Die Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung: Ein vollständiger Leitfaden

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie CNC-Maschinen so präzise und makellose Teile herstellen? Der Trick liegt in der Regel in der Wahl der richtigen Schneidwerkzeuge. In der Luft- und Raumfahrt oder beim Prototyping von Konsumgütern entscheidet die Wahl der Werkzeuge über Ihren Erfolg beim Fräsen von Produkten.

Die CNC-Bearbeitung basiert auf einem Zusammenspiel von High-Level-Software und Werkzeugbahntechniken - dennoch wird sie nur mit geeigneten Schneidwerkzeugen auf der besten Maschine die gewünschten Ergebnisse erzielen. In diesem Leitfaden werden wir über Folgendes sprechen Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung Werkzeugmaterial wie Hartmetall oder HSS, Optimierung der Vorschubgeschwindigkeiten, Werkzeuggeometrie und beschichtetes gegenüber unbeschichtetem Werkzeug.

Machen Sie sich also mit der Wissenschaft und Kunst der Auswahl von Schneidwerkzeugen vertraut, die leistungsfähig, langlebig und kostengünstig sind.

Moderne Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung

Hinter jedem gelungenen Schnitt und jeder geschliffenen und polierten Oberfläche steht ein speziell entwickeltes Schneidwerkzeug. Die Werkzeuge sind ein wichtiger Teil des Prozesses zur Herstellung einer funktionalen Einheit aus dem Rohmaterial, und dies gilt sowohl für die Raumfahrtindustriedie Automobilbrancheund die Elektronikindustrie.

Wenn Sie präzise schneiden, wählen Sie das Werkzeug bitte auf der Grundlage des Materials, der Geometrie und der Beschichtungen aus, um die Leistung zu erhöhen und den Verschleiß zu verringern. Wenn das falsche Werkzeug verwendet wird, führt dies zu einer schlechten Oberflächengüte, langen Zykluszeiten oder sogar zum Bruch des Werkzeugs.

Daher ist die Auswahl der beste CNC-Bearbeitung Bei der Auswahl von Schneidwerkzeugen geht es nicht darum, ein scharfes Werkzeug auszuwählen, sondern zu wissen, wie die einzelnen Komponenten das gewünschte Werkstück beeinflussen.

Die Entwicklung der CNC-Schneidwerkzeuge: Von der manuellen zur modernen Präzision

In den Anfängen arbeiteten die Maschinenbauer mit Werkzeugen aus Kohlenstoffstahl. Mit der Weiterentwicklung der Werkstoffe und der steigenden Nachfrage nach Präzision kam Schnellarbeitsstahl (HSS) auf. Kurz darauf veränderten Hartmetallwerkzeuge die CNC-Bearbeitung, da sie der Hitze besser widerstehen und länger halten konnten.

Heutzutage sind die Maschinen auf die verschiedenen Werkstoffe (Stahl, Aluminium, Verbundwerkstoffe) und Verfahren (Schruppen, Schlichten und Profilieren) spezialisiert. Die neue Generation von Zerspanungsmechanikern hat die unbestrittene Kontrolle über Produktivität und Präzision, wobei sie beispielsweise zwischen beschichteten und unbeschichteten Schneidwerkzeugen wählen kann.

Warum die Auswahl von Schneidwerkzeugen heute wichtig ist

Die Kenntnis der richtigen Auswahl von CNC-Werkzeugen ist ein Thema, das Hersteller, die eine gleichbleibende Qualität wünschen und eine optimale Leistung erzielen wollen, beherrschen sollten.

Die wichtigsten Vorteile der Auswahl geeigneter Werkzeuge:

• Steigerung der Produktivität: Durch den Einsatz verbesserter Schneidwerkzeuge wird die Zykluszeit verkürzt.
• Lange Lebensdauer der Werkzeuge: Eine höhere Standzeit der Werkzeuge wird durch die Verschleißfestigkeit der langlebigen Materialien, wie z.B. Hartmetall, erreicht.
• Beenden: Die korrekte Geometrie des Werkzeugs sorgt für eine glatte Oberfläche.
• Weniger Ausfallzeiten: Es müssen weniger Werkzeuge ausgetauscht werden, was Produktionsstunden spart.

Im Zuge der Weiterentwicklung der CNC-Bearbeitung ist es wichtig, die Werkzeuge so auszuwählen, dass sie sowohl in Bezug auf Leistung und Kosten als auch auf ihre Lebensdauer geeignet sind.

Faktoren für die Auswahl von CNC-Werkzeugen

Das Werkzeug hängt von einer Reihe von Elementen im Zusammenhang mit den Anwendungen ab. Die folgenden Punkte sind zu berücksichtigen:

A. Werkstoff des Werkstücks

Jedes Material kann durch seine einzigartigen Eigenschaften charakterisiert werden (z. B., Aluminium, Edelstahl, Titan), einige sind weich und gummiartig, andere hart und abrasiv.

• Die großen Spannuten und polierten Werkzeuge sind für Aluminium vorteilhaft, um Schweißspäne zu vermeiden.
• Stahl braucht stärkere Werkzeuge, die temperaturbeständiger sind und die weniger belastet werden.

B. Operation Bearbeitung

Sie können drehen, fräsen, bohren oder ausbohren; Ihr Schneidwerkzeug muss zu den Anforderungen der jeweiligen Bearbeitung passen. Für die Schruppbearbeitung werden leistungsfähigere Werkzeuge mit einer hohen Abtragsleistung benötigt, während für die Schlichtbearbeitung konische Kanten und eine scharfe Geometrie erforderlich sind.

C. Fähigkeiten der Maschine

Hartmetallwerkzeuge eignen sich besser für Hochgeschwindigkeitsspindeln, und bei Maschinen mit niedrigeren Drehzahlen können HSS-Werkzeuge besser eingesetzt werden. Überprüfen Sie außerdem die Werkzeughalter und das Vorschublager.

D. Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit

Zu den Sonderfällen gehören Arbeiten mit hoher Oberflächengüte, bei denen engere Toleranzen und eine bessere Werkzeuggeometrie erforderlich sind, typischerweise im Formenbau oder bei Teilen für die Luft- und Raumfahrt.

Werkzeugmaterial: Hartmetall vs. HSS

Die Wahl zwischen Hartmetall vs. HSS ist eine der wichtigsten Entscheidungen im Bereich der CNC-Werkzeuge.

Hartmetall kann verwendet werden, wenn es sich um einen langen Lauf, schwierigere Materialien und engere Toleranzanforderungen handelt. HSS-Werkzeuge sind jedoch bei unterbrochenen Schnitten härter und bei weniger anspruchsvollen Arbeiten wirtschaftlicher.

Bei den meisten CNC-Anwendern sind Hartmetallwerkzeuge Standard, wenn es um Aluminium, rostfreien Stahl und Verbundwerkstoffe geht, da sie mehr Hitze aushalten und ihre Schneide länger halten.

Optimierung von Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit

Die Leistung der Werkzeuge ist eng verknüpft mit Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit. Diese Parameter bestimmen:

• Wärmeerzeugung
• Werkzeugverschleißrate
• Oberflächengüte
• Abtragsleistung

Empfohlene Leitlinien:

• Hochgeschwindigkeitsschneiden (mit Karbid) erfordert Kühlstrategien (Blasluft, Kühlmittelflut).
• Vorschub mit niedriger Geschwindigkeit reduziert den Werkzeugverschleiß, kann aber die Zykluszeit erhöhen.
• Ausgeglichener Vorschub pro Zahn (fz) und Spänebelastung optimieren die Effizienz.

Konsultieren Sie stets die vom Hersteller bereitgestellten Tabellen für werkzeugspezifische Empfehlungen und führen Sie Testschnitte zur Feinabstimmung der Parameter durch.

CNC-Werkzeuggeometrie und Spanabfuhr

Die Werkzeuggeometrie beeinflusst, wie effektiv das Material geschnitten und die Späne abtransportiert werden.

Geometrische Hauptmerkmale:

• Graf der Flöten: Je weniger Spannuten, desto besser die Spanabfuhr (bei Aluminium), und je mehr Spannuten, desto glatter die Oberfläche (bei Stahl).
• Helix-Winkel: Der höhere Winkel sorgt für glattere Schnitte und einen besseren Abtransport der Späne.
• Winkel der Harke: Sie beeinflusst den Schnittdruck und die Scherkraft.
• Relief-Winkel: Beeinflusst die Wärme- und Verschleißbeständigkeit hinter der Schneide.

Eine ordnungsgemäße Spanabfuhr ist gewährleistet:

• Längere Lebensdauer der Werkzeuge
• Bessere Oberflächenqualität
• Kein Verstopfen oder Verkleben der Kanten

Besonders bei der Bearbeitung weicher Werkstoffe wie Aluminium ist die Spanabfuhr von entscheidender Bedeutung - Werkzeuge mit polierten Spannuten und großen Spantaschen verhindern Verstopfungen.

