Wie hoch ist die Schnittleistung eines Vierkant-Hartmetallfräsers?

Wie hoch ist die Schnittleistung eines Vierkant-Hartmetallfräsers?

Als Anbieter von Vierkant-Hartmetallfräsern erhalte ich häufig Anfragen von Kunden zur Schnittleistungsaufnahme dieser Werkzeuge. Das Verständnis des Schneidstromverbrauchs ist sowohl für Hersteller als auch für Endbenutzer von entscheidender Bedeutung, da er sich direkt auf die Produktionskosten, die Effizienz und die Lebensdauer der Schneidgeräte auswirkt.

Faktoren, die den Schneidleistungsverbrauch von quadratischen Hartmetallfräsern beeinflussen

Der Schneidleistungsverbrauch eines quadratischen Hartmetallfräsers wird von mehreren Faktoren beeinflusst. An erster Stelle steht das zu schneidende Material. Verschiedene Materialien weisen unterschiedliche Härte, Zähigkeit und Bearbeitbarkeit auf. Beispielsweise erfordert das Schneiden weicher Materialien wie Aluminium weniger Kraft als das Schneiden von gehärtetem Stahl. Auch die Mikrostruktur des Materials spielt eine Rolle. Materialien mit einer gleichmäßigeren und feinkörnigeren Struktur lassen sich im Allgemeinen leichter schneiden und verbrauchen daher weniger Energie.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Geometrie des Vierkant-Hartmetallfräsers. Die Anzahl der Nuten am Fräser beeinflusst die Schneidleistung. Ein Fräser mit mehr Spannuten kann pro Umdrehung mehr Material abtragen, erhöht aber auch die Reibung zwischen Fräser und Werkstück. Zum Beispiel ein2-schneidiger FlachfräserBei einigen Anwendungen, bei denen die Spanabfuhr ein Problem darstellt, kann der Energieverbrauch beim Schneiden geringer sein, da größere Spanräume möglich sind. Andererseits kann ein Fräser mit mehr Nuten eine glattere Oberflächengüte bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten liefern, was bei einigen Präzisionsbearbeitungsvorgängen von Vorteil sein kann.

Die Schnittparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe haben einen direkten Einfluss auf den Stromverbrauch. Höhere Schnittgeschwindigkeiten erhöhen in der Regel den Stromverbrauch, verkürzen aber auch die Schnittzeit. Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit kann jedoch zu übermäßigem Werkzeugverschleiß und sogar zum Werkzeugbruch führen. Auch die Vorschubgeschwindigkeit, d. h. die Strecke, die der Fräser pro Umdrehung vorschiebt, beeinflusst den Stromverbrauch. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit bedeutet, dass pro Zeiteinheit mehr Material abgetragen wird, was zu einem höheren Leistungsbedarf führt. Ein weiterer Parameter ist die Schnitttiefe bzw. die Dicke des in einem Durchgang abgetragenen Materials. Tiefere Schnitte erfordern mehr Leistung, können aber auch die Anzahl der Durchgänge reduzieren, die zum Abschluss des Bearbeitungsvorgangs erforderlich sind.

Die Qualität des Vierkant-Hartmetallfräsers selbst ist ein entscheidender Faktor. Hochwertige Hartmetallfräser mit besserer Beschichtung und präziser Fertigung können die Reibung reduzieren und die Schneidleistung verbessern, wodurch der Stromverbrauch gesenkt wird. Beispielsweise kann ein Fräser mit einer TiAlN-Beschichtung höheren Schnitttemperaturen standhalten und die Haftung zwischen Fräser und Werkstück verringern, was zu einem effizienteren Schneiden führt.

Messung und Berechnung des Schnittstromverbrauchs

Die Messung des Schneidleistungsverbrauchs kann mithilfe von an der Werkzeugmaschine installierten Leistungsmessern erfolgen. Diese Messgeräte können Echtzeitdaten über die vom Spindelmotor während des Schneidvorgangs aufgenommene Leistung liefern. Durch die Überwachung des Stromverbrauchs können Bediener die Schneidparameter optimieren, um das beste Gleichgewicht zwischen Produktivität und Energieeffizienz zu erreichen.

Es gibt auch theoretische Modelle zur Berechnung des Schneidleistungsverbrauchs. Eine der am häufigsten verwendeten Methoden basiert auf der spezifischen Schnittenergie. Die spezifische Schneidenergie ist die Energie, die zum Abtragen einer Materialvolumeneinheit erforderlich ist. Sie kann experimentell für verschiedene Materialien und Schnittbedingungen ermittelt werden. Der Schneidleistungsverbrauch (P) lässt sich dann nach folgender Formel berechnen:

[P = U \times Q]

Dabei ist U die spezifische Schnittenergie und Q die Materialabtragsrate. Der Materialabtrag wird als Produkt aus Vorschub, Schnitttiefe und Schnittbreite berechnet.

