Wie verhindert man Spanverwicklungen beim CNC-Drehen?

Spanverwicklungen sind ein häufiges und problematisches Problem bei CNC-Drehprozessen. Als erfahrener CNC-Drehlieferant habe ich aus erster Hand miterlebt, welche negativen Auswirkungen dies auf die Produktionseffizienz, die Werkzeuglebensdauer und die Qualität der bearbeiteten Teile haben kann. In diesem Blog werde ich einige wirksame Strategien zur Verhinderung des Verfangens von Spänen vorstellen, die auf meiner jahrelangen Erfahrung in der Branche basieren.

Chip-Verschränkung verstehen

Bevor wir uns mit Präventionsmethoden befassen, ist es wichtig zu verstehen, was die Ursache für das Verfangen von Spänen ist. Beim CNC-Drehen trägt das Schneidwerkzeug Material vom Werkstück ab und erzeugt dabei Späne. Diese Späne können sich wellen und um das Schneidwerkzeug, das Werkstück oder andere Komponenten der Maschine wickeln, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden. Mehrere Faktoren tragen zu diesem Problem bei, darunter die Art des bearbeiteten Materials, die Schnittparameter, die Werkzeuggeometrie und der Kühlmittelverbrauch.

Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge

Eine der wirksamsten Möglichkeiten, Spanverwicklungen zu verhindern, ist die Auswahl geeigneter Schneidwerkzeuge. Werkzeuge mit geeigneten Spanbrechern sind unerlässlich. Spanbrecher sollen die Form und Größe der Späne kontrollieren und sicherstellen, dass sie in kleine, handliche Stücke zerbrechen, anstatt lange, kontinuierliche Locken zu bilden. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl von Schneidwerkzeugen Folgendes:

• Werkzeuggeometrie: Entscheiden Sie sich für Werkzeuge mit einer Geometrie, die den Spanbruch begünstigt. Beispielsweise können Werkzeuge mit einem positiven Spanwinkel die Schnittkräfte reduzieren und dazu beitragen, dass die Späne leichter gebrochen werden.
• Beschichtung: Werkzeuge mit hochwertigen Beschichtungen können den Spanfluss verbessern und die Reibung verringern. Titannitrid (TiN), Titancarbonitrid (TiCN) und Aluminiumtitannitrid (AlTiN) sind gängige Beschichtungen, die die Werkzeugleistung verbessern.
• Stil einfügen: Für verschiedene Bearbeitungsanwendungen stehen verschiedene Wendeplattenausführungen zur Verfügung. Wählen Sie Wendeschneidplatten, die speziell für das zu bearbeitende Material und die Art der Drehoperation entwickelt wurden.

Schnittparameter optimieren

Die richtigen Schnittparameter spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Spanverwicklungen. Die drei wichtigsten Schnittparameter sind Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe.

• Schnittgeschwindigkeit: Die Wahl der richtigen Schnittgeschwindigkeit ist entscheidend. Eine zu hohe Geschwindigkeit kann dazu führen, dass die Späne lang und zäh werden, während eine zu niedrige Geschwindigkeit zu einer schlechten Spanbildung führen kann. Beachten Sie die Empfehlungen des Werkzeugherstellers zur optimalen Schnittgeschwindigkeit basierend auf dem verwendeten Material und Werkzeug.
• Vorschubgeschwindigkeit: Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell sich das Schneidwerkzeug am Werkstück entlang bewegt. Ein höherer Vorschub kann dazu beitragen, die Späne effektiver zu brechen, erhöht aber auch die Schnittkräfte. Finden Sie ein Gleichgewicht zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Spankontrolle, um ein Verhaken zu verhindern.
• Schnitttiefe: Die Schnitttiefe beeinflusst die Spandicke. Eine größere Schnitttiefe kann zu dickeren Spänen führen, die eher brechen. Allerdings kann eine zu große Schnitttiefe auch zu erhöhten Schnittkräften und Werkzeugverschleiß führen. Passen Sie die Schnitttiefe entsprechend den Material- und Werkzeugfähigkeiten an.

Verwendung von Kühl- und Schmiermitteln

Kühl- und Schmierstoffe sind für das Spanmanagement beim CNC-Drehen unerlässlich. Sie erfüllen mehrere Funktionen, darunter die Kühlung des Schneidwerkzeugs, die Reduzierung der Reibung und das Wegspülen der Späne.

• Kühlmitteltyp: Es stehen verschiedene Arten von Kühlmitteln zur Verfügung, z. B. wasserbasierte, ölbasierte und synthetische Kühlmittel. Aufgrund ihrer guten Kühleigenschaften und Kosteneffizienz werden häufig wasserbasierte Kühlmittel verwendet. Ölbasierte Kühlmittel sorgen für eine bessere Schmierung, was dazu beitragen kann, Spanschweißungen zu verhindern und die Oberflächengüte zu verbessern.
• Kühlmittellieferung: Die richtige Kühlmittelzufuhr ist entscheidend für eine effektive Spanabfuhr. Verwenden Sie Hochdruck-Kühlmittelsysteme, um das Kühlmittel auf die Schneidzone zu richten. Dies trägt dazu bei, die Späne vom Werkzeug und Werkstück wegzuspülen, wodurch die Gefahr einer Verhedderung verringert wird.
• Schmierung: Zusätzlich zu Kühlmitteln können Schmiermittel verwendet werden, um die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu verringern. Dadurch kann der Spanfluss verbessert und verhindert werden, dass die Späne am Werkzeug haften bleiben.

