Schnittdaten fräsen tabelle

Schnittdaten für das Fräsen: Eine Umfassende Übersicht

Einleitung

Die Wahl der richtigen Schnittdaten beim Fräsen ist entscheidend für die Qualität der Bearbeitung, die Standzeit der Werkzeuge und die Effizienz des gesamten Fertigungsprozesses. Unter Schnittdaten versteht man Parameter wie die Schnittgeschwindigkeit, den Vorschub, die Schnitttiefe und die Drehzahl, die die Leistungsfähigkeit und Effizienz eines Fräsprozesses maßgeblich beeinflussen. In diesem Artikel werden wir detailliert auf die verschiedenen Schnittdaten eingehen und eine umfangreiche Tabelle bereitstellen, die als Referenz für die Auswahl der optimalen Fräsparameter dient.

Grundlagen der Schnittdaten

Schnittgeschwindigkeit (vc)

Die Schnittgeschwindigkeit wird in Metern pro Minute (m/min) angegeben und beschreibt die Geschwindigkeit, mit der die Schneidkante des Werkzeugs über das Werkstück bewegt wird. Sie hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter das Material des Werkstücks, das Werkzeugmaterial und die Art der Fräsoperation (Schruppen oder Schlichten). Eine zu hohe oder zu niedrige Schnittgeschwindigkeit kann zu vorzeitigem Werkzeugverschleiß oder einer schlechten Oberflächenqualität führen.

Drehzahl (n)

Die Drehzahl wird in Umdrehungen pro Minute (U/min) angegeben und ist direkt von der Schnittgeschwindigkeit und dem Durchmesser des Werkzeugs abhängig. Sie lässt sich berechnen mit der Formel:

n=1000×vcπ×dn = \frac{1000 \times vc}{\pi \times d}n=π×d1000×vc​

Dabei ist ddd der Durchmesser des Fräswerkzeugs.

Vorschub (fz und vf)

Der Vorschub pro Zahn (fz) ist die Distanz, die das Werkzeug pro Zahnrotation in das Werkstück eindringt. Der Vorschubgeschwindigkeit (vf) ist das Produkt aus der Drehzahl, der Anzahl der Zähne des Werkzeugs und dem Vorschub pro Zahn:

vf=n×z×fzvf = n \times z \times fzvf=n×z×fz

wobei zzz die Anzahl der Schneiden des Werkzeugs ist.

Schnitttiefe (ap) und Schnittbreite (ae)

Die Schnitttiefe (ap) ist die Tiefe, die das Werkzeug in das Material eindringt, während die Schnittbreite (ae) die Breite des abgetragenen Materials beschreibt. Beide Parameter beeinflussen die Schnittkraft und den Energieverbrauch.

Schnittdaten für verschiedene Materialien

Die folgenden Tabellen geben einen Überblick über die empfohlenen Schnittdaten für verschiedene Materialien und Werkzeugtypen. Die angegebenen Werte sind Richtwerte und sollten je nach spezifischer Anwendung und Maschinenfähigkeit angepasst werden.

Tabelle 1: Schnittdaten für Stahl (unlegiert)

Werkzeugtyp	vc (m/min)	fz (mm/Zahn)	ap (mm)	ae (mm)	n (U/min)	vf (mm/min)
Hartmetallfräser	120-180	0,08-0,15	2,0-3,0	0,5-1,0	1000-3000	200-800
HSS-Fräser	40-60	0,05-0,10	1,5-2,5	0,5-0,8	500-1500	100-400
Schruppfräser	90-130	0,15-0,25	3,0-4,0	0,8-1,5	1500-3500	300-900

Tabelle 2: Schnittdaten für Aluminiumlegierungen

Werkzeugtyp	vc (m/min)	fz (mm/Zahn)	ap (mm)	ae (mm)	n (U/min)	vf (mm/min)
Hartmetallfräser	350-500	0,10-0,20	4,0-5,0	1,5-2,5	6000-10000	2000-6000
HSS-Fräser	100-150	0,08-0,12	3,0-4,0	1,0-2,0	2000-5000	800-2400
Schruppfräser	200-300	0,20-0,30	5,0-6,0	2,0-3,0	8000-12000	3000-8000

