Sie können eine Schnittgeschwindigkeitstabelle verwenden, sobald Sie die Schnittgeschwindigkeit in die tatsächliche Spindeldrehzahl Ihrer Drehmaschine umgerechnet haben. Hier liegt oft das Problem: Die Tabelle gibt die Schnittgeschwindigkeit (SFM) oder die Spindeldrehzahl (FPM) an, Ihre Maschine benötigt jedoch die Drehzahl (RPM) – diese hängt aber vom Werkstückdurchmesser ab.
Nutzen Sie diese Anleitung als Arbeitsvorbereitungsplan. Ermitteln Sie Ihr Werkstück- und Werkzeugmaterial, legen Sie die Drehzahl (U/min) anhand der Schnittgeschwindigkeit (SFM) fest, prüfen Sie die Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl und passen Sie diese gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Spananalyse, Werkzeugstandzeit, Vibrationen, Kühlmitteln und Oberflächenbeschaffenheit an. Eine Garantie für die endgültige Produktivität gibt es nicht. Die Anleitung bietet Ihnen lediglich einen Weg zu einem erfolgreichen ersten Schnitt.
Kurzübersicht: Einstellungen für die Wendegeschwindigkeit
| Diagrammwert | Die Oberflächengeschwindigkeit wird üblicherweise in SFM oder FPM für Zollbetriebe und in m/min für metrische Betriebe angegeben. |
| Drehbankeingang | Drehzahl, Vorschub pro Umdrehung, Schnitttiefe, Werkzeugspitzenradius, Kühlmittel und Werkzeugüberhang |
| Schnellformel | Drehzahl = Schnittgeschwindigkeit x 3.82 / Werkstückdurchmesser in Zoll |
| Erste Korrektur | Wenn der Schnitt rattert, verschmiert, sich das Material verhärtet oder die Schneide verbrennt, ändern Sie die Geschwindigkeit und den Vorschub. |
| Maschinenprüfung | Große Durchmesser erfordern möglicherweise ein niedriges Drehmoment bei niedriger Drehzahl; kleine Hartmetallbearbeitungen erfordern möglicherweise eine hohe Drehzahlkapazität |
Die 5-stufige Durchmesser-Erste-Geschwindigkeitsleiter
Beginnen Sie nicht mit der Drehzahl. Beginnen Sie mit Material, Werkzeugtyp und Durchmesser. Gehen Sie dann schrittweise vor: Schnittgeschwindigkeit (SFM), Drehzahl, Vorschub, Probeschnitt, Korrektur. Bei 100 SFM benötigt eine 1-Zoll-Welle 382 U/min, während eine 2-Zoll-Welle 191 U/min benötigt. Der Durchmesser bestimmt also, ob die Tabelle für sanfte oder aggressive Bearbeitung geeignet ist.
Wie man eine Schnittgeschwindigkeitstabelle liest, bevor man die Drehzahl einstellt
SFM steht für „Oberflächenfuß pro Minute“. Dies bezeichnet die Geschwindigkeit des Werkstücks, die an der Schneide eines Werkzeugs vorbeiläuft. An Ihrer Drehmaschine bezieht sich dies auf die äußere Begrenzung eines rotierenden Teils – je kleiner die Größe, desto geringer die Geschwindigkeit, da sich das Werkstück langsamer bewegt, selbst wenn die Spindeldrehzahl konstant bleibt.
Dieses Prinzip stellt sicher, dass man die Tabelle nicht einfach auf die Spindelbox übertragen kann. Beim Vergleich des Drechselns eines 7,6 cm langen Rohmaterials mit dem Drechseln eines 2,5 cm dicken Schafts mit einem Schlichtschnitt von knapp über 8,3 mm ergibt sich jeweils ein anderes Drehzahlproblem.
Lesen Sie die Diagramme zur Schnittgeschwindigkeit, indem Sie schrittweise vorgehen: Identifizieren Sie die allgemeine Metallart; wählen Sie den spezifischen Werkzeugstoff; beurteilen Sie den Steifigkeitsgrad der Maschine; und verwenden Sie die aktuellen Teileabmessungen - nicht die Zeichnungsgröße - bei der Berechnung der Drehzahl aus der Schnittgeschwindigkeit.
Die meisten erfahrenen Zerspanungsmechaniker wiederholen zur Sicherheit eine Phrase aus dem Alltag und der Werkstatt: Formelrechnungen kommen dem Ergebnis nahe, aber Klang, Spangeometrie und Werkzeugzustand sind die wahren Wegweiser im Geschwindigkeitsbereich.
