Maschinelle Holzbearbeitung

Maschinelle Holzbearbeitung Wesentliche Aspekte maschineller Spanung Wirtschaftlichkeit Ökologie Sicherheit Oberflächengüte Diese Aspekte widersprechen/ bedingen einander

Ziel spanender Bearbeitung Gewünschte Oberfläche physikalisch unzerstört nachschlifffrei optisch sauber ausrissfrei eben

Ziel spanender Bearbeitung Beurteilung der Oberlfächen Die letztendliche Beurteilung von Vollholzoberflächen ist heute noch eine rein optische und taktile

Grundlagen Durch die Bewegung von Werkzeug und Werkstück  kommaförmige Spanabnahme Rillen = Hobelschläge/ Messerschläge auf Oberfläche Länge der Messerschläge = Zahnvorschub Gleichzeitig kommt es zur Vorspaltung Folge

Grundlagen - Messerschlag

Grundlagen - Vorspaltung Das Faser und Schnittrichtung nie gleich sind muss mit Vorspaltung nach innen (b) gerechnet werden  der Span wird immer dicker Wird der Span zu dick bricht er unterhalb der neuen Oberfläche ab  Ausrisse Hartholz weniger gefährdet als Weichholz Verläuft die Faser nach außen  keine Vorspaltung Vorspaltung

Grundlagen – Gleichlauf Schnitt- und Vorschubbewegung gleich gerichtet Spaltung nur am Ende möglich Span parallel zur Oberfläche Vorspaltung nahezu ausgeschlossen Höhere Vorschubgeschwindigkeit möglich (geringere Vorschubkräfte Stärkere Belastung der Werkzeugschneiden  höherer Verschleiß  höhere Kosten Nur bei mechanischem Vorschub zulässig, wegen Vorschlaggefahr

Grundlagen – Gleichlauf u. Gegenlauf

Grundlagen – Gleichlauf u. Gegenlauf

Grundlagen – Gleichlauf u. Gegenlauf Schnitt- und Vorschubbewegung gegeneinander gerichtet Arbeiten gegen die Faser  Vorspaltung Schneidendruck u. Antriebsleistung sind geringer  längere Standwege der Werkzeuge  ökonomisch

Mittenspandicke hm hm < 0,1 mm  keine Vorspaltung Je dünner desto besser  FALSCH Druck und Reibung steigen expotentiell  Brennen Zusätzlich Deformation, Schneidenverschleiß hm soll 0,8 mm nicht überschreiten

Mittenspandicke hm

Ermittlung spanungstechnischer Daten Beispiel: Rüsten einer Tischfräse Auswahl Werkzeug Auswahl Schnittgeschwindigkeit Einstellen Drehzahl Auswahl Oberflächengüte Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit

1. Auswahl des Werkzeuges Die Auswahl des Werkzeuges ist abhängig vom Bestand des Betriebes

2. Schnittgeschwindigkeit Vc Vc = Ausgangsgröße Kompromiss zwischen Oberflächengüte Optimaler Standzeit Unfallsicherheit wirtschaftliche Schnittgeschwindig-keit

2. Schnittgeschwindigkeit Vc → Ergebnis in [m/min] !!! Im Holzbereich wird Vc in m/s angegeben. Daraus folgt:

2. Schnittgeschwindigkeit Vc Vc zwischen 40 m/s und 120 m/s  Tabelle Erhöhung von Vc geringere Vorspaltung Einsatz stumpferer Werkzeuge bei gleichbleibender Schnittqualität möglich Werkzeugverschleiß und Energiekosten steigen gleichzeitig (bis zu Materialbruch)

3. Auswahl der Drehzahl Vc und n Bei Vc nur d (r) und n einstellbar! d durch geringe Auswahl der Werkzeuge begrenzt Drehzahlbereich meist auch begrenzt

3. Auswahl der Drehzahl n Soll n erhöht werden  (höhere Produktivität (n * z) muss gleichzeitig d verringert werden CNC Maschinen / Vorschub Da n oft nur stufenweise einstellbar ist  Kontrolle mit Werkzeugangaben und der Schnittgeschwindigkeit

4. Auswahl der Oberflächenqualität Messerschlaftiefe rw rw ~1/1000 mm = 1 Trotzdem wegen Reflexion gut erkennbar (besonders von Ferne)  Helligkeitsunterschiede und fühlbar rw Erninnere: Beurteilung rein optisch und taktil Reflexion

4. Auswahl der Oberflächenqualität rw für mittlere Ansprüche 0,3 – 1,2 also: fz verkleinern (besser, wegen Exponent) d vergrößern (Werkzeugauswahl ?, CNC ?) real wird nicht mit rw hantiert, sondern vorwiegend der Vorschub angepasst!!

4. Auswahl der Oberflächengüte Zahnvorschub - man unterscheidet rechnerischer Wert  fz realer Zahnvorschub  aw (Rundlauffehler, Einmesserfinish, Jointen)

4. Auswahl der Oberflächengüte n und z nur bedingt beeinflussbar Vorschubgeschwindigkeit Vf ausschlaggebend

4. Auswahl der Oberflächengüte Erhöhung Vf Spanabnahme zu groß höhere Vorspaltung Zahnvorschübe länger Oberfläche welliger Verringerung Vf Gegenteil (Erhöhung) Erhöhung der Bearbeitungszeit Halbierung von fz = Verdopplung des Schnittweges der Schneiden  Standzeit Brennen

4. Auswahl der Oberflächengüte Günstige Werte für fz 0,3 mm – 1,5 mm (passt auch mit rw-Werten

5.Vorschubgeschwindigkeit Vf ermitteln

5.Vorschubgeschwindigkeit Vf ermitteln Angaben Werkzeug 250 mm Werkzeug 2 Schneiden (1 Schneide) Ergibt n = 4500 1/min Ich will fz 0,5 mm (mittlere Güte) Vf = ? 4,5 m/min bzw. 2,25 m/min

2. 1. für fz ~ 0,5mm

Überlegungslogik Grundlagen Bruchrechnen Oben steht der Zähler unten der Nenner Wird der Zähler kleiner und/oder der Nenner größer wird der Gesamtwert kleiner