CNC-Maschine<\/a> wurde durch eine Schneide erzeugt, die sich mit kontrollierter Geschwindigkeit und kontrolliertem Vorschub durch das Material bewegte. Zu dieser Kategorie geh\u00f6ren Schaftfr\u00e4ser, Bohrer, Reibahlen, Gewindebohrer und Gewindefr\u00e4ser, Planfr\u00e4ser, Drehplatten, Bohrstangen, Trennwerkzeuge und Formwerkzeuge.<\/p>\n\n\n\nSchneidwerkzeuge weisen gemeinsame technische Merkmale auf: Sie werden aus Werkstoffen hergestellt, die h\u00e4rter sind als das Werkst\u00fcck, auf pr\u00e4zise Geometrien geschliffen, die die Spanbildung und die Schnittkr\u00e4fte steuern, und h\u00e4ufig beschichtet, um die Verschlei\u00dffestigkeit zu erh\u00f6hen und die Reibung an der Schnittstelle zu verringern.<\/p>\n\n\n\n
Werkzeuge f\u00fcr zerspanungsfreie Verfahren \u2013 Halterung und Messung<\/h3>\n\n\n\n Zu den nichtschneidenden Werkzeugen z\u00e4hlt alles, was zum Bearbeitungsprozess beitr\u00e4gt, ohne direkt Material abzutragen. Dazu geh\u00f6ren Werkzeughalter und Spannzangen (die Schneidwerkzeuge in der Spindel befestigen), Werkst\u00fcckspannvorrichtungen und Schraubst\u00f6cke (die das Werkst\u00fcck w\u00e4hrend der Zerspanung fixieren), Messtaster (die das Werkst\u00fcck lokalisieren und Merkmale w\u00e4hrend des Bearbeitungsprozesses messen), K\u00fchlmitteld\u00fcsen und -zuf\u00fchrsysteme (die die W\u00e4rmeableitung und den Spanabtransport steuern) sowie Werkzeugvoreinstellger\u00e4te (die die Werkzeugl\u00e4nge und den Werkzeugdurchmesser messen, bevor das Werkzeug in die Maschine eingef\u00fchrt wird).<\/p>\n\n\n\n
Nichtschneidende Werkzeuge sind hinsichtlich ihrer Bedeutung f\u00fcr die Werkst\u00fcckqualit\u00e4t den Schneidwerkzeugen in nichts nachstehen. Ein Schneidwerkzeug, das in einer verschlissenen Spannzange montiert ist, die einen radialen Rundlauf von 10 \u00b5m zul\u00e4sst, kann unabh\u00e4ngig von der eigentlichen Qualit\u00e4t des Werkzeugs keine Toleranzen von \u00b10,025 mm einhalten. Werkst\u00fcckspannvorrichtungen, die unter Schnittkr\u00e4ften eine Durchbiegung des Werkst\u00fccks zulassen, verursachen Ma\u00dffehler, die zwar zuf\u00e4llig erscheinen, aber systematischer Natur sind. Die Qualit\u00e4t der Prozesswerkzeuge legt die Pr\u00e4zisionsgrenze fest, innerhalb derer Schneidwerkzeuge arbeiten.<\/p>\n\n\n\n
Die 9 wichtigsten Arten von CNC-Schneidwerkzeugen: Technische Spezifikationen<\/h2>\n\n\n\n1. Schaftfr\u00e4ser \u2013 das vielseitigste Schneidwerkzeug in der CNC-Bearbeitung<\/h3>\n\n\n\n Schaftfr\u00e4ser sind rotierende Mehrschneidenfr\u00e4ser, die axial (Eintauchfr\u00e4sen), radial (Seitenfr\u00e4sen) und gleichzeitig in beiden Achsen (Rampenfr\u00e4sen) fr\u00e4sen k\u00f6nnen. Sie werden zum Fr\u00e4sen ebener Fl\u00e4chen, zum Herstellen von Taschen und Nuten, zum Erzeugen von Profilen und Konturen sowie f\u00fcr Schlichtbearbeitungen eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n
Grundlagen der Geometrie:<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer Spiralwinkel der Schneidrillen eines Schaftfr\u00e4sers hat einen erheblichen Einfluss auf die Zerspanungsleistung. Geringe Spiralwinkel (15\u201325\u00b0) kommen bei z\u00e4hen Werkstoffen zum Einsatz, bei denen die axialen Schnittkr\u00e4fte minimiert werden m\u00fcssen. Hohe Spiralwinkel (40\u201345\u00b0) sorgen f\u00fcr glattere Schnitte bei Aluminium und weicheren Werkstoffen, bei denen der Spanabtransport im Vordergrund steht. Schneidfr\u00e4ser mit variabler Spiralgeometrie \u2013 bei denen sich der Spiralwinkel \u00fcber die L\u00e4nge hinweg \u00e4ndert \u2013 reduzieren harmonische Schwingungen, die bei schwer zerspanbaren Werkstoffen zu Rattern f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n
Die Anzahl der Schneidkanten bestimmt das Gleichgewicht zwischen Spanabfuhr und Steifigkeit. Zweischneidige Schaftfr\u00e4ser maximieren die Spanabfuhr bei weichen Werkstoffen wie Aluminium, bei denen gro\u00dfe Sp\u00e4ne schnell abtransportiert werden m\u00fcssen. Vierschneidige Schaftfr\u00e4ser bieten eine h\u00f6here Steifigkeit f\u00fcr Schlichtbearbeitungen in Stahl und Edelstahl. Sechsschneidige und mehrschneidige Schaftfr\u00e4ser sind speziell f\u00fcr Schlichtdurchg\u00e4nge konzipiert, bei denen Steifigkeit und Oberfl\u00e4cheng\u00fcte von entscheidender Bedeutung sind und das Spanvolumen gering ist.<\/p>\n\n\n\n
Die Eckengeometrie bestimmt die Formmerkmale der Werkst\u00fccke, die mit dem Fr\u00e4ser hergestellt werden k\u00f6nnen: Rechtwinklige Schaftfr\u00e4ser erzeugen scharfe 90\u00b0-Ecken am Boden von Taschen; Kugelfr\u00e4ser erzeugen geschwungene Profile und 3D-Oberfl\u00e4chen; Eckenradiusfr\u00e4ser erzeugen einen kleinen Radius an der Ecke, der die Spannungskonzentration verringert, die Standzeit verl\u00e4ngert und f\u00fcr die meisten allgemeinen Fr\u00e4sarbeiten geeignet ist, bei denen eine rechtwinklige Ecke funktional nicht erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\n
