Industrie-Lexikon

Span (Fertigungstechnik)

Span bzw. Sp√§ne sind mechanisch abgetrennte Teilchen von einem bearbeiteten Werkst√ľck. Im Kontext der Fertigungstechnik, insbesondere des Zerspanens, bezeichnet der Begriff dabei meist Span aus Metall; grunds√§tzlich entsteht Span aber bei jeder Art spanender Bearbeitung von Festk√∂rpern. Bei der Holzbearbeitung entsteht Holzspan und auch bei der eher selten eingesetzten spanenden Kunststoffverarbeitung entstehen Sp√§ne.

Spanbildung
Zun√§chst findet das Anstauchen statt, wobei der Keil in den Werkstoff dringt und das Material staucht und verfestigt. Wird der Druck aufrechterhalten, steigt die Druck- und Schubspannung im Werkst√ľck bis zur Bruchgrenze und ein Span wird abgeschert. Das Abscheren erfolgt am Ort der maximalen Schubspannung, der sogenannten Scherebene, die mit der Werkst√ľckoberfl√§che den Scherwinkel bildet. Der Span flie√üt nun √ľber die Spanfl√§che des Schneidkeils ab und wird, wenn er auf weiteren Widerstand st√∂√üt, nochmals gestaucht.

Beim Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden unterscheidet sich der Vorgang der Spanbildung, da die vielen Schneiden eine unregelm√§√üige Form aufweisen und die Schnitttiefe der einzelnen K√∂rner sehr gering ist. Des Weiteren gleiten die K√∂rner erst √ľber die Werkst√ľckoberfl√§che.


Spanarten
Unter einer Spanart versteht man eine bestimmte Spangestalt, die sich in Abh√§ngigkeit von der Spanbildung ergibt. Anhand der Spanart kann der Spanvorgang beurteilt werden. Auf die Bildung der Spanart wirken die Schneidengeometrie, das Form√§nderungsverm√∂gen des Werkstoffs, die Spanungsgr√∂√üen, die Schnittgeschwindigkeit sowie der verwendete K√ľhlschmierstoff ein. Die Unterschiede der drei (je nach Quelle auch vier ) einzelnen Spanarten sind flie√üend. Mit manchen Werkstoffen k√∂nnen durch Ver√§nderung der Spanbedingungen alle Spanarten erzielt werden.

Reißspan
Wird ein spr√∂der Werkstoff durch ein spanendes Verfahren bearbeitet, entsteht meist der Rei√üspan (auch Br√∂ckelspan genannt). Kleine Spanwinkel und niedrige Schnittgeschwindigkeiten beg√ľnstigen ebenfalls die Bildung von Rei√üsp√§nen. Durch dem Keil vorausgehende Risse im Werkst√ľck l√∂st sich der Span ohne wesentliche Verformung. Durch das Herausbrechen des Spans ist die Oberfl√§che des Werkst√ľcks nach rei√üspanender Bearbeitung rau. Ein Beispiel f√ľr ein Material, bei dem Rei√üsp√§ne entstehen, ist Messing. K√ľhlschmierstoffe helfen nicht gegen den Rei√üspan.

Scherspan
Der Scherspan entsteht durch eine Verformung in der Scherzone. Das Material des Spans wird dabei √ľber das Umformverm√∂gen beansprucht. Der Span rei√üt parallel zur Ebene in einzelne Lamellen auseinander. Die hohen Temperaturen sorgen daf√ľr, dass Lamellen miteinander verschwei√üen.

Fließspan
Der Flie√üspan entsteht ebenfalls durch eine Verformung in der Scherzone, jedoch flie√üt der Span kontinuierlich √ľber die Werkzeugschneide ab. Dabei wird das Verformungsverm√∂gen des Materials nicht √ľberschritten. Die Umformung erfolgt somit in allen Schichten gleichm√§√üig. So entsteht ein zusammenh√§ngender Span. Der Flie√üspan entsteht bei einer hohen Schnittgeschwindigkeit und hohen Temperaturen sowie einem kontinuierlichen Schneideneingriff, wie es beispielsweise beim Drehen und Bohren h√§ufig der Fall ist.