Bei manuellen Drehmaschinen sollte man im unteren Bereich des Drehzahlbereichs beginnen, wenn das Werkstück weit aus dem Spannfutter herausragt, der Werkzeughalter leicht ist oder die Materialcharge unbekannt ist. Beim CNC-Drehen kann die Schnittgeschwindigkeit durch konstante Schnittgeschwindigkeit genauer eingehalten werden, dennoch sind eine maximale Drehzahlbegrenzung und eine ausreichende Spannweite für den Durchmesser erforderlich.
Schnittgeschwindigkeitsdiagramm nach Material und Werkzeugtyp
Nachfolgend finden Sie die empfohlenen Werte für die Schnittgeschwindigkeit (FPM/SFM) beim Drehen, die für typische Drehbearbeitungen verwendet werden, sowie weitere relevante Parameter, basierend auf den Annahmen in einer Werkzeugtabelle: Vorschub von 0.004 Zoll pro Minute (ipr), Schnitttiefe von 0.040 Zoll, Standzeit zwischen Nachschleifen oder Werkzeugwechsel von 180 Minuten. Diese Angaben dienen lediglich als Referenz und stellen keine verbindlichen Parameter für eine bestimmte Drehmaschine dar.
| Materialgruppe | Beispiele | HSS-Start | Hartmetallstart | Shop-Hinweis |
|---|---|---|---|---|
| Automatenstahl | 1117, 1212, 1213 | 270-290 FPM | 820-1045 FPM | Gutes Material für erste Tests, falls Drehbank und Werkzeug steif sind. |
| Kohlenstoffarmen Stahl | 1006-1026 | 125-215 FPM | 800-885 FPM | Achten Sie auf die Bildung von Kantenverhärtungen, wenn die Zufuhr zu gering ist. |
| Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt | 1027-1052 | 55-180 FPM | 670-970 FPM | Die Härteverteilung ist wichtig; beginnen Sie mit einem niedrigen Wert, wenn der Zustand des Lagers nicht bekannt ist. |
| Automatenstahl | 4140, 4150 | 70-200 FPM | 430-685 FPM | Der Zustand 4140 kann das Ergebnis verändern; die Wärmebehandlung darf nicht außer Acht gelassen werden. |
| Austenitischer Edelstahl | 201, 304, 304L, 321, 347 | 115-135 FPM | 570 FPM | Das Werkzeug muss immer schneiden. Durch Reiben kann die Oberfläche aushärten. |
| Gusseisen | Graugussklassen | 145-215 FPM | 410 FPM | Trockenschneiden ist üblich, aber die Staubkontrolle spielt trotzdem eine wichtige Rolle. |
| Messing | Automatenmessing | 300-350 FPM | 1170 FPM | Verwenden Sie die passende Werkzeuggeometrie; Messing kann sich an der falschen Kante verhaken. |
| Bronze | Allgemeine Bronzelegierungen | 200-250 FPM | 715 FPM | Abrasive Legierungen können HSS schneller schädigen, als die Grafik vermuten lässt. |
| Geschmiedetes Aluminium | Serie 5000, 6000, 7000 | 500-600 FPM | 2820 FPM | Chipsteuerung und verfügbare Drehzahl begrenzen oft die tatsächliche Konfiguration. |
Ein Artikel auf der Webseite von ANTISHICNC zum Thema Metalldrehen empfiehlt 70-135 FPM für HSS-Werkzeugeinsätze aus Baustahl und 140-270 FPM für Wendeschneidplatten; diese Werte berücksichtigen eher allgemeine Maschinenparameter als die optimale Leistung für eine bestimmte Werkzeug-Werkstück-Kombination.
Umrechnung von SFM in RPM mit der Durchmesser-Geschwindigkeitsleiter
Die Berechnung der Schnittgeschwindigkeit in Zoll lautet: Schnittgeschwindigkeit pro Minute (SFM) = π × Durchmesser in Zoll × Drehzahl pro Minute (RPM) / 12. Viele Zerspanungsmechaniker verwenden die Formel Drehzahl pro Minute = Schnittgeschwindigkeit pro Minute × 3.82 / Durchmesser in Zoll. Der Wert 3.82 entspricht 12 / π.
