Meistern Sie die Kunst der Schnittberechnung: Ihr Leitfaden zur Präzision in der CNC-Bearbeitung

Wie bei allem Mechanischen ist Genauigkeit die charakteristische Grundlage einer modernen CNC-Maschine, und dieser spezielle Aspekt kann nur erreicht werden, wenn ein umfassendes Verständnis der Schnittberechnungen vorhanden ist. Dieser Artikel beleuchtet die relevanten Schritte und Methoden, die den Prozess der genauen Bestimmung der Schnittparameter ausmachen. Von den Grundkonzepten der Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit bis hin zu ihren Auswirkungen auf die Maschinenleistung und die Qualität des resultierenden Teils werden wir versuchen, so viele umsetzbare Erkenntnisse wie möglich abzudecken. Und für diejenigen, die die Produktivität oder den Detaillierungsgrad der produzierten Werkstücke maximieren möchten, wird dieser Leitfaden dabei helfen, die CNC-Bearbeitung zu meistern.

Was bedeutet Schnittgeschwindigkeit und wie berechnet man sie?

Die Schnittgeschwindigkeit bezieht sich auf die Geschwindigkeit der linearen Bewegung der Schneide und der Oberfläche des Werkstücks. Sie wird häufig in SFM oder Oberflächenfuß pro Minute oder sogar in Metern pro Minute (m/min) berechnet. Um die Schnittgeschwindigkeit abzuleiten, verwendet man die folgende Formel:

Schnittgeschwindigkeit (V) = (π x D x N)/12 (in britischen Einheiten)

V = metrische Raumgeschwindigkeit in SFM

D = Abmessungen des Werkstücks oder Werkzeugs (in Zoll)

N = Spindeldrehzahl (U/min)

Wenn Sie metrische Einheiten verwenden, geben Sie statt 12 1000 ein und führen Sie die Berechnung wie folgt durch:

Schnittgeschwindigkeit (V) =π x D x N/1000

Schnittgeschwindigkeit bei der CNC-Bearbeitung verstehen

Es gibt mehrere Besonderheiten, die die Schnittgeschwindigkeit einer CNC-Maschine beeinflussen. Dazu gehören das Material des Werkstücks und die Art des verwendeten Schneidwerkzeugs sowie der durchgeführte Vorgang. Die Materialien, aus denen das Werkstück besteht, wie Aluminium, Stahl und Titan, haben unterschiedliche Härtegrade und thermische Eigenschaften, die unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten erfordern. In gleicher Weise beeinflussen Schneidwerkzeugmaterialien wie Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetallwerkzeuge sowie Keramik, wie heiß das Bearbeitungswerkzeug werden kann, bevor es seine Schärfe verliert.

Die optimale Schnittgeschwindigkeit ändert sich auch bei den verschiedenen Bearbeitungsvorgängen, zu denen Drehen, Fräsen und Bohren gehören. Beispielsweise gibt es beim Fräsen auch eigene Geschwindigkeiten, die von der Anzahl der Werkzeugnuten sowie der Vorschubgeschwindigkeit abhängen. Die Umsetzung empfohlener Schnittgeschwindigkeitsbereiche ermöglicht präzises Schneiden und die Beachtung von Richtlinien gewährleistet Effizienz bei allen Vorgängen.

Die Geschwindigkeitsänderungen können mit den folgenden Formeln berechnet werden

Die Schnittgeschwindigkeit (Vc) ist einer der wichtigen Parameter, die bei verschiedenen Bearbeitungsprozessen berechnet werden müssen. Sie wird mit der folgenden Formel definiert:

Vc = (π × D × N) / 1000

Vc = Schnittgeschwindigkeit (Meter pro Minute, m/min)

D = Durchmesser des Werkstücks oder Werkzeugs (Millimeter, mm)

N = Spindeldrehzahl (Umdrehungen pro Minute, U/min)

Durch die Abstimmung der Spindeldrehzahlen und -durchmesser auf die gewünschten Schnittgeschwindigkeiten wird eine genaue und effiziente Werkzeugleistung gewährleistet. Möglicherweise sind einige Anpassungen unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften, der Parameter des Schneidwerkzeugs und der Bearbeitungsbedingungen erforderlich. Hinweise auf Empfehlungen und Standards spezifischer Werkzeughersteller tragen wesentlich zum Erreichen optimaler Ergebnisse bei.

Faktoren, die die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen

Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Härte- und Wärmeeigenschaften, die sich auf die optimale Schnittgeschwindigkeit auswirken. Weichere Metalle wie Aluminium ermöglichen beispielsweise viel höhere Schnittgeschwindigkeiten als härtere Metalle wie Edelstahl.

Jedes Werkzeug aus Schnellarbeitsstahl (HSS), Hartmetall oder sogar Keramik weist unterschiedliche Leistungsfähigkeiten auf, aber im Allgemeinen kann beobachtet werden, dass Hartmetallwerkzeuge aufgrund ihrer größeren Hitzebeständigkeit tendenziell höhere Geschwindigkeiten unterstützen.

Da die Effizienz durch Verbesserung der Form und Schärfe des Schneidwerkzeugs maximiert wird, müssen glatte und sichere Schnitte durch eine optimale Werkzeuggeometrie bei höheren Geschwindigkeiten gewährleistet werden.

Wie bestimmen Sie die Schnitttiefe bei einem Zerspanungsprozess?

Festlegen der Schnitttiefe und ihrer Bedeutung

Im Zusammenhang mit einem Bearbeitungsvorgang ist die Schnitttiefe die Distanz, die ein Schneidwerkzeug während des Prozesses in das Werkstück eindringt. Sie wird durch den Abstand zwischen der ungeschnittenen Oberfläche und der bearbeiteten Oberfläche definiert. Diese Einstellung basiert normalerweise auf der Art des Werkstückmaterials, der Leistungsfähigkeit des Schneidwerkzeugs und der Stärke der vorhandenen Maschine.

So ermitteln Sie die optimale Schnitttiefe:

Materialeigenschaften – Bei weicheren Materialien ist normalerweise die Schnitttiefe größer als bei härteren, die flachere Schnitte erfordern, um das Werkzeug vor Beschädigungen und Überhitzung zu schützen.

Werkzeugstärke – Diese bezieht sich auf die Stärke und Schärfe des jeweiligen Schneidwerkzeugs. Robustere Werkzeuge können tiefere Schnitte aushalten.

Bearbeitungsbedingungen – Aspekte wie die Leistung der Maschine, ihre Stabilität und die Kontrolle der Vibrationen sind entscheidend. Bei tieferen Schnitten ist die Steifigkeit der Maschine tendenziell größer, was tiefere Schnitte ermöglicht.

Die Wahl der richtigen Schnitttiefe garantiert immer eine verbesserte Effizienz bei der Bearbeitung, eine längere Werkzeuglebensdauer und minimiert das Fehlerrisiko bei der Bearbeitung. Halten Sie sich immer an die Richtlinien der Hersteller zu bestimmten Materialien und Werkzeugen.

Anwendung eines Rechners für genaue Vorschubgeschwindigkeiten

Um genaue Vorschubberechnungen zu erhalten, benötigt ein Rechner die Benutzereingaben für Vorschub pro Zahn (Fz), Spindeldrehzahl (N) und Anzahl der Nuten (z). Mit diesen Parametern können Sie die Vorschubgeschwindigkeit (Vf) für Ihren Bearbeitungsprozess ganz einfach mit der Formel Vf = Fz × N × z berechnen. Dies hilft dabei, die angestrebte Effizienz zu erreichen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen und die Werkzeuglebensdauer zu erhöhen. Bitte achten Sie sorgfältig auf die Eingabewerte und Einheiten, da Fehler auftreten können und sich negativ auf die Berechnungen auswirken können.

Häufige Fehler bei der Bestimmung des Zahnvorschubs

Wie bei anderen Berechnungen sind auch hier Fehlinterpretationen der Maßeinheiten die häufigsten Fehler. In diesem Fall wird der Vorschub pro Zahn (Fz) entweder in Millimetern (mm) oder Zoll angegeben und die Einheitenumrechnung wird falsch durchgeführt. Ein weiterer Fehler dieser Art ist, den korrekten Wert für die Nuten (z) nicht zu berücksichtigen, insbesondere wenn es sich bei der Maßeinheit um ein Zweinutenwerkzeug handelt. Die Berechnung der Rate mit einem angenommenen Wert von 4 Nuten erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Überlastung der Schneidkanten, was letztendlich zum Verschleiß oder zum Bruch des Werkzeugs führt.

Damit Sie die Daten besser verstehen, hier zwei Beispielfälle:

Vorschub pro Zahn (Fz): 0.1 mm/Zahn

Spindeldrehzahl (N): 12,000 U/min

Anzahl der Schneiden (z): 4

Fz × N × z = 0.1 × 12000 × 4 = 4800 mm/min

Nach den Berechnungen beträgt der korrekte Wert der Vorschubgeschwindigkeit (Vf) 4800 mm/min.

Vorschub pro Zahn (Fz angenommen): 0.2 mm/Zahn (fälschlicherweise geändert von tatsächlich 0.1 mm/Zahn)

Spindeldrehzahl (N): 12,000 U/min

Anzahl der Schneiden (z): 4

Vf = Fz × N × z = 0.2 × 12,000 × 4 = 9,600 mm/min

Diese falsche Annahme ergibt eine Vorschubgeschwindigkeit von 9600 mm/min, also das Doppelte der erforderlichen Geschwindigkeit, und führt höchstwahrscheinlich zu übermäßigen Maschinenvibrationen, einer Verschlechterung der Oberflächengüte des Teils und zu Werkzeugschäden.

Welche Rolle spielt die Werkzeugmaschine bei der Schnittkraftmessung?

Untersuchung von Funktionalitäten von Werkzeugmaschinen

Die Messung der Schnittkräfte ist eng mit der Effizienz von Werkzeugmaschinen verknüpft, da sie die Oberfläche bieten, von der aus die Kräfte während des Bearbeitungsprozesses gemessen und aufgezeichnet werden. Bei der Bearbeitung sind die Schnittkräfte einer der wichtigsten Parameter, die den Prozess, die Lebensdauer des Werkzeugs und die Qualität des Teils beeinflussen. Zur Messung dieser Kräfte werden die erforderlichen integrierten oder externen Kraftmessgeräte wie Dynamometer und Lastmesszellen an den Werkzeugmaschinen installiert. Diese Systeme bieten eine Kraftmessung in Echtzeit in den X-, Y- und Z-Achsen, die eine detaillierte Analyse ermöglicht.

Die Messung der Schnittkraft wird mithilfe neuer Sensortypen und Datenerfassungssysteme ständig verbessert, um eine einfache Messung und minimale Unterbrechungen des Bearbeitungsprozesses zu erreichen. Ein Beispiel hierfür sind Mehrkomponenten-Dynamometer. Sie können Schnittkräfte messen, die empfindlich sind, und werden daher bei CNC-Maschinen zur besseren Steuerung eingesetzt. Darüber hinaus wird die Genauigkeit, mit der die Kräfte gemessen werden, durch die Steifigkeit und Stabilität der Werkzeugmaschine beeinflusst, was erfordert, dass die Schnittbedingungen an die Leistungsfähigkeit der Maschine angepasst werden. Daher zielt die Integration dieser Messsysteme in die Werkzeugmaschinen darauf ab, die Schnittparameter zu optimieren, die Stabilität des Prozesses aufrechtzuerhalten und die Möglichkeit von Werkzeugverschleiß oder Verformung des Werkstücks zu verringern.

Schnittkraftmessung mit Werkzeugmaschinen

Bei der Messung der Schnittkraft gibt es mehrere Abhängigkeiten, die berücksichtigt werden müssen. Nachfolgend eine Zusammenfassung der wichtigsten davon sowie neuere Erkenntnisse aus der Forschung:

Die Schnittkräfte werden stark von der Schnittgeschwindigkeit und dem Vorschub beeinflusst. Ein gutes Beispiel ist die Reduzierung der Schnittkraft bei einer Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit von 50 m/min auf 200 m/min bei Drehoperationen aufgrund der thermischen Erweichung, wie eine Studie an Stahllegierungen gezeigt hat. Andererseits erhöht eine Erhöhung des Vorschubs von 0.1 mm/Umdrehung auf 0.3 mm/Umdrehung die Schnittkräfte aufgrund des größeren Spanquerschnitts um etwa 60 %.

Der Spanwinkel des Schneidwerkzeugs und seine Materialzusammensetzung sind ebenfalls sehr wichtig für die Schnittkräfte. Beispielsweise erzeugen Werkzeuge mit positiven Winkeln wie +10° Spanwinkel geringere Kräfte als Werkzeuge mit neutralen und negativen Spanwinkeln. Zähere Materialien wie Hartmetall oder polykristalliner Diamant (PCD) weisen einen höheren Schnittwiderstand auf. Je härter diese Materialien also zu schneiden sind, desto aktiver kann die Bearbeitung ohne nennenswerten Werkzeugverschleiß erfolgen.

So hart das zu bearbeitende Teil ist und seine Mikrostruktur fein ist, so ist auch der Grad der Bearbeitung des Materials. Beispielsweise führt die Bearbeitung von Aluminiumlegierungen im Vergleich zu Kohlenstoffstählen unter denselben Schnittbedingungen normalerweise zu einer Reduzierung der Schnittkräfte um 40 bis 50 %. Experimentelle Daten deuten darauf hin, dass bei härteren Materialien wie Stahl mit einer Härte von über 50 HRC aufgrund des Widerstands gegen die Materialentfernung größere Kräfte erforderlich sind.

Durch den Einsatz von Schneidflüssigkeiten können die Schnittkräfte deutlich gesenkt werden, indem die Reibung an den Grenzflächen zwischen Werkzeug und Span sowie zwischen Werkzeug und Werkstück verringert wird. Tests haben ergeben, dass sich die Schnittkräfte im Vergleich zu Trockenbearbeitungsverfahren um 20 bis 30 % verringern, wenn Hochleistungs-Schneidflüssigkeiten oder MQL-Systeme verwendet werden.

Auch das Schwingungsverhalten und die statische Steifigkeit der Werkzeugmaschinen beeinflussen die Messung. Maschinen mit höherer dynamischer Steifigkeit minimieren die Fehler bei der Kraftmessung aufgrund von Verformungen oder Schwingungen des Systems und liefern somit bessere Informationen.

Ausgestattet mit empirischen Beweisen, die diese Faktoren und ihre Auswirkungen quantifizieren, können Hersteller im Voraus wissen, wie sie die Bearbeitungsbedingungen anpassen und eine Leistungsoptimierung erreichen können. Aus der Sicht der Feinmechanik ermöglicht die Kombination aus fortschrittlichen Dynamometern und analytischen Modellen eine genaue Kraftvorhersage, die die Produktivität und Qualität des Produkts steigert.

Effiziente Methoden zur Schnittkraftoptimierung

Bei der Optimierung der Schnittkraft wird zunehmend Wert auf Echtzeit-Telemetrie und maschinelles Lernen gelegt. Integrierte Sensoren in Dynamometern können Kraftdaten auch bei schwierigen Bearbeitungsszenarien mit höherer Genauigkeit aufzeichnen. Fortschrittliche Algorithmen nutzen diese Informationen zur Vorhersage der Werkzeuglebensdauer, Fehlerdiagnose und zur Empfehlung von Vorschub, Schnittgeschwindigkeit und Schnitttiefe.

Der Einsatz neuer Materialien für Schneidwerkzeuge, insbesondere polykristalliner Diamant (PCD) und Keramikverbundstoffe, hat die Bearbeitungsdynamik aufgrund geringerer Schnittkraftanforderungen und hervorragender Oberflächenqualität erheblich verbessert. Wenn diese Materialien in Verbindung mit kryogener Bearbeitung oder fortschrittlichen MQL-Kühlsystemen verwendet werden, verbessern sich die Werkzeuglebensdauer und die Produktivität. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz dieser Techniken den Herstellern in wirtschaftlich aggressiven Branchen zu besserer Leistung und Kosteneffizienz verhilft.

Wie berechnet man die Bearbeitungszeit beim CNC-Fräsen?

Die Zeitkomponenten im Verhältnis zu Bearbeitungsvorgängen

Die Bearbeitungszeit beim CNC-Fräsen besteht aus mehreren Kernkomponenten, wie Schnittlänge, Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeuggeschwindigkeit. Für eine effiziente Bearbeitung hängt die Genauigkeit von diesen verschiedenen Faktoren und ihrer Korrelation ab. Die grundlegende Bearbeitungszeit (T) kann mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

T = L / (F * N)

T = Bearbeitungszeit in Minuten

L = Gesamtschnittlänge in mm

F = Vorschub in mm/Umdrehung oder mm/Minute

N = Spindeldrehzahl U/min

Beispieldaten:

Material: Aluminium-Legierung

Schnittlänge (L): 150 mm

Vorschubgeschwindigkeit (F): 0.25 mm/U

Spindeldrehzahl (N): 1200 U/min

Anwendung der Formel:

T = 150 / (0.25 * 1200)

T = 150/300 = 5 Minuten oder 30 Sekunden.

Überlegungen zur Genauigkeit:

Passen Sie Spindeldrehzahl und Vorschub dem zu bearbeitenden Material und den verwendeten Werkzeugen an.

Berücksichtigen Sie bei der Detailplanung Rüstzeiten, Werkzeugwechselzeiten und sonstige betriebsbedingte Wartezeiten bei industriellen Anwendungen.

Zur Simulation kann CAD/CAM-Software die Bearbeitungszeiten in kleinere Abschnitte aufteilen, wodurch die Genauigkeit erhöht und die Fehlerwahrscheinlichkeit verringert wird, was eine Zyklusoptimierung gewährleistet.

Schritte zur Berechnung der Bearbeitungszeit mit höchster Präzision

Hier finden Sie eine detaillierte Übersicht über die wichtigsten Parameter und relevanten Daten zur Berechnung der Bearbeitungszeit.

Materialtyp: Aluminiumlegierung

Härtegrad (falls zutreffend): Mittel

Wärmeleitfähigkeit und Verschleißverhalten (zur Berücksichtigung bei der Werkzeugauswahl)

Schnittlänge (L): 150 mm

Vorschubgeschwindigkeit (F): 0.25 mm/U

Spindeldrehzahl (N): 1200 U/min

Werkzeugtyp: Hartmetall-Einsatzfräser

Werkzeugdurchmesser (falls zutreffend): Benutzerdefiniert, abhängig vom Schnitttyp

Maschinentyp: CNC-Drehmaschine (und Betriebsart)

Oberflächengeschwindigkeit: Wird basierend auf der Spindeldrehzahl berechnet und abgeleitet, sofern dies nicht bereits zuvor erfolgt ist.

Spanvolumen pro Zahn: Ist abhängig vom Schneidwerkzeug und den verwendeten Stäben.

Kühlmittel (falls verwendet) – Muss für eine effiziente Kühlwirkung angewendet werden.

Betriebsverzögerungen/Anpassungen (Werkzeugwechselanpassung, externe Werkzeug- und Teileausrichtung)

Bearbeitungszeit (T): 30 Sekunden oder 0.5 Minuten

Zusätzliche Anpassungen (Verweileinstellung, Reaktionseinstellung) – entsprechend den Endwerten.

Techniken zur Verbesserung der Produktivität durch Reduzierung der Bearbeitungszeit

Zur Produktivitätssteigerung und Zeitverkürzung bei Bearbeitungsprozessen können verschiedene Methoden angewendet werden:

• Passen Sie die Werkzeugbedingungen an: Durch Ändern der Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Schnitttiefe für das bearbeitete Material können Sie einen höheren Materialabtrag erzielen, ohne die Oberflächenqualität oder die Werkzeuglebensdauer zu verringern.
• Wählen Sie hochwertige Werkzeuge: Die Verwendung von Hochleistungs-Schneidwerkzeugen wie beschichteten Hartmetalleinsätzen sorgt für bessere Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität und Effizienz bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung Operationen.
• Einführung der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung (HSM): HSM verbessert den Durchsatz weicherer Materialien und während der Endbearbeitungsphasen, indem die Zykluszeiten erheblich verkürzt werden.
• Wenden Sie neuere CNC-Technologie an: Moderne CNC-Maschinen mit verbesserter Beschleunigung und Verzögerung sowie schnellem Werkzeugwechsel verkürzen die Leerlaufzeit und tragen zur Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit bei.
• Reduzieren Sie die Zeit, die nicht zur Wertschöpfung erforderlich ist: Eine bessere Planung und Automatisierung der Werkzeugeinrichtung, des Werkzeugrückzugs und der Verweilzeit spart bei sich wiederholenden oder Batch-Prozessen erheblich Zeit.
• Kühlmittel anwenden: Richtig angewendete Hochdruck- oder gerichtete Kühlmittelsysteme können den Werkzeugverschleiß durch Überhitzung verringern und schnellere Schnitte bei gleichbleibend hervorragender Schnittqualität ermöglichen.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Warum ist die Schnittberechnung bei der CNC-Bearbeitung so wichtig?

A: Was die Schnittberechnung betrifft, ist dieser Aspekt wichtig bei der CNC-Bearbeitung weil es dabei hilft, die optimalen Bearbeitungsparameter für Effizienz und Genauigkeit zu definieren. Dies bedeutet, dass die Klinge mit idealer Geschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit arbeiten kann, während Verschleiß und Oxidation minimiert werden. Eine solche Maßnahme verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung und verbessert die Qualität der gedrehten Teile.

F: Wie berechnen Sie die Schnittgeschwindigkeit beim CNC-Drehen?

A: Die Schnittgeschwindigkeit beim CNC-Drehen kann mit der Formel Vc = (π × D × N) / 12 berechnet werden. In diesem Fall muss der Bediener bedenken, dass Vc die Schnittgeschwindigkeit in Zoll pro Minute, D der Durchmesser des Werkstücks und N die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute ist. Diese Bearbeitungsformel hilft dem Bediener dabei, zu bestimmen, welche Geschwindigkeit die gewünschten Ergebnisse liefert.

F: Welche grundlegenden Elemente beeinflussen die Berechnung der Spandicke?

A: Die Berechnung der Spandicke wird durch die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung, die Geometrie der Klinge, die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Materialeigenschaften des Werkstücks beeinflusst. Die Kenntnis dieser Faktoren hilft dabei, die optimalen Bearbeitungsprozesse für präzise Schnitte einzusetzen.

F: Wie wird die theoretische Oberflächengüte bei der CNC-Bearbeitung bewertet?

A: Die theoretische Oberflächengüte wird anhand des Vorschubs pro Distanzeinheit, des Eckenradius des Werkzeugs und der Rotationsamplitude ermittelt. Diese Theorie sagt die Oberflächenrauheit voraus und hilft dem Bediener, die erforderliche Oberflächenqualität zu bestimmen, um die Bearbeitungsparameter entsprechend anzupassen.

F: Welche Rolle spielt die Bearbeitbarkeit bei der Schnittberechnung?

A: Als eine der Definitionen der Bearbeitbarkeit bezieht sie sich auch auf die Leichtigkeit, mit der das Material geschnitten werden kann, und dies wirkt sich auf die Schnittberechnung aus. Mit zunehmender Bearbeitbarkeit verbessern sich auch der Leistungsbedarf für die Schneidvorgänge und die Oberflächenverschlechterung. Kenntnisse über die Bearbeitbarkeit helfen dabei, die Schneidparameter wie Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit für optimale Ergebnisse genauer zu definieren.

F: Welche Schritte unternehmen Sie, um die beste Drehzahl für das CNC-Drehen zu finden?

A: Durch Analyse des Werkstückdurchmessers, der gewünschten Schnittgeschwindigkeit und der Materialeigenschaften kann die optimale Drehzahl bestimmt werden. In diesem Fall wenden die Bediener die Formel N = (12 × Vc) / (π × D) an, um die erforderlichen Umdrehungen pro Minute (RPM) so zu berechnen, dass sowohl Genauigkeit als auch Effizienz des Bearbeitungsprozesses gewährleistet sind.

