J. T. Nicholsons Versuche mit Schnellschnittstählen. Von Prof. Pregél, Chemnitz. Nicholsons Versuche mit Schnellschnittstählen. Dr. J. T. Nicholson, Professor an der Municipal School of Technology in Manchester hat sehr interessante Schnittversuche mit Schnelldrehstählen vorgenommen, welche in der Zeitschrift „Engineering“ 1903, II, 590, veröffentlicht sind. Zu diesen Versuchen hatte die Firma W. G. Armstrong, Whitworth & Co. Lim., Manchester, eine Drehbank von 380 mm Spitzenhöhe und 3150 mm Länge zwischen Spitzen geliehen, welche von einem Elektromotor durch Vermittlung eines Stufenscheibendeckenvorgeleges betätigt, genügende Triebkraft besass, um sämtlichen Ansprüchen zu genügen. Textabbildung Bd. 320, S. 497 Fig. 1. Schaulinien zu Tabelle A–D und J.Spezifischer Schnittdruck kg/qmm; Masstab; Gusseisen; Normaler Spanquerschnitt; Weich; Mittelhart; Hart Die dreiläufigen Stufenscheiben für 152 mm Riemenbreite hatten folgende Durchmesser in mm: am Deckenvorgelege 800 700 600 an der Drehbankspindel 400 500 600 mit Uebersetzung \frac{2}{1} \frac{1,4}{1} \frac{1}{1} während die Rädervorgelege   der Drehbank Ueber-   setzungen enthielten: \frac{14,9}{1} und \frac{42,5}{1} Der Schuckertsche Elektromotor machte 100 bis 300 Minutenumläufe, so dass hiermit in Verbindung mit dem Decken- und Rädervorgelege der gewünschte Wechsel in der Schnittgeschwindigkeit erreichbar war. Am Antriebriemen zwischen Antriebscheibe und Stufenscheibe an der Tabelle I. Versuche mit Gusseisen bei drei Materialhärten I–III und vier Spanquerschnitten A–D. Textabbildung Bd. 320, S. 498 Versuchs-No.; Schnittdruck; Mech. Effekt; Material; Wirkl. Spanquerschn.; Wirkliche Schnittfläche; Spanvolumen; normal; berechnet; Spangew. gewogen; Mech. Arbeit; Wirkl. Schneidwinkel; Spanquerschnitt; Weiches Gusseisen; Mittel; Mittelhartes Gusseisen; Spanquerschnitt; Hartes Gusseisen Decke, war ein Dynamometer von Hefner-Alteneck eingeschaltet, der selbst wieder durch eine Pronysche Bremse, welche am Werkstück an der Drehbank angeordnet war, zeitweilig geprüft wurde. Mit Hilfe des Zwischendynamometers und der Volt-Amperemeter konnten jederzeit der Effektverbrauch nachgewiesen werden. Die in bestimmter Zeitdauer abgefallenen Drehspäne wurden gewogen, der Schnittkreis, als Mittel zwischen den gemessenen Durchmesser vor und nach dem Schnitt berechnet und nach Ablesungen am Umlaufzähler die Schnittgeschwindigkeit festgelegt. Als normale Schnittiefe wurde die Hälfte der Durchmesserunterschiede angenommen, während als Schaltung (traverse) der Quozient, linearer Abstand parallel zur Drehbankachse, zwischen Schnittbeginn zu Schnittansatz am Ende des Versuches gemessen, dividiert durch die Anzahl Schnitte, bestimmt worden ist. Als Schnittfläche wurde das Produkt aus Schnittlänge mal Umfang des abgedrehten Zylinders am Grund gemessen, also der Zylindermantel angegeben. Der Schnittdruck an der Schneide des Werkzeuges wurde als Quozient aus Effekt durch Schnittgeschwindigkeit ermittelt. Weil dieser Effekt durch den Pronyschen Zaum auf den Umfang des Werkstückes abgeleitet wurde, so beziehen sich diese Effektangaben auf die reine Schnittwirkung. Es bleibt daher der Wirkungsgrad der Drehbank unberücksichtigt. Das Werkstückmaterial, zu diesen Versuchen, sechs Zylinder von annähernd 500 mm Durchmesser und 2745 mm Länge, wurde von W. A. Armstrong, Withworth & Co. unentgeltlich geliefert. Drei Zylinder, I, II, III, waren aus Gusseisen, weich, halbhart und hart, drei Zylinder, IV, V, VI, aus Stahl Tabelle I (Fortsetzung). Textabbildung Bd. 320, S. 499 Versuchs-No.; Schnittdruck; Mech. Effekt; Material; Wirkl. Spanquerschn.; Wirkliche Schnittfläche; Spanvolumen; normal; berechnet; Spangew. gewogen; Mech. Arbeit; Wirkl. Schneidwinkel; Spanquerschnitt; Weiches Gusseisen; Mittel; Mittelhartes Gusseisen; Spanquerschnitt; Hartes Gusseisen mit vorgeschriebenem Kohlenstoffgehalt, und zwar 0,2, 0,3 und 0,5 v. H. ebenfalls als weich, halbhart und hart bezeichnet. Das Material wurde auf die chemische Zusammensetzung, ferner auf Festigkeit und Härte geprüft. Das spezifische Gewicht wurde bestimmt, so dass das Spanvolumen sowohl aus der Schnittfläche, geometrisch, als auch aus dem Spangewicht zu berechnen möglich war. Zu diesen Versuchen haben die folgenden acht Firmen je zwölf Schneidstähle von 38 mm Quadratquerschnitt und 300 mm Länge geliefert und dabei Angaben über die gewünschte Schnittgeschwindigkeit, über die günstigen Schneid- und Anstellungswinkel, sowie das zu beachtende Härteverfahren mitgegeben. Auf diesen Werkzeugen waren die Stahlmarken, z.B.: H. S. S. High speed steel, S. S. H. S. Special self hardening steel, N. T. K. S. N. F. K. Speedicut, M. H. S. S. Mushet high speed steel, B. R. S. H. Böhler rapid self hard usw. aus welchem die Werkzeuge ausgeschmiedet wurden, eingeschlagen. Nebst diesen waren die abgekürzten Initialen der Firmen, welche als Hersteller der Schneidstähle, also als Lieferanten der fertigen Drehstähle, hauptsächlich in Mitbewerb traten, angegeben. Die Brandmarken der Firmen sind in den folgenden Tabellen, der Einfachheit wegen, noch weiter abgekürzt, während die Angabe der Stahlmarken nur in besonderen Fällen, z.B. bei Mushet-Stahl, angeführt ist. Firma: Brandmarke: Tabellen-Abkürzung: Armstrong, Whitworth & Co. A. W. & Co. A. W. Samuel Buckley S. B. S. B. John Brown & Co. J. B. & Co. Br. C. Cammell & Co. C. C. & Co. Cm. T. Firth & Sons T. F. & Sons Fr. Tabelle Ia. Versuche mit Stahl bei drei Materialhärten IV–VI und vier Spanquerschnitten E–H. Textabbildung Bd. 320, S. 500 Versuchs-No.; Schnittdruck; Mech. Effekt; Material; Wirkl. Spanquerschn.; Wirkliche Schnittfläche; Spanvolumen; normal; berechnet; Spangew. gewogen; Mech. Arbeit; Wirkl. Schneidwinkel; Spanquerschnitt; Weicher Stahl; Mittel; Mittelharter Stahl; Spanquerschnitt; Harter Stahl Firma: Brandmarke: Tabellen-Abkürzung: Samuel Osborn & Co. S. O. & Co. Os. Seebohm & Dickstahl S. & D. S. D. Vickers Sons & Maxim V. Sons & M. V. M. Die Schneidstahlwinkel wurden vor und nach dem Schnittversuch gemessen und die Zeitdauer des Versuches notiert, sowie das besondere Verhalten des Schneidstahles entsprechend bemerkt. Die Schnittversuche wurden auf vier normale Spanstärken, also auf vier Spanquerschnitte (f in qmm) gruppiert, welche in den Tabellen bezeichnet sind für Gusseisen und Stahl mit Gusseisen; Stahl A; E für f = 1/16'' × 1/16 = 2,5 qmm, B; F „   = 3/16'' × 1/16 = 7,5 „ Gusseisen; Stahl C; G für f = 3/16'' × ⅛'' = 15 qmm, D; H „ f = ⅜'' × ⅛'' = 30 „ Unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Zeichen I-VI für die Beschaffenheit des Werkstückmaterials bedeutet daher z.B. A II: weiches Gusseisen, welches mit dem Schnittquerschnitt 1/16'' Schnittiefe und 1/16'' Vorschub, also mit f = 2,5 qmm Spanquerschnitt bearbeitet wird. Dagegen wird G III angeben, dass harter Stahl mit 0,5 v. H. Kohlenstoffgehalt, durch einen Schnitt von 3/16'' Tiefe bei ⅛'' Vorschub bearbeitet, dass also ein normaler Span von f = 15 qmm abgenommen wird. Jeder Versuchsgruppe sind sieben Einzelversuche, also sieben Schneidwerkzeuge zugewiesen. Um aber diese Tabelle Ia (Fortsetzung). Textabbildung Bd. 320, S. 501 Versuchs-No.; Schnittdruck; Mech. Effekt; Material; Wirkl. Spanquerschn.; Wirkliche Schnittfläche; Spanvolumen; normal; berechnet; Spangew. gewogen; Mech. Arbeit; Wirkl. Schneidwinkel; Spanquerschnitt; Weicher Stahl; Mittel; Mittelharter Stahl; Spanquerschnitt; Harter Stahl Arbeit übersichtlicher zu gestalten, sind