Formelkarte
SFM aus Drehzahl: SFM = 0.262 x Durchmesser (in) x Drehzahl
Drehzahl aus SFM: Drehzahl = SFM x 3.82 / Durchmesser (in)
Metrisch: m/min = π x Durchmesser (mm) x Drehzahl / 1000
| Einrichtung | Zielgeschwindigkeit | Durchmesser | Berechnete Drehzahl | Entscheidung |
|---|---|---|---|---|
| HSS auf Stahlwelle | 100 SFM | 1.000 in | 382 U/min | Guter Ausgangspunkt für die manuelle Drehbank. |
| Gleicher Stahl, größerer Stab | 100 SFM | 2.000 in | 191 U/min | Die Drehzahl halbierte sich, weil sich der Durchmesser verdoppelte. |
| Hartmetall auf Aluminium | 500 SFM | 0.500 in | 3820 U/min | Benötigt eine Drehbank mit ausreichend hoher Drehzahl. |
| Überprüfung der veröffentlichten Formel | 2 Zoll bei 700 U/min | 2.000 in | 366.33 SFM | Entspricht dem Mitsubishi-Beispiel. |
Szenario: Ein Maschinenbediener schruppt eine 2-Zoll-Welle aus 4140-Stahl mit HSS. Laut Tabellen für 4140/4150-Stahl liegt die Schnittgeschwindigkeit (SFM) zwischen 70 und 200 Fuß pro Minute (FPM). Eine Einstellung von 100 SFM führt zu einer Drehzahl von 191 U/min. Werden die Späne blau und verschleißt die Werkzeugschneide schnell, sollte die Schnittgeschwindigkeit reduziert werden. Bleiben die Späne faserig und reibt das Werkzeug am Werkstück, sollte zunächst ein etwas höherer Vorschub getestet werden, bevor die Empfehlung der Tabelle für die Schnittgeschwindigkeit verworfen wird.
HSS vs. Hartmetall: Wenn der schnellere Wert in der Tabelle nicht der bessere Startwert ist
Hartmetall-Drehmeißel weisen oft deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten als HSS (Hochgeschwindigkeitsstahl) auf. Das bedeutet jedoch nicht, dass jeder Hartmetall-Drehmeißel auf jeder Drehmaschine im oberen Bereich des Tisches laufen sollte. Hartmetall benötigt Wärme, Steifigkeit und ausreichend Vorschub, um die Schneide optimal zu bearbeiten. Bei einer federnden Aufspannung kann Hartmetall so schnell ausbrechen, dass ein scharfes HSS-Werkzeug leise arbeitet.
HSS-Vorteile
HSS behält seine Schärfe länger, ist auch auf kleineren oder leistungsschwächeren Maschinen zuverlässig einsetzbar und arbeitet effektiv bei niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten. Zu den Hauptanwendungsgebieten dieses Materials zählen: Kleinserienfertigung, Reparaturarbeiten, schmale Wellen, unterbrechungsfreie manuelle Bearbeitung und Schnitte in dem Bediener unbekannte Materialien.
Die Schnittgeschwindigkeit wird durch die Hitze begrenzt. Sobald ein Schneidwerkzeug so weit erhitzt ist, dass seine Schneide rot glüht, verringert sich seine Standzeit exponentiell.
Vorteile von Hartmetall
Hartmetall besitzt die Fähigkeit zum Hochgeschwindigkeitsschneiden und eignet sich gut für abrasivere Werkstoffe, vorausgesetzt, die Maschine, der Werkzeughalter, die Hartmetall-Wendeschneidplattensorte und die Schneidflüssigkeiten wurden für die Aufgabe richtig ausgewählt.
Die Schnittgeschwindigkeit wird durch die Unterstützung begrenzt. Lockere Spannvorrichtungen, schwache Spindelhalterungen, unzureichende Vorschubgeschwindigkeit oder übermäßige Werkzeugvibrationen können bei Hochgeschwindigkeits-Hartmetallschnitten im Vergleich zu optimierten Niedriggeschwindigkeits-HSS-Schnitten tatsächlich zu einer geringeren Gesamtproduktivität führen.
Szenario: Ihr Werkstück aus Edelstahl 304 vibriert auf Ihrer kleinen, handbetriebenen Drehmaschine. Obwohl zahlreiche Tabellen nahelegen, dass Sie Ihr Hartmetallwerkzeug mit einer deutlich höheren Schnittgeschwindigkeit als üblich für HSS-Werkzeuge betreiben können, liegt die Lösung des Vibrationsproblems in der Praxis – insbesondere bei Edelstahl, der zur Kaltverfestigung neigt – möglicherweise nicht nur in der Schnittgeschwindigkeit (die zunächst reduziert werden sollte), sondern erfordert unter Umständen auch einen schärferen Schneideinsatz, einen geringeren Werkzeugüberstand, eine höhere Stabilität des Werkzeughalters, eine gleichmäßige Spanführung am Schneideinsatz und gegebenenfalls die Verwendung von Hartmetall-Schneidwerkzeugen mit positivem Spanwinkel.
Drehen, Fräsen, Bohren und Reiben: Warum eine Schnittgeschwindigkeit nicht immer eine einzige Aufspannung bedeutet
Die Schnittgeschwindigkeit ist nicht der alleinige Faktor bei der Wahl von Vorschub und Drehzahl. Fräser haben Zähne, Spanabfuhr, radialen Eingriff und Werkzeugdurchmesser. Bohrer speichern Wärme im Bohrloch. Reibahlen entfernen geringes Aufmaß und benötigen einen sauberen, gleichmäßigen Vorschub. Drehwerkzeuge bearbeiten die Außenfläche eines rotierenden Werkstücks.
Aus diesem Grund werden Drehen, Fräsen, Bohren und Reiben in Tabellen oft getrennt aufgeführt, selbst wenn es sich um das gleiche Material handelt. Die Richtlinien zu Schnittgeschwindigkeit und Vorschub weisen auch darauf hin, dass eine alleinige Fokussierung auf die Drehzahl ein Vorschubproblem verschleiern kann; eine zu geringe Spanbelastung kann zu Rattern führen, selbst wenn die Schnittgeschwindigkeit angemessen erscheint.
| Produktion | Durchmessereingabe | Hauptrisiko | Wie nutzt man das Diagramm? |
|---|---|---|---|
| Drehung | Werkstückdurchmesser | Rattern, Kantenverschleiß, schlechte Verarbeitung | SFM in RPM bei aktuellem Seriendurchmesser umrechnen. |
| Fräsen | Fräserdurchmesser | Falsche Spanbelastung, Reibung, Werkzeugdurchbiegung | Verwenden Sie SFM mit Spanlast pro Zahn und radialem Eingriff. |
| Bohren | Bohrdurchmesser | Hitze im Inneren des Lochs | Bei schlechter Spanabfuhr langsamer als beim offenen Drehen beginnen. |
| Reiben | Reibahlendurchmesser | Übergroßes Loch, Rattermarken | Verwenden Sie eine niedrigere Drehzahl bei gleichmäßigem Vorschub und korrekter Materialzugabe. |
Für einen Kontext zur Werkzeugauswahl siehe die Leitfäden von ANTISHICNC zu Arten von Schneidwerkzeugen und Metallschneidwerkzeugen.
Was passiert, wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch oder zu niedrig ist?
Falsche Drehzahleinstellungen äußern sich nicht in einem einzigen Symptom. Zu hohe Drehzahlen können Werkzeuge verbrennen, Aluminium verschmieren oder Edelstahl verhärten. Zu niedrige Drehzahlen können zu Reibung statt Schnitt führen, die Oberflächengüte verschlechtern und den Bediener dazu verleiten, den Vorschub aus dem falschen Grund zu erhöhen.
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Erste Korrektur | Vergessen Sie nicht |
|---|---|---|---|
| Blaue Chips und schneller Kantenverschleiß | Die Oberflächengeschwindigkeit ist zu hoch für das Werkzeug oder das Kühlmittel. | Reduzieren Sie den SFM um 15-25 Prozent | Prüfen Sie die Qualität des Einsatzes bzw. die Schärfe des HSS-Stahls. |
| Klappern auf einem langen Schaft | Zu hohe Geschwindigkeit für die Steifigkeit oder zu geringe Vorschubgeschwindigkeit | Überhang verkürzen, Werkstück abstützen, Geschwindigkeit ändern | Eine zentrierte oder gleichmäßige Ruhelage kann wichtiger sein als die Drehzahl. |
| Abrieb und schlechte Verarbeitung | Edge nimmt keinen echten Chip. | Erhöhen Sie den Vorschub etwas oder verwenden Sie eine schärfere Kante. | Wieder langsamer zu fahren, kann das Reiben verschlimmern. |
| Die Oberfläche von Edelstahl verschlechtert sich mit jedem Durchgang. | Kaltverfestigung durch Reibung oder Verweilzeit | Verwenden Sie ein präzises, scharfes Werkzeug und einen gleichmäßigen Vorschub. | Das Werkzeug sollte nicht an der Schulter verweilen. |
| Aluminium sammelt sich an der Kante an. | Falsche Geometrie, Geschwindigkeit oder Schmierung | Verwenden Sie eine polierte, scharfe Schneide und Schneidflüssigkeit. | Höhere Drehzahlen ohne Chipsteuerung können zu einer schlechteren Oberflächengüte führen. |
Szenario: Ein kleines Aluminiumteil wird mit 3820 U/min berechnet, die Drehmaschine erreicht jedoch maximal 2500 U/min. Beachten Sie die Tabelle. Arbeiten Sie mit der höchsten stabilen Drehzahl, die die Maschine zulässt, wählen Sie ein scharfes Werkzeug, vermeiden Sie Spanverschweißung und akzeptieren Sie, dass die Zykluszeit von der einer Hochgeschwindigkeits-CNC-Drehmaschine abweicht.
Passen Sie die Tabelle an Ihren Drehzahlbereich und Steuermodus Ihrer Drehmaschine an.
Ein Drehzahldiagramm kann vor dem Kauf eine Fehlanpassung der Maschine aufdecken. Bei Teilen mit großem Durchmesser sind das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und das Getriebe entscheidend. Sind hingegen viele Teile aus Aluminium oder Messing klein, ist die maximale Drehzahl wichtig. Ändern sich die Durchmesser während des Bearbeitungsprozesses, kann eine CNC-Bearbeitung mit konstanter Schnittgeschwindigkeit Zeit sparen, benötigt aber eine sichere Drehzahlbegrenzung.
| Drehmaschinentyp | Geschwindigkeitsbereichssignal | Optimale Diagrammanpassung | Interne Planungsverbindung |
|---|---|---|---|
| Allgemeine Metalldrehmaschine | 70-2500 RPM | Gemischte Reparatur-, Wellen- und Werkstattarbeiten | Metalldrehmaschine – Übersicht |
| Universaldrehbank | 40-2000 RPM | Manuelle Ausbildung, Werkzeugbau, Reparaturdrehen | Universal-Drehbankseite |
| CNC-Drehmaschine | 40-6000 RPM | Kleinteile, konstante Schnittgeschwindigkeit, Hartmetallbearbeitung | Seite zur CNC-Drehmaschine |
| Rohrgewindedrehmaschine | 20-650 RPM | Großes Rohr, Gewindeschneiden, langsameres Drehen unter hoher Belastung | Seite zum Gewindeschneiden an der Drehbank |
| Vertikale Drehmaschine | 0.4-63 RPM | Bearbeitung großer Durchmesser, bei der die Umfangsgeschwindigkeit bei sehr niedrigen Drehzahlen erreicht wird | Vertikale Drehbankseite |
CNC-Anwender sollten auch die Funktionen G96 und G97 verstehen. G96 sorgt für eine konstante Schnittgeschwindigkeit, während sich das Werkzeug über die Werkstückoberfläche bewegt; G97 hält die Drehzahl konstant. Nahe der Werkzeugmittellinie ist weiterhin eine sichere maximale Spindeldrehzahl erforderlich, da eine reine Berechnung mit konstanter Schnittgeschwindigkeit die Drehzahl sonst zu hoch ansteigen lassen würde.
Für die Prozessplanung sollten Sie CNC-Drehmaschinen und Drehzentren vergleichen und anschließend CNC-Drehen und -Fräsen in Betracht ziehen , wenn das Werkstück sowohl runde als auch prismatische Merkmale aufweisen muss.
Normen, Materialrückverfolgbarkeit und die Angebots-Checkliste
Die Schnittgeschwindigkeit ist in den Normen von OSHA, ANSI, ISO, ASTM und ASME nicht als einzelne Drehzahl (U/min) angegeben, dennoch prägen die Normen den Entscheidungsrahmen für den Schnitt. OSHA 29 CFR 1910.212 regelt die Maschinensicherheit an den Arbeitsbereichen. Die eCFR-Version von 29 CFR 1910.212 ist der maßgebliche Rechtstext bei Änderungen an der Sicherheit oder am Zugang zum Spannfutter. Die NIST-SI-Einheitenrichtlinien gewährleisten eine einheitliche Umrechnung von m/min, mm, in und ft/min. ISO-Werkzeugmaschinenkategorien und ASME-Codes sind nützliche Referenzen für den Übergang von der Werkstatteinrichtung zur dokumentierten Serienfertigung.
| Rückverfolgbarkeitsartikel | Auf dem Einrichtungsblatt dokumentieren | Entscheidungsschwelle | Behördenreferenz |
|---|---|---|---|
| Bewachung und Zugang | Spannfutterschutz, Späneschutz, Zugang zum Anschlag und Stangenhalterung | Vor dem Einsatz in Stangenmaterial über 1000 U/min oder bei längeren Überhängen ist eine Überprüfung erforderlich. | OSHA 29 CFR 1910.212 |
| Rechtstextprüfung | Anwendbare OSHA-/29-CFR-Klausel, die vom Sicherheitsprüfer verwendet wird | Vor dem Ändern der Schutzvorrichtung, der Reichweite der Vorrichtung oder der Bedienerposition verwenden | eCFR 29 CFR 1910.212 |
| Einheitenumrechnung | SFM, m/min, 25 mm, 50 mm, 1 Zoll und 2 Zoll Umrechnungshinweise | Verwenden Sie pro Einrichtungsblatt ein Einheitensystem; mischen Sie mm und Zoll nicht ohne schriftliche Umrechnung. | NIST SI-Einheiten |
| Maschinenkategorie | Manuelle Drehmaschine, CNC-Drehmaschine, Vertikaldrehmaschine oder Rohrgewindedrehmaschine | Nutzen Sie das Auswahlraster, bevor Sie Angebote für Teile mit einem Durchmesser über 250 mm oder unter 25 mm abgeben. | ISO-Werkzeugmaschinenkategorienliste |
| Projektdatensatz | Projektbasislinie, Fallstudiennotizen, Produktionsergebnis, Durchsatz und Nacharbeitsquote | Nehmen Sie die Aufnahme nach den ersten 30 Minuten oder den ersten 10 Teilen auf und überprüfen Sie sie anschließend, bevor Sie das Zitat wiederholen. | ASME-Codes- und Normenportal |
Dies ist keine Behauptung, dass für jeden Drehauftrag ein ASTM-Materialbericht oder ein ASME-Normenpaket erforderlich ist. Es handelt sich um eine Checkliste für Angebotsanfragen. Falls das Projekt die Rückverfolgbarkeit von ASTM-Materialien, eine Maschinensicherheitsprüfung nach ANSI oder ISO, einen internen Nachweis der Feldimplementierung oder eine Freigabe durch die Technikabteilung erfordert, sollten diese Punkte erfasst werden, bevor das Produktionsergebnis allein anhand des Durchsatzes beurteilt wird.
Für die Geräteprüfung notieren Sie die Einstellwerte exakt: 25 mm, 50 mm, 100 mm, 250 mm, 1 Zoll, 2 Zoll, 4 Zoll, 6 Zoll, 0.004 Zoll Vorschub, 0.040 Zoll Schnitttiefe, erste 30 Minuten Produktion, Überprüfung nach 8 Stunden, Korrekturmaßnahmen nach 24 Stunden und Nachbestellungsnotizen für 12 Monate. Diese kleine Gewohnheit sorgt dafür, dass die Entscheidungsmatrix auch Monate später noch lesbar ist.
Vor der Produktion das Diagramm in ein Einrichtungsblatt umwandeln
Ein Einrichtungsblatt verhindert, dass das Ausmessen der Diagramme zum Ratespiel wird. Notieren Sie den Diagrammwert, das Formelergebnis und die erste Korrektur, bevor das erste Teil zugeschnitten wird. Dadurch lässt sich das zweite Teil schneller einrichten und der nächste Bediener erhält genauere Informationen als aus dem Gedächtnis.
Drehgeschwindigkeits-Einstellblatt
- Materialgüte und -zustand dokumentieren, z. B. 4140 geglüht, 304 Edelstahl, 6061-T6 oder unbekannter Lagerbestand.
- Dokumentieren Sie Werkzeugmaterial, Schneidplattenqualität, Eckenradius, Spanform und ob Kühlmittel verwendet wird.
- Startdurchmesser, Ziel-SFM, berechnete Drehzahl und tatsächlich verwendete Maschinendrehzahl erfassen.