F: Warum muss bei der CNC-Bearbeitung die Vorschubtoleranz eingehalten werden?

A: Die richtige Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht minimalen Werkzeugverschleiß, eine gute Oberflächengüte und genaue Abmessungen. Die Vorschubgeschwindigkeit, die normalerweise in Zoll pro Minute (IPM) angegeben wird, definiert das durchschnittliche Materialvolumen, das pro Umdrehung entfernt wird, und wirkt sich somit auf die Effektivität und Genauigkeit der Bearbeitung aus.

F: Was wird getan, um die Schneidleistung bei CNC-Operationen zu verbessern?

A: Moderne Werkzeugmaterialien, automatische Werkzeugwechsler, Optimierung der Bearbeitungsparameter und Kühlmittelsysteme werden eingesetzt, um Temperatur und Oxidation zu reduzieren und so die Schneidleistung zu verbessern und als Lösung für die CNC-Maschinen zu dienen. Diese Vorgehensweisen sind von erheblichem Nutzen, wenn man nach höherer Produktivität, Genauigkeit oder längerer Lebensdauer von CNC-Vorgängen strebt.

F: Wie wird der Krümmungsradius für das Drehteil berechnet?

A: Bei einem Drehteil wird der Krümmungsradius anhand des Eckenradius und des Vorschubs des Werkzeugs bestimmt. Dies ist ein entscheidender Aspekt, da diese Werte dabei helfen, die endgültige Kontur des Werkstücks zu berechnen. Die Kontur muss außerdem den Designanforderungen entsprechen. Die Messung des Radius ist beim CNC-Drehen von entscheidender Bedeutung.

Referenzquellen

1. „Direkte Berechnung der konstitutiven Materialparameter nach Johnson-Cook für schräge Schneidvorgänge“(Nguyen & Hosseini, 2023)

• Veröffentlicht am 2023
• Autoren: Nam Nguyen, A. Hosseini
• Wichtige Erkenntnisse: Die Autoren entwickelten eine direkte Berechnungsmethode zur Bestimmung der konstitutiven Materialparameter nach Johnson-Cook für schräge Schneidvorgänge, mit der die Schnittkräfte und -temperaturen genau vorhergesagt werden können.
• Methodik: Die Autoren verwendeten ein analytisches Modell in Kombination mit einer experimentellen Validierung, um die Johnson-Cook-Materialparameter direkt zu berechnen, ohne dass eine iterative Optimierung erforderlich war.

2. „Berechnung und Analyse der quasidynamischen Schnittkraft und der spezifischen Schnittenergie beim Mikrofräsen von Ti6Al4V“ (Zhang et al., 2022, S. 6067–6078)

• Veröffentlicht am 2022
• Autoren: Yabo Zhang, Q. Bai, Fengrui Zhang, Peng Wang
• Wichtige Erkenntnisse: Die Autoren schlugen ein Berechnungsmodell zur Vorhersage der quasidynamischen Schnittkraft und der spezifischen Schnittenergie beim Mikrofräsen der Ti6Al4V-Legierung vor, das eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen zeigte.
• Methodik: Die Autoren entwickelten ein analytisches Modell auf Grundlage der unverformten Spandicke und der Schneidkantengeometrie zur Berechnung der Schnittkraft und der spezifischen Schnittenergie und validierten das Modell durch Experimente.

3. „Optimale Berechnung und experimentelle Untersuchung der Schnittkraft von Hypoidrädern, die im Wälzverfahren hergestellt werden“(Jiang et al., 2021, S. 1615–1635)

• Veröffentlicht am 2021
• Autoren: Chuang Jiang, Jing Deng, Xiaozhong Deng
• Wichtige Erkenntnisse: Die Autoren haben eine optimale Berechnungsmethode für die Schnittkraft von Hypoidrädern vorgeschlagen, die mit dem Wälzverfahren bearbeitet werden, und das Modell durch experimentelle Studien validiert.
• Methodik: Die Autoren entwickelten ein analytisches Modell zur Berechnung der Schnittkraft basierend auf der Zahnradgeometrie und den Schnittparametern und führten Experimente durch, um die Genauigkeit des Modells zu überprüfen.

Werkzeugmaschine

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