Nicholsons Versuche mit Schnellschnittstählen. Von Prof. Pregél, Chemnitz. (Schluss von S. 542 d. Bd.) Nicholsons Versuche mit Schnellschnittstählen. In der Tab. X und Xa sind die Winkel der Schneidstähle angeführt, welche während der Versuche A bis H zur Anwendung gelangten. Textabbildung Bd. 320, S. 551 s = (a + φ) ist der Schneidwinkel (Fig. 9) normal zur Drehungsachse des Werkstückes, welcher nur für die Scheitelstelle gilt, in welcher die Spanstärke von Null, im Bogendreieck bis zur Schaltungsstärke zunimmt. Der wirkliche Schneidwinkel, Spalte 137, liegt in der Ebene EF (Fig. 10 und 11), welche senkrecht zum Schnittbogen und annähernd in dessen Halbierungsstelle steht. Am Ende eines Versuches wurde derselbe nachgemessen und in Spalte 174 eingetragen. Von allgemeinem Interesse dürfte die bei diesen Versuchen gebrauchten Ueberhöhungen h mm, Spalte 139, sein, welchen die Ueberhöhungswinkel β, Spalte 138, entsprechen, die bei der Bemessung der Brustwinkel in der Ebene \overline{A\,B} (Fig. 9) zur Geltung kommen. Mit dem Brustwinkel (β + γ), Spalte 134, kann wieder der Schneidwinkel s = 90 – (β + γ) Spalte 133, bestimmt werden, während der seitliche Schneidwinkel δ = (90 – ψ) Spalte 136 (Fig. 12) in die Ebene CD fällt, welcher mit dem Ende des Schnittbogens zusammenfallen sollte. Die Länge des Schnittbogens mm, Spalte 140, hängt von der Spantiefe mm ab, und steigt von A 1/16'' ∾ 4,5 mm auf, bei D ⅜'' ∾ 15 mm im Maximum auf 22 mm an. Demgemäss wechselt der lineare, wirkliche Schnittdruck kg/mm auf den Schnittbogen bezogen, Spalte 141, in Tab. X für Gusseisen II von 60 bis 160 kg/mm und für Stahl, Tab. Xa, zwischen 100 und 360 kg/mm nach Spalte 178, Tab. XII. Dieser spezifische lineare Schnittdruck kann aber in bezug auf den einzelnen Schnittbogen unmöglich konstant sein, sondern es wird entsprechend dem Bogendreieck des Spanquerschnittes, von der Scheitelstelle bis zum Spanrücken stetig zunehmen und seinen Grösstwert am Spanrücken erhalten. Textabbildung Bd. 320, S. 551 Gusseisen. Mittlere Schneidestahlwinkel. Stahl-Werkstück.Fig. 13. Schneidwinkel s in Ebene FB.Fig. 14. Wirklicher Schneidwinkel in Ebene EF.Fig. 15. Seitlicher Schneidwinkel in Ebene CD.Fig. 16. Schneidwinkel s in Ebene AB.Fig. 17. Wirklicher mittlerer Schneidwinkel in Ebene EF.Fig. 18. Seitlicher Schneidwinkel in Ebene CD. Nach dem einfachen Proportionalitätsgesetz würde daher der höchste lineare Schnittdruck auf die Schneidkante für Gusseisen 2 . 160 = 320 kg/mm und für Stahl 2 . 360 = 720 kg/mm betragen, während der lineare Schnittdruck kg/mm auf die Tiefe des Schnittes bezogen, bei Gusseisen II nach Tab. I D No. 59 auf 400 kg/mm, Spalte 5, steigt, bei Stahl VI nach Tab. G (No. 149/153) aber auf 750 kg/mm stehen bleibt. Es ist nun sehr wahrscheinlich, dass im Gegensatz hierzu das umgekehrte Verhältnis bei spezifischem Flächendruck kg/qmm stattfindet, dass also der grösste Druck an der Scheitelstelle, dagegen der kleinste Flächendruck wegen der grösseren Flächenentwicklung des Spanquerschnittes am Spanrücken eintreten dürfte. Tabelle X. Winkelverhältnisse an den Schneidstählen. Textabbildung Bd. 320, S. 552 Versuch-No.; Material; Schneidwinkel; Brustwinkel; Anstellungswinkel; Seitlicher Schneidwink.; Wirkl. Schneidwinkel i. d. Ebene; Ueberhöhung; Länge des Schnittbogens; Schnittgeschwindigkeit; Schneidstahl-Marke; Spanquerschnitt; Weiches Gusseisen; Mittelhartes Gusseisen; Hartes Gusseisen; Mittel Wird dem das Verhältnis 3 : 1 zugrunde gelegt, so entstände an der Scheitelstelle des Schneidstahls ein Flächendruck, der