Tabelle 3: Schnittdaten für Gusswerkstoffe

Werkzeugtyp	vc (m/min)	fz (mm/Zahn)	ap (mm)	ae (mm)	n (U/min)	vf (mm/min)
Hartmetallfräser	90-150	0,07-0,12	3,0-4,0	0,8-1,5	1200-3500	300-900
HSS-Fräser	30-60	0,05-0,08	2,0-3,0	0,5-1,0	800-2000	150-400
Schruppfräser	60-90	0,12-0,18	4,0-5,0	1,0-2,0	2000-4000	400-1000

Tabelle 4: Schnittdaten für rostfreien Stahl (V2A, V4A)

Werkzeugtyp	vc (m/min)	fz (mm/Zahn)	ap (mm)	ae (mm)	n (U/min)	vf (mm/min)
Hartmetallfräser	50-90	0,04-0,08	2,0-3,0	0,5-1,0	800-2500	150-600
HSS-Fräser	15-30	0,03-0,06	1,0-2,0	0,4-0,8	400-1200	80-200
Schruppfräser	40-70	0,08-0,12	3,0-4,0	0,8-1,5	1200-3000	300-800

Einflussfaktoren auf die Schnittdaten

Material des Werkstücks

Das Material des Werkstücks hat einen erheblichen Einfluss auf die Wahl der Schnittdaten. Härtere Materialien wie gehärteter Stahl erfordern niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und höhere Vorschubkräfte, während weichere Materialien wie Aluminium höhere Geschwindigkeiten und geringere Vorschubkräfte zulassen.

Werkzeugmaterial und Beschichtung

Die Werkzeugmaterialien (z.B. Hartmetall, HSS) und deren Beschichtungen (z.B. TiN, TiAlN) bestimmen maßgeblich die Schnittdaten. Beschichtete Werkzeuge bieten oft höhere Standzeiten und erlauben höhere Schnittgeschwindigkeiten.

Kühlung und Schmierung

Eine angemessene Kühlung und Schmierung ist essenziell, um die Hitzeentwicklung während des Fräsens zu kontrollieren und den Verschleiß der Werkzeuge zu minimieren. Dies ist besonders wichtig bei der Bearbeitung von hochfesten Materialien.

Maschinenleistung

Die Leistung und Steifigkeit der verwendeten Maschine beeinflussen die möglichen Schnittdaten. Ältere oder weniger leistungsstarke Maschinen erfordern konservativere Schnittparameter, während moderne Hochleistungsmaschinen aggressivere Daten zulassen.

Optimierung der Schnittdaten

Schrittweise Anpassung

Es ist oft ratsam, die Schnittdaten schrittweise zu erhöhen, um den optimalen Bereich für die spezifische Anwendung zu finden. Dies kann durch Versuche und kontinuierliches Monitoring der Werkzeugstandzeit und Oberflächenqualität geschehen.

Überwachung des Werkzeugverschleißes

Durch regelmäßige Überprüfung und Dokumentation des Werkzeugverschleißes kann festgestellt werden, ob die aktuellen Schnittdaten optimal sind oder angepasst werden müssen. Ein erhöhter Verschleiß kann auf zu hohe Schnittgeschwindigkeiten oder unzureichende Kühlung hinweisen.

Verwendung moderner Simulationssoftware

Moderne Simulationssoftware kann dabei helfen, die Schnittdaten für eine gegebene Bearbeitungsaufgabe zu optimieren. Diese Tools berücksichtigen verschiedene Einflussfaktoren und ermöglichen es, die ideale Kombination von Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Schnitttiefe zu ermitteln.

Fazit

Die Wahl der richtigen Schnittdaten beim Fräsen ist von entscheidender Bedeutung für die Qualität der Bearbeitung und die Effizienz des gesamten Fertigungsprozesses. Die in diesem Artikel bereitgestellten Tabellen bieten eine solide Ausgangsbasis, um die optimalen Parameter für verschiedene Materialien und Werkzeugtypen zu ermitteln. Es ist jedoch wichtig, diese Daten an die spezifischen Gegebenheiten der Maschine und der Bearbeitungsaufgabe anzupassen, um die besten Ergebnisse zu erz