Arten von Schaftfr\u00e4sern und technische Anwendungen:<\/strong><\/p>\n\n\n\nFlach- (Quadrat-) Schaftfr\u00e4ser<\/em> \u2014 zur Bearbeitung flacher Taschenb\u00f6den und rechtwinkliger Schultern. Das Arbeitstier der Branche f\u00fcr die Bearbeitung prismatischer Werkst\u00fccke. Erh\u00e4ltlich in Ausf\u00fchrungen mit 2 Schneiden (Aluminium), 3 Schneiden (Allzweck), 4 Schneiden (Stahl, Edelstahl) sowie in Spezialausf\u00fchrungen f\u00fcr Verbundwerkstoffe und geh\u00e4rtete Werkstoffe.<\/p>\n\n\n\nKugelfr\u00e4ser<\/em> \u2014 Der Spitzenradius entspricht der H\u00e4lfte des Werkzeugdurchmessers, wodurch ein halbkugelf\u00f6rmiges Schnittprofil entsteht. Sie werden f\u00fcr die 3D-Oberfl\u00e4chenbearbeitung, f\u00fcr \u00dcbergangsbearbeitungen und f\u00fcr alle Anwendungen eingesetzt, bei denen eine durchgehend gekr\u00fcmmte Oberfl\u00e4che erforderlich ist. Die Schnittgeschwindigkeit an der Spitze sinkt theoretisch auf null, wodurch sie beim reinen Materialabtrag weniger effizient sind als Flachfr\u00e4ser, f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenkonturierung jedoch unverzichtbar sind.<\/p>\n\n\n\nEckradius-Schaftfr\u00e4ser<\/em> \u2014 an der Ecke des quadratischen Schaftendes einen kleinen Radius (typischerweise 0,5\u20133 mm) vorsehen. Der Radius verringert die Spannungskonzentration an der Ecke \u2013 dem Punkt mit der h\u00f6chsten Belastung bei einem Vierkantfr\u00e4ser \u2013 und verl\u00e4ngert so die Standzeit um 30\u2013100% im Vergleich zu \u00e4hnlichen Vierkantfr\u00e4sern bei der Bearbeitung von Stahl und Edelstahl. Dies ist g\u00e4ngige Praxis in der CNC-Fertigung, sofern keine scharfe Innenecke funktional erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\nSchruppfr\u00e4ser (Maiskolbenfr\u00e4ser)<\/em> \u2014 Die gezahnte Schneidgeometrie zerkleinert den Span in kleinere Teile, wodurch die Schnittkr\u00e4fte reduziert werden und aggressivere Schnitttiefen als bei vergleichbaren Schaftfr\u00e4sern mit glatter Schneidgeometrie m\u00f6glich sind. Wird f\u00fcr den schnellen Materialabtrag in der Schruppphase vor den Schlichtdurchg\u00e4ngen mit herk\u00f6mmlichen Schaftfr\u00e4sern eingesetzt.<\/p>\n\n\n\nFr\u00e4ser mit langer Reichweite \/ Fr\u00e4ser mit verl\u00e4ngertem Hals<\/em> \u2014 Der schmale Halsdurchmesser hinter dem Schneidbereich erm\u00f6glicht den Zugang zu tiefen Taschen und Strukturen mit gro\u00dfer axialer H\u00f6he. Der schmale Hals neigt zu Durchbiegung; bei Werkzeugen mit gro\u00dfer Reichweite sind im Vergleich zu entsprechenden Werkzeugen in Standardl\u00e4nge geringere Vorschubgeschwindigkeiten und Schnitttiefen erforderlich.<\/p>\n\n\n\n2. Bohrer \u2013 Grundlegende Werkzeuge zum Bohren von L\u00f6chern<\/h3>\n\n\n\n CNC-Bohrer sind f\u00fcr den axialen Materialabtrag ausgelegt und erzeugen durch Rotation und Vorschub im Werkst\u00fcck zylindrische Bohrungen. Der Standard-Spiralbohrer ist das g\u00e4ngigste Werkzeug zur Bohrung von L\u00f6chern, doch spezielle Bohrergeometrien sind f\u00fcr bestimmte Anwendungen konzipiert, die mit Allzweck-Spiralbohrern nicht effizient bew\u00e4ltigt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Wichtige Geometrieparameter:<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer Spitzenwinkel bestimmt, wie der Bohrer in das Material eindringt. Der Standard-Spitzenwinkel von 118\u00b0 ist eine Allzweckgeometrie, die f\u00fcr die meisten St\u00e4hle und Aluminium geeignet ist. Bei h\u00e4rteren Werkstoffen empfiehlt sich ein flacherer Spitzenwinkel von 135\u00b0, der die axiale Schubkraft verringert und das \u201eWandern\u201c des Bohrers auf harten Oberfl\u00e4chen verhindert. Kurzbohrer mit kurzer Spiral\u00e4nge sind steifer und erzeugen pr\u00e4zisere Bohrl\u00f6cher als Bohrer mit Standardl\u00e4nge, allerdings auf Kosten der Bohrtiefe.<\/p>\n\n\n\n
Der Spiralwinkel der Bohrspitze beeinflusst den Spanabtransport. Bohrer mit gro\u00dfem Spiralwinkel (40\u201345\u00b0) ziehen die Sp\u00e4ne kraftvoll aus der Bohrung heraus, was f\u00fcr das Tieflochbohren und z\u00e4hfl\u00fcssige Werkstoffe wie Aluminium und Edelstahl, die lange, fadenf\u00f6rmige Sp\u00e4ne erzeugen, unerl\u00e4sslich ist. Bohrer mit kleinem Spiralwinkel erzeugen k\u00fcrzere Sp\u00e4ne, die sich in tiefen Bohrungen in h\u00e4rteren Werkstoffen leichter abtransportieren lassen.<\/p>\n\n\n\n
Bohrersorten:<\/strong><\/p>\n\n\n\nSpiralbohrer<\/em> \u2014 Spiralbohrer f\u00fcr allgemeine Bohrarbeiten. Erh\u00e4ltlich in den Ausf\u00fchrungen Standardl\u00e4nge (am h\u00e4ufigsten), Kurzausf\u00fchrung (h\u00f6here Steifigkeit, geringere Reichweite) und Langausf\u00fchrung (tiefere Bohrungen). Die Wahl des Materials und der Beschichtung richtet sich nach dem Werkst\u00fcckmaterial.<\/p>\n\n\n\nBohrer mit Hartmetallspitze \/ Vollhartmetallbohrer<\/em> \u2014 Bohrer mit austauschbaren Hartmetallspitzen oder Vollhartmetallbohrer schneiden bei der Serienbearbeitung von Stahl, Edelstahl und Gusseisen deutlich besser ab als HSS-Bohrer. H\u00f6here Schnittgeschwindigkeiten, eine l\u00e4ngere Standzeit und eine bessere Bohrlochqualit\u00e4t rechtfertigen die h\u00f6heren Werkzeugkosten bei gro\u00dfen St\u00fcckzahlen.<\/p>\n\n\n\nMittel\u00fcbungen<\/em> \u2014 kurze, steife Werkzeuge, die ein konisches Vorbohrloch erzeugen, um nachfolgende gr\u00f6\u00dfere Bohrer pr\u00e4zise zu positionieren. Unverzichtbar, wann immer es auf die Positionsgenauigkeit eines Lochmusters ankommt, da Standard-Spiralbohrer auf einer ebenen Oberfl\u00e4che ohne Zentrierloch oder Vorbohrer aus der Spur geraten.<\/p>\n\n\n\nSchritt\u00fcbungen<\/em> \u2014 Erzeugt zwei oder mehr Durchmesser in einem Arbeitsgang. Standard bei Anwendungen mit Blech und D\u00fcnnblech, bei denen das Senken oder Aufweiten auf mehrere Durchmesser erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\nBohrer mit Wendeplatten<\/em> \u2014 Bohren mit gro\u00dfem Durchmesser (20 mm+) unter Verwendung von austauschbaren Hartmetalleins\u00e4tzen. Hohe Produktivit\u00e4t bei gro\u00dfen St\u00fcckzahlen; die Kosten f\u00fcr den Austausch der Eins\u00e4tze sind geringer als die f\u00fcr das Nachschleifen von Vollhartmetallbohrern.<\/p>\n\n\n\n3. Reibahlen \u2013 Pr\u00e4zisionsbearbeitung von Bohrungen<\/h3>\n\n\n\n Reibahlen sind ausschlie\u00dflich f\u00fcr die Endbearbeitung von Bohrungen vorgesehen, nicht f\u00fcr deren Anbohrung. Sie entfernen eine geringe Materialmenge (in der Regel 0,1\u20130,5 mm am Durchmesser, je nach Reibahlentyp) aus einer zuvor gebohrten oder aufgebohrten Bohrung, um eine bestimmte Durchmessertoleranz und Oberfl\u00e4cheng\u00fcte zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n
