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Drehzahlen & Vorschübe

 

Um zu einer maximalen Maschinenleistung, Werkzeugstandzeit und Zerspanungsleistung zu gelangen muss die optimale Spanabfuhr, Schnittgeschwindigkeit und der Maschinenvorschub abgewogen und aufeinander abgestimmt werden. Der folgende Beitrag liefert dabei wertvolle Informationen für eine Maximierung der Bearbeitungsleistung.

 

Spindeldrehzahl

Falsche Spindeldrehzahlen sind ein häufiger Fehler in der CNC-Bearbeitung. Jedes Material und die Art der Bearbeitung bedingt ein ideales Werkzeugprofil und ideale Schnittgeschwindigkeiten. Größere Werkzeugdurchmesser erfordern langsamere Schnittgeschwindigkeiten. Es ist wichtig die Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit für die vorliegende Bearbeitungsaufgabe aufeinander abzugleichen um eine optimale Qualität, Standzeit und Lebensdauer der Spindel zu erzielen. Die Drehzahl der Spindel wird dabei von einem Frequenzumrichter geregelt. Alle Spindeln sind 3 Phasen-Asynchronmotoren mit einer stufenlos einstellbaren Drehzahl von 0 UpM bis zur maximalen Nenndrehzahl.

 

Vorschubgeschwindigkeit

Die Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs muss proportional mit der Spindeldrehzahl abgeglichen werden. Das ändern eines Einflussfaktors hat eine Auswirkung auf die anderen. Eine zu gering eingestellte Vorschubgeschwindigkeit verringert die Standzeit des Schneidwerkzeugs und kann zur Überhitzung und somit zu Brandschäden am Werkstück führen. Hierbei wird dann nicht genügend Material entfernt und die Schnittstelle nicht ausreichend gekühlt. Die hier gezeigte Vorschub-Tabelle gibt Informationen über die Startwerte. Wir empfehlen die vorgeschlagenen Mittelwerte beim ersten Start-Up einzustellen. Individuelle Beratung zu den Schnittdaten für Ihre spezifische Anwendung ist beim Schneidwerkzeug-Lieferanten zu erhalten.

 

 

Spanungsdicke (Chip Load)

Die Spanungsdicke ist die Dicke des abzunehmenden Spans senkrecht zur Schnittrichtung, gemessen senkrecht zur Schnittfläche. Die Spanungsdicke wird manchmal auch als "Vorschub pro Zahn" bezeichnet und wird wie folgt berechnet:

 

 

Die Spanungsdicke ist ein wichtiger Kennwert für die Berechnung der Schnittgeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit. Im Bereich der Holzbearbeitung führt eine zu geringe Spanungsdicke zu einer überproportionalen Erwärmung der Schnittstelle. Die „staubförmigen“ Späne können dabei Brandmarkierungen in der Oberfläche verursachen. Eine zu hoch gewählte Spanungsdicke führt zu einer erhöhten Druckbelastung beim Zerspanungsprozess. Die hieraus resultierenden hohen Radiallasten auf die Spindellager können im Laufe der Zeit zum Spindelausfall, übermäßigem Werkzeugverschleiß und Werkzeugbruch führen. Bei der Fräsbearbeitung wird generell nach zwei Arten unterschieden: dem Gleichlauffräsen und dem Fräsen im Gegenlauf. In der Holzbearbeitung führt das Gleichlauffräsen zu einer besseren Fräsqualität da die erzeugten Späne weniger herausgerissen werden. Aufgrund geringerer Belastungen und längerer Lebensdauer sollte das Gleichlauffräsen favorisiert werden.

 

Die Spanungsdicke ist einer von vielen Faktoren um die Größe der Spindel und Maschinenparameter vorzubestimmen, wie zum Beispiel:

  • Drehzahlbereich und die Höhe der Leistung der Spindel
  • Bestimmung der Werkzeugbelastung nach Ausführung der Schneidwerkzeuge
  • Berechnung des Drehmoments bei vorliegender Applikation

Bei neu auszulegender Spindelanwendung empfehlen wir Ihnen die PDS-Applikations-Techniker zu kontaktieren, um Sie bei der Festlegung der Schnittwerte zu unterstützen. Unsere Mitarbeiter sind gern bereit Sie bei technischen Fragen telefonisch oder per E-Mail zu beraten. Die folgende Tabelle bietet Angaben zu Spanungsdicken für gängige Fräswerkzeuge. Bei der ersten Voreinstellung können diese als ein "nicht zu überschreiten" Ausgangspunkt dienen. Die tatsächlichen Werte können natürlich aufgrund verschiedener Einflussfaktoren variieren, wie zum Beispiel: Steifigkeit, Leistung, Werkzeugspannung, Spindelbefestigung, Werkstückspannung, usw.

 
 

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