Beschichtete vs. unbeschichtete Schneidwerkzeuge

Werkzeugbeschichtungen haben einen großen Einfluss auf die Leistung, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten oder harten Werkstoffen.

Die gebräuchlichsten Arten von Beschichtungen sind die folgenden:

• TiN (Titanium Nitride): Vielseitig einsetzbar, erhöht die Härte und verringert die Reibung.
• Titan-Aluminium-Nitrid (TiAlN): Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, hohe thermische Stabilität.
• DLC (Diamond-Like Carbon): Es ist perfekt mit Aluminium und Verbundwerkstoffe.

Wenn Wahl zwischen beschichteten und unbeschichteten SchneidwerkzeugenDenken Sie an Geschwindigkeit, Material- und Werkzeugkosten. Für CNC-Bearbeitung in großen Stückzahlensind Beschichtungen eine sinnvolle Investition.

Logische Werkzeugstrategie für effizienten CNC-Betrieb

Ein CNC-Bediener, Konstrukteur oder Hersteller muss die Werkzeugauswahl auf Material, Maschine und Teilegeometrie abstimmen. Das Ignorieren dieser Faktoren führt zu schlechten Oberflächen, gebrochenen Werkzeugen oder teuren Nacharbeiten.

Profi-Tipps:

• Bei Aluminium und rostfreiem Stahl wird Hartmetall verwendet.
• Unbeschichteter HSS ist für den Einsatz in weichen Materialien geeignet.
• Die Geometrie der Anpassungswerkzeuge hängt mit der Komplexität der Teile zusammen.
• Beschichtete Werkzeuge sind ideal für die Bearbeitung von Hartmetallen oder abrasiven Metallen.

Die Investition in qualitativ hochwertige Werkzeuge bedeutet weniger Ersatz, bessere Leistung und langfristige Einsparungen.

Schneller Überblick: Faktoren, die am wichtigsten sind

Schlussfolgerung

Daher ist es offensichtlich, dass in Auswahl der richtigen Schneidwerkzeuge für die CNC-BearbeitungDer Erfolg wird definiert als die Fähigkeit, den geeigneten Werkstoff (Hartmetall oder HSS) zu finden, Vorschub und Geschwindigkeit zu optimieren, die Werkzeuggeometrie zu gestalten und die Vorteile von Beschichtungen zu nutzen. Solche Beurteilungen haben einen direkten Einfluss auf die Qualität, die Effizienz und die Kosten der Bearbeitung im Allgemeinen.

Bei einer Arbeit, die hochpräzise sein muss, wie z. B. bei einer Anwendung in der Luft- und Raumfahrt oder bei einem Prototyp eines Unterhaltungselektronikprodukts, ändert die Auswahl des Schneidwerkzeugs alles. Denken Sie daran, dass Sie niemals Müll in Ihr Werkzeug stecken. CNC-Maschine, Sie sind nur so gut, wie das, was Sie verwenden, was auch immer Sie einsetzen. Sie sollten sich also darum bemühen, dass Ihre CNC-Maschine nur mit einem hochwertigen Produkt arbeitet.

FAQs zu CNC-Werkzeugen

Welches ist das beste Schneidwerkzeug für Aluminium in der CNC-Bearbeitung?

Hartmetall-Schaftfräser mit 2-3 Schneiden und polierter oder DLC-Beschichtungsarbeiten aufgrund der hervorragenden Spanabfuhr und Hitzebeständigkeit am besten geeignet.

Können HSS-Werkzeuge für rostfreien Stahl verwendet werden?

Nicht empfohlen. HSS neigt zu schnellem Verschleiß. Verwenden Sie für rostfreie Materialien TiAlN-beschichtete Hartmetallwerkzeuge.

Wie wichtig sind Werkzeugbeschichtungen?

Beschichtungen verbessern die Standzeit der Werkzeuge drastisch, verringern die Reibung und ermöglichen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, insbesondere bei harten Werkstoffen.

Was ist der Unterschied zwischen den Flötenzahlen?

Weniger Spannuten ermöglichen eine bessere Spanabfuhr (ideal für Aluminium); mehr Spannuten gewährleisten eine glattere Oberfläche (ideal für Stähle).

Sind beschichtete Werkzeuge die zusätzlichen Kosten wert?

Auf jeden Fall! Vor allem bei hohen Stückzahlen oder schwer zu bearbeitenden Materialien. Beschichtete Werkzeuge halten oft 2-3 Mal länger.