Wie wählt man die richtigen Schneidwerkzeuge für das CNC-Drehen aus?

Das CNC-Drehen ist ein grundlegender Prozess in der modernen Fertigung und ermöglicht die Herstellung von Präzisionsteilen mit hoher Effizienz und Genauigkeit. Als CNC-Drehlieferant verstehe ich die entscheidende Rolle, die Schneidwerkzeuge in diesem Prozess spielen. Die Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge kann die Qualität des Endprodukts, die Produktivität des Bearbeitungsprozesses und die Gesamtproduktionskosten erheblich beeinflussen. In diesem Blogbeitrag werde ich einige Einblicke in die Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge für das CNC-Drehen geben.

Die Grundlagen des CNC-Drehens verstehen

Bevor Sie sich mit der Auswahl von Schneidwerkzeugen befassen, ist es wichtig, über grundlegende Kenntnisse des CNC-Drehens zu verfügen. Beim CNC-Drehen wird ein Werkstück mit hoher Geschwindigkeit gedreht, während ein Schneidwerkzeug hineingeführt wird, um Material abzutragen und die gewünschte Form zu erzeugen. Die Bewegung des Schneidwerkzeugs wird durch ein CNC-System (Computer Numerical Control) gesteuert, das präzise und wiederholbare Bearbeitungsvorgänge ermöglicht.

Die Qualität des CNC-Drehprozesses hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Art des zu bearbeitenden Materials, der Schnittgeschwindigkeit, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnitttiefe. Das Schneidwerkzeug selbst ist jedoch möglicherweise der kritischste Faktor, da es direkt mit dem Werkstück interagiert und die Oberflächenbeschaffenheit, Maßhaltigkeit und Werkzeugstandzeit bestimmt.

Bei der Auswahl von Schneidwerkzeugen zu berücksichtigende Faktoren

Material des Werkstücks

Das Material des Werkstücks ist einer der wichtigsten Faktoren, die bei der Auswahl von Schneidwerkzeugen berücksichtigt werden müssen. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit und Bearbeitbarkeit, die spezifische Schneidwerkzeugmaterialien und -geometrien erfordern.

• Metalle: Für die Bearbeitung von Metallen wie Stahl, Aluminium und Titan werden üblicherweise Hartmetall-Schneidwerkzeuge verwendet. Hartmetallwerkzeuge bieten eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit und eignen sich daher für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und das Schneiden harter Materialien. Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS) werden auch zur Bearbeitung weicherer Metalle und für Anwendungen verwendet, bei denen die Kosten eine Rolle spielen.
• Nichtmetalle: Bei der Bearbeitung nichtmetallischer Materialien wie Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Holz werden häufig Werkzeuge aus Materialien wie Diamant oder polykristallinem Diamant (PKD) bevorzugt. Diese Werkzeuge können beim Schneiden dieser Materialien eine hervorragende Oberflächengüte und eine lange Standzeit bieten.

Schneidwerkzeugmaterial

Das Schneidwerkzeugmaterial sollte basierend auf dem Material des Werkstücks und den Bearbeitungsbedingungen ausgewählt werden. Hier sind einige gängige Schneidwerkzeugmaterialien und ihre Eigenschaften:

• Hartmetall: Hartmetall ist aufgrund seiner hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit eine beliebte Wahl für das CNC-Drehen. Es hält hohen Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben stand und eignet sich daher für die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Hartmetallen.
• Schnellarbeitsstahl (HSS): HSS ist im Vergleich zu Hartmetall eine günstigere Option. Es verfügt über eine gute Zähigkeit und eignet sich für die Bearbeitung weicherer Materialien bei niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten. HSS-Werkzeuge lassen sich zudem leichter schleifen und nachschärfen.
• Keramik: Keramische Schneidwerkzeuge bieten eine extrem hohe Härte und Hitzebeständigkeit und eignen sich daher ideal für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung harter Materialien. Sie sind jedoch spröder als Hartmetall und HSS und erfordern eine sorgfältige Handhabung.
• Diamant und PKD: Diamant- und PKD-Werkzeuge sind die härtesten verfügbaren Schneidwerkzeugmaterialien. Sie werden zur Bearbeitung nichtmetallischer Werkstoffe und für Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Präzision und Oberflächengüte erforderlich sind.

Schneidwerkzeuggeometrie

Auch die Geometrie des Schneidwerkzeugs, einschließlich Spanwinkel, Freiwinkel und Eckenradius, spielt im Bearbeitungsprozess eine entscheidende Rolle. Die richtige Geometrie kann die Spanbildung verbessern, die Schnittkräfte reduzieren und die Oberflächengüte des Werkstücks verbessern.