Der funktionale Unterschied zum Bohren ist wichtig: Ein Bohrer erzeugt ein Loch, eine Reibahle bearbeitet ein Loch nach. Der Versuch, eine Reibahle als Bohrer zu verwenden \u2013 also sie in festes Material einzuf\u00fchren \u2013, f\u00fchrt zu einer sofortigen Besch\u00e4digung des Werkzeugs.<\/p>\n\n\n\n
Wenn Reibahlen vorgeschrieben sind:<\/strong><\/p>\n\n\n\nReibahlen sind das geeignete Werkzeug, wenn die fertige Bohrung die Toleranzklasse H7 oder eine engere Toleranzklasse (\u00b10,012 mm oder besser bei einer Bohrung von 20 mm) erf\u00fcllen muss, wenn die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte im Inneren der Bohrung f\u00fcr Lager-, Stifte oder Dichtungen und wenn die Positionsgenauigkeit durch den vorangegangenen Bohr- oder Ausbohrvorgang bereits festgelegt wurde.<\/p>\n\n\n\n
Arten von Reibahlen:<\/strong><\/p>\n\n\n\nMaschinenreibahlen (gerade Nut)<\/em> \u2014 Die Standard-Serienreibahle wird mit etwa einem Drittel bis zur H\u00e4lfte der Drehzahl eines vergleichbaren Bohrers betrieben. Gerade Nuten eignen sich f\u00fcr Durchgangsl\u00f6cher; die Sp\u00e4ne werden nach vorne durch das Loch abgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\nSpiralnut-Reibahlen<\/em> \u2014 Die spiralf\u00f6rmige Spiralgeometrie bef\u00f6rdert die Sp\u00e4ne aus der Bohrung heraus und macht diese Bohrer somit zur richtigen Wahl f\u00fcr Sackl\u00f6cher, bei denen ein Sp\u00e4neauswurf nach vorne nicht m\u00f6glich ist. Die Spiralrichtung (links- oder rechtsdrehend) bestimmt die Sp\u00e4nrichtung relativ zum Schnitt.<\/p>\n\n\n\nVerstellbare Reibahlen<\/em> \u2014 Der Schnittdurchmesser ist innerhalb eines bestimmten Bereichs einstellbar, was f\u00fcr individuelle oder nicht standardm\u00e4\u00dfige Lochgr\u00f6\u00dfen von Vorteil ist, ohne dass eine feste Reibahle mit einem bestimmten Durchmesser angeschafft werden muss. Der Einstellbereich ist begrenzt und erfordert eine sorgf\u00e4ltige Einstellung, um die Rundheit zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\nHartmetall-Reibahlen<\/em> \u2014 Bei der Serienfertigung von Stahl und Edelstahl werden Hartmetall-Reibahlen mit h\u00f6heren Drehzahlen eingesetzt und erreichen eine deutlich l\u00e4ngere Standzeit als HSS-Reibahlen. Die h\u00f6heren Anschaffungskosten machen sich durch die geringere H\u00e4ufigkeit von Werkzeugwechseln in der Serienfertigung bezahlt.<\/p>\n\n\n\n4. Gewindebohrer und Gewindefr\u00e4ser \u2013 Herstellung von Innengewinden<\/h3>\n\n\n\n Innengewinde in CNC-gefr\u00e4sten Teilen werden mit einem von zwei Werkzeugtypen hergestellt: Gewindebohrern oder Gewindefr\u00e4sern. Beide weisen jeweils eigene Vorteile auf und eignen sich f\u00fcr bestimmte Anwendungsbereiche.<\/p>\n\n\n\n
Gewindebohrer \u2013 Gewindeschneiden in einem Durchgang:<\/strong><\/p>\n\n\n\nEin Gewindebohrer ist ein geh\u00e4rtetes Werkzeug mit einer gewindef\u00f6rmigen Geometrie, das alle Gewindeflanken gleichzeitig in einem einzigen axialen Durchgang durch die Bohrung schneidet. Gewindebohrer sind schnell, einfach in der Handhabung und erzeugen bei allen Standardgewindegr\u00f6\u00dfen gleichm\u00e4\u00dfige Gewinde.<\/p>\n\n\n\n
Spiralbohrer (Gun-Bohrer)<\/em> \u2014 Schieben Sie die Sp\u00e4ne im Verlauf des Schneidvorgangs durch die Bohrung nach vorne. Geeignet f\u00fcr Durchgangsbohrungen in den meisten Werkstoffen. Die g\u00e4ngigste Gewindebohrergeometrie in der Serienfertigung.<\/p>\n\n\n\nGewindebohrer mit Spiralnut<\/em> \u2014 Die Fl\u00f6tengeometrie zieht die Sp\u00e4ne beim Vorschub des Gewindebohrers aus dem Loch heraus. Dies ist besonders bei Sackl\u00f6chern wichtig, bei denen die Sp\u00e4ne nicht nach vorne abtransportiert werden k\u00f6nnen. Beim Gewindeschneiden in Sackl\u00f6chern mit einem Spiralbohrer werden die Sp\u00e4ne am Boden des Lochs gestaut, was schlie\u00dflich zum Bruch des Gewindebohrers f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\nFormgewindebohrer (Kaltformgewindebohrer)<\/em> \u2014 erzeugen Gewinde ohne zu schneiden, sondern durch Verdr\u00e4ngung des Materials, wodurch die Gewindeflanken entstehen. Es entstehen keine Sp\u00e4ne. Formgewindebohrer erzeugen festere Gewinde (kaltverformtes Material) und verhindern spanbedingte Gewindebohrerbr\u00fcche in Sackl\u00f6chern. Beschr\u00e4nkt auf Werkstoffe, die duktil genug f\u00fcr die Kaltumformung sind: Aluminium, Weichstahl und Messing. Nicht geeignet f\u00fcr Gusseisen, Hartst\u00e4hle oder spr\u00f6de Werkstoffe.<\/p>\n\n\n\nGewindefr\u00e4sen \u2013 Orbitalgewindefr\u00e4sen:<\/strong><\/p>\n\n\n\nEine Gewindefr\u00e4se ist ein mehrzahniger Fr\u00e4ser, der Gewinde erzeugt, indem er sich auf einer programmierten spiralf\u00f6rmigen Bahn um den Lochumfang bewegt. Zu den Vorteilen gegen\u00fcber dem Gewindeschneiden geh\u00f6ren: Ein einziges Werkzeug kann jede Gewindesteigung innerhalb seines Gr\u00f6\u00dfenbereichs erzeugen (was den Lagerbestand reduziert), es besteht kein Risiko eines katastrophalen Gewindebohrerbruchs bei harten oder schwierigen Werkstoffen, und es k\u00f6nnen sowohl Innen- als auch Au\u00dfengewinde mit demselben Werkzeug hergestellt werden. Das Gewindefr\u00e4sen ist langsamer als das Gewindeschneiden, ist jedoch die bevorzugte Methode f\u00fcr harte Werkstoffe (\u00fcber 45 HRC), gro\u00dfe Gewindedurchmesser, bei denen die Gewindeschneidkr\u00e4fte zu hoch w\u00e4ren, sowie f\u00fcr Anwendungen, bei denen ein abgebrochener Gewindebohrer, der in einem hochwertigen Bauteil stecken bleibt, erhebliche Verluste verursachen w\u00fcrde.<\/p>\n\n\n\n
5. Planfr\u00e4ser \u2013 Hochproduktive Bearbeitung ebener Fl\u00e4chen<\/h3>\n\n\n\n Planfr\u00e4ser sind Fr\u00e4ser mit gro\u00dfem Durchmesser und mehreren Wendeschneidplatten, die f\u00fcr die Bearbeitung ebener Fl\u00e4chen mit hohen Zerspanungsleistungen ausgelegt sind. Im Gegensatz zu Schaftfr\u00e4sern, bei denen es sich um einteilige Werkzeuge handelt, verwenden Planfr\u00e4ser Wendeschneidplatten aus Hartmetall, die bei Verschlei\u00df einzeln gedreht oder ausgetauscht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Der operative Vorteil des Planfr\u00e4sens liegt in der Schnittbreite: Ein 100-mm-Planfr\u00e4ser bearbeitet pro Durchgang eine Breite von 100 mm, w\u00e4hrend ein 25-mm-Schaftfr\u00e4ser nur 25 mm abdeckt. Bei gro\u00dfen ebenen Fl\u00e4chen \u2013 wie beispielsweise Konstruktionsrahmen, der Vorbereitung von Blechen oder den B\u00f6den von Formkammern \u2013 ist das Planfr\u00e4sen wesentlich schneller als das Schaftfr\u00e4sen derselben Fl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n
Einsatzgeometrie und Spanbildung:<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer Spanwinkel der Eins\u00e4tze bei Planfr\u00e4sern bestimmt die Spanbildung und das Profil der axialen Schnittkr\u00e4fte. Ein Spanwinkel von 90\u00b0 (Planfr\u00e4ser mit rechtwinkliger Schulter) erzeugt Sp\u00e4ne gleichm\u00e4\u00dfiger Dicke und f\u00fchrt zu h\u00f6heren axialen Kr\u00e4ften. Ein Planfr\u00e4ser mit einem Spanwinkel von 45\u00b0 erzeugt bei gleichem Vorschub pro Zahn d\u00fcnnere Sp\u00e4ne, wodurch die Schnittkr\u00e4fte reduziert werden und h\u00f6here Vorschubgeschwindigkeiten bei weniger steifen Aufspannungen m\u00f6glich sind.<\/p>\n\n\n\n
Der Eintauchradius beeinflusst die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte: Ein gr\u00f6\u00dferer Eintauchradius sorgt bei gleichen Vorschubgeschwindigkeiten f\u00fcr eine glattere Oberfl\u00e4cheng\u00fcte, ist jedoch bei unterbrochenen Schnitten anf\u00e4lliger f\u00fcr Vibrationen. Feinverzahnte Hochvorschub-Planfr\u00e4ser nutzen eine aggressive positive Geometrie, um die Schnittkr\u00e4fte bei sehr hohen Vorschubgeschwindigkeiten zu minimieren und so trotz geringer Schnitttiefen einen hohen Materialabtrag zu erzielen.<\/p>\n\n\n\n
6. Drehwerkzeuge und Drehmei\u00dfel \u2013 Bearbeitung rotierender Teile<\/h3>\n\n\n\n Drehwerkzeuge kommen in CNC-Drehmaschinen und Dreh-Fr\u00e4s-Bearbeitungszentren zum Einsatz, bei denen sich das Werkst\u00fcck dreht und das Schneidwerkzeug entlang gesteuerter Achsen bewegt. Durch das Drehen werden zylindrische Au\u00dfenfl\u00e4chen, Bohrungen, Gewinde, Nuten und profilierte Konturen an rotierenden Bauteilen hergestellt.<\/p>\n\n\n\n
Geometrie einf\u00fcgen:<\/strong><\/p>\n\n\n\nDreheins\u00e4tze sind wendbar \u2013 wenn eine Schneide stumpf wird, wird der Einsatz gedreht, um eine neue Schneide freizulegen, und schlie\u00dflich vollst\u00e4ndig ausgetauscht, wenn alle Schneiden aufgebraucht sind. Standard-Wendeschneidplattenformen (dreieckig, quadratisch, rautenf\u00f6rmig, rund, trigonal) werden durch ISO-Normcodes bezeichnet, die Form, Freiwinkel, Toleranz, Spanbrecher, Gr\u00f6\u00dfe und Dicke festlegen.<\/p>\n\n\n\n
Die Geometrie der Spanbrecher an einem Dreh-Wendeschneidplatten ist entscheidend f\u00fcr die Spanf\u00fchrung. Lange, fadenf\u00f6rmige Sp\u00e4ne beim Drehen f\u00fchren zu Sch\u00e4den am Werkst\u00fcck, Werkzeugbruch und Sicherheitsrisiken f\u00fcr den Bediener. Spanbrecher an modernen Wendeschneidplatten nutzen sorgf\u00e4ltig konstruierte Oberfl\u00e4chenmerkmale, um Sp\u00e4ne bei bestimmten Kombinationen aus Vorschub und Schnitttiefe zu kr\u00e4useln und in handhabbare L\u00e4ngen zu brechen.<\/p>\n\n\n\n
Auswahl des Werkzeugspitzenradius:<\/strong><\/p>\n\n\n\nEin gr\u00f6\u00dferer Spitzenradius sorgt bei gleichen Vorschubgeschwindigkeiten f\u00fcr eine bessere Oberfl\u00e4cheng\u00fcte, erh\u00f6ht jedoch die radialen Schnittkr\u00e4fte und f\u00fchrt bei flexiblen Aufspannungen oder d\u00fcnnwandigen Werkst\u00fccken eher zu Vibrationen. Ein kleinerer Spitzenradius f\u00fchrt bei gleichen Vorschubgeschwindigkeiten zu einer h\u00f6heren Oberfl\u00e4chenrauheit, \u00fcbt jedoch weniger radiale Kr\u00e4fte aus. In der Praxis wird \u00fcblicherweise der gr\u00f6\u00dfte Spitzenradius gew\u00e4hlt, den die Steifigkeit des Werkst\u00fccks zul\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n
7. Ausdrehstangen \u2013 Pr\u00e4zisionsbearbeitung von Innendurchmessern<\/h3>\n\n\n\n Ausdrehstangen werden in den Innendurchmesser einer vorhandenen Bohrung eingef\u00fchrt und entfernen Material von der Bohrungswand, um einen pr\u00e4zisen Durchmesser, eine pr\u00e4zise Geradheit und eine pr\u00e4zise Oberfl\u00e4cheng\u00fcte zu erzielen. Sie kommen dort zum Einsatz, wo durch Bohren oder Reiben die erforderliche Genauigkeit nicht erreicht werden kann (in der Regel aufgrund der Durchmessergr\u00f6\u00dfe, des Verh\u00e4ltnisses von L\u00e4nge zu Durchmesser oder der Toleranzanforderungen) und wo die Bohrung bereits durch Gie\u00dfen, Schmieden oder vorheriges Bohren vorhanden ist.<\/p>\n\n\n\n
Die Herausforderung des L\/D-Verh\u00e4ltnisses:<\/strong><\/p>\n\n\n\nDie gr\u00f6\u00dfte technische Herausforderung bei Bohrstangen ist das Verh\u00e4ltnis von L\u00e4nge zu Durchmesser (L\/D) der Stange. Eine Bohrstange ist im Wesentlichen ein freitragender Balken: Der Schneideinsatz befindet sich an einem Ende und der Werkzeughalter am anderen. Mit steigendem L\/D-Verh\u00e4ltnis nehmen die statische Durchbiegung unter den Schnittkr\u00e4ften und die Neigung zu dynamischen Schwingungen (Ruckeln) rapide zu.<\/p>\n\n\n\n
Standard-Bohrstangen aus Vollhartmetall sind ohne besondere Ma\u00dfnahmen bis zu einem L\/D-Verh\u00e4ltnis von etwa 4:1 einsetzbar. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glichen vibrationsd\u00e4mpfende Bohrstangen \u2013 die im Stangenk\u00f6rper einen abgestimmten Massend\u00e4mpfer enthalten, der Schwingungsenergie absorbiert \u2013 je nach spezifischer Werkzeugauslegung L\/D-Verh\u00e4ltnisse von 8:1 bis 14:1. Diese vibrationsd\u00e4mpfenden Bohrstangen sind f\u00fcr die Tiefbohrbearbeitung in Motorbl\u00f6cken, Hydraulikverteilern und \u00e4hnlichen Bauteilen unverzichtbar.<\/p>\n\n\n\n
8. Trennwerkzeuge \u2013 Trennen von Werkst\u00fccken<\/h3>\n\n\n\n Trennwerkzeuge (auch als Abschnittwerkzeuge bezeichnet) sind d\u00fcnne, schmale Klingen, die in CNC-Drehmaschinen zum Abtrennen eines fertigen Teils vom verbleibenden Stangenmaterial verwendet werden. Sie werden radial in das rotierende Werkst\u00fcck eingef\u00fchrt, bis das Teil abgetrennt ist.<\/p>\n\n\n\n
Die schmale Schneidbreite minimiert den Materialverlust bei jedem Schnitt, stellt jedoch technische Herausforderungen dar: Die d\u00fcnne Schneide muss der Biegung unter der radialen Schnittkraft standhalten, der Spanabtransport in der schmalen Nut ist schwierig, und Spanstau f\u00fchrt zu Werkzeugbruch. Moderne Trennwerkzeuge mit Wendeschneidplatten bew\u00e4ltigen diese Herausforderungen durch Spanbrecher-Wendeschneidplatten, eine K\u00fchlmittelzufuhr durch das Werkzeug sowie f\u00fcr das jeweilige Werkst\u00fcckmaterial optimierte Schneidplattenwerkstoffe.<\/p>\n\n\n\n
Das Abstechen ist einer der anspruchsvollsten Arbeitsg\u00e4nge an einer CNC-Drehmaschine, da dabei hohe Radialkr\u00e4fte auf ein schmales Werkzeug einwirken und die Spanabfuhr erschwert ist. Eine zu langsame Drehzahl, ein zu schneller Vorschub oder eine unzureichende K\u00fchlmittelzufuhr sind die Hauptursachen f\u00fcr den Ausfall des Abstechwerkzeugs.<\/p>\n\n\n\n
9. R\u00e4ndelwerkzeuge \u2013 Oberfl\u00e4chenstrukturierung<\/h3>\n\n\n\n R\u00e4ndelwerkzeuge dr\u00fccken geh\u00e4rtete Rollen gegen ein rotierendes zylindrisches Werkst\u00fcck, um die Oberfl\u00e4che plastisch zu verformen und ihr ein regelm\u00e4\u00dfiges Strukturmuster zu verleihen. Bei diesem Vorgang wird kein Material abgetragen \u2013 es wird lediglich verformt, wodurch sich Erhebungen auf der Oberfl\u00e4che bilden. Das R\u00e4ndeln erf\u00fcllt zwei funktionale Zwecke: Es verbessert die Griffigkeit von handbet\u00e4tigten Bauteilen (R\u00e4ndelschrauben, Einstellkn\u00f6pfe, Stiftgeh\u00e4use) und vergr\u00f6\u00dfert den Au\u00dfendurchmesser einer Welle geringf\u00fcgig, um eine Presspassung zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n
Am h\u00e4ufigsten kommen Rautenmuster (Kreuzschraffur) und geradlinige Muster vor. Der Musterabstand wird durch die Spezifikationen der R\u00e4ndelscheibe bestimmt und muss ein exaktes Vielfaches des Werkst\u00fcckumfangs betragen, damit ein regelm\u00e4\u00dfiges Muster ohne Nahtartefakte an der Musterwiederholungsstelle entsteht.<\/p>\n\n\n\n
Werkzeugsubstratwerkstoffe: Anpassung der H\u00e4rte an die jeweilige Anwendung<\/h2>\n\n\n\n Das Substratmaterial bestimmt die grundlegende H\u00e4rte, Z\u00e4higkeit und W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit des Werkzeugs. Auf das Substrat wird eine Beschichtung aufgebracht \u2013 diese ver\u00e4ndert zwar die Oberfl\u00e4cheneigenschaften, kann jedoch eine falsche Substratwahl nicht ausgleichen.<\/p>\n\n\n\nSubstrat<\/th> H\u00e4rte (entspricht HRC)<\/th> Z\u00e4hheit<\/th> Maximale Betriebstemperatur<\/th> Beste Bewerbung<\/th><\/tr><\/thead> Schnellarbeitsstahl (HSS)<\/td> ~65 HRC<\/td> Sehr hoch<\/td> ~600 \u00b0C<\/td> Schnitt bei niedriger Drehzahl, unterbrochene Schnitte, manuelle Bearbeitung<\/td><\/tr> HSS-Co (Kobalt-HSS)<\/td> ~67 HRC<\/td> Hoch<\/td> ~650 \u00b0C<\/td> Edelstahl, z\u00e4he Legierungen bei m\u00e4\u00dfiger Drehzahl<\/td><\/tr> Wolframkarbid (WC-Co)<\/td> ~90 HRA<\/td> Mittel<\/td> ~900 \u00b0C<\/td> Serienbearbeitung der meisten Metalle<\/td><\/tr> Cermet (TiC-Ni)<\/td> ~92 HRA<\/td> Mittel-Niedrig<\/td> ~1.000 \u00b0C<\/td> Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Stahl, spiegelglatte Oberfl\u00e4che<\/td><\/tr> Keramik (Al\u2082O\u2083 \/ Si\u2083N\u2084)<\/td> ~94 HRA<\/td> Niedrig<\/td> ~1.200 \u00b0C<\/td> Hochgeschwindigkeits-Gusseisen, geh\u00e4rteter Stahl (trocken)<\/td><\/tr> Kubisches Bornitrid (CBN)<\/td> ~4.500 HV<\/td> Niedrig<\/td> ~1.400 \u00b0C<\/td> Geh\u00e4rteter Stahl (>45 HRC), Superlegierungen<\/td><\/tr> Polykristalliner Diamant (PCD)<\/td> ~7.000 HV<\/td> Sehr niedrig<\/td> ~600 \u00b0C<\/td> Nichteisenmetalle: Aluminium, Kupfer, Verbundwerkstoffe, Kunststoffe<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nAuswahlkriterien:<\/strong><\/p>\n\n\n\nHSS-Werkzeuge sind die wirtschaftliche Wahl f\u00fcr Arbeiten mit geringen St\u00fcckzahlen, unterbrochene Schnitte, bei denen die Spr\u00f6digkeit von Hartmetall zu Ausbr\u00fcchen f\u00fchren w\u00fcrde, sowie f\u00fcr Bearbeitungen mit niedrigen Schnittgeschwindigkeiten, bei denen der thermische Vorteil von Hartmetall nicht zum Tragen kommt. Die geringeren Werkzeugkosten rechtfertigen den Einsatz von HSS in geeigneten Anwendungsf\u00e4llen.<\/p>\n\n\n\n
