der Reihe nach mit den darüber stehenden Strichen der
Millimeterteilung des Lineals zur Deckung.
• Zwanzigstel-Nonius
Der Nonius hat eine Länge von 39 mm und ist in 20 gleiche Teile geteilt.
Der Strichabstand der Noniusteilung beträgt: 39mm/20=1,95mm.
Die Differenz der beiden Teilungen beträgt: 2,0mm-1,95 mm=0,05mm.
Ein deckender Noniusstrich zeigt 0,05 mm an. Dies ergibt beispielsweise am
5. Noniusstrich 5 x 0,05 mm = 0,25 mm.
• Fünfzigstel-Nonius
Der Nonius hat eine Länge von 49 mm und ist in 50 gleiche Teile geteilt.
Der Strichabstand der Noniusteilung beträgt: 49mm/50=0,98mm
Der Strichabstand auf dem Hauptmaßstab beträgt: 1,0 mm.
Die Differenz der beiden Teilungen beträgt: 1,0mm - 0,98mm=0,02mm.
Ein Noniusteil ist um 1/50 mm = 0,02 mm kleiner als 1 mm. Ein deckender
Noniusstrich zeigt 0,02 mm an.
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Ablesevorgang
Beim Ablesen betrachtet man den Nullstrich des Nonius als Komma. Links liest man auf
der Strichskala die vollen Millimeter ab. Rechts sucht man den Teilstrich vom Nonius
aus, der sich mit der Strichskala deckt.
Weitere Ausführungen von Messschiebern
• Werkstatt-Messschieber:
1) Hauptteilung:
Der Nullstrich des Nonius liegt zwischen
81 und 82 mm Ablesung: 81 mm
2) Nonius-Teilung:
Der 11. Noniusstrich (der 0-Strich wird
nicht mitgezählt) deckt sich mit einem
Strich der Hauptteilung Ablesung =
11/20 mm.
Gesamtergebnis (Messwert) = 81 mm +
0,55 mm = 81,55 mm
ohne und mit Schieber-Feineinstellvorrichtung, vorwiegend für Außenmaße.
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• Messschieber mit Rundskala:
Die Schieberbewegung wird in eine Zeigerbewegung übersetzt. Die Ablesung
erfolgt schneller und sicherer als beim Nonius.
Grobanzeige am Lineal (mm-Anzeige), Feinanzeige an der Rundskala mit
Skalenteilung von 0,1mm, 0,05 mm oder 0,02 mm.
• Messschieber mit elektronischer Ziffernanzeige:
Millimeter, Zehntel- und Hundertstelmillimeter werden digital angezeigt.
Ablesefehler sind dadurch kaum möglich.
Die Messwerte können über ein Datenkabel oder über Infrarot zu einem Rechner
übertragen werden (zur Messwertdokumentation bzw. -verarbeitung).
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• Tiefenmessschieber
Zum Messen der Tiefen von abgesetzten Bohrungen und Nuten dient die
Tiefenmessstange der Tiefenlehre.
Der Tiefenmessschieber besitzt keine festen Messschenkel. Die Ablesung erfolgt
ebenfalls mit dem Nonius.
1.2.2.2 Messschraube (micrometer)
Messschrauben ermöglichen Messungen mit einer Ablesegenauigkeit von 0,01 mm.
Sie werden für Außen-, Innen- und Tiefenmessungen verwendet.
Außen-Bügelmessschrauben
Aufbau und Teile der Außen-Bügelmessschraube:
Mantelhülse
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In einem stabilen Bügel sind der feste Amboss und die Messspindel gelagert. Die
Messspindel ist mit einem präzise geschliffenen Feingewinde versehen, dessen
Steigung 0,5 mm (oder 1 mm, je nach Ausführung) beträgt und fest mit der Mantelhülse
verbunden ist.
Messspindel und Mantelhülse sind der schraubbare (einstellbare) Teil.
Spindelmutter, Skalenhülse und Bügel bilden den festen Teil der Messschraube.
Bei jeder ganzen Umdrehung der Mantelhülse schraubt sich die
Messspindel um 0,5 mm vor oder zurück. Die feste Skalenhülse ist in der
Längsrichtung in volle und halbe Millimeter eingeteilt.
Um beim Messen ein zu starkes Anziehen der Messspindel zu
verhindern, ist die Bügelmessschraube mit einer Rutschkupplung
ausgestattet. Bei zu starkem Messdruck dreht die Rutschkupplung frei
durch und der Anpressdruck bleibt dadurch immer gleich groß.
Gegen Abnutzung sind vielfach die Messflächen mit Hartmetallauflagen versehen.
Skalenteilung der Mantelhülse:
• Bei Spindelsteigung 0,5 mm
Die Kegelfläche der Mantelhülse ist am
Umfang in 50 Teile geteilt. Dreht man die
Mantelhülse um einen Teilstrich, so
verschiebt sich die Messspindel um
1/50 der Steigung,
das ist 0,5 mm / 50 = 0,01 mm.
1 Teilstrich der Mantelhülse entspricht
daher einem Messwert von 1/100 mm.
• Bei Spindelsteigung 1 mm
Die Mantelhülse ist in 100 Teile geteilt, so
dass eine Drehung um einen Teilstrich
ebenfalls einem Messwert von
1 mm / 100 = 0,01 mm entspricht.
Die Einteilung der halben Millimeter auf der
Skalenhülse entfällt (Vorteil).
Damit die Ablesung auch hier genau
durchgeführt werden kann, werden diese
Messschrauben mit vergrößerter Mantelhülse ausgestattet.
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Ablesevorgang:
Mittels der Kante der Mantelhülse werden auf der Skalenhülse [1] die ganzen und halben
Millimeter abgelesen. Die 1/100 mm werden auf der Skala der Mantelhülse [2]
abgelesen.
Der Messbereich von Bügelmessschrauben wird durch die Messspindellänge begrenzt.
Sie werden daher für verschiedene Messbereiche in 25 mm-Sprünge gebaut:
z.B. 0-25, 25-50, 50-75, 75-100, 100-125 mm usw.
Vor dem Messen soll zuerst die Nullstellung geprüft werden. Dies geschieht mit
Prüfmaßen.
Prüfmaße sind Stahlklötze oder zylindrische Messbolzen mit Längen, die dem
Messbereich der Messschraube entsprechen.
Sie sind gehärtet, die Messflächen sind genau auf Maß geschliffen und geläppt.
Weitere Ausführungen von Messschrauben:
• Elektronische Messschraube mit digitaler Ziffernanzeige; Möglichkeit der
Messwertdokumentation und -verarbeitung.
• Messschrauben mit Sondermesseinsätzen z.B. Gewinde-Messschraube
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• Innen-Messschraube mit kugeligen Messflächen
1.2.2.3 Messuhr
Bei diesen Messzeugen tastet ein
Messbolzen die Werkstückoberfläche ab.
Der Taststift ist im Gehäuse als
Zahnstange ausgebildet und überträgt
seine Bewegung mechanisch auf ein
kleines Zahnrad, das den Zeiger bewegt.
Der Zeiger zeigt Maßabweichungen,
Werkstückunebenheiten, Rundschläge an.
Durch die große Übersetzung wird jede
Bewegung des Messbolzens stark
vergrößert angezeigt.
Das Zifferblatt ist drehbar und ermöglicht
die Einstellung der Nulllage.
Eine volle Umdrehung des großen Zeigers
entspricht 1 mm. Die Strichskala
ist in 100 gleiche Teile geteilt
ein Teilstrich bedeutet 0,01 mm.
Die Anzahl der ganzen Umdrehungen wird mit der Umlaufzähleinrichtung (kleine Zeiger)
angezeigt.
Verwendung von Messuhren:
• Kontrolle der Ebenheit und Parallelität von Werkstückflächen (durch Abtasten und
Feststellen der Abweichung).
• Kontrolle des Rundlaufes von Wellen, Rädern etc.
• Maßkontrolle von Werkstücken durch Vergleichsmessung.
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Beispiel Vergleichsmessung
Ein Maß 30 ±0,05 mm ist zu kontrollieren.
Zuerst wird das Messgerät mit einem
festen genauen Vergleichsmaß (z. B.
Parallelendmaß) auf das Nennmaß
(30,000 = Nullstellung) eingestellt.
Die Grenzwerte der zulässigen
Toleranz (Größtmaß 30,05 mm,
Kleinstmaß 29,95 mm) werden durch
Zeigermarken auf der Messskala gut
sichtbar eingestellt.
Dann wird das Werkstück mit dem
eingestellten Messgerät abgetastet.
Dabei zeigt der Zeigerausschlag die Abweichungen vom Nennmaß - nach oben oder
unten - an.
• Beim Werkstück "Gut"
muss das Messergebnis innerhalb der zulässigen Toleranz sein. Das
Ist-Maß des Werkstücks kann zwischen 29,95 mm und 30,05 mm
liegen der Bauteil ist verwendbar.
• Beim Werkstück "Ausschuss"
liegen die Abweichungen außerhalb der zulässigen Toleranz der
Bauteil ist unbrauchbar.
Fühlhebelmessgeräte haben statt des Messbolzens einen
Fühlhebel.
Durch diesen schwenkbaren Tasthebel sind sie für kleine
Unterschiedsmessungen vielseitig einsetzbar, z. B. für
Rundlaufprüfungen oder für das Ausrichten und Zentrieren
von Werkstücken.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 17 ZWET

1.2.2.4 Winkelmesser
Als Einheit für Winkelmessungen wird ein Vollkreis in 360 gleiche Teile geteilt
1 Grad (1°) = 60 Minuten (60´)
1´ = 60 Sekunden (60´´).
Einfache Winkelmesszeuge
Schmiegen haben einstellbare Schenkel
und dienen zum Übertragen und zum
Vergleichen von Winkeln.
Universalwinkelmesser
Wird für genaue Winkelmessungen verwendet. Er ermöglicht eine Ablesgenauigkeit von
5 Winkelminuten. Der feste Messschenkel ist mit der Vollkreisskale (Hauptskale, Ablesen
der Winkelgrade) verbunden. Der verstellbare Messschenkel und die Winkelskale
(Winkelnonius, Ablesen der Winkelminuten) sind gemeinsam um den Mittelpunkt der
Hauptskale drehbar.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 18 ZWET

1.2.3 Lehren
Lehren sind Prüfmittel, die ein Maß oder eine Form verkörpern. Lehren ermöglichen die
schnelle Prüfung wiederkehrender, gleicher Maße.
Festgestellt wird, ob das Ist-Maß oder die Ist-Form eines Werkstückes vom Soll-Maß
oder der Soll-Form abweicht.
Achtung: Genauigkeit hängt von der Abnutzung der Lehren ab.
Bei den Lehren wird unterschieden:
• Maßlehren zum Prüfen von Längen eines Werkstücks wie
Außenmaße (z. B. Dicken) und Innenmaße (z. B. Bohrungen, Schlitze, Nuten).
• Formlehren zum Überprüfen der Form eines Werkstückes wie
Winkel, Radius und Rundung.
1.2.3.1 Maßlehren
Blechlehren bzw. Drahtlehren dienen für die
Dickenmessung von Blechen und Drähten.
Fühllehren sind Stahlblättchen mit Dicken von 0,05 bis
etwa 2 mm und meistens in Sätzen zusammengefasst.
Sie dienen zum Prüfen des Spiels bei Gleitführungen,
Lagern und Ventilen usw. Sie können einzeln oder in
Verbindung miteinander verwendet werden.
Grenzlehren verkörpern das zulässige Höchstmaß und
Mindestmaß.
Grenzlehren für Bohrungen verkörpern neben den Grenzmaßen auch die Form.
Die Grenzmaße von tolerierten Werkstücken können mit entsprechenden
Lehrdornen bei Bohrungen oder mit Lehrringen bei Wellen geprüft werden.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 19 ZWET

Taylorscher Grundsatz:
Die Gutlehre muss so ausgebildet sein, dass Maß und Form eines Werkstückes bei der
Paarung mit der Lehre geprüft werden.
Mit der Ausschusslehre sollen nur einzelne Maße geprüft werden, z. B. der
Durchmesser.
• Gutlehre verkörpert das Mindestmaß bei Bohrungen oder
das Höchstmaß bei Wellen.
• Ausschusslehre verkörpert Höchstmaß von Bohrungen oder das
das Mindestmaß von Wellen.
Ein Werkstück, das sich mit der Ausschusslehre paaren lässt, ist daher Ausschuss.
Grenzlehrdorne verwendet man zum Prüfen von Bohrungen und Nuten.
Die Gutseite verkörpert das zulässige Mindestmaß (Kleinstmaß). Die
Gutseite muss durch ihr Eigengewicht in die Bohrung gleiten.
Die Ausschussseite hat einen kurzen Prüfzylinder, ist rot
gekennzeichnet und mit dem oberen Abmaß beschriftet. Die
Ausschussseite darf nur anschnäbeln.
Grenzrachenlehren eignen sich zur Prüfung von Durchmessern und Dicken von
Werkstücken.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 20 ZWET

Die Gutseite verkörpert das zulässige Höchstmaß. Die Lehre muss durch
ihr Eigengewicht über die Prüfstelle gleiten.
Die Ausschussseite hat abgeschrägte Prüfbacken, ist rot
gekennzeichnet und mit dem unteren Abmaß beschriftet. Die
Ausschussseite ist um die Toleranz kleiner und darf nur anschnäbeln.
1.2.3.2 Formenlehren
Radienlehren werden für die Kontrolle von
Abrundungen und Hohlkehlen verwendet.
Das Prüfen erfolgt nach der Lichtspaltmethode,
welcher zwischen Werkstück und Lehre möglichst
klein sein soll.
Winkellehren verkörpern einen festen Winkel
(Flachwinkel, Anschlagwinkel) und dienen zur
Kontrolle von häufig vorkommenden Winkeln
(z.B. 90°, 120°).
Das Prüfen geschieht nach der
Lichtspaltmethode. Hält man das
Werkstück mit der Winkellehre gegen das Licht, werden Abweichungen
sichtbar.
Flachwinkel als Haarwinkel ausgeführt haben zwei keilartige
Messkanten am langen Schenkel; sie dienen für feinste
Kontrollzwecke.
Gewindeschablonen zur Kontrolle der
Gewindesteigung. Gewindeschablone und Gewinde
müssen einen möglichst engen Lichtspalt bilden.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 21 ZWET

2 Grundlagen der Fertigungstechnik
2.1 Begriffserklärung
Alle manuellen und maschinellen Vorgänge, die zur Herstellung von festen Körpern mit
gewünschter Form (Rohteile wie auch Fertigteile) dienen, werden als Fertigungsverfahren
bezeichnet. Dazu gehören auch Vorgänge, die zur Änderung der
Werkstoffeigenschaften führen (z.B. Härten).
Nach DIN 8580 werden die Fertigungsverfahren systematisch eingeteilt in Verfahren zur:
• Schaffung der Form eines festen Körpers (z.B. Gießen, Sintern)
• Veränderung der Form eines festen Körpers (z.B. Walzen, Schmieden, Drehen)
• Veränderung der Stoffeigenschaften eines Körpers (z.B. Härten)
2.2 Fertigungsverfahren
Die Fertigungsverfahren werden in 6 Hauptgruppen unterteilt:
Schaffen der
Form
Zusammenhalt
schaffen
Hauptgruppe 1
Urformen
Zusammenhalt
beibehalten
Hauptgruppe 2
Umformen
Zusammenhalt
vermindern
Hauptgruppe 3
Trennen
Ändern der Form Ändern der
Stoffeigenschaften
Hauptgruppe 4
Fügen
Zusammenhalt
vermehren
Hauptgruppe 5
Beschichten
Hauptgruppe 6
Stoffeigenschaft
ändern
• Urformen: Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff
durch Schaffen eines Zusammenhalts (z.B. Gießen, Sintern,
Extrudieren…).
• Umformen: Fertigen durch plastisches Ändern der Form eines
festen Körpers (z.B. Biegen, Schmieden, Walzen, Ziehen …).
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• Trennen: Formänderung eines festen Körpers durch örtliches
Aufheben des Zusammenhalts. Dazu gehören Zerteilen (z.B.
Schneiden mit Scheren) und die „spanende“ Bearbeitung (z.B.
Feilen, Drehen, Fräsen, Schleifen …).
• Fügen: ist das Zusammenbringen zweier oder mehrerer
Werkstücke (auch mit formlosem Stoff). D.h. Herstellung einer
Verbindung der Körper. (z.B. Verschrauben, Schweißen, Löten,
Kleben …).
• Beschichten: ist das Aufbringen einer fest haftenden Schicht aus
formlosem Stoff (z.B. Lackieren, Verzinken, Galvanisieren,
Pulverbeschichten …).
• Ändern der Stoffeigenschaften: ist das Ändern der Eigenschaften
eines Werkstoffes; z.B. durch chemische Reaktion (z.B. Härten,
Glühen, Entkohlen, Magnetiesieren …).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 23 ZWET

Feilen
Fertigen ist das Herstellen und Bearbeiten von Werkstücken.
Meist erhalten Werkstücke ihre Rohform durch „spanlose“ Fertigung und anschließend
ihre Fertigform durch „spanende“ Bearbeitung.
Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 und Zuordnung spanender Verfahren:
Hauptgruppe 1
Urformen
Gruppe 3.1
Zerteilen
Sägen
Hauptgruppe 2
Gruppe 3.2
Umformen
Spanen mit
geom. best.
Schneidenform
Bohren
Drehen
Hauptgruppe 3
Gruppe 3.3
Spanen mit
geom. unbest.
Schneidenform
Fräsen
Trennen
Fertigungsverfahren
Räumen
Gruppe 3.4
Abtragen
Hobeln
Hauptgruppe 4
Fügen
Gruppe 3.5
Zerlegen
Hauptgruppe 5
Beschichten
Gruppe 3.6
Reinigen
Hauptgruppe 6
Stoffeigenschaft
ändern
Gruppe 3.7
Evakuieren
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 24 ZWET
Schleifen
Honen
Läppen

3 Trennen
Grundlagen der Schneidengeometrie und der Spanbildung
Die Grundform jeder Werkzeugschneide ist der Keil.
Winkel an der Werkzeugschneide
Keilwinkel β (beta):
Ist der Winkel zwischen Freifläche und Spanfläche des Werkzeuges. Er
bestimmt das Eindringverhalten in den Werkstoff und
die Standfestigkeit der Schneide.
β klein: für weiche Werkstoffe (Aluminium ~45°),
geringer Kraftaufwand,
das Werkzeug dringt in den Werkstoff leicht ein
β groß: für harte Werkstoffe (harter Stahl ~80°),
großer Kraftaufwand,
das Werkzeug dringt in den Werkstoff schwer ein
Freiwinkel α (alpha):
Ist der Winkel zwischen der Freifläche des Werkzeuges und der neu
bearbeitenden Fläche (Schnittfläche). Er vermindert die Reibung
zwischen Werkzeug und Werkstück.
α klein (ab 3°): für harte Werkstoffe
α groß (bis 12°): für weiche, plastisch verformbare Werkstoffe (Kunststoff)
Spanwinkel γ (gamma):
Ist der Winkel zwischen der Spanfläche und der senkrecht gedachten
Ebene auf die Schnittfläche. α + β + γ = 90°. Er beeinflusst die
Spanbildung und die Spanabfuhr.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 25 ZWET

γ klein bzw. sogar negativ:
für harte und spröde Werkstoffe
bei unterbrochenem Schnitt,
beim Schruppen
γ groß: für weiche Werkstoffe bei
begünstigt den so genannten Fließspan,
beim Schlichten
Schnittwinkel δ = α + β (Delta):
Spanbildung:
δ klein bzw. mindestens unter 90°: für weiche Werkstoffe und das
Werkzeug hat eine schneidende Wirkung
δ groß (Spanwinkel γ negativ): für harte bzw. spröde Werkstoffe und das
Werkzeug hat eine schabende Wirkung
Die Spanbildung läuft nach vier Schritten ab:
• Plastische Verformung: der Schneidkeil staucht den Werkstoff.
• Rissbildung: der Schneidkeil dringt weiter in den Werkstoff ein und vor der
Schneide entsteht ein voreilender Riss.
• Abscheren: der angestauchte Werkstoff wird vom Werkzeug abgeschert.
• Hochschieben: das Spanteilchen wird hochgeschoben und das nächste schließt
sich an.
Spanarten:
Ein Span besteht aus mehreren zusammenhängenden Spanelementen. Die Spanarten
sind abhängig von der Härte und Festigkeit des Werkstoffes und Größe des Spanwinkels
γ.
• Reißspan (Bruchspan):
entsteht bei kleinem Spanwinkel γ und
harten spröden Werkstoffen (hoher
Kraftaufwand erforderlich). Der Span wird
in kurzen Stücken aus dem Werkstoff
heraus gebrochen und es entsteht eine
raue Werkstück-Oberfläche. Der Reißspan
ist meist unerwünscht.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 26 ZWET

• Scherspan:
entsteht bei einem Spanwinkel γ von 5° bis
25° und zähen Werkstoffen. Es entstehen
meist kurze Spanlocken. Meist glatte
Oberfläche, deren Qualität mit steigender
Schnittgeschwindigkeit verbessert wird.
Diese Spanart ist zu bevorzugen.
• Fließspan:
entsteht bei großem Spanwinkel γ (kleiner
Schnittwinkel δ) und weichen Werkstoffen
(NE –Metalle, Kupfer, Aluminium) sowie
hohen Schnittgeschwindigkeiten (wenig
Kraftaufwand erforderlich). Glatte
Oberflächen aber endloser spiralförmiger Span Gefahr von
Verletzungen des Menschen bzw. Beschädigungen der Maschine
und des Werkstücks.
Spanformen:
3.1 Zerteilen
Zerteilen ist das mechanische Trennen von Werkstoffen. Dabei erhält das Werkstück
spanlos seine Form. Es können praktisch alle Werkstoffe wie Metall, Kunststoffe, Papier,
Gummi verarbeitet werden.
Beim Zerteilen unterscheidet man zwei Verfahren:
• Keilschneiden ist das Zerteilen mit einer keilförmigen Schneide
• Scherschneiden ist das Zerteilen zwischen zwei Schneiden die sich aneinander
vorbei bewegen
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 27 ZWET

3.1.1 Keilschneiden
Beim Keilschneiden dringt der Keil durch Hammerschläge in den Werkstoff ein und
drängt die Werkstoffteilchen nach beiden Seiten auseinander.
Schneidvorgang:
• Verformung:
das Werkstück erhält eine Einkerbung und verformt sich durch
Wulstbildung.
• Rissbildung:
dringt der Keil weiter in das Werkstück ein, bildet sich ein Riss,
der dem Keil vorauseilt.
• Bruch:
der Riss wandert durch das Werkstück weiter, bis durch die
Querschnittsschwächung der Bruch eintritt.
Beim Trennen mit dem Meißel wird der Schneidkeil senkrecht in das Werkstück gedrückt
und die senkrecht aufgebrachte Kraft F wird in zwei Komponenten normal zu den
Keilflächen aufgeteilt. Diese beiden Kräfte FT schieben die Werkstoffteilchen
auseinander.
Bei einem kleinen (spitzen) Keilwinkel β ist die Trennkraft FT groß,
während bei einer gleich großen Kraft F und großem (stumpfen) Keilwinkel die Trennkraft
FT klein ist.
Andererseits ist die Standfestigkeit des Werkzeuges umso größer, je größer der
Keilwinkel β ist für weiche Werkstoffe wie z.B. Aluminium ist β ca. 35° während bei
harten Werkstoffen z.B. hochfesten Stahl β ca. 80° ist.
Anwendung: Meißel, Reißzange, Seitenschneider
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 28 ZWET

3.1.2 Scherschneiden
Beim Scherschneiden erfolgt die Trennung durch Abscheren, wobei die beiden Scheren
aneinander vorbei gleiten.
Schneidvorgang:
Die Schnittkräfte verlaufen nicht auf einer Linie und das Werkstück
wird gekippt. Um das Kippen zu verhindern, muss ein Niederhalter das
Werkstück festhalten.
• Eindringen und Verformung:
das Werkzeug dringt wie ein Keil in das Werkstück ein und
verdrängt den Werkstoff.
• Schneiden:
dringt der Keil weiter in das Werkstück ein, beginnt der
Schneidvorgang der Werkstoff fließt.
• Bruch:
durch die Querschnittsschwächung tritt der Bruch ein.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 29 ZWET

Schneidkraft:
Der Schnitt beginnt zunächst mit plastischen Deformationen die mit einer Verfestigung
des Materials verbunden sind. Mit weiterem Vordringen des Obermessers nähert sich die
Spannung im Werkstoff der Scherfestigkeit τs.
S [ N]
A n
S c e [ m ²
b n
=
c h m ]
s u
h e
c n
e r
h g
r k
e
f r
r
l a
s
ä f
p
c t
a
Es treten unter der Wirkung der Abscherspannung τa von beiden Werkstücksseiten
Anrisse auf, die schließlich zum vollständigen Durchtrennen führen.
Schneidspalt:
Zwischen den beiden Schneiden muss ein Schneidspalt vorhanden sein. Nur ein richtiger
Schneidspalt ergibt eine saubere Schnittkante. Ist der Schneidspalt zu groß, wird das
Werkstück zwischen den Schneiden gezogen und es entsteht ein großer Grat.
Die Größe des Schneidspaltes ist abhängig von:
Werkstoffeigenschaft des Werkstückes
Blechdicke
Standzeit des Werkzeuges
Handscheren:
Bei den Handscheren wird die Schneidkraft durch Hebelwirkung übertragen und
verstärkt.
Kraft x Hebelabstand = Kraftmoment
F x l = M
Σ M links = Σ M rechts
FS x lS = FH x lH
h
a τ
=
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 30 ZWET
A
s
F
q
[ N]
[ m
m
²
]

3.2 Spanen mit geometrisch bestimmter Schneidenform
3.2.1 Meißeln
Meißeln ist die einfachste Zerspanungstechnik. Der Meißel (chisel) hat nur eine
Schneidkante.
Meißelaufbau:
• Meißelkopf:
dient zur Aufnahme der Hammerschläge, ist ballig und weich.
• Schaft:
dient zum Festhalten des Meißels, ist zäh und knickfest.
• Schneide:
geometrisch abhängig vom zu bearbeitenden Werkstoff, sie ist
gehärtet.
Meißelarten:
Werkstoff α β γ
Grauguss 8° 80° 2°
Stahl 8° 70° 12°
Aluminium 15° 45° 30°
• Flachmeißel:
gerade breite Schneide für Flächenbearbeitung
oder Durchtrennen von Stählen.
• Aushaumeißel:
gewölbte breite Schneide zum Aushauen von
Blechteilen.
• Kreuzmeißel:
gerade, kurze Schneide zum Aushauen von schmalen
Nuten.
• Nutenmeißel:
gewölbte, kurze Schneide für gewölbte
Schmiernuten von Lagerschalen.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 31 ZWET

3.2.2 Feilen
Feile (file) ist das wichtigste Handwerkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen. Auf dem
Feilenkörper ist eine große Anzahl von Zähnen (geometrisch bestimmter Schneiden)
neben- und hintereinander angeordnet. Bei der Anwendung sind stets mehrere Zähne im
Eingriff, von denen jeder einzelne nur einen kleinen Span wegnimmt.
Zahnformen:
• gehauene Feilen:
mittels eines Aufhaumeißels wird der
Feilenwerkstoff vom Zahngrund
verdrängt und zur Zahnspitze
geschoben. Sie haben einen
negativen Spanwinkel γ und dadurch
schabende Wirkung und sind für
Bearbeitung harter Werkstoffe
geeignet.
• gefräste Feilen:
Zahnlücken werden herausgefräst.
Sie haben einen positiven
Spanwinkel γ und somit schneidende
Wirkung. Sie werden für weiche
Werkstoffe verwendet, weil sie einen
großen Spanraum haben.
Hiebarten:
Unter Feilenhieb versteht man die Anordnung der Zähne auf dem Feilenkörper.
• Einhiebige Feilen haben zur Spanabfuhr einen schrägen Hieb (=
Feilenzahnreihe). Für sehr weiche Werkstoffe (Kunststoff). Spanbrechernuten
erzeugen einen kurzen Span. Durch den schrägen Hieb neigt die Feile zum
seitlichen Verlaufen. Vermeidung durch gebogenen Hieb.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 32 ZWET

• Gebogener Hieb dabei werden die Späne nach beiden Seiten abgeführt.
• Doppel- bzw. Kreuzhiebige Feilen sind gehauene Feilen wobei Oberhieb und
Unterhieb unterschiedliche Winkel haben. Kreuzhiebfeilen greifen leichter als
einhiebige Feilen.
• Raspelhieb: einzelne spitze Zähne der gehauenen Feile, welche reißend wirken
und für Holz und andere weiche Werkstoffe eingesetzt werden.
Hiebteilung:
Hiebteilung ist die Anzahl der Hiebe pro Bezugslänge (10 mm).
Feine Hiebteilung ergibt eine glatte Bearbeitungsfläche
H
i
g
=
A
n
d
e
H
i
1 m
m
e
z r e
Bei langen Feilen (250 mm) ist bei gleicher Hiebnummer die Hiebteilung kleiner als bei
b
a b
einer kurzen Feile (100 mm)
t
h e
e
i
l
Schruppen Schlichten Feinschlichten
Oberflächenangabe:
l
Hieb-Nr: u
1 2 3 4
Hiebteilung n bei Feilenlänge 100 mm 17 23 28 34
Hiebteilung bei Feilenlänge 250 mm 8 13 17 21
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 33 ZWET

Feilenform:
A Flachfeile (stumpf)
B Flachfeile (spitz)
C Dreikantfeile
D Vierkantfeile
E Halbrundfeile
F Rundfeile
Feilenbezeichnung:
Werkstattfeile E 250 – 2 DIN 7261
3.2.3 Sägen
ist Spanen mit einem vielzahnigen Werkzeug geringer Schnittbreite und geometrisch
bestimmten Schneiden mit kreisförmiger oder gerader Schnittbewegung. Sägen dient
zum Trennen von Werkstoffen durch Erzeugen einer Schnittfuge, sowie zum Herstellen
von Nuten und Schlitzen.
Auf dem Sägeblatt (saw) ist eine große Anzahl von Zähnen hintereinander angeordnet.
Es sind stets mehrere Zähne davon gleichzeitig im Eingriff großer Spanraum
erforderlich.
Zahnformen:
Hiebnummer Schruppfeile 13 Hiebe / 10 mm
Feilenlänge 250 mm
Feilenform Halbrundfeile
Die Winkel der Schneiden sind abhängig vom zu bearbeitenden Werkstoff (für Metallsägen
siehe Skizze).
Bei Handsägen besteht durch wechselnde Schnittkräfte die Gefahr des Einhackens
der Spanwinkel γ von 0° (schabende Wirkung).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 34 ZWET

Grundsätzlich werden zwei Zahnformen unterschieden:
• Winkelzähne mit ebenen Zahnflächen
• Bogenzähne mit gebogenen Zahnflächen.
Sie erreichen eine höhere Schnittleistung und
können größere Kräfte aufnehmen.
Spanraum, Zahnteilung:
Die Größe des Spanraums ist abhängig von:
• Zahnform
• Winkeln an der Schneide
• Abstand der Zähne zueinander (=Zahnteilung)
je dichter die Zähne, desto kleiner der Spanraum
Zahnteilung ist der Abstand zwischen zwei Zahnspitzen. (Bezugslänge bei Sägen meist
1 inch = 25,4 mm)
B e
Z g
eZ
a
=
zä
h
uh
n
gn
Sägeneinteilung:
t
se
e
l z
Einteilung i Zähnezahl Zahnteilung Anwendung
äa
grob l 16 / inch nh
25,4 mm/16=1,58 mm für Aluminium, Kupfer,
u
Kunststoffe
gl
mittel
n
22 / inch 25,4 mm/22=1,15 mm für unlegierter Stahl
fein 32 / inch 25,4 mm/32=0,79 mm für Stahlguss, dünnwandige
Rohre, legierte Stähle
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 35 ZWET