mindestens dreimal, wenn nicht fünfmal so gross als der normale mittlere, Spalte 5, ist. In Tab. XI sind Einzelversuche für kleinsten, wirklichen Schneidwinkel und nach dem Werkstückmaterial Gusseisen I bis III und Stahl IV bis VI geordnet und nach dem Spanquerschnitt f qmm gruppiert, angegeben. Hieraus erkennt man nicht, wie das Verhalten des Schneidwinkels zur spezifischen mechanischen Arbeit sich stellt, da die Beschaffenheit des Materials einen wesentich grösseren Einfluss auf die spezifische mechanische Arbeit besitzt als die Grösse des Schneidwinkels. So ist nach Tab. XI für Stahl IV B No. 4 der Schneidwinkel 60° und die mechanische Arbeit 21600 mkg/Std. kg, während für V B No. 88 der Schneidwinkel 65° beträgt, wobei die mechanische Arbeit blos 20200 mkg/kg ausmacht. Besonders auffällig tritt diese Abweichung nach Tab. XI in den beiden Fällen II D No. 65 und III D No. 188 hervor, wo Schneidwinkel 70 und 73°, spezifischer Schnittdruck 88 und 130 kg/qmm, spezifischer Effekt 11 und 12 mkg Sek./qmm, spezifische mechanische Arbeit 23000 und 15000 mkg/Std. kg sind. Hiernach ist der Schluss berechtigt, dass für mittelhartes Gusseisen der wirkliche Schneidwinkel von 70° entschieden zu klein ist, während derselbe nach dem Versuch No. 180, also nach I D No. 180 zu urteilen, für weiches Gusseisen richtig getroffen worden ist, weil die Schnittdauer wie in II D No. 65 und III D No. 188 je 30 Minuten betragen hat. Tabelle X (Fortsetzung). Textabbildung Bd. 320, S. 553 Versuch-No.; Material; Schneidwinkel; Brustwinkel; Anstellungswinkel; Seitlicher Schneidwink.; Wirkl. Schneidwinkel i. d. Ebene; Ueberhöhung; Länge des Schnittbogens; Schnittgeschwindigkeit; Schneidstahl-Marke; Spanquerschnitt; Weiches Gusseisen; Mittelhartes Gusseisen; Hartes Gusseisen; Mittel Im allgemeinen kann als richtig angenommen werden, dass die durch die Spanreibung verursachten Widerstände mit kleinerem Schneidwinkel zunehmen, dass hingegen die durch die Abscherung der Spanelemente bedingten Widerstände mit grösserem Schneidwinkel wachsen. Es ist daher berechtigt, die mechanischen Effekte auf mittlere Schneidstahlwinkel zu beziehen und dadurch passende Vergleichungen zu ermöglichen. In der Tab. XII ist die Zusammenstellung der Winkelmittelwerte durchgeführt und der spezifische mechanische Effekt Sek. mkg/qmm darauf zurückgeführt. Aus dieser Tab. XII ersieht man, dass durchgehends die wirklichen Schneidwinkel für Gusseisen I kleiner als für III sind, Spalte 173; dass jedoch diese Annahme bei Stahl nur ausnahmsweise zutrifft, in einem einzelnen Falle sogar E IV > E VI wird, so dass 74° 35 > 69° 20 mittlerer Schneidwinkel für weichen bezw. harten Stahl ist. Es ist weiter in Tab. XII bei G IV = G VI nach Spalte 173 der Schneidwinkel 70° 15' = 70° 0'. Daraus könnte gefolgert werden, dass der Einfluss der Grösse des Schneidwinkels bei Stahl ganz und gar zurücktritt. Ganz anders tritt der spezifisch mechanische Effekt mkg Sek./qmm in die Erscheinung, welcher nach Spalte 180 stets I > III bezw. IV > VI ist und auch wegen der weiter getriebenen Spanzerkleinerung A > B > C > D für I, II bezw. III bezw. E > F > G > H für IV, V bezw. VI ausfällt. Tabelle Xa. Winkelverhältnisse an den Schneidstählen. Textabbildung Bd. 320, S. 554 Versuch-No.; Material; Schneidwinkel; Brustwinkel; Anstellungswinkel; Seitlicher Schneidwink.; Wirkl. Schneidwinkel i. d. Ebene; Ueberhöhung; Länge des Schnittbogens; Schnittgeschwindigkeit; Schneidstahl-Marke; Spanquerschnitt; Weicher Stahl; Mittelharter Stahl; Harter Stahl; Mittel So ist bei Gusseisen das Verhältnis \frac{\mbox{I A}}{\mbox{I B}}=\frac{56}{26}\,\sim\,2 und bei Stahl \frac{\mbox{IV F}}{\mbox{IV H}}=\frac{90}{46}\,\sim\,2 bezw. \frac{\mbox{IV E}}{\mbox{IV G}}=\,\sim\,2 Wären in diesen Fällen die Schnittgeschwindigkeiten in jedem einzelnen Verhältnis gleich, so wäre der Schluss auf die angeführte Annahme richtig. Da aber in diesen beispielsweise angeführten Verhältnissen die Schnittgeschwindigkeiten nach Spalte 179 stark abweichen, der spezifische mechanische Effekt aber eine Funktion der Geschwindigkeit ist, so wird erst nach entsprechender Reduktion dieser Quozienten die Beziehung auf die Spanverkleinerung hervortreten. Die Geschwindigkeitsverhältnisse sind aber: \frac{\mbox{I A}}{\mbox{I B}}=\frac{550}{440}=\frac{5}{4} \frac{\mbox{IV F}}{\mbox{IV H}}=\frac{510}{250}=2 und \frac{\mbox{IV E}}{\mbox{IV G}}=\frac{660}{350}\,\sim\,\frac{11}{6}. Werden nun die reziproken Werte der Geschwindigkeitquozienten mit den früheren Effektquozienten multipliziert, so entstehen Werte, die bei Vergleichung des mechanischen Effektes zur Spanverkleinerung dienen könnten. Tabelle Xa (Fortsetzung). Winkelverhältnisse an den Schneidstählen. Textabbildung Bd. 320, S. 555 Versuch-No.; Material; Schneidwinkel; Brustwinkel; Anstellungswinkel; Seitlicher Schneidwink.; Wirkl. Schneidwinkel i. d. Ebene; Ueberhöhung; Länge des Schnittbogens; Schnittgeschwindigkeit; Schneidstahl-Marke; Spanquerschnitt; Weicher Stahl; Mittelharter Stahl; Harter Stahl; Mittel Es wäre alsdann: \frac{\mbox{I A}}{\mbox{I B}}=\frac{4}{5}\cdot 2=\frac{8}{5}=1,6 \frac{\mbox{IV F}}{\mbox{IV H}}=\frac{1}{2}\,2=1 \frac{\mbox{IV E}}{\mbox{IV G}}=\frac{6}{11}\cdot 2=\frac{12}{11}=1,1. Die Spanverkleinerung B = 7,5 qmm auf A = 2,5 qmm würde daher bei weichem Gusseisen I einen mechanischen Effekt beanspruchen, der 1,6 mal so gross ist, als bei B = 7,5 qmm Spanquerschnitt. Dagegen wäre eine Effektverstärkung bei Stahl IV und H = 30 qmm auf F = 7,5 qmm nicht erforderlich, während bei einer Spanzerteilung bei Stahl von 15 auf 2,5 qmm im Falle \frac{\mbox{IV E}}{\mbox{IV G}}=1,1 nur eine kleine Steigerung des Effektes in die Erscheinung tritt. In den Fig. 13 bis 18 sind nach Tabellen XII die Schneidstähle für Gusseisen und Stahlwerkstücke für mittlere Winkelwerte gezeichnet. Dagegen folgen aus den Gruppenmitteln der Tab. XII folgende Grenzwinkel in Spalte 173: Wirkliche Schneidwinkel für Gusseisen: C I = 70° 45' bez. D III = 77° 25'. Wirkliche Schneidwinkel für Stahl: H V = 66° 0' bez. E IV = 74° 35'. Tabelle XI. Einzelversuche für kleinsten Schneidwinkel und grösste Geschwindigkeit. Textabbildung Bd. 320, S. 556 Gusseisen; Stahl; Weich; Mittelhart; Hart; Normaler Spanquerschnitt; Versuch-No; Wirklicher Schneidwinkel; Seitlicher Schneidwinkel; Anstellungswinkel; Brustwinkel; Ueberhöhungswinkel; Ueberhöhung; Schnittgeschwindigkeit; Spezifischer Schnittdruck; Spezifischer Effekt; Schnittfläche; Spangewicht; Spezifische mechan. Arbeit Für die lineare Ueberhöhung h mm, Spalte 176, sind: Kleinstwerte: Grösstwerte: für Gusseisen B III = 4 mm bez.   B II = 15 mm, „ Stahl E IV = 8 „ „ H IV = 22 mm, und Mittelwerte: für Gusseisen h =   8,7 ∾   9 mm, „   Stahl h = 13,9 ∾ 14   „ angenommen. Tabelle XII. Mittlere Schneidstahlwinkel. Textabbildung Bd. 320, S. 557 Material; Art; Zustand; Spanquerschnitt; Gruppenzeichen aus Tab.; Schneidwinkel; Brustwinkel; Anstellwinkell; Seitlicher Schneidwinkel; Wirklicher Schneidwinkel; Ueberhöhung; Schnittbogen; Spezifisch. Druck; Schnittgeschw.; Spezif. Effect; Weich; Mittelhart; Hart; Gesamtmittel; Mittel; Gusseisen; Stahl