So berechnen Sie Geschwindigkeit und Vorschub für eine CNC-Drehmaschine

CNC-Drehmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die ein Werkstück automatisiert drehen und mithilfe präziser Werkzeuge schneiden. Sie eignen sich für die moderne Bearbeitung, um hochwertige und präzise Teile effizient herzustellen. Diese Eigenschaften sind notwendig, um höhere Geschwindigkeiten, weniger menschliche Fehler und höhere Wiederholgenauigkeit zu erreichen, was sie für die Fertigungs-, Automobil- und Luftfahrtindustrie so wichtig macht.

Was sind die Grundlagen?

Schneidgeschwindigkeit

Dies ist die Geschwindigkeit, mit der sich ein Schneidwerkzeug im Verhältnis zum Werkstück bewegt. Die Maßeinheit für die Schnittgeschwindigkeit ist Meter pro Minute. Die Schnittgeschwindigkeit ist ein wichtiger Parameter, der sich auf die Oberflächengüte und die Werkzeuglebensdauer auswirkt. Bearbeitungsbedingungen, Materialart und Werkzeugtyp bestimmen die Schnittgeschwindigkeit.

Vorschubgeschwindigkeit

Dieser Parameter misst die Distanz, die das Schneidwerkzeug bei jeder Umdrehung Ihres Werkstücks zurücklegt. Die Vorschubgeschwindigkeit wird in Zoll pro Umdrehung (IPR) oder Millimeter pro Umdrehung (mm/U) angegeben. Die Vorschubgeschwindigkeit beeinflusst die Bearbeitungszeit und die Oberflächengüte. Für ein optimales Bearbeitungsergebnis sollten Sie die richtige Vorschubgeschwindigkeit wählen.

Welche Formeln gibt es zur Berechnung von Geschwindigkeit und Vorschub?

Bei der Bearbeitung ist die genaue Bestimmung von Vorschub und Drehzahl wichtig, um hochwertige Oberflächen, Werkzeuglebensdauer und Effizienz zu gewährleisten. Mit präzisen Berechnungen können Sie Ihre Schneidleistung optimieren und Materialschäden oder Werkzeugverschleiß vermeiden. Hier sind einige wichtige Formeln zur Berechnung der Spindeldrehzahl und des Vorschubs des gesamten Bearbeitungsprozesses.

Berechnung der Spindeldrehzahl

Die Spindeldrehzahl wird üblicherweise in U/min (Umdrehungen pro Minute) angegeben. Sie gibt an, wie schnell sich das Werkstück oder Schneidwerkzeug während der Bearbeitung dreht. Dies hängt von der Schnittgeschwindigkeit des Materials und dem Werkzeugdurchmesser ab. Die Formel für die Spindeldrehzahl lautet:

Drehzahl = (VX 1000) / π×D

• RPM gibt die Drehzahl der Spindel in Umdrehungen pro Minute an
• D gibt den Durchmesser des Schneidwerkzeugs oder Werkstücks in Zoll (in) oder Millimeter (mm) an
• V gibt die Schnittgeschwindigkeit in m/min (Meter pro Minute) oder in SFM (Oberflächenfuß pro Minute) an.
• π beträgt ungefähr 3,14

Bei der Verarbeitung metrischer Berechnungen wird diese Formel jedoch zu:

Drehzahl = (V x 1000) / π×D

Für imperiale Einheiten gilt: U/min = (12 x V) / π×D

Wenn beispielsweise die Schnittgeschwindigkeit eines Werkstücks 200 m/min beträgt und der Durchmesser des mit D bezeichneten Werkzeugs 40 mm beträgt, wird die Drehzahl wie folgt berechnet:

U/min = (1000 x 200) / π × 40

U/min = 200000 / 125,68 = 1591,34

Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit

Mit dem Vorschub bestimmen Sie die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs, mit der es sich während der Bearbeitung am Werkstück entlangbewegt. Dies beeinflusst die Spanbildung, den Werkzeugverschleiß und die Oberflächengüte. Die Formel für den Vorschub kann je nach Bearbeitungsverfahren – Fräsen oder Drehen – variieren.

Formel für den Drehvorschub

Bei Drehbearbeitungen können Sie den Vorschub folgendermaßen berechnen:

F = U/min xf

Hier:

• F bezeichnet die Vorschubgeschwindigkeit, gemessen in mm/min (Millimeter pro Minute) oder in IPM (Zoll pro Minute)
• RPM bezeichnet die Drehzahl der Spindel in Umdrehungen pro Minute
• f gibt den Vorschub pro Umdrehung an (Zoll/U oder mm/U)

Wenn die Drehzahl der Spindel beispielsweise 635 U/min beträgt und der Vorschub pro Umdrehung 0,5 mm beträgt, dann gilt:

F = 635 x 0,5

F = 317,5 mm/min

Daher sollten Sie den Vorschub auf 317,5 mm/min einstellen

Formel für den Fräsvorschub

Bei Fräsbearbeitungen hängt der Vorschub von der Anzahl der Zähne bzw. Schneidkanten des Werkzeugs ab. Die Formel lautet:

F = U/min x fz x Z

Wodurch:

• F steht für die Vorschubgeschwindigkeit (gemessen in Zoll/min oder mm/min)
• f_z ist der Vorschub pro Zahn (gemessen in Zoll/Zahn oder mm/Zahn)
• RPM ist die Drehzahl der Spindel
• Z ist die Anzahl der Nuten oder Zähne Ihres Fräsers.

