Wie hoch ist die Schnittgeschwindigkeit für einen Schruppfräser?

In der Welt der Zerspanung spielen Schruppfräser eine entscheidende Rolle bei der effizienten Entfernung großer Materialmengen von einem Werkstück. Einer der kritischsten Faktoren, die die Leistung eines Schruppfräsers bestimmen, ist die Schnittgeschwindigkeit. Als Lieferant hochwertiger Schruppfräser werde ich oft nach der passenden Schnittgeschwindigkeit für diese Werkzeuge gefragt. In diesem Blog werde ich mich mit dem Konzept der Schnittgeschwindigkeit für Schruppfräser, den Faktoren, die sie beeinflussen, und der Bestimmung der optimalen Schnittgeschwindigkeit für Ihre spezifischen Anwendungen befassen.

Schnittgeschwindigkeit verstehen

Die Schnittgeschwindigkeit, oft als (V) bezeichnet, ist definiert als die Geschwindigkeit, mit der sich die Schneidkante des Schaftfräsers relativ zum Werkstück bewegt. Sie wird normalerweise in Oberflächenfuß pro Minute (SFM) im imperialen System oder in Metern pro Minute (m/min) im metrischen System gemessen. Eine ordnungsgemäße Schnittgeschwindigkeit ist für einen effizienten Materialabtrag, die Aufrechterhaltung der Werkzeuglebensdauer und die Sicherstellung der Qualität der bearbeiteten Oberfläche von entscheidender Bedeutung.

Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu niedrig ist, kann es sein, dass der Schaftfräser am Werkstück reibt, anstatt es sauber zu schneiden. Dies kann zu erhöhtem Werkzeugverschleiß, schlechter Oberflächengüte und längeren Bearbeitungszeiten führen. Ist die Schnittgeschwindigkeit hingegen zu hoch, kann die an der Schneidkante entstehende Hitze zu einer Überhitzung des Werkzeugs führen, was zu schnellem Werkzeugverschleiß, Absplitterungen oder sogar Werkzeugbruch führt.

Einflussfaktoren auf die Schnittgeschwindigkeit

Mehrere Faktoren beeinflussen die Schnittgeschwindigkeit eines Schruppfräsers. Schauen wir uns diese Faktoren genauer an:

Werkstückmaterial

Die Art des zu bearbeitenden Materials ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Härte, Zähigkeit und thermische Eigenschaften. Beispielsweise ermöglicht die Bearbeitung von Aluminium, einem relativ weichen Material, höhere Schnittgeschwindigkeiten im Vergleich zur Bearbeitung von gehärtetem Stahl.

• Aluminium: Aluminiumlegierungen sind für ihre hervorragende Bearbeitbarkeit bekannt. Die Schnittgeschwindigkeiten für Schruppfräser in Aluminium können je nach Legierung und Werkzeuggeometrie zwischen 300 und 1000 SFM (90 und 300 m/min) liegen.
• Stahl: Die Schnittgeschwindigkeit von Stahl variiert stark je nach Härte. Bei Weichstahl können die Schnittgeschwindigkeiten etwa 100–300 SFM (30–90 m/min) betragen, während die Geschwindigkeiten bei gehärtetem Stahl auf 30–100 SFM (9–30 m/min) sinken können.
• Edelstahl: Edelstahl ist aufgrund seiner hohen Zähigkeit und Kaltverfestigungseigenschaften schwieriger zu bearbeiten als Weichstahl. Die Schnittgeschwindigkeiten für Schruppfräser aus rostfreiem Stahl liegen typischerweise zwischen 60 und 200 SFM (18 und 60 m/min).

Werkzeugmaterial

Auch das Material des Schruppfräsers hat großen Einfluss auf die Schnittgeschwindigkeit. Zu den gängigen Werkzeugmaterialien gehören Schnellarbeitsstahl (HSS), Hartmetall und Legierungen auf Kobaltbasis.

• Schnellarbeitsstahl (HSS): HSS ist ein traditionelles Werkzeugmaterial, das relativ kostengünstig ist. Allerdings weist es im Vergleich zu Hartmetall eine geringere Hitzebeständigkeit auf. Die Schnittgeschwindigkeiten von HSS-Schruppfräsern sind im Allgemeinen niedriger als die von Hartmetall-Schaftfräsern. Beispielsweise kann ein HSS-Schaftfräser in Aluminium eine Schnittgeschwindigkeit von etwa 200–400 SFM (60–120 m/min) haben, während ein Hartmetall-Schaftfräser mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten kann.
• Hartmetall: Hartmetall ist aufgrund seiner hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit eine beliebte Wahl für Schruppfräser. Hartmetall-Schaftfräser halten höheren Schnittgeschwindigkeiten stand als HSS-Schaftfräser. Bei der Stahlbearbeitung können Hartmetall-Schaftfräser Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 300 SFM (90 m/min) oder mehr erreichen, abhängig von der spezifischen Hartmetallsorte und dem Werkstückmaterial.
• Kobaltbasierte Legierungen: Legierungen auf Kobaltbasis bieten ein gutes Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit. Sie werden häufig zur Bearbeitung schwer zerspanbarer Materialien eingesetzt. Die Schnittgeschwindigkeiten für Schruppfräser auf Kobaltbasis liegen typischerweise zwischen denen von HSS- und Hartmetall-Schaftfräsern.

Werkzeuggeometrie

Auch die Geometrie des Schruppfräsers, wie z. B. die Anzahl der Spannuten, der Spiralwinkel und der Spanwinkel, kann die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen.

