Verfahren zur Verbesserung der Zerspanbarkeit von Stahl Um die Zerspanbarkeit
von Automatenstählen zu verbessern, hat man schon den Weg eingeschlagen, die Struktur
des Werkstoffes vor der spanabhebenden Bearbeitung durch geeignete Auswahl von Temperatur
und Glühdauer bei der Wärmebehandlung zu verändern, wodurch der Formänderungswiderstand
des Stahls herabgesetzt wird. Diese Strukturänderung durch Glühbehandlung kann aber
bei gehärteten Werkstücken und Maschinenteilen nicht ohne Gefahr des Verziehens
oder der Zunderbildung angewandt werden. Daher blieb bisher eine wirtschaftliche
Bearbeitung der gehärteten Werkstoffe meist nur mittels Schleifens möglich, wogegen
eine Bearbeitung durch Drehen, Hobeln, Bohren usw. auf große Schwierigkeiten stieß.Process to improve the machinability of steel To improve the machinability
The way to improve free-cutting steels has already been taken, the structure
of the material prior to machining through a suitable selection of temperature
and to change the annealing time in the heat treatment, thereby reducing the deformation resistance
of steel is reduced. This structural change through annealing can, however
with hardened workpieces and machine parts not without the risk of warping
or scale formation can be used. Therefore, so far it has remained an economic one
Machining of the hardened materials is usually only possible by means of grinding, on the other hand
machining by turning, planing, drilling, etc. encountered great difficulties.
Es wurde nun gefunden, daß man den Formänderungswiderstand der gehärteten
Werkstücke auch ohne Verziehungsgefahr erheblich vermindern und damit die Zerspanungsarbeit
beim Drehen, Hobeln, Bohren usw. erheblich verringern kann, wenn man die strukturverändernde
Wärmebehandlung örtlich an der Oberschicht des Werkstückes gleichzeitig mit der
Zerspanungsarbeit vornimmt, und zwar vorzugsweise in der Nähe der Stelle des Werkstückes,
an der das Werkzeug angreift. Hierdurch kommt eine jeweils auf eine Stelle begrenzte
Herabsetzung des Formänderungswiderstandes der Werkstiickoberschicht zustande. Ehe
die Wärme in die tieferen Schichten des Werkstückes ganz eindringen kann, wird das
Material als glühender Span abgenommen. Diese örtliche Erwärmung wird vorzugsweise
mit Hilfe eines elektrischen Lichtbogens durchgeführt. Hierzu wird der Pluspol eines
Umformers an das Drehbankbett bzw. den Ständer der Hobelmaschine geklemmt, der Minuspol
mit einer Kohle verbunden oder umgekehrt. Die Kohle wird isoliert in einem Halter
auf dem Bettschlitten so
befestigt, daß sie in einem gewissen Abstand
vor dem Zerspanungswerkzeug mitläuft.It has now been found that the deformation resistance of the hardened
Significantly reduce workpieces without the risk of distortion and thus the machining work
when turning, planing, drilling, etc. can be significantly reduced if the structure-changing
Heat treatment locally on the top layer of the workpiece simultaneously with the
Performs machining work, preferably near the location of the workpiece,
on which the tool attacks. This results in one that is limited to one place in each case
Reduction of the deformation resistance of the upper layer of the workpiece. before
the heat can completely penetrate into the deeper layers of the workpiece, that will
Material removed as glowing chip. This local heating is preferred
carried out with the help of an electric arc. For this purpose, the positive pole becomes a
Converter clamped to the lathe bed or the stand of the planing machine, the negative pole
connected to a coal or vice versa. The coal is isolated in a holder
on the bed sledge like that
attached that they are at a certain distance
runs in front of the cutting tool.
Die Tiefenwirkung der Wärme am Werkstück läßt sich durch Herabsetzung
der Drehzahl oder durch Höherschalten der Stromstärke vergrößern bzw. umgekehrt
verkleinern. Diese Wirkung ist ebenfalls durch Änderung des Vorschubes möglich.
indem man dem Werkstück mehr oder weniger Zeit läßt, sich zu erwärmen. Es ist jedoch
notwendig, die Tiefenwirkung nicht größer einzustellen, als zur Ausführung des Verfahrens
zweckmäßig ist, da sonst das Werkstück ausgeglüht wird. Dies trifft insbesondere
bei kleineren Querschichten zu, da ja hier die Wärmesättigung schneller vor sich
geht als bei großen Querschnitten. Man arbeitet zweckmäßig mit hohen Stromstärken
und kurzen Wärmezeiten, um ein seitliches Abfließen der Wärme in das Werkstück zu
vermeiden, das ein Verziehen oder Ausglühen zur Folge hätte. Das Verfahren eignet
sich u. a. für die spanabh_ebende Bearbeitung von Kokillen-Hartguß, Mangan-Hartstahl,
geliärtetem Werkstoff aus St 6o.ii, St 7o.ii, Einsatzstahl, Werkzeugstahl, Schnellstahl
und ähnlichem Material.The depth effect of the heat on the workpiece can be reduced by reducing it
increase the speed or by increasing the current intensity or vice versa
zoom out. This effect is also possible by changing the feed rate.