- Vorschubgeschwindigkeit, Vorschub pro Umdrehung, Schnitttiefe, Werkzeugüberstand und Werkstückspannmethode protokollieren.
- Nach bestandener Prüfung werden Chipfarbe, Chipform, Klang, Oberflächenbeschaffenheit und Werkzeugverschleiß protokolliert.
- Notieren Sie die endgültige Geschwindigkeit und den Vorschub nach der Korrektur, nicht nur die Diagrammnummer.
Für manuelle Bediener ist der Leitfaden „Tipps zum Drehen von Metalldrehmaschinen“ von ANTISHICNC eine nützliche Lektüre, da Geschwindigkeitsfehler oft zusammen mit Fehlern bei Werkzeughöhe, Zentrierstütze und Vorschub auftreten.
Beachten Sie die Schnittgeschwindigkeitsanforderungen bei der Auswahl einer Metalldrehmaschine
Ein Angebot für eine Drehmaschine sollte mehr als nur Drehdurchmesser, Spitzenweite und Motorleistung enthalten. Bringen Sie ein kleines Drehzahl-Arbeitsblatt zum Kaufgespräch mit. Notieren Sie den größten und kleinsten Durchmesser, gängige Werkstoffe, Werkzeugtypen und die gewünschte Schnittgeschwindigkeit (SFM). Fragen Sie anschließend, ob die Maschine diese Drehzahlen mit dem erforderlichen Drehmoment, Spannfutter und der benötigten Steuerungsart halten kann.
| Käuferfrage | Warum es wichtig ist | Beweise, die vorgelegt werden sollen |
|---|---|---|
| Kann die Spindel mit Drehmoment langsam laufen? | Stahl mit großem Durchmesser mag zwar niedrige Drehzahlen ermöglichen, benötigt aber dennoch Leistung. | Größter Durchmesser, Materialgüte, Schnitttiefe. |
| Läuft die Spindel schnell genug? | Bei kleinen Aluminium- oder Hartmetallarbeiten können Drehzahlen von über 3000 U/min erreicht werden. | Kleinster Durchmesser und Ziel-SFM. |
| Unterstützt die Steuerung eine konstante Oberflächengeschwindigkeit? | Beim Plandrehen und Kegeldrehen kann der Durchmesser stufenlos verändert werden. | Teilezeichnung und maximal zulässige Drehzahl des Spannfutters. |
| Wird die Werkstückspannung die Geschwindigkeit überstehen? | Drehzahl ist nicht nur eine Frage der Produktivität, sondern auch eine Frage der Sicherheit. | Spannfuttergröße, Backentyp, Stangenlänge, Abstützmethode. |
Szenario: Ein Betrieb bietet sowohl 10-Zoll-Stahlflansche als auch 0.75-Zoll-Aluminiumbuchsen an. Für den Flansch ist eine Vertikaldrehmaschine sinnvoll, da die berechnete Drehzahl niedrig und das Werkstück schwer ist. Für die Buchse eignet sich eine CNC-Drehmaschine mit einer maximalen Drehzahl von 6000 U/min besser. Eine Tabelle zeigt, dass zwei sehr unterschiedliche Maschinen zum Einsatz kommen.
Wenn Sie eine Teilefamilie mit einer Maschine abgleichen, beginnen Sie mit der Übersicht der ANTISHICNC-Metalldrehmaschine und senden Sie dann das Material, den Durchmesserbereich, die Toleranz und den geplanten Werkzeugtyp für eine Drehzahlbereichsprüfung.
Ausblick: Statische Diagramme, Rechner und CAM-Werkzeugbibliotheken im Jahr 2026
Statische Diagramme sind hilfreich, da sie uns die Größenordnung veranschaulichen – beispielsweise, dass 4140-Stahl, 304-Edelstahl und 6061-Aluminium nicht im selben Drehzahlbereich liegen. Rechner beschleunigen diesen Prozess zusätzlich, da sie die Berechnung von Durchmesser und Schnittgeschwindigkeit überflüssig machen. CAM-Werkzeugbibliotheken bieten ein deutlich höheres Maß an Komplexität und speichern Informationen zu Material, Werkzeugen, Haltertypen, Kühlmitteln und Werkzeugmaschinenspezifikationen.
