Zerspanen ist ein mechanisches Bearbeitungsverfahren

Als Zerspanungstechnik (alternative Bezeichnungen Zerspanen, Zerspanung) werden unterschiedliche Bearbeitungsverfahren gemeint. Das Gemeinsame von diesen Fertigungsverfahren ist, dass es sich erstens um eine mechanische Bearbeitung des Materials (mithilfe vom Handwerkzeug oder einer Maschine) handelt. Die weitere Gemeinsamkeit von allen Spanverfahren ist, dass das Material in die gewünschte Form gebracht wird, indem Schichten (Späne) abgetrennt werden. So gehört die Zerspanungstechnik folglich zu den trennenden Fertigungsverfahren.

Zerspanen – unterschiedliche Verfahren

Eines der bekanntesten Verfahren, die zum Zerspanen gehören, ist das Drehen. Dabei wird das Werkstück gedreht und die Bearbeitung erfolgt mithilfe einer Drehbank oder Drehmaschine. Weiterhin gehört Fräsen zu dieser Gruppe der Bearbeitungsverfahren. Beim Fräsen bleibt das Werkstück unbeweglich, die Formgebung wird durch die Rotationsbewegungen des Schneidewerkzeugs einer Fräsmaschine ermöglicht. Auch Bohren als Erzeugung von unterschiedlich geformten Vertiefungen, sowie Sägen als Trennung (Zerteilung) von Material gehören der Zerspanungstechnik an. Der Begriff Zerspanung wird überwiegend in Bezug auf die Bearbeitungsverfahren in der Metallindustrie verwendet. Aber auch nichtmetallische Werkstoffe wie Kunststoffe und Holz lassen sich sehr gut zerspanen.

Wie funktioniert das Zerspanverfahren?

Das Werkzeug, in der Regel keilförmig, dringt in die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks ein. Dabei befinden sich entweder das Werkzeug oder das Werkstück in Bewegung (Rotation). Die Bewegungsabläufe beim Zerspanen werden als Spanungsbewegung bezeichnet, dabei wird zwischen der Schnittbewegung (in die Schnittrichtung) und der Vorschubbewegung (Werkzeug bewegt sich entlang des Werkstücks) unterschieden. Im realen Spanvorgang werden die beiden Bewegungsarten miteinander kombiniert – es entsteht eine Wirkbewegung. Das Schneidewerkzeug trägt gezielt eine Materialschicht nach der anderen ab und formt dadurch das Werkstück.

Voraussetzungen für die Anwendung der Zerspanungstechnik

Vor allem soll das Material spanbar sein, es wird dabei von der Zerspanbarkeit des Werkstoffes, also von dem Verhalten des Werkstoffs während dem Zerspanprozess, gesprochen. Die Zerspanbarkeit wird v.a. durch die Oberflächengüte (die Rauheit der Oberfläche) bestimmt. Von dieser Eigenschaft des Werkstoffs hängt z.B. die Schnittgeschwindigkeit ab, so dass schlecht zerspanbare Oberflächen nur langsam bearbeitet werden können und auch den hohen Verschleiß des Werkzeugs verursachen. Grundsätzlich gilt es, dass das Material des Werkzeugs härter, als das des Werkstücks sein soll. Spanwerkzeug kann z.B. aus gehärtetem Stahl, aber auch aus Korund oder Diamant hergestellt werden.

Die Rolle der Kühlschmierstoffe

Kühlschmierstoffe spielen auf dem Gebiet der Zerspanungstechnik, speziell bei der Fertigung von Drehteilen, eine zentrale Rolle, denn bei diesem Fertigungsverfahren entwickeln sich hohe Temperaturen. Kühlschmierstoffe kühlen sowohl das Werkzeug, als auch das Werkstück ab und entfernen außerdem die Späne.