Freischneiden des Sägeblattes
Beim Sägen erwärmen sich das Sägeblatt und das Werkstück
durch die Reibung. Deshalb muss der Sägespalt breiter sein als
das Sägeblatt (die Säge muss sich seitlich freischneiden).
• geschränkte Zähne: abwechselnd nach rechts und
links ausgebogene Zähne (Bandsägeblätter)
• Wellenschränkung: welliges Sägeblatt; meistens bei
Handsägeblättern
• hinterschliffene Zähne: (bei Kreissägeblätter)
• eingesetzte Zähne: aus Hartmetall, welche breiter
sind als das Sägeblatt (bei Kreissägeblätter)
Hand- und Maschinensägen:
• Bügelsäge: für Handarbeit
• Maschinenbügelsäge: geradlinige Schnittbewegung für Einzel- und
Serienfertigung, jedoch Leerhub bei Rückwärtsbewegung.
• Kreissäge: kreisförmige Schnittbewegung, kein Leerhub hohe
Zerspanleistung; größere Werkstücke benötigen sehr große
Sägeblattdurchmesser.
• Bandsäge: geradlinige Schnittbewegung für größere Werkstücke in
der Einzelfertigung. Das Werkstück führt die Vorschubbewegung
aus; das Sägeband ist endlos und verschweißt.
Sägeblätter werden entweder gefräst oder gestanzt.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 36 ZWET

3.3 Spanende Fertigung mit Werkzeugmaschinen
Gegenüber dem Spanen von Hand bietet die spanende Fertigung mit Werkzeugmaschinen
mehrere Vorteile:
• Herstellungsgenauigkeit erhöht
• billigere und kürzere Bearbeitungszeit
• Arbeitssicherheit erhöht
• reproduzierbar
Bewegungen an Werkzeugmaschinen:
Bewegungen an der Werkzeugmaschine werden in vier Arten unterschieden:
1.) Schnittbewegung (Hauptbewegung) vc
Die Spanabnahme erfolgt durch die Schnittbewegung und kann
kreisförmig oder geradlinig sein.
Bearbeitungs- kreisförmige Bewegung
verfahren ausgeführt vom:
Drehen Werkstück
Bohren Werkzeug
Fräsen Werkzeug
Räumen Werkzeug
geradlinige Bewegung
ausgeführt vom:
Hobeln Werkstück
Stossen Werkzeug
Schleifen Werkzeug
Die Schnittgeschwindigkeit vc ist die Geschwindigkeit mit der der Span vom Werkstück
abgetrennt wird.
S c
c h
h w
n i
i n
i
t
=
W
eZ
ge
i
t
v
c =
s
t geradlinig [m/min; (m/s schleifen)]
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 37 ZWET

Die Schnittgeschwindigkeit vc ist abhängig von:
• Werkzeug (Verschleißfestigkeit des Schneidstoffes)
• Werkstück (Festigkeit des Werkstoffes)
• Kühlmittel
2.) Vorschubbewegung vf
Die Vorschubbewegung sorgt für eine stetige (kontinuierliche) oder
schrittweise Spanabnahme. (ansonsten nur eine einmalige Spanabnahme).
Je Umdrehung oder Hub wird das Werkzeug bzw. Werkstück
weiterbewegt.
• kontinuierlich: Bohren, Drehen, Fräsen
• schrittweise: Hobeln, Stossen
Größe des Vorschubs f [mm/U] kontinuierlich (stetig)
[mm/Hub] schrittweise
oder Vorschubbewegung vf
Wirkbewegung
[mm/min]
Die Wirkbewegung ist die Resultierende aus Schnitt-
und Vorschubbewegung
3.) Zustellbewegung
Die Zustellbewegung bestimmt die Spantiefe, d.h. wie tief das
Werkzeug in das Werkstück eindringt. Sie verläuft normal auf die
Vorschubbewegung. Die Schnitttiefe ap wird in mm gemessen und ist
abhängig von:
• Werkzeug
• Werkstoff des Werkstücks
• Oberflächenanforderungen
• Leistung der Maschine
4.) Anstellbewegung
Vor dem Zerspanvorgang wird das Werkzeug an das Werkstück herangeführt. Wird in
der Regel im Eilgang durchgeführt.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 38 ZWET

4 Einflussgrößen des Zerspanvorgangs
1.) Einflussgröße Bearbeitungsverfahren
Die Form des Werkstückes und die vorhandenen Maschinen bestimmen mit welchem
Bearbeitungsverfahren ein Werkstück gefertigt wird.
Wichtigster Faktor bei der Auswahl der Bearbeitungsmaschine ist die
Wirtschaftlichkeit.
• Bohren
• Drehen
• Fräsen
• Hobeln
• Schleifen
2.) Einflussgröße Werkzeugmaschinen
Die Werkzeugmaschine wirkt durch unveränderliche und veränderliche
Einflussgrößen auf den Zerspanvorgang.
Die unveränderlichen Einflussgrößen sind durch die Konstruktion der Maschine
vorgegeben:
• Größe
• Antriebsleistung
• Stabilität der tragenden Teile
• Maßgenauigkeit (Alter)
Die einstellbaren (veränderlichen) Größen sind:
• Schnittgeschwindigkeit vc
• Vorschub f
• Schnitttiefe ap
Sie bestimmen die Oberflächengüte, die Schnittleistung und die
Standzeit des Werkzeugs.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 39 ZWET

Spanungsquerschnitt
ist das Produkt aus Schnitttiefe und Vorschub.
• große Schnitttiefe ap, kleiner Vorschub f
günstig für die Fertigung:
- schmaler, tiefer Spanquerschnitt
- geringer Schnittdruck auf die Schneide
- höhere Standzeit des Werkzeuges
- geringere Oberflächenrauheit
• geringe Schnitttiefe ap, großer Vorschub f
ungünstig für die Fertigung:
- breiter kurzer Spanquerschnitt
- größerer Schnittdruck auf die Schneide
- Wärme schlechter abgeführt
Standzeit des Werkzeuges kürzer
- Oberfläche rauer
Um eine günstige Spanbildung zu erreichen, muss das Verhältnis zwischen Schnitttiefe
ap und Vorschub f sein:
a 4 1
p b
f =
1 1
i
s
Schruppen
Ziel: rasche Annäherung an die Werkstückform möglichst viel
Werkstoff abspanen, erzeugt eine raue Oberfläche
• großer Vorschub
• große Schnitttiefe
• geringe Schnittgeschwindigkeit
Schlichten
Ziel: maßgenaues Herstellen der Werkstückform, erzeugt eine glatte
Oberfläche
• kleiner Vorschub
• geringe Schnitttiefe
• hohe Schnittgeschwindigkeit
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 40 ZWET

3.) Einflussgröße Werkzeug
Schneidenwerkstoff
Für Werkzeuge werden unterschiedliche Schneidenwerkstoffe verwendet:
• unlegierter Werkzeugstahl: billig, geringe Standzeit
• Schnellarbeitsstahl (HSS): hochlegierter Werkzeugstahl
2% Wolfram (W), 9% Molybdän (Mo), 1% Vanadium (V), 8% Kobalt (Co)
• Hartmetall (HM): dieser Verbundwerkstoff wird durch Sintern harter
Wolframkarbide mit weicheren Bindemittel Kobalt (Co) erzeugt.
• Keramik: wird aus Aluminiumoxid ALO3 (Oxidkeramik) hergestellt.
• Diamant: der polykristalline Diamant ist fast so hart wie der natürliche Diamant,
wird unter Druck aus Kohlenstoff erzeugt, teuer, hohe Standzeit
Form und Winkel an der Schneide beeinflussen auch die Zerspanung.
Kühl – und Schmiermittel
Erhöhung der Schnittleistung und Standzeit, da die Wärmeabfuhr
verbessert und die Reibung verringert wird.
Unterteilung in:
• reine Schneidöle
besitzen hohe Schmierfähigkeit und bringen guten Korrosionsschutz. Durch
geringere Wärmeleitfähigkeit ist die Kühlwirkung geringer.
• wassermischbare Kühlschmierstoffe (Emulsion)
Kombination der großen Kühlwirkung des Wassers mit der Schmierwirkung des
Öls. Muss durch Rühren vermischt werden.
4.) Einflussgröße Werkstück
Die Eigenschaften des Werkstoffs beeinflussen ebenfalls den Zerspanvorgang:
• harter Werkstoff erfordert harten Schneidenwerkstoff und eine höhere Schnittkraft
• weicher Werkstoff erfordert weichen Schneidenwerkstoff und eine niedrigere
Schnittkraft
Abmessungen des Werkstücks
Lange Werkstücke neigen zum Federn. Abhilfe durch geeignetes
Aufspannen.
Vermeiden des Schwingens durch geringe Schnitttiefe, kleiner
Vorschub, kleine Schnittkraft und hohe Schnittgeschwindigkeit.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 41 ZWET

3.3.1 Bohren
Durch Bohren werden spanend zylindrische Löcher (Bohrungen)
hergestellt oder erweitert.
Vollbohren Herstellen von Bohrungen
Aufbohren Erweitern von vorhandenen Bohrungen
Bohren ist das Zerspanen mit kreisförmiger Schnittbewegung des
Werkzeuges. Die Vorschubbewegung erfolgt ebenfalls durch das
Werkzeug und verläuft geradlinig in Richtung der Bohrachse.
Der Spiralbohrer, auch Wendelbohrer genannt, ist das am häufigsten verwendete
Werkzeug.
Aufbau des Spiralbohrers:
In einem zylindrischen Rohling z.B. aus Schnellarbeitsstahl (HSS) werden zwei
wendelförmige Nuten gefräst. Die Steigung der Nut legt den Drallsteigungswinkel und
damit den Spanwinkel γ fest.
Durch Hinterfräsen des genuteten Rohlings
werden schmale Führungsfasen mit den
Nebenschneiden erzeugt
(zur Verringerung der Reibung).
Außerdem führen die Fasen das Werkzeug
beim Eindringen in die Bohrung.
Hauptschneiden
Die Hauptschneiden am Bohrer entstehen
durch kegelförmiges Anschleifen des
genuteten Rohlings Spitzenwinkel σ.
(sigma)
Freiflächen
Die Freiflächen entstehen durch
Hinterschleifen der Hauptschneiden
damit diese besser in den
Werkstoff eindringen können.
HÜ Skizze
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 42 ZWET

Freiwinkel α: die Neigung der Freifläche muss ausreichend groß sein,
damit der Bohrer auch bei großen Vorschüben schneidet.
Spitzenwinkel σ: ist der Winkel zwischen den beiden
Hauptschneiden
σ groß: Schneidkeile sind stabiler da die Hauptschneiden
kürzer sind
dadurch schlechtere Wärmeabfuhr.
σ klein: da die Hauptschneiden länger sind
dadurch bessere Wärmeabfuhr.
Die bei der Spanabfuhr entstehende Wärme wird über:
• Werkstück
• Werkzeug
• Späne
• Kühlschmiermittel abgeführt
Spanwinkel γ: nimmt vom Bohrerumfang zur Bohrermitte hin ab
(Wendeltreppen-Effekt). Durch die Änderung des
Drallnutenwinkels und damit des Spanwinkels γ ändert
sich auch der Keilwinkel β 3 Spiralbohrertypen.
Bohrertyp Spanwinkel γ Spitzenwinkel σ Werkstoffe
N (normal): 19° bis 40° 118° für weichen Stahl, Grauguss,
nichtrostenden Stahl
H (hart): 10° bis 19° 118° für harte und spröde Werkstoffe,
z.B. hochfester Stahl,
Schichtpressstoffe
W (weich): 27° bis 45° 130° für weiche und zähe Werkstoffe,
z.B. Aluminium-, Kupfer-, und Zink-
Legierungen
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 43 ZWET

D.h. mit zunehmender Härte des zu bohrenden Werkstoffes wählt man einen Bohrer mit:
• kleinem Drallnutenwinkel
• großem Keilwinkel
Querschneide
Die Querschneide entsteht als Schnittkante der beiden Freiflächen,
deren Länge von der Kerndicke k (Seele) des Bohrers und dem Winkel ψ
(psi) abhängig ist. ψ ist der Winkel zwischen Hauptschneide und
Querschneide (=55°).
D.h. mit zunehmendem Bohrdurchmesser erhöht sich die Länge der
Querschneide und die nötige Vorschubkraft. Da die Querschneide eine
schabende Wirkung hat, wird bis zu 60% der gesamten Vorschubkraft
für das Eindringen der Querschneide in das Werkstück aufgewendet.
Um die Vorschubkraft zu minimieren, wird ab 10 mm Lochdurchmesser (Werkstätte ab
Ø6 mm) vorgebohrt, sodass beim anschließenden Aufbohren die Querschneide nicht
mehr zum Eingriff kommt. Eine weitere Möglichkeit ist die Verkleinerung der
Querschneide durch einen speziellen Anschliff.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 44 ZWET

Bohrerarten:
• Zentrierbohrer: Festlegen von Bohrungs- bzw. Wellenmitten
• NC-Anbohrer: Festlegen von Bohrungs- bzw. Wellenmitten
• Stufenbohrer: Bohrungen mit verschiedenen Ansätzen in einem Arbeitsgang
fertigen z.B. Ansenken und Entgraten.
• Flachformbohrer
• Wendeplattenbohrer: wirtschaftliches Bohren mit Hartmetallplättchen, hohe
Zerspanleistung, kein Vorbohren notwendig da keine Querschneide vorhanden.
Schneidwerkstoffe der Bohrer:
Anforderungen an den Bohrerwerkstoff:
• Härte und Verschleißfestigkeit
Der Bohrerwerkstoff muss härter sein als der zu bearbeitende
Werkstoff und ohne Abnutzung mehrere Bohrvorgänge aushalten.
• Wärmefestigkeit
Der Bohrer muss bei längeren Arbeiten seine Härte behalten.
• Biegefestigkeit und Zähigkeit
Der Bohrer muss trotz seiner Härte zäh sein und damit Schläge
und Verdrehungen aushalten.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 45 ZWET

