Wie wählt man die richtige Schnittgeschwindigkeit für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden aus?

Die Auswahl der geeigneten Schnittgeschwindigkeit für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden ist ein entscheidender Aspekt für die Erzielung optimaler Ergebnisse bei Bearbeitungsvorgängen. Als Lieferant von Hochgeschwindigkeitsgewindebohrern verstehe ich die Herausforderungen und die Bedeutung dieses Prozesses. In diesem Blogbeitrag werde ich einige Einblicke in die Auswahl der richtigen Schnittgeschwindigkeit für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden geben.

Die Grundlagen des Hochgeschwindigkeitsgewindebohrens verstehen

Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden ist ein Bearbeitungsprozess, mit dem Innengewinde in einem Werkstück erzeugt werden. Dabei wird ein Gewindebohrer mit hoher Geschwindigkeit gedreht und gleichzeitig in das Werkstück eingeführt. Die Schnittgeschwindigkeit, gemessen in Oberflächenfuß pro Minute (SFM) oder Metern pro Minute (m/min), ist ein entscheidender Parameter, der die Qualität der Gewinde, die Werkzeuglebensdauer und die Gesamteffizienz des Gewindeschneidvorgangs beeinflusst.

Faktoren, die die Auswahl der Schnittgeschwindigkeit beeinflussen

Bei der Auswahl der geeigneten Schnittgeschwindigkeit für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:

Werkstückmaterial

Die Art des Werkstückmaterials ist einer der wichtigsten Einflussfaktoren auf die Schnittgeschwindigkeit. Unterschiedliche Materialien weisen unterschiedliche Härte-, Festigkeits- und Bearbeitbarkeitseigenschaften auf. Beispielsweise können weichere Materialien wie Aluminium und Messing im Allgemeinen höhere Schnittgeschwindigkeiten tolerieren als härtere Materialien wie Stahl und Titan.

• Aluminium:Aluminium ist ein relativ weiches und leicht zu bearbeitendes Material. Die Schnittgeschwindigkeiten für Aluminium können je nach Legierung und Gewindebohrergeometrie zwischen 300 und 1000 SFM (90 und 300 m/min) liegen.
• Messing:Messing ist außerdem ein weiches Material mit guter Bearbeitbarkeit. Die Schnittgeschwindigkeiten für Messing liegen typischerweise zwischen 200 und 800 SFM (60 und 240 m/min).
• Stahl:Stahl ist ein gängiger Werkstoff für Werkstücke, dessen Härte und Festigkeit jedoch stark variieren können. Bei Weichstahl können die Schnittgeschwindigkeiten zwischen 100 und 300 SFM (30 bis 90 m/min) liegen, während bei hochfesten Stählen die Schnittgeschwindigkeit möglicherweise auf 50 bis 150 SFM (15 bis 45 m/min) reduziert werden muss.
• Titan:Titan ist aufgrund seiner hohen Festigkeit und geringen Wärmeleitfähigkeit ein schwer zerspanbares Material. Die Schnittgeschwindigkeiten für Titan sind typischerweise sehr niedrig und liegen zwischen 20 und 60 SFM (6 bis 18 m/min).

Tippen Sie auf Geometrie

Auch die Geometrie des Gewindebohrers, einschließlich der Anzahl der Spannuten, des Spiralwinkels und der Gewindeform, beeinflusst die Schnittgeschwindigkeit. Gewindebohrer mit mehr Nuten können Späne im Allgemeinen effizienter entfernen und ermöglichen so höhere Schnittgeschwindigkeiten. Ein größerer Spiralwinkel kann die Spanabfuhr unterstützen und das Risiko einer Spanverstopfung verringern, was besonders beim Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden wichtig ist.