Wolframkarbid ist der Produktionsstandard f\u00fcr die meisten CNC-Bearbeitungen. Seine H\u00e4rte erm\u00f6glicht 3- bis 5-mal h\u00f6here Schnittgeschwindigkeiten als bei HSS, und seine Verschlei\u00dffestigkeit verl\u00e4ngert die Standzeit der Werkzeuge erheblich. Hartmetallwerkzeuge sind in verschiedenen Sorten erh\u00e4ltlich, bei denen H\u00e4rte und Z\u00e4higkeit gegeneinander abgewogen werden \u2013 feink\u00f6rnige, h\u00e4rtere Sorten f\u00fcr Schlichtbearbeitungen in harten Werkstoffen; gr\u00f6bere, z\u00e4here Sorten f\u00fcr unterbrochene Schnitte und die Vorbearbeitung.<\/p>\n\n\n\n
CBN und PCD sind Spezialsubstrate f\u00fcr bestimmte Hochleistungsanwendungen. CBN ist das einzige praktikable Material f\u00fcr die Trockenbearbeitung von geh\u00e4rtetem Stahl mit einer H\u00e4rte von \u00fcber 45 HRC \u2013 Keramikwerkzeuge brechen bei unterbrochenen Schnitten in geh\u00e4rtetem Stahl, und Hartmetall verschlei\u00dft zu schnell. PCD ist der Standard f\u00fcr die Bearbeitung von siliziumhaltigen Aluminiumlegierungen (Automobil-Motorbl\u00f6cke, Kolben), bei denen der Siliziumgehalt Hartmetallwerkzeuge schnell zerst\u00f6rt, sowie f\u00fcr Kohlefaserverbundwerkstoffe, bei denen die abrasive Faser herk\u00f6mmliche Werkzeuge zerst\u00f6rt.<\/p>\n\n\n\n
Werkzeugbeschichtungen: Was die einzelnen Beschichtungen bewirken und wann sie zum Einsatz kommen<\/h2>\n\n\n\n Beschichtungen werden mittels PVD- (Physical Vapor Deposition) oder CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) als 2\u201310 \u00b5m dicke Schichten auf die Werkzeugoberfl\u00e4che aufgebracht. Sie ver\u00e4ndern die Werkzeuggeometrie nicht wesentlich, beeinflussen jedoch die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte, den Reibungskoeffizienten, die Oxidationsbest\u00e4ndigkeit und die thermischen Barriereeigenschaften.<\/p>\n\n\n\n
TiN (Titannitrid) \u2013 Die Standardbeschichtung<\/h3>\n\n\n\n Die goldfarbene TiN-Beschichtung war die erste kommerziell erfolgreiche PVD-Werkzeugbeschichtung und ist nach wie vor weit verbreitet. Sie erh\u00f6ht die Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte auf etwa 2.300 HV (gegen\u00fcber 1.600 HV bei unbeschichtetem Hartmetall) und senkt den Reibungskoeffizienten gegen\u00fcber Stahl von etwa 0,6 (unbeschichtet) auf 0,4.<\/p>\n\n\n\n
TiN eignet sich f\u00fcr die allgemeine Zerspanung von Weichst\u00e4hlen, Aluminiumlegierungen und technischen Kunststoffen bei moderaten Schnittgeschwindigkeiten. Ab etwa 600 \u00b0C beginnt es zu oxidieren, was seinen Nutzen beim Hochgeschwindigkeitsschneiden einschr\u00e4nkt, bei dem die Werkzeugtemperaturen diesen Schwellenwert \u00fcberschreiten. F\u00fcr das Hochgeschwindigkeitsschneiden von Edelstahl, Titan oder geh\u00e4rtetem Stahl reicht TiN nicht aus \u2013 hier sind Beschichtungen f\u00fcr h\u00f6here Temperaturen erforderlich.<\/p>\n\n\n\n
TiAlN (Titan-Aluminium-Nitrid) \u2013 Hohe Leistungsf\u00e4higkeit bei hohen Temperaturen<\/h3>\n\n\n\n TiAlN bildet bei erh\u00f6hten Temperaturen eine sch\u00fctzende Al\u2082O\u2083-Oxidschicht, die als W\u00e4rmebarriere wirkt und so eine effektive Zerspanung bei Temperaturen erm\u00f6glicht, bei denen eine TiN-Beschichtung versagt. Betriebstemperaturen von bis zu etwa 900 \u00b0C sind praktikabel. TiAlN ist die vorherrschende Beschichtung f\u00fcr die Trocken- oder Nahe-Trocken-Bearbeitung von Edelstahl, Titan und Nickellegierungen bei produktions\u00fcblichen Schnittgeschwindigkeiten.<\/p>\n\n\n\n
Der prozentuale Aluminiumgehalt in TiAlN-Beschichtungen hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsf\u00e4higkeit: Ein h\u00f6herer Aluminiumgehalt (AlTiN-Variante mit einem Al-Gehalt von > 50 Atomprozent) sorgt f\u00fcr eine bessere Oxidationsbest\u00e4ndigkeit bei hohen Temperaturen, insbesondere bei unterbrochenen Zerspanungsvorg\u00e4ngen und geh\u00e4rteten Werkstoffen. Standard-TiAlN (50:50 Ti:Al) eignet sich besser f\u00fcr Anwendungen mit kontinuierlicher Zerspanung.<\/p>\n\n\n\n
AlTiN (Aluminium-Titan-Nitrid) \u2013 geh\u00e4rteter Stahl und unterbrochene Schnitte<\/h3>\n\n\n\n AlTiN-Beschichtungen enthalten Aluminium als Hauptelement und sind somit optimal f\u00fcr die h\u00f6chsten Schnitttemperaturen ausgelegt, die bei der Trockenbearbeitung von geh\u00e4rtetem Stahl und Nickel-Superlegierungen auftreten. Die H\u00e4rte der Beschichtung liegt bei \u00fcber 3.000 HV und bleibt bis zu einer Temperatur von etwa 1.000 \u00b0C wirksam.<\/p>\n\n\n\n
AlTiN ist die geeignete Beschichtung f\u00fcr die Bearbeitung von geh\u00e4rtetem Stahl (35\u201355 HRC), Inconel, Hastelloy und anderen Hochtemperaturlegierungen bei aggressiven Schnittparametern. F\u00fcr Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen in Aluminium oder Weichstahl ist sie weniger geeignet als TiAlN, da ihr im Vergleich zu DLC oder ZrN h\u00f6herer Reibungskoeffizient sie hier weniger optimal macht.<\/p>\n\n\n\n
DLC (Diamond-Like Carbon) \u2013 Geringe Reibung bei Nichteisenwerkstoffen<\/h3>\n\n\n\n DLC-Beschichtungen weisen einen au\u00dfergew\u00f6hnlich niedrigen Reibungskoeffizienten (0,1\u20130,15 gegen\u00fcber Stahl, im Vergleich zu 0,4 bei TiN) und eine sehr hohe Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte (typischerweise 2.500\u20134.000 HV) auf. Der niedrige Reibungskoeffizient macht DLC ideal f\u00fcr die Bearbeitung von Werkstoffen, bei denen es leicht zu Aufschlei\u00df (BUE) kommt \u2013 dabei schmilzt Werkst\u00fcckmaterial an der Werkzeugkante fest, wodurch die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte beeintr\u00e4chtigt und der Werkzeugverschlei\u00df beschleunigt wird.<\/p>\n\n\n\n
Aluminiumlegierungen, insbesondere Legierungen mit hohem Siliziumgehalt, die in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen, sind der Hauptanwendungsbereich f\u00fcr DLC. Auch Kupfer, Messing, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe profitieren von der geringen Reibung der DLC-Beschichtung. DLC sollte nicht auf Eisenwerkstoffen bei Temperaturen \u00fcber einem moderaten Niveau verwendet werden, da der Kohlenstoff in der Beschichtung bei erh\u00f6hten Temperaturen in Eisen l\u00f6slich ist, was zu einer raschen Aufl\u00f6sung der Beschichtung f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n