Ein ordentlicher, langer Spanfluss ist die eleganteste Art der spanenden Metallbearbeitung. Der haupts√§chliche Nachteil ist die Gefahr der Kn√§uelbildung und damit der Beeintr√§chtigung automatischer Betriebsabl√§ufe. Daher eignen sich flie√üspanbildende Werkstoffe nur f√ľr kleine Fertigungslose beziehungsweise f√ľr gro√üe Lose, wenn der Flie√üvorgang des Spanes in regelm√§√üigen Abst√§nden unterbrochen und somit Bandsp√§ne vermieden werden k√∂nnen. F√ľr die Massenfertigung werden wenn m√∂glich kurzbrechende Automatenst√§hle bevorzugt, die einen erh√∂hten Anteil von Schwefel und Phosphor enthalten, welche den Spanbruch beg√ľnstigen, sich jedoch nachteilig auf Festigkeit und Duktilit√§t auswirken.

Lamellenspan
Bei Schwankung der Spanungsdicke aufgrund eines ungleichm√§√üigen Werkstoffgef√ľges kann es zur Ausbildung eines Lamellenspanes kommen. Die Struktur ist √§hnlich dem Scherspan, jedoch entstehen keine Bruchst√ľcke, sondern es findet eine reine Umformung statt.


Spanform
Die Spanform beschreibt die Form des Spans nach Verlassen des Werkzeugs. Die Entstehung der Spanform ist im Wesentlichen vom Werkstoff des Werkst√ľcks und den Schnittbedingungen abh√§ngig. Die einzelnen Spanformen werden nach ihrer √§u√üeren Form, nach der Sch√ľttdichte (bei Stahl in t/m¬≥), nach der m√∂glichen Gef√§hrdung des Bedienenden und nach der m√∂glichen Besch√§digung von Werkzeug, Werkst√ľck und Maschine eingeteilt.

Als ung√ľnstig gelten vor allem Bandsp√§ne und Wirrsp√§ne, da sie Spankn√§uel bilden und damit die Arbeitssicherheit gef√§hrden. Au√üerdem besch√§digen sie die Werkst√ľckoberfl√§che, behindern den Sp√§nefall und den automatischen Spanabtransport.

Auch Schraubensp√§ne (auch Wendelsp√§ne genannt) sollten vermieden werden, doch je nach L√§nge gelten sie noch als befriedigend. Die negativen Auswirkungen auf Werkst√ľck und Spanfall sind nicht so ausgepr√§gt wie bei Band- und Wirrsp√§nen. Spanbruchst√ľcke (oder Br√∂ckelsp√§ne) sind ebenfalls zu vermeiden, da sie durch Umherspritzen den Bediener gef√§hrden und F√ľhrungen verstopfen. An modernen Maschinen mit gekapselten Arbeitsraum und gesch√ľtzten F√ľhrungen stellt dies jedoch kein Problem dar.

Die g√ľnstigsten Sp√§ne sind Schraubenbruchsp√§ne, Spiralbruchsp√§ne und Spiralspanst√ľcke. Sie gef√§hrden den Bediener wenig, lassen sich leicht abtransportieren und besitzen eine hohe Sch√ľttdichte.

Spanraumzahl
Die Spanraumzahl R gibt das Verh√§ltnis zwischen dem Raumbedarf einer ungeordneten Spanmenge (Spanvolumen) und dem abgetrennten Werkstoffvolumen an. Je kleiner die Zahl, desto weniger Platz wird f√ľr die Sp√§ne ben√∂tigt und desto leichter k√∂nnen diese gehandhabt werden. In der Tabelle   sind die wichtigsten Spanformen und ihre Spanraumzahlen angegeben.

Spanform

Spanraumzahl

Bandspäne

‚Č• 90

Wirrspäne

‚Č• 90

Flachwendelspäne

‚Č• 50

lange zyl. Wendelspäne

‚Č• 50

Wendelspanst√ľcke

‚Č• 25

Spiralspäne

‚Č• 8

Spiralspanst√ľcke

‚Č• 8

Bröckelspäne

‚Č• 3



Spanleitung
Damit die Späne möglichst wenig Platz beanspruchen und leichter abtransportiert werden können, kann mit Spanleitstufen und Spanleitplatten auf die Spanbildung durch Brechen oder Umleiten des Spans Einfluss genommen werden.

Quelle: Wikipedia

 

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