Schneidplatten - Arten, Kennzeichnungen, Verwendung, Sorten und Auswahl von Schneidplatten

In der CNC-Bearbeitung sind Schneidplatten einer der Schlüsselelemente, die die Effizienz und Präzision des Prozesses bestimmen. Das Kennenlernen der verschiedenen Arten von Platten, ihrer Anwendung und Spezifikationen ist für jeden CNC-Maschinenbediener unerlässlich. Wir laden Sie ein, sich mit dem folgenden Leitfaden vertraut zu machen, der dieses Thema vertiefen wird. 

Welche Arten von Schneidplatten gibt es? 

Schneidplatten werden in verschiedene Typen unterteilt. Diese Unterteilung bezieht sich insbesondere auf das Material, aus dem sie hergestellt sind, ihre Form, Abmessungen und Anwendungen. Am häufigsten können Drehplatten, Nutdrehplatten, Hartmaterial-Schneidplatten und auch Gewindedrehplatten genannt werden. Darüber hinaus sind Schneidplatten in vielen Farben erhältlich, was bei ihrer Identifizierung hilft.

Dreh- und Nutenschneidplatten

Drehplatten sind eine der vielseitigsten Arten von Schneidplatten. Sie werden in verschiedenen Drehprozessen verwendet, wie zum Beispiel: 

• Außendrehen, 
• Innendrehen,
• Endbearbeitung oder Nutbearbeitung.

Nutdrehplatten sind speziell für die präzise Herstellung von Nuten in bearbeiteten Teilen konzipiert. Ihre spezielle Geometrie ermöglicht die präzise Durchführung solcher Schneidoperationen.

Schneidplatten für harte Materialien

Für harte Materialien wie Edelstahl, Titan oder Superlegierungen haben Schneidplatten eine spezielle Beschichtung und Geometrie, die dazu beitragen, die Schneidkräfte zu reduzieren und die Lebensdauer der Werkzeuge zu erhöhen.

Bezeichnungen von Schneidplatten

Die Kennzeichnung von Schneidplatten ist für ihre korrekte Auswahl in einem bestimmten Schneidprozess unerlässlich. Diese Kennzeichnungen entsprechen der ISO-Norm und enthalten Informationen über die Form, die Abmessungen, die Art und die Schneidwinkel der Platte. Zum Beispiel sagt die Bezeichnung "CNMG 120408", dass die Platten die Form eines Rhombus haben, einen Winkel von 80 Grad, einen Durchmesser von 12,7 mm und eine Dicke von 4,76 mm.

Geometrie der Schneidplatten

Die Geometrie des Schneidplättchens ist entscheidend für die Qualität und Effizienz des Schneidprozesses. Bei der Geometrie des Schneidplättchens werden Aspekte wie folgt berücksichtigt:

• die Form des Plättchens, 
• der Anstellwinkel, 
• der Schärfwinkel, 
• der Abweichungswinkel. 

Die Wahl der richtigen Geometrie hängt von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel: 

• die Art des zu bearbeitenden Materials, 
• die Art der Schneidoperation, 
• die Schneidparameter.

Mehrschneidenplatte 

Mehrschneidenplatten sind eine spezielle Art von Schneidplatten, die mehr als eine Schneide auf einer Platte haben. Mehrschneidenplatten können verwendet werden in:

• Drehmessern, 
• Fräsköpfen,
• anderen Werkzeugen, wo mehrfaches Schneiden benötigt wird.

Mehrschneidige Schneidwerkzeuge sind aus gesintertem Hartmetall gefertigt. Sie werden zur Bearbeitung verschiedener Metalle und Legierungen verwendet. Das Material, aus dem sie hergestellt sind, ist langlebig und hitzebeständig. Oft sind sie mit zusätzlichen Schichten überzogen, die ihre Leistung und Haltbarkeit erhöhen. Die Arten dieser Werkzeuge hängen von der Form ab (z.B. quadratisch, dreieckig) und sie sind in verschiedenen Größen erhältlich (entsprechend den ISO-Normen). Je nach Bedarf können sie umgedreht werden, um alle Schneidkanten zu nutzen. Bei einer CVD-Beschichtung werden sie zum Fräsen und Drehen von Stahl unter schwierigen Bedingungen (NTP - 35) oder zur Bearbeitung von Grauguss (NTK - 25) verwendet. Platten, die mit der PVD-Methode beschichtet wurden, werden zum Schneiden von klassischem und rostfreiem Stahl (N-435) oder zur Bearbeitung dieser Stähle und Materialien, die oberflächengehärtet sind (N-250), verwendet. 