Maschinendesign und -einrichtung

Auch die Konstruktion und Einrichtung der CNC-Drehmaschine spielt eine Rolle bei der Vermeidung von Spanverwicklungen.

• Späneförderer: Ein gut konzipierter Späneförderer ist für die Späneabfuhr aus dem Bearbeitungsbereich unerlässlich. Wählen Sie einen Förderer, der das Volumen und die Art der bei Ihren Bearbeitungsvorgängen erzeugten Späne bewältigen kann.
• Maschinengehäuse: Eine geschlossene Maschine kann helfen, die Späne einzudämmen und zu verhindern, dass sie sich in der Werkstatt verteilen. Dies erhöht nicht nur die Sicherheit, sondern erleichtert auch das Sammeln und Entsorgen der Späne.
• Werkzeughalter und Werkstückspannung: Stellen Sie sicher, dass Werkzeughalter und Werkstück richtig eingespannt sind. Lockere Werkzeughalter oder Werkstücke können Vibrationen verursachen, die zu schlechter Spanbildung und -verhedderung führen können.

Fortschrittliche Bearbeitungstechniken

Zusätzlich zu den oben genannten Methoden können auch einige fortschrittliche Bearbeitungstechniken dazu beitragen, das Verfangen von Spänen zu verhindern.

• Mehrspindelbearbeitung:Mehrspindelbearbeitungermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Werkstücke oder mehrerer Merkmale an einem einzelnen Werkstück. Dies kann die Produktivität steigern und auch das Spanmanagement verbessern, indem die Zeit zwischen den Schnitten verkürzt wird.
• Automatische Stangenbearbeitung:Automatische Stangenbearbeitungist eine hocheffiziente Methode zur Bearbeitung langer Materialstangen. Es kann mit Funktionen wie automatischen Späneentfernungssystemen ausgestattet werden, die dazu beitragen, das Verfangen von Spänen zu verhindern.
• CNC-Prototypbearbeitung:CNC-Prototypbearbeitungermöglicht die schnelle Herstellung von Prototypen. Durch die Optimierung der Bearbeitungsparameter und der Werkzeugauswahl während der Prototypenerstellung können Sie die besten Methoden zur Vermeidung von Spanverwicklungen vor der Serienfertigung ermitteln.

Überwachung und Wartung

Eine regelmäßige Überwachung und Wartung des CNC-Drehprozesses ist unerlässlich, um Spanverwicklungen vorzubeugen.

• Visuelle Inspektion: Überprüfen Sie die Schneidwerkzeuge, das Werkstück und die Maschinenkomponenten regelmäßig auf Anzeichen von Spanverwicklungen. Achten Sie auf Späne, die sich um das Werkzeug oder Werkstück wickeln, sowie auf ungewöhnliche Abnutzung oder Schäden.
• Überwachung des Werkzeugverschleißes: Überwachen Sie den Verschleiß der Schneidwerkzeuge. Abgenutzte Werkzeuge können lange, kontinuierliche Späne erzeugen, was die Gefahr des Verfangens erhöht. Ersetzen Sie die Werkzeuge, wenn sie das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht haben.
• Maschinenwartung: Halten Sie die Maschine sauber und gepflegt. Reinigen Sie den Späneförderer, das Kühlmittelsystem und andere Komponenten regelmäßig, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten.

Abschluss

Die Vermeidung von Spanverwicklungen beim CNC-Drehen ist ein komplexes, aber erreichbares Ziel. Durch die Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge, die Optimierung der Schnittparameter, die Verwendung von Kühl- und Schmiermitteln, die Beachtung der Maschinenkonstruktion und -einrichtung, den Einsatz fortschrittlicher Bearbeitungstechniken sowie die Implementierung ordnungsgemäßer Überwachung und Wartung können Sie das Auftreten von Spanverwicklungen erheblich reduzieren. Als CNC-Drehlieferant setze ich mich dafür ein, meinen Kunden dabei zu helfen, effiziente und qualitativ hochwertige Bearbeitungsvorgänge zu erzielen. Wenn Sie Probleme mit der Spanverwicklung haben oder nach Möglichkeiten suchen, Ihre CNC-Drehprozesse zu verbessern, lade ich Sie ein, mich für ein ausführliches Gespräch und eine mögliche Beschaffung unserer Dienstleistungen zu kontaktieren.

Referenzen

• Boothroyd, G. & Knight, WA (2006). Grundlagen der maschinellen Bearbeitung und Werkzeugmaschinen. Marcel Dekker.
• Trent, EM, & Wright, PK (2000). Metallschneiden. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2013). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson.