Wenn Sie Metall mit einer CNC-Maschine schneiden oder schleifen, oder wenn Sie zwei Metallflächen mit hoher Geschwindigkeit gegeneinander reiben, werden Sie sicherlich höhere Temperaturen erzeugen. Was tun, wenn Sie zum ersten Mal Rauch sehen oder ein Alarm ausgelöst wird? Im Folgenden geben wir Tipps und Methoden zur Überhitzung von CNC-Werkzeugen.
Wann überhitzen CNC-Werkzeuge?
Wann sieht man in der Praxis, dass eine CNC-Maschine zu heiß wird? In der Praxis, wenn Sie Funken oder Rauch sehen, haben Sie möglicherweise unnötigen Schaden am Werkzeug oder am bearbeiteten Gegenstand verursacht. Selbst eine kurze Exposition gegenüber übermäßiger Hitze reicht aus, um das Werkzeugmaterial zu erweichen und die Schneidkante zu beschädigen. Es ist wichtig zu betonen, dass Anzeichen einer Überhitzung oft lange vor einer Beschädigung des Werkzeugs sichtbar sind. Das Verdampfen von Kühlmittel, schwarze oder verfärbte Werkzeuge und sogar ungewöhnliche Änderungen der Abstände können darauf hinweisen, dass die Temperatur übermäßig gestiegen ist. Wenn eines dieser Anzeichen auftritt und sie nicht während des normalen Betriebs der CNC-Maschine auftreten, sollten Sie überlegen, ob das Gerät korrekt verwendet wird.
Kühlmittel und Späne abführen
Kühlmittel kühlen nicht nur die Prozesse der CNC-Bearbeitung. Sie schmieren auch und entfernen Verunreinigungen von den Schneidwerkzeugen. Dadurch kann das Werkzeug das alte Material durchschneiden und auf die richtige Weise arbeiten. Auch Abfälle oder Späne haben eine hohe Temperatur. Das Biegen, Schneiden und Abscheren dieser kleinen Metallstücke vom bearbeiteten Gegenstand erhitzt sie. Sie möchten nicht, dass Ihre Werkzeuge mit einer Schicht heißen Metalls umwickelt sind. Aus diesem Grund entfernt die schnelle Späneabfuhr auch die Wärme aus dem Schneidprozess der CNC-Maschine. Grundsätzlich ist Kühlmittel nicht erforderlich, und Druckluft reicht aus, um die Betriebstemperatur der CNC-Maschine zu senken. Zwar kühlt es das Werkzeug nicht so effektiv wie eine Flüssigkeit, aber es sorgt für eine bessere Späneabfuhr.
Überhitzung von CNC-Werkzeugen - Zusätzliche Tipps
Unabhängig davon, ob Sie Kühlmittel oder Druckluft verwenden, berücksichtigen Sie die folgenden Punkte in Bezug auf die Kühlung Ihrer CNC-Maschine:
- Für das Schneiden von Teilen ist nicht immer eine größere oder beliebige Menge an Kühlmittel erforderlich.
- Kühlmittel ist nur beim Schneiden von Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie Titan und einigen Stählen, erforderlich.
- Kühlmittel kann bei der Bearbeitung größerer Vertiefungen erforderlich sein, da Druckluft möglicherweise nicht ausreicht, um alle Späne zu entfernen.
- Denken Sie daran, das Kühlmittel direkt auf das Werkzeug und nicht auf den aktiven Teil zu sprühen.
- Es ist wichtig, das Kühlmittel während des gesamten Zerspanungsprozesses konsequent zuzuführen, um heiße Stellen und plötzliche thermische Schocks zu vermeiden.
- Schalten Sie das Kühlmittel nicht plötzlich ein, während das Werkzeug erhitzt wird! Warten Sie, bis das Werkzeug zuerst abgekühlt ist!
Wählen Sie das richtige Werkzeug
Spanabhebende Späne spielen eine Schlüsselrolle bei der Wärmeentfernung von Schneidwerkzeugen. Schneidstrategien, die zu wenige Späne erzeugen, verringern die Menge der Wärme, die aus dem Bearbeitungsprozess entfernt wird. Die Wahl des richtigen Werkzeugs für Geometrie, Größe, Anzahl der Nuten und Schnittlänge hilft, einen potenziellen Temperaturanstieg zu reduzieren. Beispielsweise sind 2-schneidige Fräser ideal für das Entfernen von Material aus weichen, wärmeleitenden Materialien wie Aluminium und Kupfer. Leider haben sie eine geringere Masse oder Wärmekapazität, die mit der durch härtere, weniger leitende Materialien erzeugten Wärme umgehen kann. Werkzeugverschleiß und Beschichtungen sind weitere wichtige Faktoren, die einen realen Einfluss auf die Temperaturänderung zum Nachteil der CNC-Maschine haben. Abgenutzte oder beschädigte Werkzeuge schneiden weniger effizient und erzeugen mehr Wärme als neue Werkzeuge. Werkzeugbeschichtungen sind oft für bestimmte Materialien optimiert. Stellen Sie sicher, dass Sie wissen, welche Materialien Ihr Werkzeug handhaben kann. Beschichtungen, die darauf ausgelegt sind, Reibung und Wärmeansammlung beim Fräsen von Stahl zu reduzieren, können sich mit anderen Materialien, wie Aluminium, bei typischen Schneidtemperaturen verbinden. Denken Sie daran, denn dies ist ein wichtiger Faktor, der die richtige Temperatur einer CNC-Maschine beeinflusst.
Die richtige Geschwindigkeit und Vorschübe müssen festgelegt werden
Je höher die Geschwindigkeit des bewegten Werkzeugs im Verhältnis zum Werkstück ist, desto mehr Wärme wird erzeugt, daher sollte eine geringere Geschwindigkeit weniger Wärme erzeugen. Dies betrifft die Spindelgeschwindigkeit, insbesondere wenn sich herausstellt, dass CNC-Maschinen sehr feine Späne erzeugen. Dies ist wichtig, da selbst eine geringe Verlangsamung die Wärmeerzeugung reduzieren und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern kann. Der Kompromiss ist natürlich eine geringere Materialentfernungsrate und eine längere Bearbeitungszeit. Beachten Sie jedoch, dass eine ausschließliche Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit den gegenteiligen Effekt haben kann, da sie die Größe der Späne und die Belastung reduziert - beides Schlüsselfaktoren bei der Wärmeentfernung aus dem Zerspanungsprozess. Ein falsch gewählter Späneabstand bedeutet auch, dass das Werkzeug etwas mehr Zeit mit dem Reiben am Werkstück verbringt, anstatt es zu zerspanen. Dies kann zu einer unnötigen Erwärmung des Werkzeugs führen und eine Verhärtung des Materials verursachen.
CNC-Werkzeuge - Pfad
CNC-Drehen neigt dazu, konsistente, vorhersehbare Ergebnisse in Bezug auf die Größe der Späne, die Werkzeugheizung und die Materialentfernungsrate zu liefern. Abgesehen von sehr einfachen Werkzeugpfaden ist die Materialentfernungsrate beim Fräsen nicht konstant. Ein traditioneller Werkzeugpfad für das Fräsen würde das Ende des Werkzeugs mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit verwenden. Das Ergebnis ist eine größere radiale Schnitttiefe, eine geringere axiale Schnitttiefe und ein variabler Anstellwinkel. Dies führt zu ungleichmäßigem Werkzeugverschleiß und hohen thermischen Belastungen der beweglichen Teile des Werkzeugs. Eine der Bearbeitungsstrategien zur Reduzierung dieses Effekts ist das dynamische Fräsen, das die radiale Spandicke reduziert (die radiale Schnitttiefe reduziert) und einen konstanten Anstellwinkel beibehält. Ein weiteres Beispiel ist das Hochleistungsfräsen. Es nutzt den größten Teil der axialen Schneidkante, um die Arbeit aufrechtzuerhalten und Wärme über einen größeren Bereich zu erzeugen. Beide Strategien verkürzen die Kontaktzeit jedes Rillenmaterials, wodurch die Wärmeübertragung auf das Werkzeug reduziert wird. Beachten Sie jedoch, dass Sie in beiden Strategien wahrscheinlich die Vorschubgeschwindigkeit erhöhen müssen, um die geeignete Dicke und Belastung der Späne aufrechtzuerhalten.
Wenn Sie Probleme mit der Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur Ihrer CNC-Maschine haben, können Sie diese nicht ignorieren. Eine langanhaltende unnötige Überhitzung der Ausrüstung kann zu Produktbeschädigungen führen oder zu einem Geräteausfall während des Betriebs führen. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es ratsam, den Ratschlägen zu folgen, die wir in diesem Artikel aufgeführt haben. Die darin enthaltenen Informationen werden sicherlich dazu beitragen, die Probleme zu lösen, die durch die Überhitzung der CNC-Maschine entstehen.