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Wenn du dich mit spanenden Werkzeugen auskennst und bereits mit ihnen gearbeitet hast, hattest du zwangsläufig auch schon Kontakt mit Schneidstoffen. Aber was sind eigentlich Schneidstoffe genau und um welches Material handelt es sich hier? Bei welchen Werkzeugen spielen sie eine Rolle und was muss beachtet werden?
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Schneidstoffe einfach erklärt
Kurz gesagt, sind Schneidstoffe diejenigen Stoffe, aus denen die Schneide eines spanenden Werkzeugs gefertigt wird. Das kann beispielsweise ein Bohrer, eine Säge oder ein Drehmeißel sein. Für verschiedene Anforderungen gibt es verschiedene Schneidstoffe. Der Schneidstoff muss also immer an die Belastungen angepasst werden. Hierbei ist das sogenannte Schleifmittel für das Spanabtragen verantwortlich. Schneidstoffe müssen sehr hohe Temperaturen aushalten sowie hohe Schnittkräfte, Reibung und Verschleiß. Manchmal muss beim Finden eines Schneidstoffes ein Kompromiss eingegangen werden, da sich manche Eigenschaften von Schneidstoffen gegenseitig ausschließen, wie beispielsweise eine hohe Härte und eine hohe Zähigkeit. Also gibt es nicht den einen perfekten Schneidstoff, sondern viele verschiedene Schneidstoffe, die jeweils verschiedene Vor- und Nachteile haben.
Es gibt verschiedene Gruppen von Schneidstoffen: Metallische Schneidstoffe, Verbundschneidstoffe und Nichtmetallische Schneidstoffe. Diese Gruppen haben jeweils weitere Untergruppen.
Schneidstoffe Definition
Als Schneidstoffe bezeichnet man diejenigen Werkstoffe, aus denen die Schneide eines spanenden Werkzeuges hergestellt wurde.
Dabei muss die Wirtschaftlichkeit beachtet werden, die Schneide soll also so effektiv und günstig wie möglich sein.
Eigenschaften von Schneidstoffen
Schneidstoffe müssen einiges aushalten: hohe Temperaturen, hohe Schnittkräfte, Reibung und Verschleiß.
Um den langen Belastungen standhalten zu können, müssen Schneidstoffe folgende Eigenschaften enthalten:
Eigenschaften | Erklärung |
|---|---|
Warmhärte | Auch bei hohen Temperaturen muss die Schneide hart genug bleiben. |
Verschleißfestigkeit | Die Schneide muss widerstandsfähig gegen mechanische/chemische/physikalische Einflüsse sein. |
Wärmewechselbeständigkeit | Bei schwankenden Temperaturen darf die Schneide nicht rissig werden. |
Druckfestigkeit | Die Schneide darf sich bei einem hohen Druck nicht verformen. |
Zähigkeit und Biegefestigkeit | Die Schneide muss schlagartige Belastungen aushalten. |
Anforderungen an Schneidstoffe
Es gibt teilweise gegensätzliche Anforderungen an die Eigenschaften von Schneidstoffen. Dazu gehören beispielsweise die Kombination einer hohen Zähigkeit mit der hohen Warmhärte oder die zunehmende Verschleißfestigkeit in Kombination mit dem Aushalten von schlagartigen Belastungen.
Die Auswahl eines Schneidstoffes bleibt also immer ein Kompromiss und Eigenschaften von Materialien müssen gegeneinander abgewogen werden!
Die Auswahl richtet sich also nach dem Werkstoff, dem Fertigungsverfahren und der Wirtschaftlichkeit. Die Verschleißfestigkeit sowie die Zähigkeit sind zwei sehr zentrale Eigenschaften von Schneidstoffen. Hier siehst du, welche Werkstoffe unter Betracht dieser beiden Aspekte wo einzuordnen sind:
Beanspruchung von Schneidwerkzeugen
Hier kannst du sehen, welche Kräfte auf die Schneide wirken. Die Schneide muss eine hohe Reibung und Druckbelastung, aber auch hohe und schwankende Temperaturen aushalten können. Die extreme Wärme, die das Werkzeug abbekommt, muss gut abgeführt werden. Das geschieht zum Teil durch die Spanabfuhr und zum Teil durch die Verwendung von Kühlschmiermitteln. Manche Schneiden haben sogar eine innere Kühlschmiermittelzufuhr.
Gruppen von Schneidstoffen
Es gibt drei verschiedene Gruppen von Schneidstoffen: metallische Schneidstoffe, Verbundschneidstoffe und nichtmetallische Schneidstoffe. Diese Gruppen, haben jeweils weitere Untergurppen. Hier siehst du die verschiedenen Gruppen mit ihren Schneidstoffen:
Metallische Schneidstoffe
Schneidstoff | Eigenschaften |
|---|---|
Werkzeugstähle | Legiert:
Unlegiert:
|
Schellarbeitsstähle (HSS = High-Speed-Steel) |
|
Verbundschneidstoffe
Schneidstoff | Eigenschaften |
|---|---|
Hartmetalle |
|
Cermets (Stellite) |
|
Nichtmetallische Schneidstoffe
Schneidstoff | Eigenschaften |
|---|---|
Schneidkeramiken |
|
Bornitrid |
|
Diamant |
|
Beispiel Schneidstoffe
Im Folgenden wird ein exemplarisches Vorgehen dargestellt!
Wähle einen Schneidstoff für das Bearbeiten von Stahl aus. Der Schneidstoff soll Verschleißfähig und auch zäh sein. Dafür musst du in das Tabellenbuch schauen.
- Tabellenbuch S. 305 (Schneidstoffe)
- Überblick über die Schneidstoffe verschaffen
- Stahl (P) finden
- Auf die Schneidstoffeigenschaften achten (an der Pfeilspitze ist die jeweilige Eigenschaft sehr gut - in die andere Richtung nimmt die Eigenschaft ab)
Du siehst also:
- P01: sehr hohe Verschleißfestigkeit, sehr geringe Zähigkeit, hohe Schnittgeschwindigkeit, niedriger Vorschub
- P10: hohe Verschleißfestigkeit, bessere Zähigkeit, hohe Schnittgeschwindigkeit, besserer Vorschub
- P20: mittlere bis hohe Verschleißfestigkeit, mittlere bis hohe Zähigkeit, mittlere bis hohe Schnittgeschwindigkeit, relativ hoher Vorschub möglich
- P30: relativ gute Verschleißfestigkeit, relativ gute Zähigkeit, relativ gute Schnittgeschwindigkeit, relativ guter Vorschub möglich
- P40: bessere Verschleißfestigkeit, hohe Zähigkeit, bessere Schnittgeschwindigkeit, hoher Vorschub möglich
- P50: sehr niedrige Verschleißfestigkeit, sehr hohe Zähigkeit, sehr niedrige Schnittgeschwindigkeit, sehr hoher Vorschub möglich
Interpretation:
- Die zwei besten (verschleißfesten und zugleich zähen) Schneidstoffe sind P20 und P30.
Zusammenfassung Schneidstoffe
Schneidstoffe sind diejenigen Stoffe, aus denen die Schneiden eines zerspanenden Werkzeuges gefertigt werden. Diese sollen möglichst wirtschaftlich sein, also effektiv und günstig. Schneidstoffe müssen hohe Belastungen aushalten können und werden deshalb an ihre Leistungsgrenzen gebracht. In der folgenden Grafik siehst du noch einmal alles Wichtige auf einen Blick.
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