Alle drei Methoden haben eine Schwäche: Der erste Schnitt muss noch überprüft werden. Im Jahr 2026 ist der optimale Arbeitsablauf nicht mehr die Kombination aus Diagramm und Rechner. Vielmehr wird ein Diagramm für den Startbereich, ein Rechner für die Drehzahl, ein Einrichtungsblatt zur Rückverfolgbarkeit und eine manuelle Korrektur durch den Bediener für die reale Maschine verwendet.
FAQ
Was ist die optimale Schnittgeschwindigkeit?
Die optimale Schnittgeschwindigkeit ist diejenige, bei der in bestimmten Maschinen eine akzeptable Werkzeugstandzeit, effektive Spanabfuhr, ein angemessener Wärmegrad und eine akzeptable Oberflächengüte erreicht werden können. Jede Tabelle dient lediglich als Richtlinie; die Schnittgeschwindigkeit variiert je nach Materialbeschaffenheit, Werkzeugkonstruktion, Spannvorrichtung, Kühlmittelart und der Steifigkeit des Werkzeughalters und der Werkzeugmaschine selbst.
Wie berechnet man die Schnittgeschwindigkeit aus der Drehzahl?
Die Formel für die Umfangsgeschwindigkeit (SFM = Surface Feet Per Minute) lautet: SFM = 0.262 × Durchmesser in Zoll × Drehzahl (U/min). Für metrische Einheiten gilt: (m/min = π × Durchmesser in mm × Drehzahl / 1000). Ein typisches Beispiel: Bei 2 Zoll Durchmesser, 700 U/min ergibt sich eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 366.33 m/min. Der Vorgang lässt sich aber auch umkehren: Nehmen Sie einen SFM-Wert aus Ihrer Tabelle und berechnen Sie die Spindeldrehzahl mit folgender Gleichung: Drehzahl = SFM × 3.82 / Durchmesser in Zoll.
Was passiert, wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch ist?
Mit steigenden Werkzeugtemperaturen stumpfen die Schneiden ab; der Span kann ausreißen statt sauber abzubrechen, und die Oberfläche kann unsauber und verschmiert werden. Edelstähle lassen sich schwer bearbeiten, sobald ihre Oberfläche durch Verweilzeiten oder Reibung verfestigt ist. Reduzieren Sie die Spindeldrehzahl daher schrittweise.
Welche Schnittgeschwindigkeit ist für 4140-Stahl erforderlich?
Für hochlegierte Stähle wie 4140 und 4150 empfiehlt eine gängige Drehtabelle 70–200 FPM für HSS-Werkzeuge und 430–685 FPM für Hartmetallwerkzeuge. Bei der Bearbeitung von 4140 mit gehärtetem Material kann die Aufspannung weniger stabil sein oder es können unterbrochene Schnitte auftreten. Beginnen Sie daher mit einer niedrigeren Vorschubgeschwindigkeit. Berechnen wir die Vorschubgeschwindigkeit für einen Stab mit 2 Zoll Durchmesser bei 100 SFM. 100 SFM = 0.262 × 2 Zoll × Drehzahl (U/min), also 100 = 0.524 × Drehzahl; oder Drehzahl = 100 / 0.524 = 190.8 U/min. Für einen Stab mit 1 Zoll Durchmesser gilt: Drehzahl = 100 / (0.262 × 1) = 381.7 U/min.
Welche Schnittgeschwindigkeit ist für Aluminium sicher?
Für gewalztes Aluminium (Werkstoffe der Serien 5000, 6000 und 7000) gibt dieselbe Tabelle 500–600 FPM für HSS und 2820 FPM für Hartmetall an. Beachten Sie, welche Spindeldrehzahl und Maschinengeschwindigkeit diese Werte voraussichtlich erfordern und welche guten Spanformungseigenschaften notwendig sind.
Ist Hartmetall immer schneller als HSS?
Viele Werkstoffe eignen sich zwar gut für schnellere Schnitte mit Hartmetall, es ist jedoch nicht ratsam, die Maschine gleich auf höhere Hartmetall-Schnittgeschwindigkeiten einzustellen, es sei denn, die Bedingungen rechtfertigen dies.
Ist die Oberflächengeschwindigkeit gleich der Spindeldrehzahl?
Nein. Die Schnittgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich das Material an der Schneide vorbeibewegt. Die Spindeldrehzahl ist die Drehzahl des Spannfutters bzw. der Spindel. Der Durchmesser verbindet beides. Bei gleicher Drehzahl hat ein 2-Zoll-Durchmesser die doppelte Schnittgeschwindigkeit eines 1-Zoll-Durchmessers.
