Schneidteil

Der Schneidteil ist ein zentrales Element von Zerspanungswerkzeugen, wie sie beispielsweise beim Drehen, Fräsen oder Bohren verwendet werden. Er stellt den aktiven Teil des Werkzeugs dar, der direkt mit dem zu bearbeitenden Material in Kontakt kommt und für den Materialabtrag verantwortlich ist.^[1]

Der Schneidteil besteht aus mehreren geometrisch definierten Flächen und Kanten, die zusammen den sogenannten Schneidkeil bilden. Die genaue Gestaltung dieser Elemente, insbesondere ihre Winkel und Ausrichtungen zueinander, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und Effizienz des Werkzeugs. Um eine einheitliche Beschreibung und Herstellung zu gewährleisten, sind die wichtigsten Begriffe und Definitionen in der Norm DIN 6581 festgelegt:

Als Spanfläche wird diejenige Fläche des Schneidkeils bezeichnet, über die der Span bei der Bearbeitung abläuft. Die anderen angrenzenden Flächen werden als Freifläche bezeichnet. Die Kante des Keils, die an der Spanfläche liegt und in Vorschubrichtung zeigt, ist die Hauptschneide ${\displaystyle S.}$ Die andere wird als Nebenschneide ${\displaystyle S^{'}}$ bezeichnet.^[1]

Die Vorschubrichtung steht bei den meisten Fertigungsverfahren senkrecht zur Schnittrichtung. Wenn die Schneiden auf einer Kreisfläche rotieren, die sich parallel zur Werkstückoberfläche bewegt, variiert der Vorschubrichtungswinkel. Dies hat einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz und Präzision der Bearbeitung.

Haupt- und Nebenschneide bilden untereinander und mit der Schnitt- und Vorschubrichtung verschiedene Winkel. Um sie eindeutig beschreiben zu können, wurden zwei wichtige Bezugssysteme, die aus mehreren Ebenen bestehen, definiert und genormt. Beim Werkzeug-Bezugssystem sind alle Ebenen am Vektor der Schnittgeschwindigkeit ${\displaystyle v_{c}}$ orientiert, beim Wirk-Bezugssystem dagegen an der Wirkgeschwindigkeit ${\displaystyle v_{e}}$. Sie ist die Resultierende aus Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit. Für die Beschreibung der Zerspanungsvorgänge ist eigentlich die Wirkgeschwindigkeit wichtig, ihre genaue Orientierung im Raum und ihr Betrag sind jedoch nur schwer zu ermitteln. Da sie jedoch in Betrag und Richtung sich nur unwesentlich von der leicht zu ermittelnden Schnittgeschwindigkeit unterscheidet, wird meist das auf ihr aufbauende Werkzeug-Bezugssystem gewählt.^[1]

Beide Systeme betrachten dabei einen beliebigen Punkt der Hauptschneide. Die Grundebene des Werkzeug-Bezugssystems ist die Werkzeug-Bezugsebene ${\displaystyle P_{r}}$. Sie enthält, wie alle anderen Ebenen auch, den gewählten Punkt und steht senkrecht auf dem Vektor der Schnittgeschwindigkeit. In dieser Ebene liegen der Werkzeugeinstellwinkel ${\displaystyle \kappa }$ (Kappa) und der Eckenwinkel ${\displaystyle \epsilon }$. Die folgenden Ebenen stehen senkrecht auf der Werkzeugbezugsebene:

• Die Arbeitsebene: Sie enthält die Vektoren der Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. In dieser Ebene liegen der Vorschubrichtungswinkel ${\displaystyle \varphi }$ und der Wirkrichtungswinkel ${\displaystyle \eta }$, die die Winkel zwischen den Vektoren der Vorschub-, Schnitt- und Wirkgeschwindigkeit angeben.
• Die Werkzeug-Schneidenebene: Sie enthält die Hauptschneide. In ihr liegt der Neigungswinkel ${\displaystyle \lambda }$
• Die Werkzeug-Orthogonalebene: Sie steht senkrecht zur Werkzeug-Schneidenebene. In ihr finden sich der Freiwinkel ${\displaystyle \alpha }$, der Keilwinkel ${\displaystyle \beta }$ und der für die Spanbildung wichtige Spanwinkel ${\displaystyle \gamma }$.^[1]

1. ↑ ^{a b c d} Wilfried König, Fritz Klocke: Fertigungsverfahren 1: Drehen, Fräsen, Bohren. 8. Auflage. Springer, Berlin 2008, ISBN 978-3-662-07204-2, S. 41–47.