Welche Faktoren sollten bei der Auswahl eines Schneidplättchens berücksichtigt werden? 

Die Auswahl von Schneidplättchen ist ein kritischer Faktor, der über den Erfolg jedes Zerspanungsprozesses entscheidet. Bei der Auswahl eines Schneidplättchens sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden: 

• Art des zu bearbeitenden Materials, 
• Typ der Zerspanungsoperation, 
• Schneidparameter, 
• Anforderungen an die Oberflächenqualität. 

Daher ist das Verständnis der Kennzeichnungen von Schneidplatten entscheidend für die richtige Auswahl der Platte. Eine typische CNC-Werkstatt kann jährlich Tausende von Schneideinsätzen verbrauchen. Der Bediener kann täglich viele Schneidplatten verwenden, ohne sich allzu sehr mit der komplexen Wissenschaft dahinter zu beschäftigen. 

Arten von Schneidplatten 

In der CNC (Computer Numerical Control) gibt es viele Arten von Schneidplatten, von denen jede ihre spezifische Anwendung in der Bearbeitung verschiedener Materialien hat. Im Folgenden stellen wir einige beliebte Arten vor:

• Carbide Platten: Dies sind die am häufigsten verwendeten Schneidplatten. Sie bestehen aus gesinterten Karbiden, die sehr hart und verschleißfest sind. Carbide Platten sind effektiv bei der Bearbeitung von Materialien wie Stahl, Gusseisen, Aluminiumlegierungen und Kunststoffen. Platten aus diesem Material zeichnen sich durch eine Beständigkeit bis zu 100 Grad aus. 
• Keramikplatten: Sie zeichnen sich durch hohe Härte, Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und chemische Umweltfaktoren aus. Keramikplatten werden oft zur Metallbearbeitung verwendet, insbesondere bei schwerem Zerspanen und Bearbeitung bei hohen Geschwindigkeiten. Diese Art von Platten ist beständig gegen Temperaturen bis zu 1200 Grad.
• PCD-Platten: PCD (Polykristalliner Diamant) sind Schneidplatten aus künstlichem Diamant, dem härtesten bekannten Material. PCD-Platten werden hauptsächlich für die Bearbeitung von Verbundwerkstoffen, Kunststoffen, Aluminium, Kupfer und anderen Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet.
• HSS-Platten: HSS (High-Speed Steel) ist ein Stahl mit hohem Kohlenstoff-, Chrom-, Vanadium- und Molybdängehalt. HSS-Platten werden zur Metallbearbeitung bei höheren Schnittgeschwindigkeiten verwendet. Sie sind flexibler als Hartmetallplatten, aber weniger verschleißfest.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Auswahl des richtigen Schneidplättchens von der Art des zu bearbeitenden Materials, der Schnittgeschwindigkeit, der Schnitttiefe und anderen Faktoren abhängt. Ein entsprechend qualifizierter CNC-Operator oder Metallbearbeitungsingenieur wird in der Lage sein, die beste Art von Schneidplättchen für eine bestimmte Aufgabe zu empfehlen.

Kennzeichnung von Schneidplättchen - ISO

Internationale Normen für die Auswahl von Schneidplatten in CNC (computerunterstützten Bearbeitungsmaschinen) sind wichtig, um optimale, sichere und effiziente Schneidoperationen zu gewährleisten. Die ISO (Internationale Organisation für Normung) definiert solche Normen. ISO-Codes für Schneidplatten helfen dabei, ihre Form, Winkel, Größe usw. zu identifizieren. Die Auswahl der richtigen Schneidplatte ist entscheidend für die Effizienz des CNC-Bearbeitungsprozesses, und das Verständnis und die Einhaltung internationaler ISO-Normen können zur Optimierung dieses Prozesses beitragen. Ein ISO-Code kann bis zu zwölf Symbole haben. Die ersten sieben sind obligatorisch. Das achte und neunte sind zusätzliche Informationen, die hinzugefügt werden können, wenn sie benötigt werden. Vom zehnten bis zum zwölften Symbol beginnen zusätzliche Informationen über den Hersteller. Sie werden mit einem speziellen Zeichen zum ISO-Code hinzugefügt.