Folgende Schneidwerkstoffe erfüllen die Anforderungen:
• Niedrig legierter Werkzeugstahl
weniger als 5% Legierungsmetalle wie z.B. Chrom (Cr), Wolfram
(W), Mangan (Mn).
Billig für einfache Anwendungen mit geringer Schnittgeschwindigkeit
und kleinem Vorschub, gute Schmierung und
Kühlung notwendig.
• HSS (High Speed Steel) Schnellarbeitsstahl
hochlegierter Stahl z.B. Wolfram (W), Molybdän (Mo), Chrom (Cr),
Vanadium (V)
heute meistens verwendet, kann höhere Temperaturen ertragen,
härter, daher für höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe
geeignet.
• HM (Hartmetall)
höhere Wärmefestigkeit als HSS jedoch teurer und
schlagempfindlicher.
Hartmetalle sind aus Metallkarbiden (Wolfram (W) Titan (Ti),
Tantal (Ta), diese sind sehr hart und sehr temperaturbeständig,
für hohe Zerspanleistung vc > 100 m /min auch für Gestein, Beton.
• TiN-Beschichtungen:
Die Beschichtungen aus Titannitrid (TiN) wird in einer Stärke von
wenigen µm auf das Grundwerkzeug aus HSS aufgetragen. Die
Beschichtung dient vor allem der Steigerung der Verschleißfestigkeit.
1m=1.000.000 µm
1µ=10 -6 m
Verschleiß, Anschliff und Schleiffehler beim Spiralbohrer
Bohrer sollen nur mit einer Spiralbohrerspitzenschleifmaschine angeschliffen werden um
einen absoluten mittigen spitzen Schliff zu erreichen. Beim Anschliff von Hand ist eine
Bohrerschleiflehre zu verwenden mit der sich folgendes nachprüfen lässt:
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• Spitzenwinkel σ
• Schneidenlänge L
• Keilwinkel β
• Querschneidenwinkel ψ
Schleiffehler:
• Spitzenwinkel zu groß bzw. zu klein schlechte Schnittwirkung des
Werkzeuges
• Spitzenwinkel ist nicht symmetrisch kurze Standzeit des Bohrers da immer
nur eine Hauptschneide spanend im Eingriff ist
• Spitze liegt außerhalb der Drehachse Bohrdurchmesser wird aufgrund der
Verschiebung größer.
Schnittgeschwindigkeit beim Bohren in m/min
Schnittgeschwindigkeit
vc in m/min
Vorschub f
in mm
Werkstoff HSS HM HM
Stähle 22 60 0,04 - 0,8
GG 15 - 25 40 - 70 0,05 - 0,6
Werkzeugstahl 5 - 10 20 - 30 0,025 - 0,5
Al-Legierung 35 - 150 100 - 200 0,05 - 1,0
Aufgrund der für den jeweiligen zu bearbeitenden Werkstoff geforderten
Schnittgeschwindigkeit vc ergibt sich, dass bei:
• kleineren Bohrdurchmesser eine größere Drehzahl
• größeren Bohrdurchmesser eine kleine Drehzahl eingestellt wird.
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Spannen der Bohrer (Werkzeuge)
• Dreibackenfutter (Schnellspannfutter)
Die Kraftübertragung erfolgt bei
zylindrischem Schaft
kraftschlüssig. Bis zum
Bohrerdurchmesser von 10 mm ist
der Einspannschaft zylindrisch
ausgeführt.
• Reduzierhülse:
Reduzierhülsen mit Morsekegel passen den
Bohrer an die jeweilige Bohrspindel an.
Bohrer mit kegeligem Schaft übertragen
das Drehmoment kraftschlüssig. Mittels
Treibkeil wird der Bohrer aus dem
Morsekegel geschlagen.
Spannen der Werkstücke
• Maschinenschraubstock
wird bei kleineren Werkstücken verwendet.
Er wird wenn notwendig auf dem
Maschinentisch befestigt.
• Spanneisen, Spannschrauben
für große Werkstücke die direkt am
Maschinentisch gespannt werden.
• Bohrprisma
für runde Werkstücke die mit einem
Bügelspanneisen verspannt werden.
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Bohrmaschinen
• Handbohrmaschine
für nicht ortsgebundene Montagearbeiten. Antrieb elektrisch oder pneumatisch.
Für spezielle Materialien (Beton) mit Schlagwerk ausgerüstet.
• Tischbohrmaschine
für kleinere Bohrungen an kleineren Werkstücken eingesetzt.
Riemenantrieb
Der Vorschub wird von Hand ausgeführt.
• Säulenbohrmaschine
Gestell aus einem stabilen Rohr. Die Drehzahl kann über
Zahnradgetriebe eingestellt werden. Der Vorschub lässt sich von
Hand oder über Getriebe (automatisch) betätigen. Maschinentisch
ist höhenverstellbar und schwenkbar.
• Ständerbohrmaschine
Aufbau ähnlich Säulenbohrmaschine, Gestell ist ein stabiler Kasten
mit Schlittenführung an der Vorderseite für schwerere Werkstücke
• Radial -/Auslegerbohrmaschine
Der Bohrkopf befindet sich auf dem Ausleger und ist somit
schwenkbar und radial verschiebbar für Bohrungen bei
großen sperrigen Werkstücken
• Mehrspindelbohrmaschine
für Großserienfertigung. Der Bohrkopf kann mehrere
Werkzeuge aufnehmen die mit unterschiedlichen
Drehzahlen gleichzeitig zum Einsatz kommen.
• CNC-Bohr-Bearbeitungszentrum
(Computerized Numerical Control): Durch einen Werkzeugsspeicher mit einem
Werkzeugwechselsystem sind mehrere Bearbeitungen in rascher Folge möglich.
z.B. Bohren, Senken, Reiben
Maschinentisch in drei Achsen verfahrbar.
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3.3.2 Senken
Entspricht einem Bohrvorgang zur Erzeugung von Zylinder- oder
Kegelflächen in Richtung der Bohrachse.
Beim Senken wird unterschieden:
• Plansenken für ebene Auflageflächen
• Profilsenken (kegelig / zylindrisch) für
Schraubenköpfe
• Entgraten von Bohrungen
Arten und Verwendung von Senkern
Prinzipiell ist Vorzubohren und mit den verschiedenen Senkern wird nachbearbeitet.
Werkstoff der Senker HSS bzw. HM.
• Aufbohren
Mit einem Spiralsenker mit 3 oder mehr
Schneiden wird aufgebohrt um die Maß- und
Formgenauigkeit sowie die Oberflächengüte
der Bohrung zu erhöhen.
• Plansenken
Mit dem Plansenker (Flachsenker) wird am
Werkstück eine plane Fläche angesenkt, die
als Auflagefläche dient z.B.: bei Sechskantschrauben
oder Muttern. Plansenken mit oder
ohne Führungszapfen (dient der
Formgenauigkeit).
• Planeinsenken
mit einem Flachsenker wird die zylindrische
Einsenkung ausgeführt. z.B. für
Zylinderschrauben. Es gibt auswechselbare
Führungszapfen.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 50 ZWET

• Profilsenken
Mit dem Kegelsenker wird die kegelige
Profilsenkung durchgeführt. Der
Senkwinkel ist abhängig von der
Verbindungsart.
z.B.: für Nieten 90°
für Senkschrauben 60°, 75°, 90°
zum Entgraten 60°.
3.3.3 Reiben
entspricht einem Bohrvorgang mit sehr geringer Spandicke zwecks Erhöhung der
Oberflächengüte mit entsprechenden Werkzeugen. Die Bohrungen erhalten durch diese
Feinbearbeitung:
• kleine Maßtoleranzen
• kleine Formtoleranzen
• hohe Oberflächengüte
Herstellverfahren erreichbare Rautiefe Rz
Bohren 16.....25 µm
Senken 6,3.....40 µm
Reiben 0,4.....25 µm
Reibwerkzeug: Reibahle
HÜ Skizze
Der Schneidenteil ist der spanende Teil der Reibahle und besteht aus 2 Teilen.
• kegeliger Anschnitt
Zum Einführen in die Bohrung. Hiermit erfolgt die Spanabnahme
• zylindrischer Führungsteil
Hat den Nenndurchmesser der Reibahle, dient zur Führung und
glättet die Oberfläche.
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Spanabnahme beim Reiben:
Die Spanabnahme erfolgt beim Reiben durch eine drehende
Schnittbewegung und eine axiale Vorschubbewegung des Werkzeuges.
Die hohe Oberflächengüte wird durch eine niedrige Schnittgeschwindigkeit
und kleinen Vorschub erreicht d.h. ca. ¼ - 1 /3 der Werte
beim Bohren. Durch die Verwendung von Schmiermittel (Schneidöl) wird
eine Verbesserung der Oberflächengüte bei gleichzeitiger
Verminderung des Werkzeugverschleißes erzielt.
Nie zurück Drehen sonst verklemmen sich Späne!!
Die Reibahle hat mindestens 6 Schneidkanten. Zur Vermeidung von
Rattermarken ist die Anordnung der Schneiden am Umfang
(Zahnteilung) ungleich. Durch die unterschiedlichen Winkel erfolgt kein
Eingriff der nachfolgenden Schneide an derselben Stelle. Um den
gewünschten Durchmesser zu erhalten, stehen sich jeweils 2 Schneiden
gegenüber. Die Schneiden sind sehr empfindlich und γ ≤ 0 schabende
Wirkung.
HÜ Skizze
Arten und Verwendung von Reibahlen
• Handreibahlen
langer Anschnitt (zur Selbstzentrierung). Schaft zylindrisch mit Vierkant für
Winkeleisen. Werkstoff meist HSS.
• Maschinenreibahle
kurzer Anschnitt (Führung durch Maschine). Schaft zylindrisch oder mit
Morsekegel ins Maschinenfutter. Werkstoff: HSS bzw. Hartmetall.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 52 ZWET

• unverstellbare Reibahle
ist aus einem Stück gefertigt. Kann nur bedingt ohne Durchmesserverlust
nachgeschärft werden.
• verstellbare Reibahle
als geschlitzte Form oder mit eingesetztem Messer.
Vorteil: nachschleifbar und justierbar. Abhängig von der Ausführung einstellbar
zwischen 0,01mm...0,1mm (geschlitzte Form) und 1mm...5,5mm (verstellbare
Messer für mehrere Durchmesser verwendbar.
• geradgenutete Reibahle
einfache Herstellung, geringer Vorschubdruck. Nicht für Bohrungen mit
Unterbrechungen geeignet, da sie einhaken würde.
• drallgenutete Reibahle
hat immer einen Linksdrall, damit sich die
Reibahle nicht in die Bohrung zieht.
für Bearbeitung von Bohrungen mit einer Nut.
• zylindrische Reibahle
• kegelige Reibahle
3.3.4 Gewinde schneiden
Ein Gewinde ist eine profilierte Einkerbung, die um einen Zylinder längs einer
Schraubenlinie verläuft.
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Einteilung der Gewinde nach:
• Lage
Außengewinde
Innengewinde
• Verwendung
Befestigungsgewinde: Schrauben
Bewegungsgewinde: zum Umwandlung von
Drehbewegung in Längsbewegung.
• Gangrichtung
rechtsgängig: Normalfall
linksgängig: Bei vorgegebener Drehrichtung,
zur Vermeidung von Verwechslungen.
• Steigung
Regelgewinde: grobe Steigung
Feingewinde: bei dünnwandigen Rohren.
Bei Erschütterungen schwerer lösbar.
• Gangzahl
eingängig
mehrgängig: mehrere regelmäßige versetzte,
parallel verlaufende Gewinde, ermöglichen eine
größere Steigung bei unveränderter
Gewindetiefe. Bei wenigen Umdrehungen
werden große axiale Wege erzielt.
Anwendung bei Bewegungsgewinde.
• Gewindeprofil
Durch die Querschnittsform entsteht das Gewindeprofil:
metrisches ISO – Gewinde: als Regel- / Feingewinde.
Trapezgewinde: bei Bewegungsschrauben
Sägengewinde: für große einseitige axiale Kräfte
Rundgewinde: Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung und Schaden.
Whitworth Rohrgewinde: Angabe in Zoll
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 54 ZWET

• Herstellung
spanlose
spanende
Innengewindeschneiden
Die spanabnehmende Bewegung setzt sich
zusammen aus der Drehbewegung des
Gewindebohrers (Schnittbewegung) und der
Axialbewegung entsprechend der
Gewindesteigung (Vorschubbewegung). Gute
Schmierung notwendig.
Durch den kegeligen Anschnitt des
Gewindebohrers wird der Werkstoff überwiegend spanend bearbeitet.
Der Rest des Werkstoffes wird spanlos verdrängt, er staucht auf.
Daher muss der Durchmesser des Kernlochbohrers etwas größer sein als
der Kerndurchmesser des Gewindebohrers. (0,2 – 0,4 mm).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 55 ZWET

Schneidwerkzeug: Gewindebohrer
Die Schneidgeometrie ist abhängig von dem zu bearbeiteten Werkstoff:
Werkstoff Spanwinkel γ Schneidengeometrie
weiche Werkstoffe (Al, Cu) 16° - 22° größere Spanbrechernuten
harte Werkstoffe (St, GG) 4° - 6° kleinere Spanbrechernuten
Das Verhältnis zwischen Anschnitt und Schnittlänge beträgt 1 : 2.
• Satzgewindebohrer
2- oder 3- teilig (für Feingewinde), aus HSS, schneidet das Gewinde in zwei oder
drei Arbeitsgängen (Vor-, Mittel-, Fertigschneider). Erst der Fertigschneider
erzeugt das voll geschnittene Gewinde.
• Muttergewindebohrer
für geringe Gewindetiefen, schneidet das Gewinde in einem Arbeitsgang
• Maschinengewindebohrer
haben einen kurzen Anschnitt und schneiden das Gewinde in einem Arbeitsgang.
linksgedrallt
für Durchgangsbohrungen, die Späne werden nach
unten abgeführt.
HÜ Skizze
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 56 ZWET

echtsgedrallt
für Grundlöcher, die Späne werden nach oben abgeführt.
Außengewindeschneiden
Wie beim Innengewinde wird beim Spanen mit dem Schneideisen der
größte Teil des Gewindeprofils geschnitten. Der Rest des Werkstoffes
wird spanlos verdrängt, er staucht auf. Daher muss der
Bolzendurchmesser einen kleineren Durchmesser haben als der zu
schneidende Gewindedurchmesser. (0,1 - 0,3 mm)
Der Bolzen benötigt zum geraden Aufsetzen des Schneideisens eine
Fase.
Schneidwerkzeuge: Gewindeschneideisen
HÜ Skizze
• Gewindeschneideisen
Das vollständige Gewinde wird in einem Arbeitsvorgang geschnitten. Bis ca.
16 mm Gewindedurchmesser einsetzbar.
• Gewindeschneidkluppe
Hat verstellbare Schneidbacken. Die Spanabnahme erfolgt in mehreren
Arbeitsgängen wobei die Schneidbacken verstellt werden. Für größere Gewinde
ab 12 mm Durchmesser, sowie bei verschiedenen Gewindedurchmessern mit
gleicher Steigung verwendet. Schneidenwerkstoff ist meist HSS bzw. HM.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 57 ZWET

3.3.5 Drehen
Drehen ist Spanen mit kreisförmiger Schnittbewegung des Werkstückes
und der quer zur Schnittrichtung liegenden Vorschubbewegung des
Werkzeuges.
Die gefertigten Werkstücke sind zylindrisch, kegelig und kugelförmig.
Durch Drehen können Wellen, Bolzen, Scheiben, Buchsen und Gewinde
hergestellt werden.
Unterscheidungen nach der Bewegungsrichtung nach der Art der erzeugten Fläche:
• Längsdrehen
Vorschubbewegung parallel zur Werkstückachse.
Erzeugung zylindrischer Flächen.
• Plandrehen
Vorschubbewegung normal zur Werkstückachse.
Erzeugung ebener Flächen senkrecht zur
Drehachse.
• Kegeldrehen
Vorschubbewegung schräg zur Werkstückachse.
Erzeugung kegeliger Flächen.
• Einstechen
nur Zustellbewegung normal zur Werkstückachse.
Kein Vorschub.
Drehmeißel:
Besteht aus dem Schneidkopf mit einer
Schneide (Keilspitze) und dem Schaft. Der
Drehmeißel wird im Meißelhalter des
Oberschlittens festgeklemmt.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 58 ZWET

Winkel und Flächen von der Hauptschneide:
Winkel des Drehmeißels von der Nebenschneide:
Freiwinkel α: verringert die Reibung zwischen Werkzeug und
Werkstück, zwischen 5° - 12°
Keilwinkel β: wird von der Hauptfreifläche und der Spanfläche
gebildet. Die Größe ist vom zu bearbeitenden Werkstoff
abhängig, zwischen 70° - 85°
Spanwinkel γ: liegt zwischen der Spanfläche und der Werkzeugbezugsebene.
Er beeinflusst den Spanfluss.
kleiner, negativer Spanwinkel γ Reißspan
mittlerer Spanwinkel γ 5° - 25° Scherspan
große Spanwinkel γ > 25° Fließspan
Siehe S. 26
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 59 ZWET

Eckenwinkel ε: (Epsilon) entsteht zwischen Hauptschneide und
Nebenschneide. Beim Schruppen 90° oder größer.
Spitze ist gerundet um glättere Oberfläche zu erzeugen.
Eckenradius rε
Rauhtiefe Rt
Einstellwinkel χ: (Kappa) zwischen Hauptschneide und Werkstückachse.
Beeinflusst die Form des Spanungsquerschnittes und die
Größe der Vorschubkraft.
Neigungswinkel λ: (Lamda) bestimmt die Lage der Hauptschneide in Bezug
auf das Werkstück und beeinflusst den Spanablauf.
positiver Neigungswinkel λ:
Der Anschnitt beginnt bei der Schneidenecke
günstiger Spanablauf.
negativer Neigungswinkel λ:
bei unterbrochenem Schnitt (z.B. Welle mit
Längsnut), die Schneidenecke kommt zuletzt
zum Schnitt und verschleißt deshalb langsamer.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 60 ZWET

Schneidwerkstoffe der Drehmeißel:
• Niedrig legierter Werkzeugstahl (heute selten)
≤ 5% Legierungsmetalle beigemengt, 0,6 – 1,5% C-Gehalt
(Kohlenstoff), Legierungsmetalle (Chrom Cr, Wolfram W, Mangan
Mn), Temperaturen bis 200°C, Schnittgeschwindigkeit 20 m/min.
• HSS Schnellarbeitsstahl (verliert auch an Bedeutung)
sind zäh und hart, können nachgeschliffen werden, bis zu 30%
Legierungsmetalle (Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Kobalt (Co),
Wolfram (W), Vanadium (V)) 1 % Kohlenstoff, geringe
Wärmefestigkeit max. Temperaturen bis 600°C,
Schnittgeschwindigkeit 60 m/min.
• HM (Hartmetall)
Wendeschneidplatten aus Hartmetall werden auf den
Werkzeughalter geklemmt oder die Schneidplättchen werden
durch Hartlöten befestigt. Aus den Metallen Titan (Ti) und Tantal
(Ta) werden Karbide gebildet und mit Kobalt (Co) als Bindemittel
gesintert, Wärmefestigkeit bei Temperaturen bis 900°C,
Schnittgeschwindigkeit 120 m/min.
• Oxid-keramische Schneidstoffe
werden als Wendeschneidplatten verwendet und sind aus
Aluminiumoxid (AlO3), sind extrem hart und verschleißfest,
Temperaturen bis 1300°C, sehr hohe Schnittgeschwindigkeit,
äußerst hohe Härte.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 61 ZWET

