CNC Schnittdaten verstehen - Teil 8 - Schnittdaten berechnen und anpassen
Du befindest dich in Teil 8 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
Um die Schnittdaten berechnen zu können, musst du zuerst die empfohlene Schnittgeschwindigkeit und den Zahnvorschub für den Fräser, den du verwenden möchtest, herausfinden.
Dafür hast du zwei verschiedene Vorgehensweisen zur Auswahl. Entweder du erkundigst dich beim Händler oder Hersteller des Fräsers nach empfohlenen Werten (im gammaflow-Onlineshop werden sie direkt auf der Produktseite angegeben), oder du entscheidest dich für “pauschale” Richtwerte aus einer Tabelle.
Die Werte können tatsächlich stark voneinander abweichen, je nachdem wo man sie herbekommen hat. Jetzt könnte man denken, dass der Hersteller des Fräsers immer die perfekten Werte liefert und diese daher zu bevorzugen sind, allerdings ist Perfektion für Hobbyanwender erstens nicht notwendig und zweitens in der Praxis auch kaum möglich. Denn auch die Hersteller können nur Richtwerte liefern, die nicht für jede Maschine und Frässtrategie gleich gut funktionieren.
Wenn man hinsichtlich der Schnittwerte Perfektion anstreben würde, müsste man diese durch Praxistests mit der eigenen Maschine herausfinden und für jede Frässtrategie, sei es etwa Vollnutfräsen oder Konturfräsen, unterschiedliche Zahnvorschübe ansetzen. Bei der Holzzerspanung kommt noch hinzu, dass es durch die hohen Unterschiede bei der Materialbeschaffenheit und durch die Abhängigkeit von der Bearbeitungsrichtung relativ zur Faser sowieso nicht möglich ist, immer mit perfekten Schnittwerten zu arbeiten.
Es geht hier also viel mehr darum, einen praktikablen Ansatz zu finden. Aus eigener Erfahrung reicht es daher völlig aus, pauschale Werte aus Tabellen oder Schnittdatenrechnern zu verwenden. Das geht oftmals schneller als die Herstellerempfehlung zu recherchieren. Solange einfache Schaftfräser verwendet werden, lassen sich mit diesen Werten fast immer gute Ergebnisse erzielen.
Anders verhält es sich bei Spezialfräsern, die in ihrer Form, Größe, oder Funktion stark von Schaftfräsern abweichen, wie es zum Beispiel bei Gewindewirblern oder Planfräsern mit Wendeplatten der Fall ist. Bei solchen Fräsern empfehle ich, immer mit den Richtwerten des Herstellers zu arbeiten.
Sobald die Schnittgeschwindigkeit vc und der Zahnvorschub fz ermittelt wurden, können die eigentlichen Schnittdaten daraus ermittelt werden. Die Berechnung der Schnittdaten läuft immer nach dem folgenden Schema ab (Überspringe die ersten 3 Schritte, wenn du unseren Schnittdatenrechner verwendest):
1. Berechne die Drehzahl aus der Schnittgeschwindigkeit
2. Reduziere die Drehzahl auf die maximale Drehzahl der Spindel, falls die berechnete Drehzahl höher ist
3. Berechne die Vorschubgeschwindigkeit aus der Drehzahl und dem Zahnvorschub. Wähle die Eintauchvorschubgeschwindigkeit gemäß den Empfehlungen in Teil 7 der Beitragsreihe
4. Definiere die seitliche Zustellung in Abhängigkeit von der Frässtrategie gemäß den Empfehlungen in Teil 5 der Beitragsreihe
5. Definiere die Tiefenzustellung in Abhängigkeit von der individuellen Performance (Steifigkeit, Spindelleistung etc.) deiner Maschine
Wie bereits erwähnt, ist die Tiefenzustellung der Parameter der Wahl, um auf eine mangelnde Maschinensteifigkeit zu reagieren, die sich in Form von lauten Vibrationen (”Rattern”) und schlechten Oberflächenqualitäten bemerkbar macht. Für den Anfang kannst du die in Teil 4 der Beitragsreihe genannten Richtwerte ausprobieren und diese dann, abhängig von den Erfahrungen mit deiner Maschine, nach oben oder nach unten korrigieren.
Wenn du Probleme mit der Maschinensteifigkeit hast und ausschließlich die Tiefenzustellung reduzierst um darauf zu reagieren, beschränken sich die Nachteile auf eine längere Fräsdauer und den ungleichmäßigeren Verschleiß bezogen auf die Gesamtlänge der Schneiden. Daher sollte das immer der erste Ansatz sein.
Bei allen Frässtrategien, wo der Fräser nur seitlich eintaucht, kann auch die seitliche Zustellung reduziert werden, um die Zerspankraft und ihre Auswirkungen zu reduzieren. Das ist oftmals beim Konturfräsen und beim Wirbelfräsen der Fall, nicht jedoch beim konventionellen Taschenfräsen, wo es sich ergeben kann, dass der Fräser kurzzeitig auch mal eine Vollnut fräsen muss. Die Reduktion der seitlichen Zustellung kann zu erhöhter Oberflächenreibung und somit zu stärkerem Verschleiß des Fräsers führen. Außerdem nimmt die Spandicke ab, was zumindest bei der Aluminiumzerspanung nachteilig sein kann, da die kleineren Späne weniger Wärme aufnehmen und abführen können.
Als letzte Maßnahme, falls die beiden vorigen Maßnahmen nicht ausreichen, kann auch noch der Zahnvorschub reduziert werden, indem bei gleicher Drehzahl die Vorschubgeschwindigkeit reduziert wird. Dabei ergeben sich die gleichen Nachteile wie bei der Reduktion der seitlichen Zustellung.
Es gibt aber natürlich einen gewissen Spielraum innerhalb dessen man die Nachteile der genannten Maßnahmen als Hobbyanwender kaum bemerken wird. Daher sollte man sich auch nicht zu sehr in das Thema hineinsteigern. Wirklich problematisch sind vor allem extreme Abweichungen von den üblichen Schnittwerten, beispielsweise eine Reduktion der seitlichen Zustellung auf weniger als einen Zehntelmillimeter.
