Was verursacht Aufbauschneidenbildung?

Aufbauschneiden beziehen sich im Allgemeinen auf den dreieckigen Querschnitt, der bei der Bearbeitung von mittelkohlenstoffhaltigem Stahl an der Spitze des Werkzeugs auftritt. Das kleine Stück Metallbohreranhang hat eine Härte, die zwei- bis dreimal so hoch ist wie die des Werkstückmaterials. Es gibt viele Faktoren, die die Aufbauschneidenbildung beeinflussen, hauptsächlich das Werkstückmaterial, die Schnittgeschwindigkeit usw. Die meisten Menschen sind sich über die Ursachen der Aufbauschneidenbildung nicht ganz im Klaren. Was sind also die Ursachen der Aufbauschneidenbildung? Die Ursachen für die Ansammlung von Spänen sind folgende:

Während des Schneidvorgangs wirken sich die folgenden Hauptfaktoren auf die Aufbauschneidenbildung aus:

Denn Aufbauschneiden entstehen unter großen Drücken, starker Reibung und massiver Metallverformung. Daher wirken sich die Schnittbedingungen zwangsläufig auf die Entstehung, das Wachstum und das Verschwinden der Aufbauschneide aus.

1. Werkstückmaterial. Wenn die Härte des Werkstückmaterials gering und die Plastizität hoch ist, ist die Metallverformung während des Schneidvorgangs groß und der Reibungskoeffizient (größer als 1) und die Kontaktzonenlänge zwischen dem Span und der vorderen Schneide relativ groß. Unter solchen Bedingungen kann es zur Bildung von Aufbauschneiden kommen. Wenn das Werkstück eine geringe Plastizität und eine hohe Härte aufweist, verringert sich auch die Möglichkeit einer Aufbauschneide und die Höhe der Aufbauschneide, wie zum Beispiel bei gehärtetem Stahl. Beim Schneiden spröder Materialien ist die Wahrscheinlichkeit einer Aufbauschneide geringer.

2. Spanwinkel des Werkzeugs. Durch eine Vergrößerung des Spanwinkels können Spanverformung, Reibung zwischen Span und vorderer Schneide, Schnittkraft und Schnittwärme verringert und die Bildung von Aufbauschneiden verhindert bzw. deren Höhe reduziert werden. Gemäß einschlägiger Informationen ist die Möglichkeit einer Aufbauschneide gering, wenn der Werkzeugspanwinkel γ0 ≥ 40 ist.

3. Schnittgeschwindigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit beeinflusst die Aufbauschneide hauptsächlich über die Schnitttemperatur und den Reibungskoeffizienten. Wenn das Werkzeug keine negative Fase hat, entsteht auch bei extrem niedriger Schnittgeschwindigkeit keine Aufbauschneide. Am Beispiel von mittelkohlenstoffhaltigem Stahl lässt sich sagen, dass bei einer Schnittgeschwindigkeit Vc < 2 m/min keine Aufbauschneidenbildung entsteht. Wenn Vc > 2 m/min – 30 m/min ist, erreicht die Aufbauschneide durch die Produktion ihr Maximum. Das heißt, wenn die Schnitttemperatur etwa 300 °C beträgt, ist der Reibungskoeffizient zwischen Span und Werkzeug am größten und die Aufbauschneide erreicht die höchste Höhe. Mit zunehmender Schnittgeschwindigkeit und entsprechender Schnitttemperatur nimmt die Höhe der Aufbauschneide allmählich ab. Beim Hochgeschwindigkeitsschneiden (Vc > 120 m/min) werden aufgrund der hohen Schnitttemperatur (über 800 °C) der Gleitwiderstand und der Reibungskoeffizient der Spanunterseite erheblich reduziert und auch die Aufbauschneidenbildung wird eliminiert. Um bei der täglichen Endbearbeitung eine geringere Rauheit der bearbeiteten Oberfläche zu erreichen, verwenden wir daher Hochgeschwindigkeitsschneiden innerhalb des zulässigen Bereichs der Hitzebeständigkeit des Werkzeugs oder Niedriggeschwindigkeitsschneiden (Vc < 5 m/min), um die Bildung einer Aufbauschneide zu verhindern und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche zu verbessern.

4. Schnittdicke. Beim Schneiden von Kunststoffmaterialien erhöhen sich mit zunehmender Schnittdicke die Schnittkraft und die Länge der Kontaktfläche zwischen Span und vorderer Schneide, wodurch sich die Möglichkeit der Aufbauschneidenbildung erhöht. Daher sollte beim Schlichten nicht nur ein größerer Spanwinkel des Werkzeugs gewählt und in einem Schnittgeschwindigkeitsbereich geschnitten werden, der die Bildung einer Aufbauschneide vermeidet, sondern auch die Vorschubgeschwindigkeit oder der Hauptablenkwinkel des Werkzeugs reduziert werden, um die Schnittdicke zu verringern.