Im Bereich der Großbearbeitung ist die Schnittgeschwindigkeit ein entscheidender Parameter, der die Qualität, Effizienz und Kosten des Bearbeitungsprozesses erheblich beeinflussen kann. Als Anbieter in der Großzerspanungsindustrie habe ich aus erster Hand miterlebt, welche tiefgreifenden Auswirkungen die Schnittgeschwindigkeit auf verschiedene Aspekte unserer Arbeit haben kann. In diesem Blog werde ich mich mit den unterschiedlichen Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit auf die Bearbeitung großer Mengen befassen.
Materialabtragsrate
Einer der unmittelbarsten Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit ist die Materialentfernungsrate (MRR). Unter der Abtragsleistung versteht man die Materialmenge, die pro Zeiteinheit vom Werkstück abgetragen wird. Bei der Großbearbeitung, bei der oft große Materialmengen abgetragen werden müssen, führt eine höhere Schnittgeschwindigkeit im Allgemeinen zu einer höheren MRR. Wenn wir die Schnittgeschwindigkeit erhöhen, trägt das Werkzeug mit jedem Durchgang über das Werkstück mehr Material ab. Zum Beispiel bei der Produktion eines großenBasis der RohrschneidemaschineDurch eine höhere Schnittgeschwindigkeit können wir die Gesamtbearbeitungszeit verkürzen, was für die Einhaltung enger Produktionspläne von entscheidender Bedeutung ist.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass der Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit aus Gründen der MRR Grenzen gesetzt sind. Wird die Schnittgeschwindigkeit zu hoch eingestellt, kann es zu übermäßigem Verschleiß des Werkzeugs kommen. Denn bei hohen Drehzahlen entsteht durch die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück viel Wärme. Die Hitze kann dazu führen, dass das Werkzeugmaterial weicher wird, wodurch seine Härte und Schneidfähigkeit verringert werden. Im Extremfall kann es sogar zum Werkzeugbruch kommen, der nicht nur den Bearbeitungsprozess stoppt, sondern auch zusätzliche Kosten für den Werkzeugwechsel verursacht.
Oberflächenbeschaffenheit
Die Oberflächenbeschaffenheit des bearbeiteten Teils ist ein weiterer entscheidender Faktor, der die Schnittgeschwindigkeit beeinflusst. Bei der Großbearbeitung kann die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit einen direkten Einfluss auf die Funktionalität und Ästhetik des Endprodukts haben. Bei moderaten Schnittgeschwindigkeiten können wir typischerweise eine glatte Oberfläche erzielen. Das Werkzeug schneidet kontrollierter durch das Material und hinterlässt weniger raue Kanten und Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche.
Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu niedrig ist, kann es sein, dass das Werkzeug am Werkstück reibt und nicht sauber schneidet. Durch diese Reibung können Rattermarken auf der Oberfläche entstehen, die die Oberflächenbeschaffenheit beeinträchtigen. Andererseits können extrem hohe Schnittgeschwindigkeiten auch zu einer schlechten Oberflächengüte führen. Wie bereits erwähnt, erzeugen hohe Schnittgeschwindigkeiten eine große Wärmemenge, die dazu führen kann, dass das Material in der Schnittzone schmilzt oder sich verformt. Dadurch entsteht eine raue und unebene Oberfläche. Zum Beispiel bei der Bearbeitung großer Bauteile für aPortalbearbeitungszentrumDie Aufrechterhaltung einer angemessenen Schnittgeschwindigkeit ist unerlässlich, um eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, die den strengen Spezifikationen des Produkts entspricht.
Werkzeuglebensdauer
Bei der Bearbeitung großer Stückzahlen ist die Werkzeugstandzeit von großer Bedeutung, da der Werkzeugwechsel einen erheblichen Kostenfaktor darstellen kann. Die Schnittgeschwindigkeit steht in direktem Zusammenhang mit der Werkzeugstandzeit. Eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit verlängert oft die Werkzeugstandzeit, da sie weniger Hitze und Verschleiß am Werkzeug erzeugt. Wenn die Schnittkräfte bei langsameren Geschwindigkeiten geringer sind, erfährt das Werkzeug weniger mechanische Belastung, was zur Erhaltung seiner Schneidkante beiträgt.
Umgekehrt kann eine hohe Schnittgeschwindigkeit die Werkzeugstandzeit drastisch verkürzen. Die bei hohen Geschwindigkeiten erzeugte Wärme beschleunigt den Werkzeugverschleiß, hauptsächlich durch Mechanismen wie Abrieb, Diffusion und Oxidation. Da das Werkzeug schneller verschleißt, müssen wir es häufiger austauschen, was die Gesamtkosten der Bearbeitung erhöht. Bei manchen Großprojekten, insbesondere solchen mit schwer zerspanbaren Materialien, ist das Finden der optimalen Schnittgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung, um eine hohe Produktivität (höhere MRR) mit einer angemessenen Werkzeugstandzeit in Einklang zu bringen.