by allowing the workpiece more or less time to warm up. However, it is
it is necessary not to set the depth effect greater than when performing the procedure
is useful, as otherwise the workpiece will be annealed. This is particularly true
with smaller transverse layers, since the heat saturation is faster here
than with large cross-sections. It is advisable to work with high currents
and short heating times, in order to allow the heat to flow away laterally into the workpiece
avoid warping or annealing. The procedure is suitable
themselves, inter alia. for the machining of chill cast iron, manganese hard steel,
hardened material made of St 6o.ii, St 7o.ii, case-hardening steel, tool steel, high-speed steel
and similar material.
Insbesondere lohnt sich die Anwendung des Verfahrens beim Nacharbeiten
an fertig bearbeiteten gehärteten Werkstücken sowie bei Reparaturen von gehärteten
Maschinenteilen, Werkzeugen, Bohrstangen, Vorrichtungen, Wellen usw. Es ist auch
möglich, abgelaufene, früher einsatzgehärtete Lagerstellen durch Auftragschweißung
wieder brauchbar zu machen, da die Schichten höheren Kohlenstoffgehaltes der einsatzgehärteten
Stellen, die schweißtechnische Schwierigkeiten bereiten, vor Durchführung der Auftragschweißung
nunmehr ohne besondere Beanspruchung der Werkzeuge zerspant und so beseitigt werden
können. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß auch alle ungehärteten Stähle
mit Hilfe des Verfahrens bearbeitet werden können, wobei höhere Schnittgeschwindigkeiten
als bisher erreicht werden können.It is particularly worthwhile to use the method when reworking
on finished, hardened workpieces as well as repairs to hardened ones
Machine parts, tools, boring bars, jigs, shafts, etc. It is too
possible, expired, previously case-hardened bearings by surfacing
to make usable again, since the layers have a higher carbon content than the case-hardened
Places that cause technical welding difficulties, before the overlay welding is carried out
can now be machined and thus eliminated without any particular stress on the tools
can. Finally, it should be pointed out that all unhardened steels
With the help of the method can be machined, with higher cutting speeds
than can be achieved up to now.
In der Zeichnung ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens schematisch dargestellt. Die mit dem Minuspol des Umformers verbundene
Kohle i ist isoliert in einem Halter 2 angeordnet, der auf dem Bettschlitten 3 so
befestigt ist, daß sie in gewissem Abstand vor dem Drehstahl in Längsrichtung des
Werkstückes 5 mitläuft. Der Pluspol des Umformers ist an das Drehbankbett geklemmt.
Durch eine Verstellschraube 6 kann die Kohle i während des Laufens des Werkstückes
5 an dasselbe herangeschraubt werden, so daß ein Lichtbogen entsteht. Die Länge
des Lichtbogens beträgt zweckmäßig 6 bis g mm, so daß es möglich ist, auch unrunde
und abgesetzte Werkstücke in gewissen Grenzen, ohne den Abstand der Kohle verändern
zu müssen, zu bearbeiten. Die durch den Lichtbogen erwärmte Oberschicht des Werkstückes
5, wird vom Drehstahl 4 als rotglühender Span abgenommen. Bei Beendigung des Arbeitsganges
wird die Kohle vom Werkstück abgenommen, wodurch der Lichtbogen erlischt.In the drawing, for example, is a device for execution
of the process shown schematically. The one connected to the negative pole of the converter
Coal i is isolated in a holder 2 arranged on the bed slide 3 so
is attached that they are at a certain distance in front of the turning tool in the longitudinal direction of the
Workpiece 5 is running. The positive pole of the converter is clamped to the lathe bed.
By means of an adjusting screw 6, the coal i can be adjusted while the workpiece is running
5 are screwed to the same, so that an arc is created. The length
of the arc is expediently 6 to g mm, so that it is possible, also out of round
and offset workpieces within certain limits without changing the distance between the coal
having to edit. The top layer of the workpiece heated by the arc
5, is removed from the turning tool 4 as a red-hot chip. At the end of the process
the carbon is removed from the workpiece, which extinguishes the arc.
Als Schutzmaßnahme für das Augenlicht kann ein Schutzkasten mit blauem
Glas, wie er bei der Elektroschweißung üblich ist, am Bettschlitten der Drehbank
angeordnet werden.A protective box with a blue
Glass, as is common in electric welding, on the bed slide of the lathe
to be ordered.