Drehmeißelarten:
Spannvorrichtung für das Werkstück
müssen der Form des jeweiligen Werkstücks und der durchzuführenden Dreharbeit
entsprechen:
• selbstzentrierende Mehrbackenfutter (Spannfutter)
als 3 oder 4-Backenfutter
ausgeführt, Betätigung händisch,
hydraulisch oder elektromagnetisch,
bei handbetätigten Spannfuttern
erfolgt die Bewegung der
Spannbacken über eine Planspirale.
Die Backen greifen in die Planspirale
ein und durch Verdrehen werden alle
Backen gleichmäßig in radialer
Richtung bewegt selbstzentrierend
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 62 ZWET

HÜ Skizze
bei Kraftspannfutter wird die Spannkraft pneumatisch oder hydraulisch erzeugt.
Durch die Fliehkraft verringert sich die Spannkraft Fliehkraftausgleich
• Planscheibe
Vier unabhängig einzustellende Spannbacken werden einzeln
eingestellt und festgeklemmt. Mit Hilfe radial verlaufender
Schlitze können weitere Spannmittel angebracht werden
für nicht rotationssymmetrische Teile.
HÜ Skizze
• Spannen zwischen Spitzen
lange zylindrische Werkstücke werden zwischen den Spitzen von
Arbeitsspindel und Reitstock gespannt. Die Übertragung der
Drehbewegung erfolgt durch Mitnehmerscheibe und
Mitnehmerherz (=Drehherz).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 63 ZWET

Aufbau der Zug- und Leitspindeldrehmaschine:
• Spindelstock
enthält die gesamte Antriebseinheit (Antriebsmotor, Getriebe für
unterschiedliche Spindeldrehzahlen) und Arbeitsspindel mit dem
Spannfutter bzw. Körnerspitzen.
• Reitstock
enthält die Pinole mit der Körnerspitze zum Abstützen des
Werkstücks (Drehen zwischen Spitzen). In der Pinole können auch
andere Werkzeuge (Bohrer, Gewindebohrer) eingesetzt werden.
Der Reitstock am Maschinenbett ist verschiebbar.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 64 ZWET

• Werkzeugschlitten
bestehend aus Bettschlitten, Querschlitten (Planschlitten) und
Oberschlitten. Der im Meißelhalter befestigte Drehmeißel kann in
Richtung der Drehachse (Vorschub) und senkrecht dazu
(Zustellung) bewegt werden.
• Drehmaschinengestell
stabiles Gestell, hohe Steifigkeit, gute Schwingungsdämpfung (oft
aus Gusseisen), mit Gleitführungen am Maschinenbett für
Reitstock und Werkzeugschlitten.
• Zug- und Leitspindel
glatte Zugspindel für die Vorschubbewegung.
Leitspindel mit Gewinde zum Gewindeschneiden.
3.3.6 Fräsen
Fräsen ist Spanen mit einem mehrschneidigen Werkzeug (2-20 Schneiden) und
kreisförmiger Schnittbewegung zur Erzeugung beliebiger Werkstückoberflächen (ebene
und räumlich gekrümmte Flächen).
Schnittbewegung durch das sich drehende Werkzeug
Vorschubbewegung meist durch das Werkstück.
Fräswerkzeug:
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 65 ZWET

Beim Fräsen ist jede Schneide pro Umdrehung nur einmal im Eingriff
nur kurzzeitige Schneidenbelastung, geringe Erwärmung, dadurch lange
Standzeit; jedoch immer stoßartige Belastung beim Eingreifen einer
Schneide; teures Werkzeug
Die Hauptschneiden sind beim Fräser die Umfangsschneiden, welche auf
der Mantelfläche des gedachten Zylinders liegen.
Die Nebenschneiden (Stirnschneiden) befinden sich auf der Kreisfläche.
Der Neigungswinkel λ (Drallwinkel) zeigt die Neigung der Schneidkante
gegenüber der Fräserachse. Wenn λ ≠ 0 ist, dringt die Schneidkante
nicht schlagartig, sondern allmählich in die Oberfläche ein.
Die Schneidenzahl hängt vom Material des Werkstücks ab:
• für weiche Werkstoffe entstehen große Spanmengen große Zahnlücken und
damit kleine Zähnezahl.
• für harte Werkstoffe kleine Zahnlücken und große Zähnezahl.
Bei den Fräsern wird unterschieden zwischen den Typen:
Typ N ormal: für Stahl und Gusseisen mit normaler Festigkeit
Typ H art: harte oder kurzspanende Werkstoffe
Typ W eich: weiche, zähe oder langspanende Werkstoffe
Schneidenwerkstoffe
• HSS
wird meistens verwendet auf Grund des unterbrochenen Schnittes, da er die
Zähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit besitzt.
• Hartmetall HM
wird für Schneidplatten auf Messerköpfen und als Wendeschneidplatten bei
Fräsköpfen verwendet.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 66 ZWET

Einteilung des Fräsverfahrens nach 2 Gesichtspunkten:
• Nach der Arbeitsweise des Fräsers
• Umfangfräsen (Walzfräsen)
die am Umfang liegenden Hauptschneiden erzeugen die
Werkstückoberfläche. Die Fräserachse liegt parallel zur
bearbeitenden Fläche. Zähne an der Mantelfläche
z.B. Walzenfräser, Scheibenfräser.
Spanbildung: Es entsteht immer ein kommaförmiger Span,
starke Schnittkraftschwankungen
• Stirnfräsen
die an der Stirnfläche des Fräsers liegenden Nebenschneiden
erzeugen die Werkstückoberfläche. Die Fräserachse liegt
normal zur bearbeitenden Oberfläche. Wirtschaftlich zur
Bearbeitung großer ebener Flächen (großer Vorschub möglich);
Spanbildung: auch kommaförmig, geringerer Dickenunterschied,
meist mehrere Zähne gleichzeitig im Eingriff geringere
Schnittkraftschwankung
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 67 ZWET

• Nach der Vorschubrichtung
• Gleichlauffräsen
Die Drehrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung des Werkstücks sind
im Eingriffsbereich (der Fräserschneiden) gleichgerichtet.
Spanbildung: Spandicke zu Beginn groß, dann auf 0 abnehmend;
kein Reiben zu Beginn, jedoch plötzliche große Schnittkraft;
glatte Oberfläche, höhere Standzeit bzw. höhere
Schnittleistung möglich,
Beim Walzfräsen immer starke Schnittkraftschwankungen
Fräser drückt Werkstück gegen Unterlage (wichtig bei dünnen
Werkstücken);
• Gegenlauffräsen
Die Drehrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung des Werkstücks sind
im Eingriffsbereich (der Fräserschneiden) gegenläufig.
Spanbildung: Span beginnt dünn und endet dick.
Zahn gleitet anfangs bevor er greift Schneiden werden
schneller stumpf als beim Gleichlaufräsen kürzere Standzeit.
Am Ende des Spanvorganges ist die Schnittkraft am größten
und wird danach schlagartig Null führt zu Schwingungen und
es entstehen Rattermarken rauere Oberfläche.
Fräser hebt dabei das Werkstück an sichere Festspannung
wichtig.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 68 ZWET

Fräsenarten nach Anordnung der Zähne
• Scheibenfräser
Fräser scheibenförmig, Zähnen am Umfang; zum Ausfräsen
von schmalen Nuten (verschiedene Querschnittsformen);
für eben bzw. gekrümmte Flächen
• Walzenfräser
Zähne ebenfalls am Umfang; jedoch breiter walzenförmig;
Drehachse ist parallel zu Werkstücksoberfläche; Anwendung
für größere ebene Flächen.
• Walzenstirnfräser
sind Walzenfräser mit Zähnen am Umfang und an einer
Stirnfläche;
• Stirnfräser
Schneidkanten nur an der Stirnfläche; Drehachse normal zur
Werkstückoberfläche; ebenfalls für ebene Flächen.
• Schaftfräser
haben einen Schaft wie Bohrer oder Reibahle; die Schneiden
sind am Umfang und an der Stirnfläche
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 69 ZWET

Fräserarten nach der Zahnform
• spitzgezahnter Fräser
Spanfläche und Freifläche sind ebene Flächen; Nachschleifen mit
Topfscheiben an der Freifläche; dadurch wird der Durchmesser
kleiner nur für ebene Flächen; billig in der Herstellung und
Ausführung als Walzen-, Scheiben- oder Stirnfräser.
HÜ Skizze
• hinterdrehter Fräser
sind Formfräser für gekrümmte Flächen bzw. Nuten mit
bestimmten Profil z.B. bei einem Zahnrad die Zahnlücken Profil
des Fräsers darf sich beim Nachschleifen nicht ändern; die
Freiflächen verlaufen nach innen in Form einer logarithmischen
Spirale; nachschleifen an der Spanfläche (immer radial);
Spanwinkel γ = 0 Zahnprofil bleibt auch beim Nachschleifen
unverändert erhalten.
HÜ Skizze
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 70 ZWET

Fräsmaschinen
Universalfräsmaschinen haben einen schwenkbaren Spindelkopf, mit zwei Spindeln und
besitzen einen vielseitig verstellbaren Tisch.
Kühlen und Schmieren
Die Flüssigkeit soll die Schnittstelle reichlich umspülen und die Späne abführen. Kühl-
und Schmiermittel bewirken eine Verlängerung der Standzeit und ermöglichen größere
Schnittgeschwindigkeiten. Das Schmieren reduziert die Reibungswärme und somit die
erforderlichen Schnittkräfte. Es führt auch zur Verbesserung der Oberflächenqualität.
3.3.7 Räumen
Räumen ist Feinstbearbeitung ebener oder profilierter Innenflächen mit
einem mehrschneidigen, stangenförmigen Werkzeug. Die Bearbeitung
erfolgt in nur einer Hubbewegung. Das Werkzeug hat eine große Anzahl
an Schneidkanten, die in fixer Lage zueinander angeordnet sind. Jede
nachfolgende Schneide steht etwas weiter vor und schneidet einen Span
mit bestimmter Dicke (Anstelle des Vorschubes bei einschnittigen
Werkzeug) hohe Maßgenauigkeit erzielbar.
Unterscheidung der Räumverfahren:
• Innenräumen
zur Bearbeitung von Innenflächen (z.B. Bohrung) mit einer Räumnadel;
Räumnadel wird nur einmal durch die Bohrung gezogen; Querschnitt entweder
rund oder profiliert
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 71 ZWET

• Außenräumen
mit Räumbalken zur Bearbeitung von nicht geschlossenen Außenflächen
z.B. von exakten Nuten; hat nur auf einer Seite Schneiden, auf der anderen Seite
ist er glatt und kann dort abgestützt werden (geführt werden).
Spanbildung:
Durch die erhöhten Schneidkanten erfolgt das Abtrennen von Spänen bestimmter Dicke
(0,004 mm – 0,2 mm) ohne, dass ein Vorschub oder eine Zustellbewegung erfolgt. Die
Späne sammeln sich in den Spanräumen (=Zahnlücken); Spanwinkel γ zwischen 2° und
15°. Es sind immer mehrere Zähne gleichzeitig im Eingriff; Räumen wird an
Stoßmaschinen mit waagrechtem oder senkrechten Werkzeughub durchgeführt;
Schnittgeschwindigkeit (= Hubgeschwindigkeit) mit HSS (3 – 6 m/min)
Anwendung nur für Serienfertigung (wegen teurem Werkzeug)
3.3.8 Hobeln und Stoßen
Zur Herstellung ebener Flächen und geradliniger Nuten mit einem
einschneidigen Werkzeug (Hobelmeißel) und geradlinige
Schnittbewegung (Späne werden streifenweise abgetrennt).
• Hobeln (Langhobeln)
Die waagrechte Schnittbewegung wird vom Werkstück
ausgeführt, das auf einem hin und hergehenden Tisch
gespannt ist (langer Hub). Vorschub und Zustellbewegung
werden durch das Werkzeug ausgeführt; Anwendung für
Außenflächen (auch Nuten).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 72 ZWET

• Stoßen (auch Kurzhobeln)
Die Schnittbewegung wird vom Werkzeug ausgeführt.
Vorschub und Zustellbewegung werden durch das
gespannte Werkstück ausgeführt.
waagrechte Stoßen: (=Kurzhobeln) für Außen- und
Innenflächen
senkrecht Stoßen: meist nur für Innenflächen
Schnittbewegung (Hauptbewegung)
Besteht grundsätzlich aus einem Arbeits-
und einem Leerhub; Zerspanung erfolgt nur
während des Arbeitshubes; beim Leerhub
wird das Werkzeug von der Schnittfläche
angehoben und gleichzeitig der Vorschub
schrittweise durchgeführt; durch das
Abbremsen und Wiederbeschleunigen
großer Massen sind nur kleine
Schnittgeschwindigkeiten möglich; weiters
kommt der Hobelmeißel stoßweise in
Eingriff; insgesamt geringe Leistung und geringe Standzeit.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 73 ZWET

3.4 Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneidenform
3.4.1 Schleifen
Schleifen ist ein Zerspanen mit Werkzeugen aus geometrisch
unbestimmten Schneiden. Das Schleifwerkzeug besteht aus einer
Vielzahl kleiner, sehr harter scharfkantiger Schleifkörner die mit einem
Bindemittel festgehalten werden.
Anwendung:
• Feinstbearbeitung
Zur Erzeugung von Oberflächen mit sehr kleiner Rautiefe, sowie hoher Maß- und
Formgenauigkeit. Die Form des Werkstücks wurde durch andere spanende
Fertigungsverfahren hergestellt.
• Nachschleifen von Werkzeugen
Dient zur Wiederherstellung der Zerrspanungseigenschaften.
• Entgraten
des Werkstückes nach anderen Fertigungsverfahren
Schleifwerkzeug
Die Eigenschaften eines Schleifkörpers werden bestimmt:
• Schleifmittel
Der eigentliche Schneidstoff sind die Körner, welche die Späne
abtrennen. Die Spanabnahme erfolgt durch eine große Anzahl
unregelmäßig geformter Schneiden dieser Körner. Bei
Vergrößerung der Körner kann man die Form eines Schneidkeils
erkennen. viele Schneidkeile mit jeweils unterschiedlichen
Winkel α, β, γ. Der Keilwinkel β plus Freiwinkel α sind größer als
90° Spanwinkel γ ist negativ und schabende Wirkung.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 74 ZWET