ZrN (Zirkoniumnitrid) \u2013 Bearbeitung von Aluminium und Nichteisenmetallen<\/h3>\n\n\n\n ZrN ist eine gold-silberfarbene Beschichtung mit einem geringeren Reibungskoeffizienten als TiN und einer guten chemischen Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber der Anhaftung von Aluminium. Sie wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Reaktivit\u00e4t des Kohlenstoffs in DLC-Beschichtungen mit bestimmten Materialien ein Problem darstellt oder bei denen die geringeren Kosten von ZrN im Vergleich zu DLC ist ein Faktor<\/a>. Bei der Bearbeitung von Nichteisenwerkstoffen liegt die Leistung im Allgemeinen zwischen TiN und DLC.<\/p>\n\n\n\nEntscheidungsrahmen f\u00fcr die Werkzeugauswahl<\/h2>\n\n\n\n Bei der Auswahl eines Schneidwerkzeugs f\u00fcr einen bestimmten CNC-Bearbeitungsvorgang sollten Sie die folgenden vier Variablen der Reihe nach durchgehen:<\/p>\n\n\n\n
Schritt 1 \u2013 Art der Operation ermitteln:<\/strong> Was soll das Werkzeug leisten? Eine ebene Fl\u00e4che erzeugen (Planfr\u00e4ser), ein Loch bohren (Bohrer), ein Loch nachbearbeiten (Reibahle), ein Gewinde schneiden (Gewindebohrer oder Gewindefr\u00e4ser), eine Tasche fr\u00e4sen (Schaftfr\u00e4ser), einen Au\u00dfendurchmesser drehen (Dreheinsatz), einen Innendurchmesser bohren (Bohrstange)? Die Bearbeitungsart bestimmt die Werkzeugkategorie.<\/p>\n\n\n\nSchritt 2 \u2013 Bestimmen Sie das Werkst\u00fcckmaterial:<\/strong> Das Material bestimmt die Anforderungen an den Wendeplattenk\u00f6rper und die Beschichtung. Aluminium und Nichteisenmetalle: Hartmetallk\u00f6rper mit DLC- oder ZrN-Beschichtung, hoher Spiralwinkel f\u00fcr Aluminium, polierte Schneidrillen. Weichstahl und allgemeine Stahlsorten: Hartmetallk\u00f6rper mit TiAlN-Beschichtung, 4-schneidige Schaftfr\u00e4ser f\u00fcr die Schlichtbearbeitung. Edelstahl: Hartmetalltr\u00e4ger mit TiAlN-Beschichtung, reduzierte Schnittgeschwindigkeiten, Hochdruckk\u00fchlmittel. Geh\u00e4rteter Stahl (>45 HRC): CBN-Werkzeuge zum Drehen, Hartmetall mit AlTiN-Beschichtung zum Fr\u00e4sen. Titan: Hartmetalltr\u00e4ger mit TiAlN-Beschichtung, niedrige Schnittgeschwindigkeiten, aggressives Flutk\u00fchlmittel.<\/p>\n\n\n\nSchritt 3 \u2013 Festlegen der geometrischen Anforderungen:<\/strong> Welche Merkmale m\u00fcssen hergestellt werden? Enge Innenradien erfordern Werkzeuge mit kleinem Durchmesser. Tiefe Taschen erfordern Werkzeuge mit gro\u00dfer Reichweite. Gewinde in Sackl\u00f6chern erfordern Gewindebohrer mit spiralf\u00f6rmiger Schneide. Pr\u00e4zisionsbohrungen erfordern nach dem Bohren Reibahlen. Stellen Sie fest, ob die Geometrie ein Spezialwerkzeug erfordert.<\/p>\n\n\n\nSchritt 4 \u2013 W\u00e4hlen Sie das f\u00fcr die jeweilige Kombination geeignete Substrat und die passende Beschichtung aus:<\/strong> W\u00e4hlen Sie unter Ber\u00fccksichtigung des Werkstoffs und der Bearbeitungsbedingungen aus den Schritten 1\u20133 eine der oben aufgef\u00fchrten Optionen f\u00fcr Substrat und Beschichtung aus. Legen Sie den Schwerpunkt auf die erforderliche Schnittgeschwindigkeit \u2013 f\u00fcr die Hochgeschwindigkeitsfertigung sind Hartmetallwerkzeuge mit einer geeigneten Hochtemperaturbeschichtung erforderlich; f\u00fcr die Prototypenfertigung bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten k\u00f6nnen HSS-Werkzeuge mit geringeren Werkzeugkosten geeignet sein.<\/p>\n\n\n\nAbnutzung von Messwerkzeugen: Diagnose von Problemen anhand von Ausfallarten<\/h2>\n\n\n\n Die Art und Weise, wie ein Werkzeug versagt, gibt Aufschluss dar\u00fcber, was schiefgelaufen ist:<\/p>\n\n\n\n
Flankenverschlei\u00df (Gleichm\u00e4\u00dfiger Verschlei\u00df an der Abtragfl\u00e4che)<\/strong> \u2014 normaler, fortschreitender Verschlei\u00df durch Abrieb. Das Werkzeug hat das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Verl\u00e4ngern Sie das Wechselintervall, um zu verhindern, dass der Verschlei\u00df die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte und die Ma\u00dfe beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n\n\n\nKraterverschlei\u00df (Vertiefung an der Rechenfl\u00e4che)<\/strong> \u2014 Chemische Aufl\u00f6sung des Werkzeugmaterials durch hei\u00dfe Sp\u00e4ne. Tritt h\u00e4ufig bei der Stahlbearbeitung mit hohen Schnittgeschwindigkeiten auf. Dies deutet darauf hin, dass die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist oder die Beschichtung f\u00fcr die auftretende Temperatur nicht ausreicht. Verringern Sie die Schnittgeschwindigkeit oder wechseln Sie zu einer Beschichtung, die f\u00fcr h\u00f6here Temperaturen geeignet ist.<\/p>\n\n\n\nAufgebaute Kante (BUE)<\/strong> \u2014 An der Schneide festgeschwei\u00dftes Werkst\u00fcckmaterial. Tritt h\u00e4ufig bei Aluminium und kohlenstoffarmem Stahl bei niedrigen Schnittgeschwindigkeiten auf. Die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte verschlechtert sich schlagartig. Erh\u00f6hen Sie die Schnittgeschwindigkeit, verwenden Sie DLC-beschichtete oder polierte Schneidwerkzeuge und setzen Sie Schneidfl\u00fcssigkeit ein.<\/p>\n\n\n\nAusbr\u00fcche (Einkerbungen an der Schnitttiefenlinie)<\/strong> \u2014 Mikrobruch an der Schneidkante. Eine h\u00e4ufige Ursache sind unterbrochene Schnitte, bei denen das Werkzeug wiederholt in das Material ein- und austaucht (Fr\u00e4sen von Nuten in harten Werkstoffen). Dies deutet darauf hin, dass das Werkst\u00fcck f\u00fcr unterbrochene Schnitte zu spr\u00f6de ist. Wechseln Sie zu einer z\u00e4heren Hartmetallsorte oder verringern Sie die Schnitttiefe.