CNC Schnittdaten verstehen - Teil 1 - Einleitung
Du befindest dich in Teil 1 der 8-teiligen Beitragsreihe "CNC Schnittdaten verstehen"
Teil 1 - Einleitung
Teil 2 - Zahnvorschub
Teil 3 - Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit
Teil 4 - Tiefenzustellung
Teil 5 - Seitliche Zustellung
Teil 6 - Gleichlauf und Gegenlauf
Teil 7 - Eintauchen
Teil 8 - Schnittdaten berechnen und anpassen
Vor jedem Fräsprozess müssen, maßgeschneidert auf das zu bearbeitende Material und den verwendeten Fräser, Parameter wie die Drehzahl der Spindel, die Vorschubgeschwindigkeit und einige weitere angegeben werden.
Die Angabe dieser Schnittwerte ist besonders bei CNC-Einsteigern mit viel Unsicherheit behaftet, da Anbieter von Fräsern diese Werte nicht immer angeben. Auch wenn sie vorhanden sind, heißt das nicht, dass die vorgegebenen Schnittdaten für den Einsatzzweck und die Maschine des Einzelnen gut funktionieren.
Daher ist das Ziel dieser Beitragsreihe, dir ein tieferes Verständnis der Schnittdaten zu vermitteln und zu erklären, wie du die Schnittdaten berechnen kannst, selbst wenn es für deinen Fräser keine Vorgaben gibt.
Wenn du die Beitragsreihe aufmerksam durchliest, bist du hinterher in der Lage, die Schnittdaten selbstständig anzupassen, falls Probleme auftreten. Außerdem entwickelst du ein besseres Verständnis dafür, welche Einflüsse sich daraus auf den Zerspanungsprozess und letztlich auf deine Fräsergebnisse ergeben.
Ganz allgemein wirken sich die Schnittwerte auf 3 Faktoren aus:
- Fertigungsdauer
- Qualität der gefertigten Oberflächen
- Werkzeugverschleiß bzw. Kosten für Werkzeuge
Wenn wir die Qualität einmal ausklammern und als gegeben annehmen, führt die ungünstigste Kombination von Schnittwerten gleichzeitig zu einer langen Fertigungsdauer und zu einem hohen Verschleiß.
Der Mittelweg, der im Normalfall auch angestrebt wird, zeichnet sich durch einen optimalen Verschleiß des Fräsers aus. Die Fertigungsdauer ist in dem Fall weder besonders kurz oder lang, sie ergibt sich einfach aus den Schnittdateb bei denen optimaler Verschleiß - also möglichst wenig Verschleiß - zu erwarten ist.
Ein dritter Weg, der zumindest in der metallverarbeitenden Industrie gang und gäbe ist, sieht vor, dass ein leicht erhöhter Werkzeugverschleiß in Kauf genommen wird, um die Fertigungsdauer noch weiter zu reduzieren. Im professionellen Umfeld kann das Sinn ergeben, da der Werkzeugverschleiß nur einen Teil der Fertigungskosten ausmacht und die Fertigungsdauer mindestens genauso wichtig ist.
Der praktikable Ansatz für uns als Hobby- oder semiprofessionelle Anwender ist es, dass wir zumindest versuchen uns eher am Mittelweg zu orientieren, wo der Werkzeugverschleiß möglichst gering ist.
Darüber hinaus müssen wir eine weitere Frage beantworten, die im Profibereich oft gar nicht erst gestellt wird: Was schafft meine Maschine überhaupt? Denn nicht jede Maschine ist stabil gebaut und mit hochwertiger Lineartechnik ausgestattet. So kann es oftmals passieren, dass wir etwas langsamer fräsen müssen.
Der häufigste Grund dafür ist, dass die Zerspankraft bei den gegeben Schnittwerten zu hoch ist und aufgrund mangelnder Maschinensteifigkeit zu elastischen Verformungen und Vibrationen der Maschine führt. Diese machen sich durch mehr oder weniger lautes Rattern bemerkbar und können zu einer mangelnden Fertigungsgenauigkeit und schlechten Oberflächenqualitäten führen.
Die Auswirkungen erkennt man daran, dass die Maße des Bauteils mehrere Zehntelmillimeter von der Zeichnung abweichen und die gefrästen Oberflächen nicht glatt sind. Häufig ergeben sich deutlich sichtbare Bearbeitungsspuren wie beispielsweise wellenförmige Muster an den Seitenflächen, die auch Rattermarken genannt werden.
Ziel ist es dann, die Zerspankraft zu reduzieren und im Gegenzug eine längere Fertigungsdauer in Kauf zu nehmen, gleichzeitig aber den Werkzeugverschleiß möglichst nahe am Optimum zu halten. Wie wir das erreichen können, schauen wir uns am Ende der Beitragsreihe, nach den detaillierten Erklärungen der verschiedenen Schnittdaten an.
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