Das Schleifmittel muss wesentlich härter sein als der zu zerspanende Werkstoff.
Verwendet werden natürlich vorkommende oder künstlich hergestellte Mineralien:
Schleifmittel chemische
Zeichen
Kurzzeichen für
Schleifmittel
Wärmebeständig
bis
Verwendung
Korund Al2O3 A 2000 C° mittelzähe bis harte
Werkstoffe
Siliciumcarbid SiC C 1370 C° Planschleifen von HM,
Keramik
Bornitrid BN B 1200 C° HSS-Stahl, Warm- und
Kaltarbeitsstähle
Diamant C D 800 C° Präzisionsschleifen von
HM, Keramik
• Korngröße
Durch die Korngröße wird die Zerspanleistung und die
Oberflächengüte beeinflusst. Die Kennziffer entspricht der
Maschenzahl auf 1 inch Länge.
z.B. Körnung D150 das sind Diamantkörner, welche gerade noch
durch das Sieb mit Maschenzahl 150 fallen, aber auf dem nächsten
Sieb liegen bleiben.
Einsatz Körnung Kennziffer der Korngröße Korngröße
mm
Rautiefe Rz
µm
Schruppen grob 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24 1 - 4 8 – 20
Schlichten mittel 30, 36, 46, 54, 60 0,3 – 1 1,5 – 8
fein 70, 80, 90, 100, 120, 150, 180, 220 0,08 – 0,3 0,3 – 1,5
Feinschleifen sehr fein 230, 240, 280, 320, 400, 500, 600,
800, 1000, 1200
0,003 – 0,08 0,2 – 0,3
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• Bindung
Das Bindemittel hält die Schleifkörner zusammen. Wenn diese
stumpf geworden sind, sollen sie ausbrechen. Brechen sie zu
schnell aus, nutzt sich die Schleifscheibe zu rasch ab. Ist die
Bindung zu fest, werden die Körner zu stumpf und die
Temperaturen zu hoch.
Die Härte eines Schleifkörpers ist ein Maß für die Kraft, mit der
die Schleifkörner durch das Bindemittel festgehalten werden.
Art der Bindung Kurzzeichen
Eigenschaften und Anwendung
keramisch V die gebräuchlichste, unempfindlich gegen Wasser, Öl und
Wärme; unelastisch und spröde
Gummi R sehr elastisch und zäh, für hohe
Gummi faserstoffverstärkt
RF Umfangsgeschwindigkeiten, wärmeempfindlich, geeignet
für Nassschliff, geringe Leistung
Kunstharz B gebräuchlichste elastische Bindung,
Kunstharz faserstoffverstärkt
BF hohe Festigkeit, Zähigkeit, für dünne Scheiben und hohe
Umfangsgeschwindigkeiten
Metall M hohe Verschleißfestigkeit, wenig stoßempfindlich
• Härtegrad
Der Härtegrad muss bei der Auswahl der Schleifscheibe dem
Werkstoff angepasst werden. Bei harten und spröden
Werkstoffen stumpfen die Schleifkörner schneller ab, deshalb
müssen sie leichter aus der Bindung herausbrechen. Bei weichen
und zähen Werkstoffen bleiben die Körner länger scharf.
harte Werkstoffe weiche Schleifscheiben
weiche Werkstoffe harte Schleifscheiben
Härte Kurzzeichen
für Härte
Einsatzgebiet
äußerst weich A, B, C, D Tiefschleifen und Seiten-
sehr weich E, F, G schleifen harter Werkstoffe
weich H, I, J, K herkömmliches
mittel L, M, N, O Metallschleifen
hart P, Q, R, S Außenrund-
sehr hart T, U, V, W schleifen
äußerst hart X, Y, Z weicher Werkstoffe
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 76 ZWET

• Gefüge
Die räumliche Verteilung von Schleifkörner, Bindemittel und Poren
bilden das Gefüge (Struktur) des Schleifkörpers. Die Auswahl des
Gefüges muss die anfallende Spanmenge berücksichtigen.
mehr Späne größere Poren
Gefüge Kennziffer für Gefüge
geschlossenes Gefüge
kleine Poren
offenes Gefüge
große Poren
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
• Form der Schleifkörper
Die Einteilung der Schleifkörper erfolgt nach der geometrischen
Grundform und der Art der Einspannung:
Schleifscheiben Bohrung
Schleifstifte Schaft
Form Nr. Gruppe Grundform
1 gerade Schleifscheibe
6 zylindrische Topfscheibe
konische Topfscheibe
12 Tellerschleifscheibe
52 Schleifstift
Am Häufigsten werden gerade
Schleifscheiben verwendet, welche
auch profiliert sein können.
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Bezeichnung der Schleifwerkzeuge:
Die Einteilung und Bezeichnung der Schleifkörper sind auf den Etiketten der
Schleifscheiben zu finden Angaben genormt.
ISO-Grundform Schleifkörper
Außendurchmesser d1 = 400 mm
Scheibenbreite b = 100 mm
Bohrungsdurchmesser d2 = 127 mm
Schleifmittel A = Korund
Körnung 60 = Sieb mit 60 Maschen je Zoll
Härtegrad K = weich
Gefügekennziffer 8 = mittel
Bindung V = keramisch
zul. Umfangsgeschwindigkeit = 35 m/s
Schleifscheiben besitzen wegen ihrer Struktur eine geringe Zugfestigkeit. Damit sie durch
die Fliehkräfte nicht auseinander gerissen werden, muss die Umfangsgeschwindigkeit
von Schleifscheiben begrenzt werden.
Farbstreifen blau gelb rot grün
v in m/s 50 63 80 100
Auswuchten der Schleifscheiben
Wegen der ungleichmäßigen Verteilung
der Massen entstehen Fliehkräfte.
Diese Unwucht belastet die Lager der
Schleifmaschine, die Qualität der
Schleifarbeit und ist ungünstig für den
Verschleiß der Schleifscheibe. Auf
Auswuchtgeräten wird die Lage der
Unwucht festgestellt und
Ausgleichsgewichte in der Ringnut des
Flansches angebracht.
z.B. 7 400 x 100 x 127 A 60 K 8 V 35
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 78 ZWET

Abrichten der Schleifscheibe
Nach einer gewissen Standzeit werden die Schleifscheiben stumpf und ist wegen
ungleichmäßiger Abnutzung nicht mehr kreisförmig die Schleifscheibe muss
abgerichtet werden:
• Profilieren
Die Scheibe besitzt wegen ungleichmäßiger
Abnutzung nicht mehr die Form und die Radien und
daher muss mit einem Abrichtwerkzeug aus
Diamant oder Stahl eine Schicht abgetragen
werden.
• Schärfen
durch den Abtrag der Bindung wird der
Spanraum vergrößert. Nach dem Profilieren
muss mit einem Schärfstein (Korund) die
Bindung abgetragen werden.
Schleifverfahren:
• Umfangs-Planschleifen
• Längs-Rundschleifen
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3.4.2 Honen
Feinbearbeitungsverfahren zum Herstellen genauer Bohrungen. Wird
auch „Ziehschleifen“ genannt (Englisch honing).
Anwendung für genaue Dicht- und Gleitflächen z.B. Pumpenzylinder,
Motorzylinder, Lagerschalen mit geringem Spiel (bis 0,05 mm genau).
Ähnlich der Reibahle, jedoch statt Metallschneiden sind vier oder mehr Schleifstäbe
(Honsteine) vorhanden; diese bestehen aus Schleifstoffen; die Honahle führt sich
selbsttätig in der Bohrung.
Arbeitsablauf
Die Honahle führt eine gleichmäßige Drehbewegung aus und gleichzeitig eine Auf- und
Abwärtsbewegung (Axialgeschwindigkeit); die Honsteine werden auf die zu
bearbeitenden Fläche gedrückt dabei entstehen sich kreuzende Bearbeitungsriefen
(notwendig bei Motorzylinder wegen Ölhaltevermögen).
Wichtig ist gute Schmierung mit reichlich Öl (auch zur Spanabfuhr)
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 80 ZWET

3.4.3 Läppen
Zur Feinstbearbeitung; meist für ebene Flächen; aber auch für Innen- und Außenzylinder.
Läppen ist ein Verfahren bei dem mit losen verteilten Körner in einer Flüssigkeit oder
Paste feinst bearbeitet wird.
z.B. Planläppen
Arbeitsablauf
Mehrere gleichartige Werkstücke befinden sich zwischen zwei gusseisernen Scheiben
(Läppscheiben) welche sich gegenläufig drehen; die Werkstücke liegen in den
Ausschnitten einer Käfigscheibe aus Kunststoff die sich exzentrisch (außerhalb der Mitte)
dreht die Werkstücke werden bezüglich der Läppscheibe radial bewegt;
Spanabnahme erfolgt durch das Läppmittel
Läppkorn: Siliciumkarbid, Diamantpulver, Korund
Trägermedium: Öl, Petrolium, Benzin, Benzol zum Verteilen des Kornes sowie zur
Schmierung und Kühlung
Körner zersplittern unter hohem Druck der Läppscheiben und werden kleiner, abgenutzte
Körner werden gemeinsam mit Spänen ausgespült.
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4 Werkstoffe
4.1 Einteilung der Werkstoffe
Werkstoffe entstehen aus in der Natur vorkommenden Rohstoffen:
• natürliche Werkstoffe
sind Rohstoffe die bereits als Werkstoffe geeignet sind z.B. Holz,
Stein, Lehm, Leder
Nachteil: sie besitzen meist unzureichende Eigenschaften für
technische Anwendungen nur bedingt geeignet.
• künstlich hergestellte Werkstoffe
werden aus natürlichen Rohstoffen durch chemische Umwandlung
gewonnen.
z.B. Metalle aus Erz, Kunststoffe aus Erdöl, Glas aus Quarzsand
Die gewonnenen Werkstoffe haben eine andere stoffliche
Zusammensetzung als die Rohstoffe, aus denen sie hergestellt
sind. Die Eigenschaften können bei den jeweiligen
Herstellungsprozessen beeinflusst werden.
Rohstoffe sind nicht unbegrenzt vorhanden mit Werkstoffen sparsam und überlegt
umgehen. Ausgediente Werkstücke sollen nach Möglichkeit als Rohstoff neuer
Werkstoffe eingesetzt werden (Recycling). Bereits bei der Werkstoffauswahl ist ihre
Umweltverträglichkeit zu beachten (bei der Gewinnung, Verarbeitung, Recycling,
Entsorgung).
Um eine Überblick über die Vielfalt der Werkstoffe zu erhalten, ordnet man sie nach ihrer
Zusammensetzung oder gemeinsamen Eigenschaften in Gruppen.
Stahl
C < 2,06%
Werkstoffe
Metalle Nichtmetalle Verbundwerkstoffe
Eisenmetalle Nichteisenmetalle
Eisenguss
C > 2,06%
Leichtmetalle
ρ < 5
kg/dm³
Schwermetalle
ρ > 5
kg/dm³
Naturstoffe
Organische
Werkstoffe
Kunststoffe
künstlich
hergestellt
e Stoffe
Anorganische
Werkstoffe
natürlich
vorkomm.
Mineralien
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 82 ZWET

• Stähle
C < 2,06%; sind Eisen-Werkstoffe mit großer Festigkeit. Aus ihnen
werden vor allem Maschinenteile (Schrauben, Bolzen, Zahnräder,
Profile, Wellen) hergestellt, die Kräfte aufnehmen und übertragen
müssen.
z.B. Baustahl, Werkzeugstahl, Vergütungsstahl
• Eisen-Gusswerkstoffe
C > 2,06%; sind gut vergießbare Werkstoffe. Sie werden zu
Bauteilen (Maschinengehäuse) gegossen, deren schwierige Form am
besten durch Gießen herstellbar ist.
z. B. Grauguss, Temperguss, Stahlguss
• Leichtmetalle
ρ < 5 kg/dm 3 ; Es sind leichte Werkstoffe mit zum Teil hoher
Festigkeit. Ihr Hauptanwendungsgebiet sind Leichtbauteile für
Pkw und Flugzeuge.
z.B. Aluminium, Magnesium, Titan
• Schwermetalle
ρ > 5 kg/dm 3 ; Sie werden meist wegen besonderer
werkstofftypischer Eigenschaften verwendet:
z. B. Kupfer wegen seiner guten elektrischen Leitfähigkeit für
Wicklungsdrähte, Chrom und Nickel als Legierungselemente in
Stählen, Zink, Blei
• Naturstoffe
Dies sind in der Natur vorkommende Stoffe
z.B. Holz, Leder und Naturgummi
• Kunststoffe
Kunststoffe sind leicht, elektrisch isolierend und in Sorten von gummiartig bis
formstabil und hart erhältlich. Ihre Verwendung ist äußerst vielseitig und reicht
vom Reifenwerkstoff bis zu Getriebebauteilen.
z.B. PVC, Polyesterharz, Polyethylen
• Künstlich hergestellte Stoffe
Keramische Werkstoffe werden vor allem wegen ihrer Härte und
Verschleißfestigkeit eingesetzt, z.B. als Schneidplatten, Düsen, Gleitringe.
z.B. Glas, Keramik
• Natürlich vorkommende Mineralien
Verwendung: z. B. Granit als Platte eines Prüftisches.
z.B. Marmor, Graphit, Korund
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• Verbundwerkstoffe
Verbundwerkstoffe sind aus mehreren Werkstoffen zusammengesetzt und
vereinen die positiven Eigenschaften der Einzelwerkstoffe in einem neuen
Werkstoff.
Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) sind hochfest, zähelastisch und leicht.
Hartmetalle, werden aus Metallpulver erzeugt und als Schneidstoffe verwendet.
Normung der Werkstoffe
Alle technisch wichtigen Werkstoffe sind genormt:
• Werkstoffbezeichnung
• Werkstoffzusammensetzung
• Eigenschaften
Auswahl von Werkstoffen
Eine Maschine besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen aus unterschiedlichen
Werkstoffen. Jedes Bauteil hat eine bestimmt Aufgabe zu erfüllen und ist aus einem
geeigneten Werkstoff gefertigt.
Für jeden Verwendungszweck ist der dafür beste Werkstoff auszusuchen. Maßgebend
dafür ist, in welcher Form sie im Handel erhältlich sind:
• Werkstoffeigenschaften (chemisch, mechanisch, physikalisch) z.B. Festigkeit,
Verarbeitbarkeit
• Lieferform z.B. als Blech, Profil, Stab, Draht, …
• Lieferabmessungen z.B. Länge, Breite, Höhe, Durchmesser, …
• Lieferzustand z.B. gewalzt, gezogen, Art der Wärmebehandlung, Vergießart, …
• Umweltverträglichkeit z.B. Problem bei Entsorgung
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4.2 Eigenschaften der Werkstoffe
4.2.1 Physikalische Eigenschaften
beschreiben den Zustand bzw. eine Zustandsänderungen
• Dichte ρ gibt an, welche Masse [m] ein Werkstoff
pro Volumeneinheit [V] besitzt.
ρ=m/V [kg/dm³, g/cm³]
Wasser 1,0 kg/dm³
Aluminium 2,7 kg/dm³
Eisen 7,87 kg/dm³
Kupfer 8,9 kg/dm³
Blei 11,3 kg/dm³
Wolfram 19,3 kg/dm³
• Schmelzpunkt ist jene Temperatur bei der
ein Werkstoff zu schmelzen beginnt.
Zinn 232°C
Blei 327°C
Aluminium 658°C
Kupfer 1083°C
Eisen 1536°C
Wolfram 3387°C
• thermische Längenausdehnung ist die
Längenänderung durch Temperaturänderung an.
Längenausdehnunskoeffizient α gibt an:
Längenänderung eines 1m langen Körpers
bei 1 C° Temperaturveränderung.
• elektrische Leitfähigkeit ist die Fähigkeit
eines Stoffes elektrischen Strom zu leiten.
z.B. Silber, Kupfer, Aluminium, Stahl
Isolierstoffe: Kunststoffe, Keramik, Glas
• Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit eines
Stoffes Wärme zu leiten.
z.B. Kupfer, Aluminium, Stahl
niedrige Leitfähigkeit: Kunststoffe
• Magnetisierbarkeit liegt bei den meisten
Eisenwerkstoffen sowie Nickel und Kobalt vor.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 85 ZWET

4.2.2 Mechanisch technologische Eigenschaften
beschreiben das Verhalten der Werkstoffe unter der Wirkung
mechanischer Kräfte.
• Mit Elastizität bezeichnet man die Fähigkeit eines Werkstoffes
nach einer Verformung seine Ausgangsform wieder von selbst
einzunehmen. Elastische Werkstoffe federn zurück.
• Plastizität; ein Werkstoff ist plastisch formbar, wenn er seine
Form bleibend verändert und nur geringfügig zurückfedert.
Die meisten Werkstoffe haben ein elastisch-plastisches
Verformungsverhalten. Bei geringen Kräften verformen sie sich
elastisch, bei größeren Kräften zusätzlich auch plastisch.
• Zähigkeit ein Werkstoff ist zäh, wenn er der plastischen
Verformung einen großen Widerstand entgegensetzt.
Z.B. Baustahl, Edelstahl
• Sprödigkeit; ein Werkstoff ist spröde, wenn er sich nicht
verformen lässt und bei schlagartiger Beanspruchung
zerspringt. Z.B. Gusseisen, Keramik, Glas
• Härte gibt den Widerstand an, den ein Werkstoff dem
Eindrücken eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt.
harte Werkstoffe: gehärteter Stahl, Hartmetall
weiche Werkstoffe; Aluminium, Kupfer
• Streckgrenze Re ist die Zugspannung die unmittelbar vor
Beginn des Streckens wirkt. Die Streckgrenze ist eine
Kenngröße für die Belastbarkeit eines Werkstoffes ohne
plastische Verformung.
Z F
R
e
e= S
Q
u
e
r
s
c
h
n
i
u
g
k
r
a
f
t
t
s
f
l
ä
c
h
e
[N/mm²]
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 86 ZWET

