CNC-Drehzahlen und Vorschübe erklärt

Kurze Antwort:

CNC-Drehzahl und Vorschub sind die beiden Parameter, die bestimmen, wie ein Schneidwerkzeug Material abträgt. Die Drehzahl (U/min) legt die Drehgeschwindigkeit der Spindel fest. Der Vorschub (mm/min oder in/min) bestimmt, wie schnell sich das Werkzeug vorwärtsbewegt. Die richtige Einstellung beider Parameter bestimmt Schnittgeschwindigkeit, Oberflächenqualität, Standzeit und Genauigkeit der Werkstücke. Zu hohe Werte führen zu Bruchgefahr; zu niedrige Werte verlängern die Taktzeit. Die richtigen Werte hängen vom Werkstoff, dem Werkzeugdurchmesser und CNC-Bearbeitungsparameter speziell auf Ihren Betrieb zugeschnitten.

Die meisten Zerspaner und Einkäufer stehen vor derselben Frage: Mit welchen Einstellungen lässt sich ein einwandfreies Werkstück herstellen, ohne dass das Werkzeug bricht? YPMFG unterstützt Hersteller, die diese Werte bereits vor dem ersten Auftrag festlegen müssen – und nicht erst nach kostspieligen Nacharbeiten.

Was CNC-Drehzahlen und Vorschübe eigentlich bedeuten

Spindeldrehzahl (S) und Vorschubgeschwindigkeit (F) sind nicht austauschbar. S ist die Drehzahl in U/min. F ist die lineare Verfahrstrecke pro Minute.

Zusammen definieren sie die Materialabtragsrate für jeden Durchgang. Sie wählen S aus der empfohlenen Schnittgeschwindigkeit für Ihre Material-Werkzeug-Kombination aus. F wird dann aus S, dem Vorschub pro Zahn und der Anzahl der Schneiden berechnet.

In der Praxis stehen beide Werte in Wechselwirkung mit der Maschinensteifigkeit, der Werkzeuggeometrie und der Kühlmittelstrategie. Wird einer der Werte geändert, ohne den anderen anzupassen, verschiebt sich die gesamte Zerspanungsbedingung.

Wichtige Faktoren, die die Wahl von Schnittgeschwindigkeit und Vorschub beeinflussen

Beginnen Sie mit dem Werkstoffdatenblatt. Die Hersteller geben für jede Legierung empfohlene Schnittgeschwindigkeiten (Vc) an. Rechnen Sie Vc mit der Formel S = (Vc × 1000) / (π × D) in Umdrehungen pro Minute (U/min) um, wobei D der Werkzeugdurchmesser in mm ist.

Daraus ergibt sich aus dem Vorschub pro Zahn (fz) und der Anzahl der Nuten (Z) die Formel F = S × fz × Z.

Überprüfen Sie die Parameter stets im Hinblick auf Ihre jeweilige Maschine. Eine Hochgeschwindigkeitsspindel bedeutet nicht, dass Sie bei jedem Arbeitsgang mit der maximalen Drehzahl arbeiten sollten.

Nachdem Sie die Werte ausgewählt haben, überprüfen Sie Ihre Berechnung der Vorschubgeschwindigkeit gegen die maximale Vorschubübersteuerung des Reglers. Wird diese überschritten, wird die Spindel gezwungen, langsamer zu laufen, was die beabsichtigten Schnittbedingungen zunichte macht.

Häufige Fehler, die Zeit und Geld kosten

Der häufigste Fehler besteht darin, die Werte aus der Tabelle zu übernehmen, ohne sie an die tatsächliche Werkzeuggeometrie anzupassen. Ein 10-mm-Hartmetall-Schaftfräser und ein 10-mm-HSS-Fräser erfordern sehr unterschiedliche Einstellungen.

Ein weiteres Risiko besteht darin, zu langsam zu arbeiten. Eine niedrige Spindeldrehzahl erhöht die Spanbelastung pro Zahn, was zu einer Aufbauschneide und einer schlechten Oberflächengüte führt. Das Werkstück mag zwar akzeptabel aussehen, weist jedoch mikroskopisch kleine Spannungsherde auf.

Werkzeugverschleiß beschleunigt sich schnell, wenn die Parameter außerhalb des optimalen Bereichs liegen. Eine über die Empfehlung hinausgehende Erhöhung des Vorschubs bei 5% kann die Standzeit bei gehärteten Stählen halbieren.

Wenn Sie bestellen Maßgefertigte CNC-Teile oder ein Fertigung von CNC-Teilen Wenn Sie Ihrem Lieferanten vor Produktionsbeginn die geplanten Geschwindigkeits- und Vorschubwerte mitteilen, kann er Probleme frühzeitig erkennen. YPMFG können Ihre Parameter während Technische Überprüfung und schlagen Ihnen Anpassungen vor, die auf Ihr Material und Ihre Konfiguration abgestimmt sind.

Fragen, die Käufer häufig stellen

Wie groß ist der typische Drehzahlbereich für die Bearbeitung von Aluminium?

Die meisten Fräs- und Drehbearbeitungen von Aluminium werden je nach Werkzeugdurchmesser und Schnitttiefe mit Drehzahlen zwischen 8.000 und 15.000 U/min durchgeführt. Bei härteren Legierungen wie 7075 sind unter Umständen etwas niedrigere Drehzahlen erforderlich.

Woran erkenne ich, ob mein Vorschub zu hoch ist?

Achten Sie auf übermäßige Werkzeugdurchbiegung, Spanstau und Oberflächenverschleiß. Wenn die Späne lang und durchgehend sind statt kurz und gewellt, ist der Vorschub für das Material wahrscheinlich zu hoch.

Ändern sich die Drehzahlen und Vorschübe beim Trocken- und Nassschneiden?

Ja. Beim Trocken- oder MQL-Zerspanen sind oft eine um 10–20% niedrigere Spindeldrehzahl und ein reduzierter Vorschub erforderlich, um die geringere Schmierung auszugleichen. Bei Vollflutkühlung sind etwas aggressivere Parameter möglich.

Kann ich für einen Prototyp und eine Auflage von 500 Stück dieselben Einstellungen verwenden?

Nicht immer. Bei Prototypen werden in der Regel konservative Werte verwendet, um die Geometrie zu überprüfen. Die Produktionskonfigurationen sind hingegen auf Materialabtragsrate, was dazu führen kann, dass die Parameter an das obere Ende des empfohlenen Bereichs verschoben werden, um die Zykluszeit zu verkürzen.

Benötigen Sie Hilfe bei der Feinabstimmung Ihrer Parameter?

Die Rechte CNC-Drehzahlen und Vorschübe Die Anforderungen an Ihre Arbeit hängen vom Werkstoff, dem Werkzeug, der Maschinensteifigkeit und den Toleranzvorgaben ab. Werden diese beim ersten Durchgang falsch eingestellt, entstehen stundenlange Nacharbeiten oder Ausschuss.

Bitte senden Sie Ihre Teilezeichnungen, die Materialspezifikation und die Liste der benötigten Werkzeuge an YPMFG. Unser Team prüft Ihre Einstellungen für Schnittgeschwindigkeit und Vorschub, weist auf Risiken hin und empfiehlt Anpassungen, bevor Sie mit dem Schneiden von Stahl beginnen. Sie erhalten innerhalb eines Werktags eine konkrete Empfehlung.