Die Wechselwirkung von Vorschub und Schnittgeschwindigkeit beim Drehen und Fräsen
Beim Drehen und Fräsen spielen Vorschub und Schnittgeschwindigkeit eine entscheidende Rolle in der Prozesssteuerung und der Qualität der bearbeiteten Teile. Diese beiden Faktoren sind eng miteinander verbunden und beeinflussen sich gegenseitig.
Die Schnittgeschwindigkeit, oft als Vc abgekürzt, bezieht sich auf die Geschwindigkeit, mit der sich die Schneidkante des Werkzeugs durch das Werkstück bewegt. Sie wird in Metern pro Minute (m/min) oder manchmal auch in Umdrehungen pro Minute (U/min) angegeben, abhängig von der Art der Bearbeitung und den Werkzeugen. In einfachen Worten ist die Schnittgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug das Werkstück "schneidet".
Der Vorschub, bezeichnet als f, ist die Bewegung des Werkstücks oder des Werkzeuges entlang seiner Schnittrichtung pro Umdrehung (beim Drehen) oder pro Zahn (beim Fräsen). Er wird in Millimetern pro Umdrehung (mm/U) oder Millimetern pro Zahn (mm/Z) gemessen. Der Vorschub bestimmt, wie viel Material pro Zeiteinheit vom Werkstück entfernt wird.
Die Beziehung zwischen Vorschub und Schnittgeschwindigkeit ist durch die Schnittgeschwindigkeitsformel gegeben:
𝑉𝑐=𝜋×𝐷×𝑛Vc=π×D×n
Hierbei ist 𝑉𝑐Vc die Schnittgeschwindigkeit in Metern pro Minute, 𝐷D der Durchmesser des Werkstücks in Metern und 𝑛n die Drehzahl des Werkzeugs in Umdrehungen pro Minute. Diese Formel zeigt, dass die Schnittgeschwindigkeit direkt proportional zum Durchmesser des Werkstücks und zur Drehzahl des Werkzeugs ist. Eine höhere Schnittgeschwindigkeit führt normalerweise zu schnellerem Materialabtrag und kann die Bearbeitungszeit verkürzen, vorausgesetzt, dass die Maschine und das Werkzeug diese Geschwindigkeit handhaben können.
Der Vorschub hingegen beeinflusst die Größe des Spanvolumens und die Oberflächenqualität des bearbeiteten Teils. Ein höherer Vorschub führt zu einem größeren Spanvolumen und möglicherweise zu höheren Schnittkräften. Dies kann zu einer Erhöhung des Verschleißes der Werkzeuge führen. Ein zu geringer Vorschub kann jedoch zu schlechter Oberflächenqualität führen.
Beim Drehen und Fräsen ist es wichtig, die richtige Balance zwischen Vorschub und Schnittgeschwindigkeit zu finden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Dies erfordert oft Experimente und Erfahrung, um die besten Parameter für spezifische Materialien, Werkzeugtypen und Bearbeitungsanforderungen zu ermitteln. Moderne CNC-Maschinen bieten jedoch oft automatische Vorschub- und Schnittgeschwindigkeitsregelung, die es ermöglichen, diese Parameter dynamisch anzupassen, um die Effizienz und Qualität der Bearbeitung zu maximieren.