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Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Verschleiß und Standzeit

Verschleiß und Standzeit beim Zerspanen: Verschleißformen und Ursachen, Standkriterium, Taylor-Gerade, Standmenge und wirtschaftliche Standzeit.

14 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Jede Schneide verschleißt. Am häufigsten ist der Freiflächenverschleiß durch Abrieb; seine Breite VB dient meist als Standkriterium. Kolkverschleiß entsteht auf der Spanfläche bei hoher Temperatur durch Diffusion, Aufbauschneiden bei zu kleiner Schnittgeschwindigkeit durch Pressschweißen, Kammrisse durch Temperaturwechsel beim unterbrochenen Schnitt und plastische Verformung, wenn die Schneidecke zu heiß und zu stark belastet wird. Wer das Verschleißbild erkennt, findet die passende Abhilfe.

Die Standzeit ist die Zeit, die eine Schneide bis zum Standkriterium im Eingriff ist; die Zahl der Teile in dieser Zeit ist die Standmenge. Den größten Einfluss hat die Schnittgeschwindigkeit, weil sie die Temperatur an der Schneide bestimmt. Nach Taylor ergibt sich im doppelt logarithmischen Diagramm eine Gerade, beschrieben durch vc mal T hoch n gleich konstant. Der Exponent hängt vom Schneidstoff ab. Schon eine kleine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit verkürzt die Standzeit deutlich.

Die längste Standzeit ist nicht die wirtschaftlichste. Bei kleiner Schnittgeschwindigkeit sind die Werkzeugkosten gering, aber die Maschinenzeit lang; bei großer ist es umgekehrt. Das Kostenminimum liegt dazwischen und hängt vom Maschinenstundensatz, von den Kosten je Schneide und von der Wechselzeit ab. Moderne Steuerungen überwachen Standzeiten oder Stückzahlen und wechseln automatisch auf ein Schwesterwerkzeug.

Das solltest du dir merken

  • Die Schnittgeschwindigkeit beeinflusst die Standzeit am stärksten.
  • Aufbauschneide bekämpft man mit höherer Schnittgeschwindigkeit.
  • Kolk und plastische Verformung sind Temperaturprobleme.
  • Die Standmenge wird immer abgerundet.
  • Die wirtschaftliche Standzeit liegt zwischen den Extremen.

Formeln

Standzeitgerade nach Taylor
Schnittgeschwindigkeit, Standzeit in min, Exponent des Schneidstoffs, Konstante
Schnittgeschwindigkeit für eine neue Standzeit
bekannte, gewünschte Standzeit
Standmenge
Eingriffszeit der Schneide je Werkstück, Ergebnis abrunden

Typische Fehler in der Prüfung

  • Den Exponenten mit dem Kehrwert verwechselt und so die Wirkung stark über- oder unterschätzt.
  • Die Standmenge aufgerundet.
  • Bei Aufbauschneide die Schnittgeschwindigkeit weiter gesenkt.
  • Die Wechselzeit beim Kostenvergleich der Standzeiten vergessen.

Tipps aus der Werkstatt

  • Bei der Taylor-Gleichung hilft ein Plausibilitätscheck: Längere Standzeit heißt immer kleinere Schnittgeschwindigkeit. Kommt bei dir für die doppelte Standzeit eine höhere vc heraus, hast du das Verhältnis T1 zu T2 umgedreht. Die Standmenge wird immer abgerundet.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Verschleiß und Standzeit“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Zerspanungsmechaniker/-in, Lernfeld 10 (Optimieren des Fertigungsprozesses). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.