• Zugfestigkeit Rm größtmögliche Zugspannung, die ein Werkstoff aushalten kann,
ohne zu Bruch zu gehen.
R
m= Q
u
Z
u
g
t
s
F
m
S [N/mm²]
e k f
•
•
Dehnung ε durch r die reinwirkende
l Kraft verlängert sich
der Probestab. Unter der Zugkraft F dehnt sich der
s a ä
Stab um ∆l.
cV
f cn
l l l
U
he
t
ä
hg
∆
l
−
ε =
= l
r
nr
n
e
s
il
g
Wärmefestigkeit p
täbeschreibt
e die Festigkeit eines
Werkstoffes bei rerhöhten
n Temperaturen.
ug
ne
gr
4.2.3
su
Chemisch technologische Eigenschaften
l
beschreiben die Werkstoffzusammensetzung und die stoffliche Umwandlung der
Werkstoffe.
• Zusammensetzung gibt die in einem Werkstoff enthaltenen Elemente sowie den
Gehalt der einzelnen Elemente an.
• Korrosionsbeständigkeit ist der Widerstand eines Werkstoffes gegen die
zerstörende Wirkung durch chemische und elektrochemische Reaktionen.
korrosionsbeständig: Edelstähle, Aluminium
nicht korrosionsbeständig: unlegierte Stähle, niedrig legierte Stähle
• Hitzebeständigkeit; z.B. unlegierte Baustähle sind hitze- und
zunderbeständig bis ca. 600°. Bei höheren Temperaturen
reagieren sie mit der Luft und verzundern.
• Brennbarkeit spielt bei metallischen Werkstoffen keine Rolle.
Kunststoffe wiederum sind leicht brennbar.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 87 ZWET

4.2.4 Fertigungstechnische Eigenschaften
beschreiben die Eignung bei der Verarbeitung der Werkstoffe wie Gießen, Umformen,
spanende Verarbeitung, Härten.
• Gießbarkeit ist gegeben, wenn der Werkstoff eine dünnflüssige
Schmelze bildet (gutes Ausfüllen der Gießform und möglichst
geringes Schwindmaß = Schrumpfung beim Erstarren). Bei
großem Schwindmaß ergeben sich beim Erstarren innere
Spannungen, Verzug und Neigung zur Lunkerbildung
(Hohlraum).
z.B. Gusseisen, Aluminium, Zink
• Spanbarkeit; die meisten metallischen Werkstoffe sind gut
spanbar. Die Spanbarkeit wird durch die erzielbare
Oberflächengüte, die Spanbedingungen und die Standzeit der
Werkzeuge bewertet. Die Schneidenform muss je nach Härte
und Elastizität des Werkstoffes gewählt werden.
• Umformbarkeit: ist die Fähigkeit eines Werkstoffes, sich unter
Krafteinwirkung plastisch verformen zu lassen.
Warmumformen: Schmieden, Warmwalzen
Kaltumformen: Biegen, Tiefziehen
gut umformbar: kohlenstoffarme Stähle, Aluminium
nicht umformbar: Eisenguss
• Härtbarkeit ist die Eignung durch Wärmebehandlung eine
wesentliche Erhöhung der Härte und Festigkeit zu
erreichen. Härtbar sind die meisten Stahlsorten.
• Schweißbarkeit ist die Eignung schmelzbare Werkstoffe
durch ein Fügeverfahren zu verbinden.
Gut schweißbar sind unlegierte und niedrig legierte Stähle
mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 88 ZWET

4.3 Metallische Werkstoffe
4.3.1 Eisenmetalle
Stahl ist eine Eisen-Kohlenstoff Mischung (Legierung) mit maximal 2,06
% Kohlenstoff C und verschiedenen Metallen um bestimmte
Eigenschaften zu erzielen. Im Allgemeinen ist Stahl zäh und gut
verformbar.
4.3.1.1 Herstellung des Roheisens
Roheisen wird aus Eisenerzen (sind Gesteine, in denen Eisenverbindungen
enthalten sind) hergestellt. Dabei werden im Hochofen die
Eisenverbindungen (Eisenoxide Fe2O3, Fe3O4) mit dem Kohlenstoff aus
dem Hochofenbrennstoff (Koks) zu Eisen reduziert.
Im Hochofen laufen folgende Vorgänge ab:
Hochofenanlagen bestehen aus dem bis zu 50 m hohen Hochofen mit Winderhitzern
(Cowper) und der Erzaufbereitung. Der Hochofen wird im Gegenstromprinzip betrieben.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 89 ZWET

• Vorwärmzone
Von oben wird er lagenweise mit Möller (Eisenerz/Zuschläge-
Gemisch) und Koks beschickt. Das von unten aufsteigende heiße
Gas trocknet im oberen Teil den Möller und entweicht mit 200°C
als Gichtgas.
• Reduktionszone
In einer tieferen Zone mit Temperaturen von 500 °C bis 1100 °C
erfolgt die Reduktion des Eisenerzes. Es entsteht Eisen in Form
eines porösen, festen Eisenschwamms.
• indirekte Reduktion: Aufsteigendes Kohlenstoffmonoxidgas (CO) reagiert mit
den Eisenoxiden und entzieht ihnen Sauerstoff Eisen vermischt mit
Unreinheiten.
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2
• direkte Reduktion: Glühenden Koks C reagiert mit den Eisenoxiden und
entzieht ihnen Sauerstoff.
Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO
Fe3O4 + 4C 3Fe + 4CO
• Schmelzzone
Im unteren Teil des Hochofens verbrennt ein Teil des Kokses mit
eingeblasener Heißluft zu Kohlenmonoxid (CO) und steigt nach
oben. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme heizt den
Kernbereich auf 1400°C bis 1800 °C auf. Der in die Schmelzzone
absinkende Eisenschwamm schmilzt und fließt in den geschlossenen
Boden des Hochofens. Die mit abgesunkenen, erdigen
Erzbestandteile und die Zuschläge schmelzen ebenfalls. Sie
schwimmen als Schlacke auf dem flüssigen Roheisen. Schlacke und
Roheisen werden in periodischen Abständen von einigen Stunden
abgelassen (Abstiche). Das flüssige Roheisen wird entweder zu
Masseln (Eisenstäbe) vergossen oder flüssig in fahrbaren
Roheisenmischern zur Weiterverarbeitung ins Stahlwerk
transportiert.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 90 ZWET

Das Roheisen besteht zu etwa 90 % aus Eisen, 4 % Kohlenstoff, wenigen Prozent
Mangan, Silizium und Phosphor sowie geringen Anteilen Schwefel. Je nach der
Zusammensetzung des flüssigen Roheisens unterscheidet man:
• Stahlroheisen ist der Ausgangsstoff für die Stahlerzeugung. Kohlenstoff C
verbindet sich zu Eisenkarbid Fe3C und seine Bruchfläche ist silberhell (weißes
Roheisen). Es hat eine hohen Mangangehalt (größer 1%).
• Gießereiroheisen ist der Ausgangsstoff für Eisen-Gusswerkstoffe. Wegen dem
hohen Siliziumgehalt (1,5% - 3%) scheidet sich Kohlenstoff C als Grafit aus
Bruchfläche ist grau (graues Roheisen).
4.3.1.2 Herstellung von Stahl
Das schmelzflüssig anfallende Roheisen hat einen hohen C-Gehalt und
noch hohe Gehalte an störenden Eisenbegleitern. Besonders der hohe
Kohlenstoffgehalt sowie der Phosphor und Schwefel machen das
Roheisen sprödhart und nicht schmiedbar. Es ist technisch nicht
verwendbar.
Bei der Stahlherstellung werden Kohlenstoff und andere Elemente vermindert und
Verunreinigungen beseitigt.
Roheisen
Verminderung der
Eisenbegleiter
Stahl
Die Verminderung der Eisenbegleiter im Roheisen erfolgt durch Verbrennen der
Eisenbegleiter mit eingeblasenem Sauerstoff dieser Vorgang wird Frischen genannt.
Eisenbegleiter Gehalt Roheisen Gehalt Stahl (S235JR)
Kohlenstoff C 3,5 % 0,2 %
Silizium Si 0,4 % 0,4 %
Mangan Mn > 1 % 0,6 %
Phosphor P 2 % 0,05 %
Schwefel S 0,08 % 0,05 %
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 91 ZWET

Stahlherstellung mit dem LD-Verfahren
Das LD-Verfahren (Stahlwerke: Linz, Donawitz) wurde 1950 in
Österreich entwickelt.
Bei diesem Verfahren werden flüssiges Roheisen und Stahlschrott
zusammen mit Kalk-Zuschlägen (zur Schlackenbildung) in einen
Konverter (Umwandler) gefüllt.
Der Konverter ist ein feuerfest ausgemauerter, nach oben offener,
birnenförmiger Großbehälter mit einem Fassungsvermögen von rund
300 t Stahl.
Er ist drehbar gelagert, sodass er zum Füllen und Entleeren gekippt
werden kann. Nach dem Einfüllen fährt ein wassergekühltes Rohr
(Lanze) von oben in den Konverter und bläst Sauerstoff O2 in die
Schmelze. Kohlenstoff C und Schwefel S verbrennen zu gasförmigem
Kohlendioxid CO2 und Schwefeldioxid SO2. Phosphor P, Mangan Mn und
Silizium Si oxidieren zu den festen Oxiden P2O5, MnO2 und SiO2 und
werden in die auf der Schmelze schwimmenden Schlacke aufgenommen.
Dieser Blasvorgang dauert ca. 10 – 20 Minuten. Danach wird das Sauerstoff-Blasrohr
aus dem Konverter gezogen. Falls erforderlich werden Legierungselemente zugegeben
um die gewünschte Stahlzusammensetzung zu erhalten. Dann wird der Konverter
gekippt und man gießt den Stahl in fahrbare Pfannenwagen oder Gießbehälter. Der
entstandene Stahl kann bereits für Massenstähle verwendet werden (geringe Reinheit).
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 92 ZWET

Stahlherstellung mit dem Elektrostrahlverfahren
Dieses Verfahren dient sowohl zum Schmelzen von Massenstahl aus
Stahlschrott als auch zur Herstellung hochlegierter und damit
hochschmelzender Stahlsorten.
Der Elektro-Lichtbogenofen hat eine flache Schmelzwanne, in der das
Einsatzgut im heißen Lichtbogen der Grafitelektrode aufgeschmolzen
wird.
Zu Beginn wird die Schmelzwanne mit Stahlschrott, Gießereiabfällen,
Roheisen und schlackebildenden Zuschlägen gefüllt. Dann werden die
Grafitelektroden auf die Füllung abgelassen und der Lichtbogen wird
gezündet. Er entwickelt Temperaturen bis zu 3000°C und schmilzt die
Füllung auf. In der einstündigen Schmelzzeit werden Verunreinigungen
wie Phosphor, Schwefel und überschüssiger Kohlenstoff entfernt. Dies
geschieht durch Zugabe von Kalk, welcher die unerwünschten Stoffe in
die Schlacke bindet.
Mit Hilfe von weiteren Schritten zur Stahlveredelung werden Qualitätsstähle und
Edelstähle erzeugt. Dabei werden die Stähle zur Qualitätsverbesserung mit anderen
Metallen legiert.
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 93 ZWET

4.3.1.3 Einteilung der Stähle nach folgenden Gesichtspunkten:
Einteilung nach der chemischen Zusammensetzung
• unlegierte Stähle
Bei unlegierten Stählen darf kein Legierungselement den Grenzwert aus der
Tabelle überschreiten.
Element Grenzwert % Element Grenzwert % Element Grenzwert %
Aluminium Al 0,30 Molybdän Mo 0,08 Silizium 0,60
Bismuth Bi 0,10 Niob Nb 0,06 Tellur Te 0,10
Cobalt Co 0,30 Nickel Ni 0,30 Titan Ti 0,05
Kupfer Cu 0,40 Blei Pb 0,40 Vanadium V 0,10
Mangan Mn 1,65 Selen 0,10 Wolfram W 0,30
• nichtrostende Stähle
besitzen einen Chromgehalt von mindestens 10,5% und einen Kohlenstoffgehalt
von höchstens 1,2%.
• andere legierte Stähle
alle Stähle, die einen Grenzwert (obige Tabelle) überschreiten und keine
nichtrostende Stähle sind.
Einteilung nach den Hauptgüteklassen
Die Eigenschaften eines Stahls werden nicht nur durch die Zusammensetzung, sondern
auch durch die Herstellung bestimmt.
• Qualitätsstähle
sind Stähle (unlegiert oder legiert) mit gewährleisteten Gebrauchseigenschaften.
Z.B. Zähigkeit, Korngrenze, Umformbarkeit, Schweißneigung. Sie sind im
allgemeinem nicht für Vergüten oder Oberflächenhärten vorgesehen.
• Edelstähle
sind Stähle (unlegiert oder legiert), die besonders rein mit genauer
Zusammensetzung hergestellt sind. Weitgehend frei von nichtmetallischen
Einschlüssen. Sie haben gewährleistete Eigenschaften. Z.B. nach der
Wärmebehandlung exakte Festigkeits- und Härtewerte.
Einteilung nach der Verwendung
• Baustähle
werden verwendet zur Herstellung für Maschinen und Geräte (Maschinenbau,
Stahlbau, Fahrzeugbau, Anlagenbau, …)
• Werkzeugstähle
werden verwendet zur Herstellung von Hand- und Maschinenwerkzeugen
(Gesenke, Schneidwerkzeuge, Spritzgussformen, diverse Umformwerkzeuge)
WSFT-1Jg-2010_schueler Seite 94 ZWET