Was bedeuten sie in der Praxis? Die sieben obligatorischen Symbole geben Auskunft über die Form des Plättchens oder den Neigungswinkel, sowie andere grundlegende Eigenschaften des Plättchens. Jedes Symbol ist ein Buchstabe oder eine Zahl, die ein bestimmtes Plättchen eindeutig identifiziert. Es gibt spezielle Tabellen nach DIN4983, die zeigen, was jeder Buchstabe im Code bedeutet. Zusätzliche Informationen über den Hersteller sind nach einem speziellen Zeichen aufgeführt. Je nach Unternehmen können sie Auskunft über die Kantenbreite, den Kantenwinkel, das Schneidmaterial oder die Form des Spanbrechers geben. Weitere detaillierte Informationen zu den einzelnen ISO finden Sie -> hier. 

Rolle der Fliesengeometrie

Wenn wir über die Geometrie der Schneidplatte sprechen, konzentrieren sich die meisten Werkzeughersteller sofort auf die Makrogeometrie, also auf die physische Form der Platte. Dennoch wird immer mehr Aufmerksamkeit auf ein schnell wachsendes Forschungsgebiet gerichtet, nämlich die Optimierung der Mikrogeometrie der Schneidkante der Platte. Auf Makroebene konzentriert sich die Optimierung der Plattengeometrie hauptsächlich auf die Erstellung der effektivsten Form zur Spankontrolle. Abhängig vom zu bearbeitenden Material und der Bearbeitungsmethode kann die Verwendung verschiedener Formen und Winkel von Platten die besten Ergebnisse hinsichtlich des Bruches und der Entfernung von Spänen aus dem Schneidbereich liefern. Das Design und die Optimierung der Makrogeometrie der Platten ist bereits ein ziemlich fortgeschrittener Bereich der Technologie, der von den meisten führenden Schneidwerkzeugherstellern gut beherrscht wird. In der Praxis hat jedoch erst die letzten Jahre die Technologieentwicklung zu einem Punkt geführt, an dem es möglich ist, die mikroskopische Geometrie der Platte zu kontrollieren. Mit fortschrittlichen Bearbeitungstechniken können auf der Schneidfläche der Platte Schneidkanten mit runder, ovaler oder schräger Form erzeugt und sogar feine Fasen oder Rillen eingeführt werden. Durch die Verwendung verschiedener innovativer Technologien ist es möglich, die Schneide auf mikroskopischer Ebene zu glätten und genau zu messen, was die Lebensdauer und Stabilität der Schneidbearbeitung erheblich verbessert hat. Man kann erwarten, dass weitere technologische Fortschritte zu einer weiteren Entwicklung dieses Bereichs beitragen und noch signifikantere Ergebnisse liefern werden.

Wie wählt man die beste Schneidplatte aus? 

Die Auswahl der richtigen Schneidplatte ist entscheidend für eine optimale CNC-Bearbeitungsleistung. Trotz ihrer geringen Größe haben Schneidplatten einen enormen Einfluss auf die Qualität des Endprodukts, die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Lebensdauer der Werkzeuge. Worauf sollte man also besonders achten? 

Art der Bearbeitung 

Der erste Schritt bei der Auswahl einer Platte besteht darin, den Bearbeitungsprozess zu verstehen, der durchgeführt werden soll. Werden Sie fräsen, drehen, bohren oder eine andere Art von Bearbeitung durchführen? Jeder dieser Prozesse erfordert eine andere Art von Schneidplatte. Lassen Sie uns einige davon genauer betrachten:

• Fräsen - Fräsen ist ein Bearbeitungsprozess, der darin besteht, Material durch Drehen eines Werkzeugs mit mehreren Klingen, genannt Fräser, zu entfernen. Je nach Fräsoperation kann eine andere Art von Platte erforderlich sein. Beispielsweise werden Schneidplatten aus mikrokristallinem gesintertem Hartmetall oft zum Fräsen verwendet, aufgrund ihrer Bruchfestigkeit und Verschleißfestigkeit.

Identifizierung des zu bearbeitenden Materials

Der nächste Schritt ist die Identifizierung des zu bearbeitenden Materials. Verschiedene Materialien, wie Stahl, Aluminium, Titan oder Kunststoffe, haben unterschiedliche Eigenschaften und erfordern den Einsatz entsprechender Schneidplatten.