Wenn beispielsweise die Drehzahl der Spindel 700 U/min beträgt und der Vorschub pro Zahn 0,2 mm/Zahn beträgt, während der Fräser über 4 Zähne verfügt, bedeutet dies:

F = 700 x 0,2 x 4

F = 560 mm/min

Stellen Sie daher den Fräsvorschub auf 320 mm/min ein

Die Formeln sind wichtig für die Optimierung der Bearbeitungsleistung sowie für das Erreichen von Genauigkeit bei der Herstellung.

Welche Werkzeugmaterialien stehen zur Verfügung und wie können sie Ihre Berechnungen beeinflussen?

Schneidwerkzeuge sind in verschiedenen Materialien erhältlich. Das Material Ihres Werkzeugs bestimmt Faktoren wie Spindeldrehzahl und Schnittgeschwindigkeit. Zum Beispiel:

Bei der Bearbeitung von Aluminium mit Hartmetallwerkzeugen können Sie mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Diese Werkzeuge sind hitzebeständig und ermöglichen Ihnen Geschwindigkeiten von über 300 m/min.

Für Schnellarbeitsstahl (HSS)-Werkzeuge müssen Sie bei Aluminium mit niedrigeren Geschwindigkeiten arbeiten. Die Geschwindigkeit kann bis auf 80 m/min gesenkt werden, um Verschleiß zu vermeiden.

Keramikwerkzeuge können im Vergleich zu Hartmetallwerkzeugen mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Allerdings sind Keramikwerkzeuge spröde.

Wenn Sie ein HSS-Werkzeug verwenden, müssen Sie sich auf eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl einstellen. Daher ist es wichtig, das richtige Werkzeugmaterial zu wählen, um Effizienz zu erzielen.

So verwenden Sie CNC-Software und -Rechner

Um eine hohe Leistung und hochwertige Oberflächenqualität zu erreichen, CNC-Bearbeitung, müssen Sie genaue Geschwindigkeits- und Vorschubberechnungen integrieren. Mit Hilfe von CNC-Software und Rechnern lassen sich diese Berechnungen einfach durchführen.

Was sind CNC-Software und Online-Rechner?

Maschinenbediener konnten mit Hilfe von CNC-Software und Online-Bearbeitungsrechnern die entsprechende Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe, Spindeldrehzahl und andere Parameter programmieren.

CNC-Software wie Fusion 360 hilft Ihnen bei der Eingabe der Art des zu bearbeitenden Materials, der Spezifikationen der Werkzeuge und der Bearbeitungsbedingungen, um die entsprechenden Schnittparameter bereitzustellen.

Online-Rechner wie FSWizard und Sandvik Coromant liefern genaue Drehzahl- und Vorschubwerte je nach Werkzeugtyp und Material. Diese Rechner sparen Zeit und eliminieren das Fehlerrisiko bei manuellen Berechnungen.

Warum vorprogrammierte Bearbeitungsparameter verwenden?

Vorprogrammierte Bearbeitungsparameter bieten Maschinisten viele Vorteile. Diese Parameter tragen dazu bei, während des gesamten Prozesses Effizienz und Konsistenz zu erreichen.

• Verbesserte Werkzeuglebensdauer: Optimierte Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit tragen dazu bei, die Lebensdauer Ihres Werkzeugs zu verbessern.
• Präzision: Mit diesen Parametern erreichen Sie eine hohe Präzision. Außerdem verringert sich das Fehlerrisiko, da keine manuellen Berechnungen erforderlich sind.
• Zeitersparnis: Vorprogrammierte Parameter sparen Zeit und steigern langfristig die Produktivität.
• Automatische Anpassungen: Diese Programme gewährleisten eine automatische Anpassung an unterschiedliche Materialarten.

CNC-Software und Online-Rechner sind entscheidend für Genauigkeit und Effizienz im Bearbeitungsprozess. Darüber hinaus reduzieren diese Tools das Fehlerrisiko und steigern die Produktivität. Sie haben Maschinisten geholfen, im Laufe der Zeit Konsistenz zu erreichen.

Abschluss

CNC-Bearbeitung ist ein kritischer Prozess, der die Integration von präzisem Vorschub, Drehzahl und anderen Parametern erfordert, um Präzision zu erreichen. Online-Rechner und CNC-Software ermitteln den optimalen Vorschub und die optimale Drehzahl für verschiedene Materialien und Werkzeuge. Wählen Sie stets das passende Werkzeugmaterial und die angegebenen Schnittbedingungen, um die Effizienz zu steigern.