• Spanwinkel: Der Spanwinkel beeinflusst die Schnittkräfte und die Spanbildung. Ein positiver Spanwinkel verringert die Schnittkräfte, kann aber zu schwächeren Schneidkanten führen, während ein negativer Spanwinkel die Festigkeit der Schneidkante erhöht, aber höhere Schnittkräfte erfordert.
• Freiwinkel: Der Freiwinkel verhindert, dass das Werkzeug am Werkstück reibt, wodurch Reibung und Wärmeentwicklung reduziert werden. Bei der Bearbeitung harter Materialien wird im Allgemeinen ein größerer Freiwinkel bevorzugt.
• Nasenradius: Der Nasenradius beeinflusst die Oberflächenbeschaffenheit und die Stärke der Schneidkante. Ein größerer Nasenradius kann zu einer besseren Oberflächengüte führen, kann aber auch die Schnittkräfte erhöhen.

Bearbeitungsbedingungen

Auch die Bearbeitungsbedingungen wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe beeinflussen die Wahl der Schneidwerkzeuge. Diese Parameter sollten basierend auf dem Material des Werkstücks, dem Material des Schneidwerkzeugs und der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit optimiert werden.

• Schnittgeschwindigkeit: Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Schneidwerkzeug relativ zum Werkstück bewegt. Höhere Schnittgeschwindigkeiten können die Produktivität steigern, können aber auch zu einem schnelleren Werkzeugverschleiß führen. Die optimale Schnittgeschwindigkeit hängt vom Material des Werkstücks und dem Material des Schneidwerkzeugs ab.
• Vorschubgeschwindigkeit: Die Vorschubgeschwindigkeit ist die Strecke, die das Schneidwerkzeug pro Umdrehung des Werkstücks vorschiebt. Eine höhere Vorschubgeschwindigkeit kann die Produktivität steigern, kann aber auch zu einer schlechteren Oberflächengüte führen. Die Vorschubgeschwindigkeit sollte basierend auf dem Material des Werkstücks, der Schneidwerkzeuggeometrie und der gewünschten Oberflächengüte ausgewählt werden.
• Schnitttiefe: Die Schnitttiefe ist die Dicke des Materials, das bei jedem Durchgang des Schneidwerkzeugs abgetragen wird. Eine größere Schnitttiefe kann die Produktivität steigern, erfordert jedoch möglicherweise auch höhere Schnittkräfte und kann sich auf die Oberflächenbeschaffenheit auswirken. Die Schnitttiefe sollte basierend auf dem Material des Werkstücks, dem Material des Schneidwerkzeugs sowie der Leistung und Steifigkeit der Maschine ausgewählt werden.

Arten von Schneidwerkzeugen für das CNC-Drehen

Dreheinsätze

Dreheinsätze sind austauschbare Schneidplatten, die bei CNC-Drehvorgängen verwendet werden. Sie sind in verschiedenen Formen, Größen und Materialien erhältlich und können bei Verschleiß einfach ausgetauscht werden. Dreheinsätze eignen sich sowohl für Schrupp- als auch für Schlichtbearbeitungen und können eine hohe Produktivität und Präzision bieten.

Langweilige Bars

Bohrstangen werden zum Vergrößern vorhandener Löcher oder zum Erstellen interner Merkmale in einem Werkstück verwendet. Sie sind in verschiedenen Durchmessern und Längen erhältlich und können mit einer Vielzahl von Schneideinsätzen verwendet werden. Bohrstangen erfordern eine hohe Steifigkeit, um Vibrationen zu verhindern und eine präzise Bearbeitung zu gewährleisten.

Gewindeschneidwerkzeuge

Gewindewerkzeuge werden zum Erzeugen von Gewinden an einem Werkstück verwendet. Sie können sowohl zum Außen- als auch zum Innengewindeschneiden verwendet werden und sind in verschiedenen Gewindeprofilen und Steigungen erhältlich. Gewindeschneidwerkzeuge erfordern eine präzise Steuerung der Schnittgeschwindigkeit, der Vorschubgeschwindigkeit und der Schnitttiefe, um eine genaue Gewindeformung sicherzustellen.

Unsere CNC-Drehdienstleistungen

Als CNC-Drehlieferant bieten wir ein breites Spektrum anAutomatische Stangenbearbeitung,Mehrspindelbearbeitung, UndCNC-PrototypbearbeitungDienstleistungen. Wir verfügen über ein Team erfahrener Ingenieure und Techniker, die Ihnen bei der Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge für Ihre spezifische Anwendung helfen können. Wir nutzen modernste CNC-Drehmaschinen und Schneidwerkzeugtechnologien, um qualitativ hochwertige und effiziente Bearbeitungsvorgänge sicherzustellen.

Wenn Sie auf der Suche nach einem zuverlässigen CNC-Drehlieferanten sind, besprechen wir gerne Ihre Anforderungen und bieten Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung. Kontaktieren Sie uns noch heute, um den Beschaffungs- und Verhandlungsprozess zu starten.

Referenzen

• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2009). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson Prentice Hall.
• Boothroyd, G., Dewhurst, P. & Knight, WA (2011). Produktdesign für Fertigung und Montage. CRC-Presse.
• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metallschneiden. Butterworth-Heinemann.