Auswahl der richtigen Form und Größe der Schneidplatte

Die Form und Größe des Einsatzes sollten je nach Art der Bearbeitung und CNC-Maschine ausgewählt werden. Schneideinsätze gibt es in vielen Formen, wie Quadrat, Diamant, Dreieck oder Kreis. Die Form und Größe des Einsatzes beeinflussen die Qualität der Bearbeitung und die Haltbarkeit des Einsatzes.

Auswahl des richtigen Einsatzmaterials

Das Material der Schneidplatte ist einer der wichtigsten Faktoren, die berücksichtigt werden sollten. Schneidplatten können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wie gesinterte Hartmetalle, Keramik, polykristalline Diamanten (PCD) und andere. Die Wahl des Plattenmaterials sollte von dem zu bearbeitenden Material und den Leistungsanforderungen abhängen.

Auswahl der richtigen Beschichtung

Die Beschichtung eines Schneidplättchens kann dessen Leistung und Haltbarkeit verbessern. Es gibt verschiedene Arten von Beschichtungen, wie TiN (Titannitrid), TiCN (Titan-Karbid-Nitrid) oder Al2O3 (Aluminiumoxid). Diese Beschichtungen erhöhen die Härte des Plättchens, verbessern die Verschleiß- und Temperaturbeständigkeit.

Verwendung von ISO-Normen

Die Internationale Organisation für Normung (ISO) hat Normen zur Klassifizierung von Schneidplatten entwickelt. Die ISO-Norm für Schneidplatten hilft Bedienern, die Eigenschaften der Platte zu verstehen, wie Form, Größe, Befestigung, Materialeigenschaften und Beschichtung. Mehr darüber haben wir oben geschrieben. 

Beratung mit dem Werkzeughersteller

Viele Unternehmen, die Schneidwerkzeuge herstellen, bieten technischen Support und Beratung bei der Auswahl von Schneidplatten an. Scheuen Sie sich nicht, diese Ressourcen zu nutzen. Die Experten dieser Unternehmen verfügen über umfassendes Wissen über ihre Produkte und können Ihnen dabei helfen, die beste Wahl zu treffen.

Experimentieren und optimieren

Auch nach der anfänglichen Auswahl der Platte sollten Sie deren Verwendung in der Praxis analysieren. Die CNC-Bearbeitung ist ein Prozess der ständigen Verbesserung und Optimierung. Führen Sie Tests durch, sammeln Sie Daten und passen Sie Ihre Auswahl anhand der tatsächlichen Ergebnisse an. Es kann sich herausstellen, dass verschiedene Platten für verschiedene Anwendungen oder Bearbeitungsbedingungen, die Sie durchführen, am besten geeignet sind. 

Schlussbemerkungen

Wenn Sie eine Schneidplatte auswählen, müssen Sie bedenken, dass nicht alles auf den ersten Blick sichtbar ist.  Ohne die Platte in der Arbeit zu testen, ist es schwer zu sagen, welche gut ist und welche nicht. Wenn Sie eine billige Platte nur deshalb wählen, weil sie ähnlich aussieht wie eine andere, können wir die Bearbeitungskosten in der Zukunft erhöhen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Art von Platte Sie wählen sollen, sollten Sie sich mit Spezialisten für diese Art von Werkzeugen beraten. Es gibt auch einige grundlegende Regeln, die Ihnen helfen, Ihre Auswahl einzugrenzen. Die meisten Hersteller geben ihren Platten Nummern, die ihre Eigenschaften angeben. Um die Platten zu finden, die Sie benötigen, beginnen Sie mit der Analyse des Katalogs. Schließlich, wenn Ihre Platte nicht so schneidet, wie sie sollte, gibt es bestimmte Dinge, auf die Sie achten können, um eine Lösung für dieses Problem zu finden. Ein genauer Blick auf den Rand der Platte durch eine Vergrößerungslupe kann die Ursache für fehlerhaftes Schneiden offenbaren. Wenn Sie bemerken, dass der Rand stark abgenutzt oder etwas verbogen ist, ist dies ein Zeichen dafür, dass die Platte zu weich ist und Sie sollten eine härtere wählen. Wenn jedoch Stücke vom Rand der Platte fehlen, sollten Sie wahrscheinlich eine Platte wählen, die weniger hart, aber flexibler ist. Mit den oben genannten Informationen können Sie Entscheidungen treffen, die die Effizienz des Bearbeitungsprozesses verbessern und die Kosten senken.