Maßgenauigkeit
Maßhaltigkeit ist bei der Großbearbeitung von größter Bedeutung, da schon kleine Abweichungen ein Teil unbrauchbar machen können. Die Schnittgeschwindigkeit kann die Maßgenauigkeit auf verschiedene Weise beeinflussen. Hohe Schnittgeschwindigkeiten können zu einer thermischen Ausdehnung sowohl des Werkzeugs als auch des Werkstücks führen. Durch die beim Schneidvorgang entstehende Hitze kann es zu einer Materialausdehnung und damit zu Dimensionsveränderungen kommen. Wenn die Schnittgeschwindigkeit nicht richtig gesteuert wird, können diese Maßänderungen die für das Teil festgelegten Toleranzgrenzen überschreiten.
Beispielsweise bei der Herstellung von aBiegemaschineDie Genauigkeit der Abmessungen verschiedener Komponenten ist entscheidend für die ordnungsgemäße Funktion der Maschine. Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit kann dazu führen, dass Teile leicht überdimensioniert oder unförmig sind, was zu Montageproblemen führen und die Leistung des Endprodukts beeinträchtigen kann. Bei einer geringeren Schnittgeschwindigkeit verringern sich die thermischen Effekte und wir können eine bessere Maßhaltigkeit erreichen.
Produktivität und Kosteneffizienz
Die Gesamtproduktivität und Kosteneffizienz der Großbearbeitung werden auch von der Schnittgeschwindigkeit beeinflusst. Wie bereits erwähnt, kann eine höhere Schnittgeschwindigkeit die Materialentfernungsrate erhöhen, was bedeutet, dass in einer bestimmten Zeit mehr Teile hergestellt werden können. Dies muss jedoch mit den Kosten im Zusammenhang mit Werkzeugverschleiß und potenziellen Qualitätsproblemen abgewogen werden.
Wenn die Schnittgeschwindigkeit zu hoch eingestellt ist, können die erhöhten Werkzeugwechselkosten und die potenzielle Notwendigkeit der Nachbearbeitung oder des Ausschusses von Teilen mit schlechter Oberflächengüte oder Maßungenauigkeiten die Produktivitätssteigerungen zunichte machen. Andererseits kann eine zu niedrige Schnittgeschwindigkeit zu langen Bearbeitungszeiten führen, was die Gesamtleistung verringert und die Arbeitskosten erhöht. Daher ist das Finden der optimalen Schnittgeschwindigkeit ein Schlüsselfaktor für das Erreichen einer hohen Produktivität und Kosteneffizienz bei der Großbearbeitung.
Einfluss auf verschiedene Materialien
Die Auswirkungen der Schnittgeschwindigkeit können auch je nach Art des zu bearbeitenden Materials variieren. Bei weicheren Materialien wie Aluminium kann eine relativ hohe Schnittgeschwindigkeit ohne nennenswerten Werkzeugverschleiß verwendet werden. Diese Materialien haben eine geringere Hitzebeständigkeit und eine höhere Schnittgeschwindigkeit kann dazu beitragen, das Material effizient zu entfernen, ohne das Werkzeug zu überhitzen.
Im Gegensatz dazu muss bei der Bearbeitung harter Materialien wie Edelstahl oder Titan die Schnittgeschwindigkeit sorgfältig kontrolliert werden. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit und Härte erzeugen diese Materialien beim Schneiden mehr Wärme. Eine hohe Schnittgeschwindigkeit kann zu einem schnellen Werkzeugverschleiß und sogar zu einer Kaltverfestigung des Materials führen, was die Bearbeitung erschwert.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Schnittgeschwindigkeit ein vielschichtiger Faktor bei der Bearbeitung großer Stückzahlen ist. Es hat weitreichende Auswirkungen auf die Materialabtragsrate, die Oberflächengüte, die Werkzeugstandzeit, die Maßhaltigkeit, die Produktivität und die Kosteneffizienz. Als Zulieferer für Großbearbeitung sind wir ständig bestrebt, für jedes Projekt die optimale Schnittgeschwindigkeit zu finden und dabei die Art des Materials, die Komplexität des Teils und die gewünschte Qualität zu berücksichtigen.
Wenn Sie auf dem Markt für groß angelegte Bearbeitungsdienstleistungen sind und besprechen möchten, wie wir die Schnittgeschwindigkeit für Ihr spezifisches Projekt optimieren können, führen wir gerne ein Beschaffungsgespräch mit Ihnen. Ob Sie Komponenten für aPortalbearbeitungszentrum, ABasis der Rohrschneidemaschine, oder einBiegemaschineWir verfügen über das Fachwissen und die Erfahrung, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu liefern.
Referenzen
- Boothroyd, Geoffrey, Peter Dewhurst und Winston Knight. Produktdesign für Fertigung und Montage. CRC Press, 2011.
- Kalpakjian, Serope und Steven Schmid. Herstellungsprozesse für technische Materialien. Pearson, 2013.
- Trent, EM und Paul Wright. Metallschneiden. Butterworth-Heinemann, 2000.