4.3.1.4 Bezeichnungssystem für Stähle
Kurznamen von Stählen nach dem Verwendungszweck und den Eigenschaften
Diese Kurznamen geben Hinweis auf den Verwendungszweck und die mechanischen
und physikalischen Eigenschaften. Sie werden aus Haupt- und Zusatzsymbolen ohne
Leerstellen aneinander gereiht.
Hauptsymbol
Zusatzsymbol
Hauptsymbole bestehen aus Buchstaben und Ziffern für die Stahlgruppe und die
mechanischen Eigenschaften.
Hauptsymbol Verwendungszweck
E Stähle für Maschinenbau
S Stähle für Stahlbau
P Stähle für Druckbehälterbau
H Flacherzeugnisse aus höherfesten Stählen
DX Flacherzeugnisse zum Kaltumformen
T Verpackungsblech und -band
L Stähle für Leitungsrohre
B Betonstähle
Y Spannstähle
M Elektroblech und –band
R Schienenstähle
Die Zusatzsymbole sind in zwei Gruppen geteilt. Wir listen momentan nur die
Zusatzsymbole der Gruppe1 auf, welche vom Verwendungszweck der Stähle abhängt:
• Stähle für den Maschinenbau E
Zusatzsymbol Kennzeichnung
S235J2G3
G1 unberuhigt vergossen
G2 beruhigt vergossen
G3 vollberuhigt vergossen
G4 vollberuhigt vergossen und vorgeschriebener
Anlieferungszustand
E360C Maschinenbaustahl, Re = 360 N/mm2, mit besonderer
Kaltumformbarkeit
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• Stähle für den Stahlbau S
Kerbschlagarbeit
in Joule
Prüftemp.
27 J 40 J 60 J C°
JR KR LR + 20
JO KO LO 0
J2 K2 L2 - 20
J3 K3 L3 - 30
J4 K4 L4 - 40
J5 K5 L5 - 50
J6 K6 L6 - 60
S235J2G3 Stahlbaustahl, Re = 235 N/mm2, Kerbschlagarbeit
27 J bei -20°C, vollberuhigt vergossen
• Stähle für den Druckbehälterbau P
Zusatzsymbol Kennzeichnung
M thermomechanisch umgeformt
N normalgeglüht oder normalisierend umgeformt
Q vergütet
B Gasflaschen
S einfache Druckbehälter
P265NH Druckbehälterstahl, Re = 265 N/mm2, normalgeglüht
oder normalisierend umgeformt, für
Hochtemperaturen geeignet
• Flacherzeugnisse aus höherfesten Stählen H, HT
Zusatzsymbol Kennzeichnung
M thermomechanisch gewalzt und kalt gewalzt
B Bake hardening
P Phosphor legiert
X Dualphase
Y Interstital free steel (IF Stahl)
H420M kaltgewalztes Flacherzeugnis aus höherfestem Stahl,
Re = 420 N/mm2, thermomechanisch gewalzt und kalt
gewalzt
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• Flacherzeugnisse zum Kaltumformen D, DC, DD, DX
Zusatzsymbol Kennzeichnung
D Schmelztauchüberzüge
EK für konventionelle Emailierung
ED für direkte Emailierung
T für Rohre
DX52D Flacherzeugnis zum Kaltumformen, ohne
Walzvorschrift, Kennzahl 52, für
Schmelztauchüberzüge
Bezeichnung von Stählen nach der chemischen Zusammensetzung
Mit diesen Kurznamen werden unlegierte Stähle, die nicht nach ihrer Verwendung
bezeichnet sind, die nichtrostenden Stähle und die anderen legierten Stähle bezeichnet.
Man unterscheidet vier Gruppen:
• unlegierte Stähle mit einem Mangangehalt < 1%, außer Automatenstahl
Der Kurzname setzt sich aus Haupt- und Zusatzsymbolen zusammen.
Hauptsymbol Zusatzsymbol
C Kennzahl für den
Kohlenstoffgehalt
Kennzahl = Kohlenstoffgehalt %
. 100
E vorgeschriebener max. Schwefel-Gehalt x 100
R vorgeschriebene Bereiche des S-Gehaltes
D zum Drahtziehen
G1…G4 siehe bei Stähle für Maschinenbau
C besondere Kaltumformbarkeit
S für Federn
U für Werkzeuge
W für Schweißdraht
C35E4 unlegierter Stahl mit Mangangehalt < 1%, einem C-
Gehalt von 0,35%, vorgeschriebener max.
Schwefelgehalt von 0,04%
C45U unlegierter Stahl mit Mangangehalt < 1%, einem C-
Gehalt von 0,45%, Verwendung für Werkzeuge
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• unlegierte Stähle mit einem Mangangehalt > 1 %, unlegierte Automatenstahl,
legierte Stähle mit Gehalten der einzelnen Legierungselemente unter 5%
Der Kurzname besteht aus:
der Kennzahl für den Kohlenstoffgehalt x 100
den chemischen Symbolen der Legierungselemente
den Faktoren mit denen die Gehalte der Legierungselemente multipliziert sind
Legierungselement Faktor
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W 4
Al, Cu, Mo, Pb, Ta, Ti, V 10
C, N, P, S 100
B 1000
28Mn6 unlegierter Stahl mit C-Gehalt 28/100 = 0,28%,
Mangangehalt 6/4 = 1,5%
16MnCr5 legierter Einsatzstahl mit C-Gehalt 16/100 = 0,16%,
Mangangehalt 5/4 = 1,25%, Chromgehalt ist nicht
angegeben
115CrV3 legierter Werkzeugstahl mit C-Gehalt 115/100 = 1,15%,
Chromgehalt 3/4 = 0,75%, Vanadiumgehalt ist nicht
angegeben
• legierte Stähle mit Gehalten der einzelnen Legierungselemente über 5%
Der Kurzname besteht aus:
dem Kennbuchstaben X für hochlegierte Stähle
der Kennzahl für den Kohlenstoffgehalt x 100
den chemischen Symbolen der Legierungselemente
den Gehalt der Legierungselement, die direkt in Prozent angegeben sind.
X10CrNi18-8 legierter Stahl mit C-Gehalt 10/100 = 0,10%,
Chromgehalt = 18%, Nickelgehalt = 8%
X210CrW12 legierter Stahl mit C-Gehalt 210/100 = 2,10%,
Chromgehalt = 12%, Wolframgehalt ist nicht
angegeben, ca. 0,7%
X5CrNi18-10 legierter Stahl mit C-Gehalt 5/100 = 0,05%,
Chromgehalt = 18%, Nickelgehalt = 10%
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• Schnellarbeitsstähle
Der Kurzname besteht aus:
dem Kennbuchstaben HS für Schnellarbeitsstähle
den Gehalt der Legierungselement (Reihenfolge: W, Mo, V, Co)
HS6-5-2-5 Schnellarbeitsstahl mit Wolframgehalt = 6%,
Molybdängehalt = 5%, Vanadium = 2%,
Cobaltgehalt = 5%
HS2-9-1-8 Schnellarbeitsstahl mit Wolframgehalt = 2%,
Molybdängehalt = 9%, Vanadium = 1%,
Cobaltgehalt = 8%
Alle metallischen Werkstoffe können entweder mit Kurznamen oder mit
Werkstoffnummern bezeichnet werden.
Bezeichnung von Stählen mit Werkstoffnummern
Die Werkstoffnummern stellen ein Ordnungssystem für Werkstoffe dar, das für die
Datenverarbeitung geeignet ist.
Werkstoff-
Hauptgruppe
1 für Stahl
Kennzahl Hauptgruppe
1.02 23(xx)
Stahlgruppennummer
02 für Baustahl
0 Roheisen, Ferrolegierungen, Gusseisen
1 Stahl, Stahlguss
2 Schwermetalle
3 Leichtmetalle
4 – 8 Nichtmetallische Werkstoffe
9 freie Kennzahl für innerbetriebliche Kennzeichnung
Zählnummer
bei Bedarf erweiterbar
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Kennzahl Stahlgruppennummer
unlegierte Qualitätsstähle
01, 91 allgemeine Baustähle, Rm < 500 N/mm 2
02, 92 sonstige, nicht für eine Wärmebehandlung bestimmte Baustähle mit Rm < 500 N/mm 2
03, 93 Stähle mit C < 0,12% oder Rm < 400 N/mm 2
04, 94 Stähle mit 0,12% ≤ C < 0,25% oder 400 N/mm 2 ≤ Rm < 500 N/mm 2
05, 95 Stähle mit C 0,25% ≤ C < 0,55% oder 500 N/mm 2 ≤ Rm < 700 N/mm 2
06, 96 Stähle mit C ≥ 0,55% oder Rm ≥ 700 N/mm 2
07, 97 Stähle mit höherem Phosphor- und Schwefelgehalt
unlegierte Edelstähle
10 Stähle mit besonderen physikalischen Eigenschaften
11 Bau-, Maschinenbau- und Behälterstähle mit C < 0,5%
12 Maschinenbaustähle mit C ≥ 0,5%
13 Bau-, Maschinenbau- und Behälterstähle mit besonderen Anforderungen
15…18 Unlegierte Werkzeugstähle
legierte Qualitätsstähle
08, 98 Stähle mit besonderen physikalischen Eigenschaften
09, 99 Stähle für verschiedene Anwendungsbereiche
legierte Edelstähle
20…28 Legierte Werkzeugstähle
32 Schnellarbeitsstähle ohne Cobalt
33 Schnellarbeitsstähle mit Cobalt
35 Wälzlagerstähle
36, 37 Stähle mit besonderen magnetischen Eigenschaften
38, 39 Stähle mit besonderen physikalischen Eigenschaften
46 Nickellegierungen, chemisch beständig, hochwarmfest
40…45 Nichtrostende Stähle
47, 48 Hitzebeständige Stähle
49 Hochwarmfeste Werkstoffe
85 Nitrierstähle
87…89 Hochfeste schweißgeeignete Stähle
50…84 Bau-, Maschinenbau- und Behälterstähle mit verschiedenen Legierungskombinationen
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4.3.1.5 Baustähle
Baustähle müssen je nach Verwendung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen:
ausreichende Festigkeit und Zähigkeit, gute Zerspan- und Schweißbarkeit, Korrosions-
und Hitzebeständigkeit, gute Umformbarkeit
• Unlegierte Baustähle
Unlegierte Baustähle kommen als warmgewalzte oder blankgezogene Stäbe und
Profile in den Handel. Für ihre Verwendung sind vor allem die Streckgrenze, die
Umformbarkeit und die Eignung zum Schweißen maßgebend. Sie werden für
Bauteile im Maschinen- und Stahlbau verwendet, für die keine Wärmebehandlung
erforderlich ist. Sie sind nach ÖNORM EN 10025 genormt und werden entweder
mit einer Kurzbezeichnung oder Werkstoffnummer benannt.
Kurzbezeichnung alte
Bezeichnung
Werkstoffnummer
Kohlenstoffgehalt
Streckgrenze
Re N/mm²
Zugfestigkeit
Rm N/mm²
S185 St 33 1.0035 ~ 175 ~ 290
S235JR St 37-2 1.0037 0,17 195 – 235 330 – 470
S275JR St 44-2 1.0044 0,21 235 – 275 410 – 540
S355J2G3 St 52-3N 1.0570 0,20 315 - 355 490 – 630
Die Festigkeit der Baustähle wird hauptsächlich durch den Kohlenstoffgehalt
bestimmt. Während die Festigkeit mit dem Kohlenstoffgehalt steigt, verschlechtern
sich die Verformbarkeit, die Schmiedbarkeit und die Schweißneigung.
• Feinkornbaustähle
Für hochbelastete Bauteile (im Kran-, Maschinen- und Fahrzeugbau) kommen
bevorzugt die schweißgeeigneten Feinkornbaustähle zum Einsatz. Ihre hohe
Festigkeit und Streckgrenze erhalten sie durch erhöhten Mangangehalt (bis 1,7%)
und geringe Ni, Cr, Cu und V-Gehalte.
z.B. S420M
S275M Re = 275 N/mm², thermomechanisch gewalzt
• Automatenstähle
für die Herstellung von Serienteilen auf automatisierten Zerspanungsmaschinen;
gefordert sind dazu kurzbrechende, leicht abzuführende Späne. Automatenstähle
sind unlegierte Qualitätsstähle mit erhöhtem Schwefel- und Phosphorgehalt
(daher nicht schweißgeeignet und gewissen Festigkeitsverlust).
z.B. 10SPb20 unlegierter Automatenstahl mit 0,10% C, 20% S
• Einsatzstähle
sind unlegierte Qualitätsstähle mit C-Gehalt < 0,2% (aber auch unlegierte und
legierte Edelstähle). Aus Einsatzstählen werden Werkstücke gefertigt, die eine
verschleißfeste Randschicht erhalten soll.
z.B. 20MoCr4 legierter Einsatzstahl mit 0,20% C, 1% Mo und etwas Cr
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• Nitrierstähle
sind legierte Stähle, sie enthalten Nitridbildner (Al, T) die Stähle werden in einer
Stickstoff abgebender Atmosphäre erwärmt, dadurch diffundiert Stickstoff in die
Oberfläche ein und bildet mit den oben genannten Metallen harte
temperaturbeständige Nitride dünne harte Randschicht (wenige 1/10 mm) und
zäher Kern; Verwendung für verschleißfeste Bauteile mit hoher Dauerfestigkeit.
• Vergütungsstähle
haben einen C-Gehalt > 0,2 % - 0,6 %, vergüten bedeutet Härten und
nachfolgendes Anlassen. Anlassen ist eine Wärmebehandlung bei 400° - 600°C
zur Verminderung der Sprödigkeit nach dem Härten. Nach dem Härten hat der
Werkstoff ein feines gleichmäßiges Härtegefüge, die Festigkeit ist hoch, der
Werkstoff aber sehr spröde. Durch das Anlassen kann der Kohlenstoff aus dem
Härtegefüge herauswandern, die Sprödigkeit sinkt dabei, Festigkeit geht leicht
zurück, das feine Gefüge und damit hohe Zähigkeit bleibt aber erhalten.
Resultat: Werkstoff mit hoher Festigkeit bei gleichzeitig höherer Zähigkeit als der
Ausgangswerkstoff.
Verwendung: dynamisch beanspruchte Bauteile mit hoher Dauerfestigkeit.
z.B. 51CrV4 0,51 % C, 1% Cr und etwas V
• Federstähle
gefordert sind Elastizität und Dauerfestigkeit. Sie sind unlegierte Qualitätsstähle
oder legierte / unlegierte Edelstähle
Untergruppe der Baustähle
• Allgemeine Baustähle
im Vordergrund stehen Anforderungen für die Festigkeit (Streckgrenze /
Zuggrenze); sind für eine Wärmebehandlung nicht vorgesehen.
• Warmfeste und hochwarmfeste Stähle
Verwendung von warmfesten Stählen bis zu 350°C, z.B. für Rohrleitungen und
Apparatebau, hochwarmfeste Stähle bis zu 700°C
• Kaltzähe Stähle
die Zähigkeit der Stähle sinkt mit abnehmender Temperatur, für Einsätze bei
tiefern Temperaturen (-20° bis -50°C) benötigt man Stähle mit guten Zähigkeiten
kaltzähe Stähle
Werkzeugstähle
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Korrosionsbeständige / nichtrostende Stähle
• Witterungsbeständige Stähle sind unlegierte Baustähle mit erhöhtem Gehalt an
Kupfer (Cu), Chrom (Cr) oder Nickel (Ni). Diese Elemente bilden eine direkte
Oxidschicht und schützen so vor weiterer Oxidation.
• Rostbeständige Stähle fordern allgemeine Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit
und verdünnten Säuren. Wesentliches Legierungsmaterial ist Chrom
(Mindestgehalt 12 % Chrom bildet dichte Panzerschicht) Stähle sind spröde,
schlecht schweißbar, haben aber hohe Festigkeit
• Rost- und Säurebeständige Stähle sind neben Chrom (Cr) mit Nickel (Ni) legiert
(Anteil > 18% Nickel, bei < 0,1% Kohlenstoff). Sind zäh, gut schweißbar, geringe
Festigkeiten, „NROSTA“ = Handelsname: Besteck, Behälter und in chemischer
Industrie.
4.3.1.6 Legierungs- und Begleitelemente bei Stählen
Die Eigenschaften der Stähle hängen weitgehend von ihren Legierungselementen und
Begeleitelementen ab
Legierungsmetalle:
• Chrom (Cr)
erhöht die Festigkeit, Härte, Härtbarkeit, Zunderbeständigkeit,
Korrosionsbeständigkeit
vermindert Schweißbarkeit und Dehnung
wichtiges Metall für rostbeständige Stähle
• Mangan (Mn)
erhöht die Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Härtbarkeit, Schmiedbarkeit
im Gusseisen begünstigt Mn die Fe3 C-Bindung (hemmt Graphitbildung)
• Molybdän (Mo)
erhöht die Festigkeit, Wärmefestigkeit, Wärmehärte, Dauerfestigkeit,
Korrosionsbeständigkeit
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• Nickel (Ni)
erhöht Korrosionsbeständigkeit, Verformbarkeit, Schweißbarkeit, Zähigkeit
• Vanadium (V)
erhöht die Festigkeit, Zähigkeit. Warmfestigkeit, Anlassbeständigkeit,
Dauerfestigkeit
• Wolfram (W)
erhöht die Festigkeit, Wärmefestigkeit, Wärmehärte, Anlassbeständigkeit
Molybdän und Wolfram sind besonders wichtig in Werkzeugstählen (HSS)
nichtmetallische Begleitelemente:
Silizium (Si)
erhöht die Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Elastizität, Korrosionsbeständigkeit
vermindert Schmiedbarkeit, Schweißbarkeit
begünstigt die Grafitausscheidung im Gusseisen
4.3.2 Nichteisen-Metalle
Als Nichteisenmetalle bezeichnet man alle Legierungen, bei denen Eisen nicht den
größten Anteil besitzt. Sie werden nach ihrer Dichte in Leichtmetalle und Schwermetalle
eingeteilt.
Leichtmetalle
Aluminium Al 2,7 g/cm³
Magnesium Mg 1,7 g/cm³
Titan Ti 4,5 g/cm³
4.3.2.1 Leichtmetalle
Nichteisenmetalle
Schwermetalle
Kupfer Cu 8,9 g/cm³
Zink Zn 7,1 g/cm³
Blei Pb 11,3 g/cm³
Durch ihr geringes Gewicht und ihrer guten Festigkeit gewinnen Legierungen der
Leichtmetalle an Bedeutung (KFZ-Bau).
• Aluminium, Aluminiumlegierung
Eigenschaften: Al ist ein silberhell glänzendes Metall. Es besitzt eine dünne
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Oxidschicht und ist deshalb relativ korrosionsbeständig. Die Dichte ist rund 1/3
des Wertes von Stahl.
Verwendung: Wegen seiner geringen Festigkeit ist die Verwendung von reinem
Aluminium begrenzt.
• Magnesium
• Titan
4.3.2.2 Schwermetalle
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