nur fünf Einzelversuche in den Tabellen angeführt, und jene Versuche, welche mit Fehler behaftet oder die eine zu kurze Versuchsdauer aufweisen, ausgeschieden worden. Diese Versuchsergebnisse sind ausserdem nach abnehmender Schnittgeschwindigkeit geordnet und auf metrisches Mass und Gewicht umgerechnet worden. Zudem ist eine vollständige Umgestaltung der Spaltenordnung vorgenommen worden und diese von 1 bis 180 nummeriert, so dass Verwechslungen vermieden und die Bezugnahme erleichtert wird, während die in der ersten Spalte angeführten Versuchszahlen mit der ursprünglichen Bezeichnung übereinstimmen, so dass eine Vergleichung mit den Orginalangaben jederzeit möglich bleibt. Hiermit dürften diese nicht nur wichtigen, sondern auch sehr interessanten Versuchsergebnisse den Maschinen-industriellen Deutschlands zugänglich gemacht und dabei dem Konstrukteur mancher Fingerzeig gewährt werden. In den je vier Grundtabellen I, und zwar I A bis I D für Gusseisen I, II, III und I a E bis I a H für Stahl I, II, III ist der Schnittdruck in kg, aus dem mechanischen Effekt in Pferdestärken und alsdann auf die normale Schnittiefe kg/mm als linearer spezifischer Druck berechnet, während der spezifische Flächendruck kg/qmm auf den wirklichen, den effektiven Spanquerschnitt (Spalte 10) bezogen ist. Der mechanische Effekt ist jedoch nicht als (75 × PS), sondern als (kg × 0,001 mm/Sek.), also Schnittdruck (Spalte 4) mal Schnittgeschwindigkeit (Spalte 3) berechnet und dieser wieder als spezifischer Effekt auf den wirklichen Spanquerschnitt (Spalte 10) in mkg.Sek./qmm zurückgeführt. Der wirkliche Spanquerschnitt in qmm, sowie die Schnittfläche in qcm/Sek. sind aus den Originalangaben übernommen. Während ferner das Sekunden-Volumen (Spalte 12) aus den geometrischen Verhältnissen herrührt, ist das Volumen (Spalte 13) in ccm/Sek. aus dem stündlichen Spangewicht (Spalte 14), also aus kg/Std. berechnet. Von besonderer Wichtigkeit ist in Spalte 15 die Angabe der spezifischen mechanischen Arbeit, auf die stündliche Spanleistung bezogen, während in Spalte 16 der wirkliche Schneidwinkel angegeben ist. Textabbildung Bd. 320, S. 502 Fig. 2. Schaulinien zu Tabelle A–D und K.; Spezifische mechanische Arbeit; Masstab Textabbildung Bd. 320, S. 502 Fig. 3. Schaulinie zu Tabelle D und L; Spezifischer Effekt; Masstab. Am Schluss jeder Gruppe sind die Mittelwerte aus den fünf Einzelversuchen zusammengefasst, welche, sowie alle übrigen, eine passende Abrundung nach bekannten Regeln erfahren haben. Die Schneidwinkel wurden dabei auf je 5' abgerundet. Die Schaulinien Fig. 1 bis 3 betreffen ausschliesslich Gusseisen als Werkstückmaterial, und zwar ist in Fig. 1 der wirkliche spezifische Schnittdruck kg/qmm behandelt wobei die Grösst- und Kleinstwerte jeder Gruppe nach Tab. I A bis D mit der entsprechenden Nummer des Versuches versehen sind, so dass diese zugleich den Hinweis auf Tab. I geben. In analoger Weise sind in Fig. 2 die Schaulinien für die spezifische mechanische Arbeit mkg/Std.kg und irr Fig. 3 der spezifische mechanische Effekt Sek.mkg/qmm dargestellt. Beim Vergleich dieser drei Schauliniengruppen (Fig. 1 bis 3) springt eine gewisse Uebereinstimmung der Gestaltung der einzelnen Polygonzüge sofort in die Augen, was selbstverständlich ist, weil sowohl die mechanische Arbeit, als auch der mechanische Effekt abhängig sind vom Schnittdruck, und alle drei Schaulinien einer gemeinschaftlichen Grundlinie mm/Sek. in demselben Masstabe entsprechen. Durch eine passende Wahl der Ordinaten-Masstabe könnte unter Umständen eine annähernd vollständige Ueberdeckung aller drei Schaulinien erhalten werden, so dass in einem einzigen Linienzuge die drei Werte zum Ausdruck gelangen könnten. (Fortsetzung folgt.)