Tribologie von Schneidwerkzeugen

Definition

Tribologie bezeichnet die Wissenschaft des Verschleißes, der Reibung und der Schmierung von sich bewegenden Oberflächen. Im Bereich der Schneidwerkzeuge spielt die Tribologie eine entscheidende Rolle, da diese Werkzeuge häufig hohen Belastungen und Verschleiß ausgesetzt sind.

Reibung und Verschleiß

Die Reibung zwischen einem Schneidwerkzeug und dem zu bearbeitenden Material kann zu Verschleiß führen, der die Lebensdauer des Werkzeugs beeinträchtigt. Durch geeignete Schmierung und Oberflächenbehandlungen kann der Verschleiß reduziert werden.

Schmierung

Die Schmierung von Schneidwerkzeugen ist entscheidend, um Reibung und Verschleiß zu minimieren. Unterschiedliche Schmierstoffe wie Öle, Fette oder spezielle Schmiermittel werden eingesetzt, um die Effizienz und Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen.

Schmiermechanismen

• Hydrodynamische Schmierung: Hierbei entsteht eine Schmierschicht zwischen Werkzeug und Werkstück, die die Reibung reduziert.
• Grenzschmierung: Bei niedrigen Geschwindigkeiten oder hohen Belastungen kann es zu einem direkten Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück kommen, wodurch eine Schmierschicht notwendig ist, um Verschleiß zu vermeiden.
• Mischreibung: Kombination aus hydrodynamischer und Grenzschmierung, abhängig von den Betriebsbedingungen.

Oberflächenbehandlungen

Durch spezielle Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen können Schneidwerkzeuge widerstandsfähiger gegen Verschleiß gemacht werden. Beispiele hierfür sind: - Hartstoffbeschichtungen: Diamantbeschichtungen oder TiN-Beschichtungen erhöhen die Härte und Verschleißfestigkeit. - Plasmanitrierung: Durch Behandlung mit Stickstoff wird die Oberflächenhärte erhöht. - Polieren: Eine glatte Oberfläche reduziert Reibung und Verschleiß.

Einflussfaktoren

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Tribologie von Schneidwerkzeugen: - Werkstoffeigenschaften: Die Härte, Schmierfähigkeit und Verschleißfestigkeit des Werkstoffs beeinflussen die Tribologie. - Schneidengeometrie: Die Form der Schneidkante und der Spanwinkel haben Auswirkungen auf Reibung und Verschleiß. - Bearbeitungsbedingungen: Geschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe beeinflussen die Belastung der Werkzeuge.

Fazit

Die Tribologie von Schneidwerkzeugen ist ein komplexes Forschungsfeld, das sich mit der Optimierung von Reibung, Verschleiß und Schmierung beschäftigt. Durch gezielte Maßnahmen wie Schmierung, Oberflächenbehandlungen und die Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren können die Leistung und Standzeit von Schneidwerkzeugen verbessert werden.