CNC-Bearbeitung ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem Material von einem Werkstück entfernt wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Für den Materialabtragungsprozess werden unterschiedliche Arten von Schneidwerkzeugen verwendet. Dabei entscheiden die Bearbeitungsvariablen über die Eigenschaften des Materialabtrags und die Qualität der bearbeiteten Teile. CNC-Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sind die beiden wichtigsten Variablen, sie wirken sich direkt auf Produktionsgeschwindigkeit, Präzision, Spanabfuhr, Oberflächengüte und Werkzeuglebensdauer aus. Daher ist die Berücksichtigung ihrer Optimierungen bei jedem CNC-Bearbeitungsprojekt von wesentlicher Bedeutung.
In diesem Artikel werden das Konzept und die Bedeutung in der Fertigung erläutert sowie erklärt, wie Sie Vorschub und Geschwindigkeit berechnen können.
Was ist CNC-Schnittgeschwindigkeit?
Die CNC-Schneidgeschwindigkeit gibt an, wie schnell das Werkzeug das Material vom Werkstück entfernt. Es ist die Distanz, die der Fräser in einer festgelegten Zeit, normalerweise in einer Minute, entlang der Werkstückoberfläche zurücklegt. Die Einheiten sind: m/min und ft/min.
Anhand der Einheit können Sie erkennen, dass es sich um die Geschwindigkeit des Werkzeugs relativ zum Werkstück handelt. Eine höhere Geschwindigkeit bedeutet also eine höhere Spanbildung aufgrund der schnellen Relativbewegung zur Werkstückoberfläche. Die schnelle Schnittgeschwindigkeit kann die Produktionszykluszeit, sie führen jedoch zu schnellem Werkzeugverschleiß und kürzerer Lebensdauer. Wenn die Geschwindigkeiten zusammen mit dem Vorschub zu stark ansteigen, kann das Werkzeug brechen, insbesondere bei harten Werkstücken.
Die Spindeldrehzahl ist die Rotationsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs oder Werkstücks (U/min), während die Schnittgeschwindigkeit die lineare Geschwindigkeit ist, mit der sich das Werkzeug über das Werkstück bewegt (m/min, ft/m, Zoll/min).
Wie berechnet man die CNC-Schnittgeschwindigkeit?
Die Schnittgeschwindigkeit kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
Schnittgeschwindigkeit (v) = πDN/1000 m/min
Kennzahlen:
D ist der Durchmesser des Schneidwerkzeugs oder Teils in Millimetern,
N ist die Spindeldrehzahl in Umdrehungen pro Minute (RPM).
Faktoren, die die Geschwindigkeit beeinflussen
- Bearbeitbarkeit und Härte
- Werkzeugmaterial und Geometrie
- Stabilität der Maschine
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Wie hoch ist die Vorschubgeschwindigkeit bei der CNC-Bearbeitung?
Die Vorschubgeschwindigkeit gibt an, wie schnell das Material bei einer Umdrehung des Bearbeitungswerkzeugs entfernt wird. Sie wird in mm/Umdrehung und Zoll/Umdrehung angegeben. Beispielsweise beziehen sich 2 mm/Umdrehung darauf, dass das Schneidwerkzeug bei einer Umdrehung 2 mm über die Werkstückoberfläche fährt. Dabei müssen Sie verstehen, dass die Schnitttiefe hier konstant ist.
Schnittgeschwindigkeit und Vorschub
Manchmal wird der Vorschub auch in mm/Zahn ausgedrückt, was bedeutet, wie viel Länge durch das Schneiden der Zähne bearbeitet wird.
In linear CNC Bearbeitung Bei Prozessen (wie Scherschneiden und Laserbearbeitung) wird sie in mm oder Zoll pro Minute ausgedrückt.
Wie berechnet man die Vorschubgeschwindigkeit?
Der Vorschub der CNC-Bearbeitung kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
vf = n·z·fz
Woher,
Fz ist Spanlast pro Zahn Ein Zahn bestimmter Dicke, nächste, und geht weiter
N ist die Drehzahl der Spindel U/min
Z ist die Anzahl der Zähne
CNC-Bearbeitung und Schneidflüssigkeit
Darüber hinaus können Sie den online verfügbaren CNC-Schnittgeschwindigkeits- und CNC-Vorschubrechner verwenden. Dort müssen Sie lediglich einige Informationen zum Bearbeitungsprozess eingeben und der Rechner berechnet den passenden Vorschub und die passende Geschwindigkeit.
Faktoren, die die Vorschubgeschwindigkeit beeinflussen
- Werkzeug- und Werkstückmaterial
- Schnitttiefe und Dicke des entstehenden Spans
- Werkzeuggeometrie
- Anzahl der Schneiden bzw. Flächen am Werkzeug
Bedeutung von Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit bei der CNC-Bearbeitung
Zu langsame und zu hohe Schnittgeschwindigkeiten wirken sich negativ auf Genauigkeit, Präzision und Werkzeuglebensdauer aus. Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist, kann dies die Oberfläche beschädigen und sogar das Werkzeug beschädigen. Andererseits bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit den Rauheitsgrad der bearbeiteten Oberfläche. Wenn zu viel Material über die Spindeldrehzahlgrenze hinaus zugeführt wird, bricht letztendlich der Werkzeugverschleiß, während ein regelmäßiges Ungleichgewicht von CNC-Vorschüben und -Geschwindigkeiten zu Aufbau und CNC Bearbeitungstoleranz. Die Auswirkungen sind insbesondere bei härteren Materialien wie gehärtetem Stahl, Werkzeugstahl, Incole und Titanlegierungen stärker zu beobachten. Da die Härte eines Materials direkt mit seiner Bearbeitbarkeit zusammenhängt, gilt: Je höher die Härte, desto geringer die Bearbeitbarkeit.