<\/p>\n\n\n\nKatastrophale Fraktur<\/strong> \u2014 Pl\u00f6tzlicher Werkzeugbruch, typischerweise am Schaft oder in der N\u00e4he der Spanraumwurzel. Ursachen: \u00fcberm\u00e4\u00dfige Schnittkr\u00e4fte aufgrund zu aggressiver Parameter, Rattern, das die Festigkeit des Werkzeugs \u00fcbersteigt, Spanstau (insbesondere beim Stirnfr\u00e4sen von Aluminium mit unzureichendem Spanraum) oder ein bereits vorhandener Werkzeugfehler. \u00dcberpr\u00fcfen Sie die Schnittparameter, die Steifigkeit der Aufspannung und den Spanabtransport.<\/p>\n\n\n\nH\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n\n\n\n Was ist der Unterschied zwischen einem Schaftfr\u00e4ser und einem Bohrer?<\/strong> Ein Bohrer ist f\u00fcr den axialen Schnitt ausgelegt \u2013 er dringt entlang seiner Achse in das Werkst\u00fcck ein, um ein Loch zu erzeugen. Ein Schaftfr\u00e4ser kann zwar axial (tauchend) schneiden, ist jedoch in erster Linie f\u00fcr den Radialschnitt ausgelegt, bei dem er sich senkrecht zu seiner Achse bewegt, um Nuten, Taschen und Profile zu bearbeiten. Schaftfr\u00e4ser k\u00f6nnen in der Regel nicht als Bohrer mit vollem Durchmesser in einem einzigen Einstich verwendet werden; sie werden schr\u00e4g in das Material eingef\u00fchrt oder erst eingesetzt, nachdem ein Vorbohrer die Mitte markiert hat.<\/p>\n\n\n\nWann sollte ich Hartmetallwerkzeuge anstelle von HSS-Werkzeugen verwenden?<\/strong> Hartmetallwerkzeuge kommen zum Einsatz, wenn die Anforderungen an Schnittgeschwindigkeit, Standzeit oder Oberfl\u00e4cheng\u00fcte \u00fcber das hinausgehen, was HSS leisten kann. Bei der Serienbearbeitung von Stahl, Edelstahl, Aluminium und den meisten technischen Metallen auf CNC-Maschinen ist Hartmetall der Standard. HSS beh\u00e4lt seinen Vorteil bei manuellen Bearbeitungsvorg\u00e4ngen, bei stark unterbrochenen Schnitten, bei denen die Spr\u00f6digkeit von Hartmetall zu Ausbr\u00fcchen f\u00fchrt, sowie bei Kleinserien, bei denen sich der Preisaufschlag f\u00fcr Hartmetall aufgrund der geringen St\u00fcckzahl nicht rechtfertigt.<\/p>\n\n\n\nWelche Beschichtung eignet sich am besten f\u00fcr die Bearbeitung von Aluminium?<\/strong> DLC (Diamond-Like Carbon) ist die erste Wahl bei Beschichtungen f\u00fcr die Aluminiumbearbeitung, da sein niedriger Reibungskoeffizient (0,1\u20130,15) verhindert, dass sich Aluminium an der Werkzeugschneide festschwei\u00dft (Aufschwei\u00dfkante). ZrN ist die kosteng\u00fcnstigere Alternative. Herk\u00f6mmliche TiN- oder TiAlN-Beschichtungen weisen eine h\u00f6here Reibung gegen\u00fcber Aluminium auf und verursachen mehr Haftungsprobleme an der Schneidkante.<\/p>\n\n\n\nWoran erkenne ich, wann ein Schneidwerkzeug ausgetauscht werden muss?<\/strong> Geplante Werkzeugwechselintervalle auf Basis der Bearbeitungszeit oder der St\u00fcckzahl sind der zuverl\u00e4ssigste Ansatz in der Produktion. Zu den fr\u00fchen Anzeichen f\u00fcr Werkzeugverschlei\u00df z\u00e4hlen: erh\u00f6hte Schnittger\u00e4usche (h\u00f6her oder ungleichm\u00e4\u00dfig), sichtbare Ver\u00e4nderungen der Oberfl\u00e4cheng\u00fcte oder Farbe, Ma\u00dfabweichungen bei gemessenen Merkmalen sowie ein Anstieg der Spindelbelastung, der auf der Maschinensteuerung angezeigt wird. Der Weiterbetrieb von Werkzeugen bis zum Totalausfall besch\u00e4digt Werkst\u00fccke und erh\u00f6ht die Kosten; der planm\u00e4\u00dfige Austausch zu einem Zeitpunkt, der noch weit vor dem Ende der Werkzeuglebensdauer liegt, ist der Produktionsstandard.<\/p>\n\n\n\nWas ist der Unterschied zwischen einem Gewindebohrer und einer Gewindefr\u00e4se?<\/strong> Ein Gewindebohrer schneidet alle Gewindeflanken gleichzeitig in einem einzigen axialen Durchgang und erzeugt so schnell und einfach Gewinde. Ein Gewindefr\u00e4ser bewegt sich auf einer spiralf\u00f6rmigen Umlaufbahn, um Gewinde in einzelnen Durchg\u00e4ngen zu erzeugen, wodurch ein einziges Werkzeug mehrere Gewindegr\u00f6\u00dfen und -steigungen herstellen kann. Das Gewindefr\u00e4sen ist zwar langsamer, bietet jedoch mehr Kontrolle, eignet sich f\u00fcr harte Werkstoffe, bei denen das Risiko eines Gewindebohrerbruchs hoch ist, und ist der Standard f\u00fcr Gewinde mit gro\u00dfem Durchmesser, bei denen die Kr\u00e4fte beim Gewindeschneiden zu hoch w\u00e4ren.<\/p>\n\n\n\nWarum weisen manche CNC-Werkzeuge variable Spiralwinkel auf?<\/strong> Fr\u00e4ser mit variabler Spiralgeometrie \u00e4ndern den Spiralwinkel stufenlos entlang der Schnittl\u00e4nge. Diese Variation ver\u00e4ndert die Frequenz, mit der jede Schneide in das Werkst\u00fcck eingreift, und unterbricht so die harmonische Resonanz, die unter schwierigen Bearbeitungsbedingungen zu Rattern f\u00fchrt. Standardwerkzeuge mit konstanter Spiralgeometrie erzeugen eine gleichm\u00e4\u00dfige Eingriffsfrequenz, die mit der Eigenfrequenz des Maschinen-Werkst\u00fcck-Systems in Resonanz treten kann. Werkzeuge mit variabler Spiralgeometrie unterbrechen dieses Resonanzmuster und erm\u00f6glichen so tiefere Schnitte und h\u00f6here Vorschubgeschwindigkeiten, ohne dass die durch Rattern verursachten Probleme bei der Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t auftreten.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"A CNC machine without cutting tooling is a motion controller. It can move its axes with sub-micron repeatability, execute complex 5-axis toolpaths, and apply programmed feed rates with perfect consistency \u2014 but without a cutting tool in the spindle, no material is removed and no part is produced. 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