Es ist jedoch zu beachten, dass es sich bei diesen theoretischen Berechnungen um Näherungswerte handelt, da der tatsächliche Schneidprozess komplex ist und von vielen Faktoren wie Werkzeugverschleiß, Vibrationen und dem dynamischen Verhalten der Werkzeugmaschine beeinflusst wird.

Auswirkungen der Reduzierung des Stromverbrauchs auf die Produktion

Ein hoher Schneidleistungsverbrauch kann die Produktionskosten erheblich erhöhen. Die Energiekosten machen einen großen Teil der gesamten Herstellungskosten aus, insbesondere bei der Großserienfertigung. Durch die Reduzierung des Stromverbrauchs können Hersteller Energiekosten einsparen und ihre Gewinnmargen verbessern.

Neben Kosteneinsparungen kann ein geringerer Schneidleistungsverbrauch auch die Lebensdauer der Vierkant-Hartmetallfräser verlängern. Ein zu hoher Stromverbrauch führt häufig zu höheren Schnitttemperaturen, was zu Werkzeugverschleiß und einer Verringerung der Schneidkantenschärfe führen kann. Durch die Optimierung der Schneidparameter zur Reduzierung des Stromverbrauchs können die Schneidgeräte länger halten, was die Häufigkeit des Werkzeugwechsels verringert und weitere Kosten spart.

Fallstudien

Betrachten wir eine Fallstudie aus der Automobilindustrie. Ein Unternehmen verwendete quadratische Hartmetallfräser zur Bearbeitung von Motorblöcken aus Gusseisen. Zunächst verwendeten sie einen Fräsersatz mit hohem Vorschub und relativ niedriger Schnittgeschwindigkeit. Der Stromverbrauch war recht hoch und auch der Werkzeugverschleiß war erheblich. Nach der Analyse des Schneidprozesses wechselten sie zu a45HRC 4-schneidiger Flachschaftfräserund die Schnittparameter angepasst. Sie erhöhten die Schnittgeschwindigkeit und reduzierten den Vorschub leicht. Dadurch wurde der Schneidleistungsverbrauch um 20 % reduziert und die Werkzeugstandzeit um 30 % verlängert. Dies führte zu erheblichen Kosteneinsparungen sowohl beim Energie- als auch beim Werkzeugaustausch.

Ein weiterer Fall liegt in der holzverarbeitenden Industrie. Ein Möbelhersteller verwendete quadratische Hartmetallfräser zur Bearbeitung von Ogé-Türrahmen. Sie verwendeten einen Standardfräser mit schlechter Spanabfuhr, was zu einem hohen Stromverbrauch und einer rauen Oberflächenbeschaffenheit führte. Nach dem Austausch des Fräsers durch einenOgee Türrahmen-Bit-SetSpeziell für diese Anwendung entwickelt, konnte der Stromverbrauch um 15 % reduziert und die Oberflächenbeschaffenheit deutlich verbessert werden.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schneidleistungsverbrauch eines quadratischen Hartmetallfräsers ein komplexes Thema ist, das von mehreren Faktoren wie dem zu schneidenden Material, der Fräsergeometrie, den Schnittparametern und der Fräserqualität abhängt. Durch das Verständnis dieser Faktoren und den Einsatz geeigneter Mess- und Optimierungsmethoden können Hersteller den Stromverbrauch beim Schneiden reduzieren, die Produktionseffizienz verbessern und die Lebensdauer der Schneidgeräte verlängern.

Als Lieferant von Vierkant-Hartmetallfräsern sind wir bestrebt, unseren Kunden qualitativ hochwertige Produkte und technische Unterstützung zu bieten, um sie bei der Optimierung ihrer Schneidprozesse zu unterstützen. Wenn Sie mehr über unsere quadratischen Hartmetallfräser erfahren möchten oder Hilfe bei der Reduzierung Ihres Schneidstromverbrauchs benötigen, können Sie sich gerne für ein Beschaffungsgespräch an uns wenden. Wir freuen uns darauf, mit Ihnen zusammenzuarbeiten, um effizientere und kostengünstigere Bearbeitungsvorgänge zu erreichen.

Referenzen

• Boothroyd, G. & Knight, WA (2006). Grundlagen der Zerspanung und Werkzeugmaschinen. CRC-Presse.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2009). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson Prentice Hall.
• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metallschneiden. Butterworth-Heinemann.