Vorschub- und Geschwindigkeitseinstellung in der CNC-Maschine
Die folgende Tabelle zeigt die Auswirkungen der Unwucht und die Vorteile der Verwendung der richtigen Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit.
| Schnittgeschwindigkeit (→) / Vorschubgeschwindigkeit ( ↓) | Niedrig | Optimal | Hoch |
| Niedrig | Langsamer Materialabtrag und geringer Werkzeugverschleiß | Langsame Abtragsrate, aber glattes Finish | Geringe Effizienz, schlechtes Finish, Werkzeugverschleiß |
| Optimal | Mäßige Abtragsleistung, ordentliches Finish | Optimale Effizienz, ausgewogene Standzeit, exzellentes Finish | Hohe Abtragsleistung, Werkzeugverschleiß, raue Oberflächenbeschaffenheit |
| Hoch | Hohe Abtragsleistung, jedoch hoher Werkzeugverschleiß | Aggressives Schneiden, Kompromisse bei der Werkzeuglebensdauer | Überhitzungsgefahr, schlechtes Finish |
Darüber hinaus hängen die tatsächlichen Werte von mehreren Faktoren ab, wie Maschinenkapazität, Materialart, Komplexität und Endanforderungen von Präzisionsbearbeitung.
Was ist das CNC-Vorschub- und Geschwindigkeitsdiagramm?
Das Vorschub- und Geschwindigkeitsdiagramm ist eine systematische Tabelle, die Vorschub und Schnittgeschwindigkeit für verschiedene Werkzeuge, Arbeitsmaterialien und Bearbeitungsvorgänge enthält. Ingenieure und CNC-Bediener verwenden dieses Diagramm, um die bestmöglichen Werte zu finden, um Effizienz zu erzielen, die Werkzeuglebensdauer zu verlängern und genaue Ergebnisse für jedes spezifische CNC-Projekt zu erzielen.
Hier ist ein Beispiel für ein typisches CNC-Vorschub- und Geschwindigkeitsdiagramm;
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Summieren
Insgesamt werden die CNC-Vorschübe und -Geschwindigkeiten auf Grundlage der Eigenschaften des Werkstücks und des Werkzeugmaterials gewählt. Sie entscheiden über die Präzision, die Oberflächengüte und die Werkzeuglebensdauer bei jedem Bearbeitungsvorgang. Normalerweise verringert sich bei härterem Material die Bearbeitbarkeit und damit Vorschub und Schnittgeschwindigkeit. Bei weicheren Werkstücken hingegen haben ihre Abweichungen nur minimale Auswirkungen.
Bei Boda, unsere CNC Bearbeitungsservice legt großen Wert auf Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit. Unsere Ingenieure und Bediener verfügen über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung auf diesem Gebiet, analysieren die Anforderungen und optimieren diese Parameter durch mehrere Testläufe mit Schrottmaterialien. Kontakt aufnehmen wenn Sie nach entsprechenden Lösungen suchen.
Häufig gestellte Fragen
Welchen Einfluss hat die Schnittgeschwindigkeit bei einem Schaftfräser?
Hohe oder niedrige Geschwindigkeiten beeinträchtigen die Leistung des Schaftfräsers, indem sie die Spanbildung, die Oberflächenbeschaffenheit und den Werkzeugverschleiß beeinflussen. Hohe Geschwindigkeiten verbessern die Effizienz, können aber die Lebensdauer des Werkzeugs verkürzen, während niedrigere Geschwindigkeiten rauere Oberflächen verursachen.
Hängen Geschwindigkeit und Vorschub bei der CNC-Bearbeitung zusammen?
Ja, bei der CNC-Bearbeitung sind Drehzahlen und Vorschübe voneinander abhängig. Nur optimale Einstellungen gleichen diese aus, um die gewünschten Bearbeitungsergebnisse zu erzielen.
Welches CNC-Werkzeug kann mit hohen Geschwindigkeiten und Vorschüben bearbeiten?
Hartmetall-Schaftfräser und Wendeschneidplattenfräser werden aufgrund ihrer hohen Härte und Verschleißfestigkeit häufig für die CNC-Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit und hohem Vorschub verwendet.
Was passiert, wenn meine CNC-Bearbeitungsparameter zwischen den Chargen inkonsistent sind?
Inkonsistente CNC-Parameter über mehrere Chargen hinweg können zu Qualitätsschwankungen führen und sich auf Abmessungen, Oberflächengüte und Toleranzen auswirken. Dies erhöht auch die Ausschussrate und damit die Kosten.