• Anzahl der Flöten: Schaftfräser mit weniger Spannuten ermöglichen im Allgemeinen höhere Vorschübe und in einigen Fällen höhere Schnittgeschwindigkeiten. A3-schneidiger Schruppfräserkann für ein gutes Gleichgewicht zwischen Materialabtrag und Spanabfuhr sorgen. Weniger Spannuten bedeuten mehr Platz für den Späneaustritt, wodurch das Risiko einer Spanverstopfung verringert und ein effizienteres Schneiden ermöglicht wird.
• Helixwinkel: Ein höherer Spiralwinkel kann die Spanabfuhr verbessern und die Schnittkräfte reduzieren. Schaftfräser mit einem hohen Spiralwinkel können häufig bei höheren Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt werden, insbesondere bei der Bearbeitung von Materialien, die lange Späne erzeugen, wie z. B. Aluminium.
• Spanwinkel: Der Spanwinkel beeinflusst die Schnittkräfte und die Spanbildung. Ein positiver Spanwinkel reduziert die Schnittkräfte und ermöglicht so eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit. Allerdings kann ein sehr großer positiver Spanwinkel die Festigkeit der Schneidkante verringern.

Werkzeugmaschinenfähigkeit

Auch die Fähigkeiten der Werkzeugmaschine wie Leistung, Spindeldrehzahlbereich und Steifigkeit begrenzen die Schnittgeschwindigkeit. Wenn die Werkzeugmaschine nicht über genügend Leistung verfügt, um die erforderliche Schnittgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, kann es sein, dass der Schaftfräser blockiert oder die Bearbeitungsqualität beeinträchtigt wird. Darüber hinaus muss der Spindeldrehzahlbereich der Werkzeugmaschine ausreichend sein, um die gewünschte Schnittgeschwindigkeit zu erreichen.

Ermittlung der optimalen Schnittgeschwindigkeit

Die Bestimmung der optimalen Schnittgeschwindigkeit für einen Schruppfräser erfordert eine Kombination aus Erfahrung, Kenntnissen der beteiligten Materialien und Werkzeuge sowie etwas Experimentieren. Hier sind einige Schritte, die Ihnen helfen, die richtige Schnittgeschwindigkeit zu finden:

1. Beachten Sie die Empfehlungen des Herstellers: Werkzeughersteller geben in der Regel empfohlene Schnittgeschwindigkeiten für ihre Schaftfräser basierend auf unterschiedlichen Werkstückmaterialien an. Diese Empfehlungen sind ein guter Ausgangspunkt. Diese Informationen finden Sie in den Werkzeugkatalogen oder auf der Website des Herstellers. Wenn Sie beispielsweise a verwenden3-schneidiger SchruppfräserInformationen zu den empfohlenen Schnittgeschwindigkeiten für verschiedene Materialien finden Sie in der Dokumentation eines bestimmten Herstellers.
2. Führen Sie Testschnitte durch: Sobald Sie anhand der Empfehlungen des Herstellers einen Ausgangspunkt haben, führen Sie Probeschnitte an einem Musterwerkstück durch. Beginnen Sie mit einer etwas niedrigeren Schnittgeschwindigkeit als dem empfohlenen Wert und erhöhen Sie diese schrittweise unter Beobachtung des Bearbeitungsprozesses. Achten Sie auf Schnittkräfte, Oberflächengüte und Werkzeugverschleiß. Wenn die Schnittkräfte zu hoch sind, die Oberflächengüte schlecht ist oder das Werkzeug übermäßige Abnutzungserscheinungen aufweist, verringern Sie die Schnittgeschwindigkeit.
3. Berücksichtigen Sie den gesamten Bearbeitungsprozess: Die Schnittgeschwindigkeit sollte auch im Kontext des gesamten Bearbeitungsprozesses betrachtet werden. Wenn Sie beispielsweise Kühlmittel verwenden, kann dieses dabei helfen, Wärme abzuleiten und den Werkzeugverschleiß zu reduzieren, sodass Sie die Schnittgeschwindigkeit leicht erhöhen können. Darüber hinaus wirken sich Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe auch auf die Schnittgeschwindigkeit aus. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit oder Schnitttiefe erfordert möglicherweise eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit, um die gleiche Standzeit und Bearbeitungsqualität aufrechtzuerhalten.

Abschluss

Die Schnittgeschwindigkeit eines Schruppfräsers ist ein entscheidender Parameter, der die Effizienz, Qualität und Kosten des Bearbeitungsprozesses beeinflusst. Wenn Sie die Faktoren verstehen, die die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen, wie etwa Werkstückmaterial, Werkzeugmaterial, Werkzeuggeometrie und Werkzeugmaschinenkapazität, und indem Sie die Schritte zur Bestimmung der optimalen Schnittgeschwindigkeit befolgen, können Sie bessere Bearbeitungsergebnisse erzielen.

Als Lieferant von Schruppfräsern bieten wir ein breites Sortiment an hochwertigen3-schneidige Schruppfräserfür verschiedene Anwendungen geeignet. Unser Expertenteam ist jederzeit bereit, Ihnen technische Unterstützung zu bieten und Ihnen bei der Auswahl des richtigen Schaftfräsers und der Bestimmung der geeigneten Schnittgeschwindigkeit für Ihre spezifischen Anforderungen zu helfen. Wenn Sie an unseren Produkten interessiert sind oder Fragen zum Thema Schruppfräser haben, können Sie sich gerne für die Beschaffung und weitere Gespräche an uns wenden.

Referenzen

• Boothroyd, G. & Knight, WA (2006). Grundlagen der Zerspanung und Werkzeugmaschinen. Marcel Dekker.
• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metallschneiden. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2010). Fertigungstechnik und -technologie. Pearson Prentice Hall.