• Anzahl Flöten:Gewindebohrer mit mehr Spannuten, wie z. B. 4-schneidige oder 6-schneidige Gewindebohrer, können im Vergleich zu 2-schneidigen Gewindebohrern eine bessere Spankontrolle und höhere Schnittgeschwindigkeiten bieten.
• Spiralwinkel:Gewindebohrer mit einem größeren Spiralwinkel, typischerweise 30° bis 45°, eignen sich besser für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden, da sie die Spanabfuhr erleichtern.
• Gewindeform:Auch die Gewindeform des Gewindebohrers, beispielsweise metrisches, einheitliches oder Rohrgewinde, kann die Schnittgeschwindigkeit beeinflussen. Bei einigen Gewindeformen sind möglicherweise niedrigere Schnittgeschwindigkeiten erforderlich, um eine genaue Gewindeformung zu gewährleisten.

Werkzeugmaschinenfähigkeit

Die Fähigkeiten der zum Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneiden verwendeten Werkzeugmaschine, einschließlich der Spindeldrehzahl, der Vorschubgeschwindigkeit und der Leistungsabgabe, müssen berücksichtigt werden. Die Werkzeugmaschine sollte in der Lage sein, die erforderliche Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit für das ausgewählte Gewindebohrer- und Werkstückmaterial bereitzustellen.

• Spindelgeschwindigkeit:Die Spindeldrehzahl der Werkzeugmaschine sollte in der Lage sein, die erforderliche Schnittgeschwindigkeit für den Gewindebohrer zu erreichen. Einige Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneidmaschinen können Spindeldrehzahlen von bis zu 20.000 U/min oder mehr erreichen.
• Vorschubgeschwindigkeit:Die Vorschubgeschwindigkeit sollte mit der Schnittgeschwindigkeit synchronisiert werden, um eine ordnungsgemäße Spanbildung und -abfuhr sicherzustellen. Die Vorschubgeschwindigkeit wird typischerweise in Zoll pro Umdrehung (IPR) oder Millimeter pro Umdrehung (mm/Umdrehung) ausgedrückt.
• Leistungsabgabe:Die Werkzeugmaschine sollte ausreichend Leistung haben, um den Gewindebohrer mit der gewählten Schnittgeschwindigkeit anzutreiben, ohne abzuwürgen.

Kühlmittel und Schmierung

Richtiges Kühlmittel und Schmierung sind für das Gewindeschneiden mit hoher Geschwindigkeit unerlässlich. Kühlmittel trägt dazu bei, die Wärmeentwicklung zu reduzieren, die Spanabfuhr zu verbessern und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern. Durch die Schmierung wird die Reibung zwischen Gewindebohrer und Werkstück verringert, wodurch auch die Schneidleistung verbessert werden kann.

• Kühlmitteltyp:Es stehen verschiedene Arten von Kühlmitteln zur Verfügung, darunter wasserlösliche Kühlmittel, synthetische Kühlmittel und Kühlmittel auf Ölbasis. Die Wahl des Kühlmittels hängt vom Werkstückmaterial, der Gewindebohrergeometrie und den Bearbeitungsbedingungen ab.
• Schmiermethode:Die Schmierung kann direkt am Wasserhahn oder über ein Kühlmittelsystem erfolgen. Einige Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneidmaschinen sind mit Werkzeugkühlsystemen ausgestattet, die für eine bessere Kühlung und Schmierung der Schneidkante sorgen können.

Berechnung der Schnittgeschwindigkeit

Nachdem die Einflussfaktoren auf die Schnittgeschwindigkeit berücksichtigt wurden, kann die geeignete Schnittgeschwindigkeit anhand der folgenden Formel berechnet werden:

[SFM=\frac{\pi\times D\times RPM}{12}]

Wo:

• SFM ist die Oberflächenfuß pro Minute
• D ist der Durchmesser des Wasserhahns in Zoll
• RPM ist die Spindelgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute

Wenn die Schnittgeschwindigkeit in Metern pro Minute (m/min) ausgedrückt werden soll, lautet die Formel:

[m/min=\frac{\pi\times D\times RPM}{1000}]

Wo:

• D ist der Durchmesser des Gewindebohrers in Millimetern

Wenn Sie beispielsweise einen Gewindebohrer mit 1/2 Zoll Durchmesser verwenden und die empfohlene Schnittgeschwindigkeit für das Werkstückmaterial 200 SFM beträgt, kann die erforderliche Spindeldrehzahl wie folgt berechnet werden:

[RPM=\frac{SFM\times 12}{\pi\times D}=\frac{200\times 12}{\pi\times 0,5}\ca. 1528\ RPM]

Testen und Optimieren

Nach der Berechnung der anfänglichen Schnittgeschwindigkeit wird empfohlen, einige Testläufe durchzuführen, um die Leistung des Gewindeschneidvorgangs zu bewerten. Achten Sie bei den Testläufen auf folgende Aspekte:

• Fadenqualität:Überprüfen Sie die Qualität der Gewinde, einschließlich der Gewindesteigung, der Gewindeform und der Oberflächenbeschaffenheit. Wenn die Qualität der Fäden nicht gut ist, muss möglicherweise die Schnittgeschwindigkeit angepasst werden.
• Standzeit:Überwachen Sie die Standzeit des Gewindebohrers. Wenn der Gewindebohrer zu schnell verschleißt, kann die Schnittgeschwindigkeit zu hoch sein. Wenn der Gewindebohrer andererseits nicht effizient schneidet, ist die Schnittgeschwindigkeit möglicherweise zu niedrig.
• Spanbildung und -abfuhr:Beobachten Sie die Spanbildung und -abfuhr. Wenn die Späne lang und faserig sind, kann das ein Hinweis darauf sein, dass die Schnittgeschwindigkeit zu hoch oder der Vorschub zu niedrig ist. Wenn die Späne kurz und gebrochen sind, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die Schnittgeschwindigkeit angemessen ist.

Basierend auf den Ergebnissen der Testläufe kann die Schnittgeschwindigkeit optimiert werden, um die beste Balance zwischen Gewindequalität, Werkzeugstandzeit und Bearbeitungseffizienz zu erreichen.

Abschluss

Die Auswahl der geeigneten Schnittgeschwindigkeit für das Hochgeschwindigkeitsgewindeschneiden ist ein komplexer Prozess, der eine sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren erfordert, darunter das Werkstückmaterial, die Gewindebohrergeometrie, die Leistungsfähigkeit der Werkzeugmaschine sowie das Kühlmittel und die Schmierung. Wenn Sie diese Faktoren verstehen und die in diesem Blogbeitrag beschriebenen Schritte befolgen, können Sie die richtige Schnittgeschwindigkeit für Ihre Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneidvorgänge auswählen und optimale Ergebnisse erzielen.

Wenn Sie mehr über das Hochgeschwindigkeits-Gewindeschneiden erfahren möchten oder Hilfe bei der Auswahl der geeigneten Schnittgeschwindigkeit für Ihre spezifische Anwendung benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir sind führendHochgeschwindigkeits-GewindeschneidenLieferant, der eine breite Palette hochwertiger Wasserhähne und bietetHochgeschwindigkeits-Bohr- und Gewindeschneidmaschinen. Unser Expertenteam steht Ihnen jederzeit mit professioneller Beratung und Unterstützung zur Seite. Wir bieten auch anCNC-Bohr- und Gewindeschneidzentrumsmaschinedie Ihren vielfältigen Bearbeitungsanforderungen gerecht werden kann. Kontaktieren Sie uns noch heute, um eine Beschaffungsverhandlung zu beginnen und Ihre Bearbeitungsvorgänge auf die nächste Stufe zu heben.

Referenzen

• „Machining Data Handbook“, 4. Auflage, Metcut Research Associates, Inc.
• „Modern Machining Technology“, 10. Auflage, Robert L. Norton
• „Hochgeschwindigkeitsbearbeitung: Grundlagen und Anwendungen“, herausgegeben von Y. Altintas und L. Brecher