Drehen: Drehzahlrechner
Bei einer Drehmaschine dreht sich das Werkstück, daher ergibt sich die Spindeldrehzahl aus dem Durchmesser des Werkstücks — geben Sie diesen zusammen mit Werkstoff und Vorschub pro Umdrehung ein, um Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit zu erhalten.
Drehen: warum sich die Zahl während des Schnitts ständig verschiebt
Drehen ist die eine Bearbeitung, bei der sich der Durchmesser, der Ihre Geschwindigkeit bestimmt, während des Schnitts fortlaufend ändert. An einer Fräsmaschine bleibt der Fräserdurchmesser den ganzen Tag gleich; an einer Drehmaschine dreht sich das Werkstück, also macht jeder abgenommene Span den Durchmesser kleiner — und ein kleinerer Durchmesser bei gleicher Drehzahl bedeutet eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit an der Werkzeugspitze. Beginnen Sie einen Schruppgang mit der richtigen Geschwindigkeit an einer 60-mm-Stange, läuft die Schneide bei 40 mm bereits ein Drittel langsamer als beabsichtigt. Genau deshalb wird die Oberfläche an manuellen Maschinen gegen Ende eines langen Schnitts oft schlechter.
Konstante Schnittgeschwindigkeit — und die Falle in der Mitte
CNC-Drehmaschinen lösen das mit konstanter Schnittgeschwindigkeit, an den meisten Steuerungen G96: Sie programmieren die gewünschte Schnittgeschwindigkeit, und die Maschine passt die Drehzahl laufend an den sich ändernden Durchmesser an. Das funktioniert glänzend, bis Sie zur Mitte hin plandrehen, denn mit gegen null gehendem Durchmesser strebt die erforderliche Drehzahl gegen unendlich. Dafür gibt es die Drehzahlbegrenzung — jede Steuerung hat eine, und sie zu setzen ist keine Kür. Vergessen Sie sie, dreht die Spindel bis zu ihrem Maximum hoch, während das Werkzeug die Mitte erreicht, mit einem Teil, das für diese Drehzahl womöglich gar nicht gewuchtet ist. An einer manuellen Drehmaschine gibt es überhaupt kein G96: Wählen Sie die Geschwindigkeit für den Durchmesser, an dem Sie den größten Teil des Schnitts verbringen, und korrigieren Sie nach Gehör, während sie fällt.
Vorschub pro Umdrehung, nicht pro Zahn
Beim Fräsen wird pro Zahn vorgeschoben, weil mehrere Zähne durch den Schnitt laufen. Beim Drehen gibt es eine einzige Schneide, daher wird der Vorschub pro Umdrehung angegeben: Vf = f × n, wobei f die Millimeter Werkzeugweg je voller Umdrehung des Werkstücks sind. Diese eine Zahl tut mehr für Ihre Oberflächengüte als alles andere, was Sie verstellen können. Ein üblicher Schruppvorschub liegt bei etwa 0.2 bis 0.4 mm pro Umdrehung, ein Schlichtvorschub deutlich unter 0.15 — die eigentliche Grenze setzt jedoch der Eckenradius der Wendeplatte, und darum geht es im nächsten Abschnitt.
Eckenradius: die Oberfläche kommt aus der Geometrie, nicht aus dem Langsamerfahren
Der nützlichste Zusammenhang beim Drehen lautet: Die Rautiefe steigt mit dem Quadrat des Vorschubs und sinkt mit dem Eckenradius der Wendeplatte. Halbieren Sie den Vorschub, wird die Oberfläche grob viermal besser; wechseln Sie auf einen größeren Eckenradius, wird sie besser, ohne Sie überhaupt Zeit zu kosten. Deshalb lässt sich eine schlechte Oberfläche so selten durch weniger Drehzahl retten — die meisten versuchen genau das zuerst, weil es vorsichtig wirkt, aber die Drehzahl hinterlässt die Riefen nicht. Die praktische Regel lautet: Halten Sie den Vorschub beim Schlichten unter etwa der Hälfte des Eckenradius. Ein größerer Radius drückt die Schnittkräfte allerdings seitlich ins Werkstück, kann an einem langen, schlanken Teil also Rattern verursachen oder das Teil vom Werkzeug wegdrücken — dort handeln Sie den Vorteil wieder zurück.
Steifigkeit: die Auskraglänge ist auch an der Drehmaschine der Feind
Ein weit aus dem Futter ragendes Werkstück verhält sich wie ein Sprungbrett, und die Durchbiegung wächst mit der dritten Potenz der Länge. Verdoppeln Sie die Auskraglänge, wird das Teil rund achtmal nachgiebiger — deshalb dreht sich eine schlanke Welle nah am Futter tadellos und beginnt weiter außen zu rattern und konisch zu werden. Stützen Sie alles Lange mit einer Körnerspitze oder einer Lünette ab, statt Ihre Zahlen zu reduzieren, denn eine nachgiebige Aufspannung wird durch langsames Schneiden nicht steif. Für das Werkzeug gilt dasselbe: Eine tief in eine Bohrung reichende Bohrstange ist das nachgiebigste Bauteil der ganzen Maschine, und dort heißt die Antwort meist kürzere oder dickere Stange, nicht leichterer Schnitt.
Abstechen — die Bearbeitung, die das Raten bestraft
Beim Abstechen zählen die Zahlen am meisten und die Nachsicht ist am geringsten. Das Werkzeug ist schmal, auf beiden Seiten eingegraben, hat keinen Platz für seinen Span und schneidet auf einen Durchmesser zu, der immer kleiner wird — sämtliche Versagensarten des Drehens auf einmal. Fahren Sie mit konstanter Schnittgeschwindigkeit, beschleunigt die Spindel beim Abtrennen bis an die Drehzahlgrenze. Schieben Sie zu zaghaft vor, reibt das Werkzeug und verfestigt den Werkstoff vor sich kalt — der übliche Grund, warum ein Abstechstahl plötzlich greift und bricht. Die Werte hier sind Startwerte für einen normalen Außenschnitt; beim Abstechen spannen Sie das Werkzeug kurz, setzen es exakt auf Mitte, schieben entschlossen statt ängstlich vor und nehmen die Drehzahl zurück, während Sie sich der Mitte nähern.
Warum der Werkstückdurchmesser die Drehzahl bestimmt
Die Schnittgeschwindigkeit gibt an, wie schnell das Material an der Werkzeugspitze vorbeiläuft. Bei einer Drehmaschine ist das die Oberfläche des Werkstücks, also n = (Vc × 1000) / (π × ØWerkstück). Das bedeutet auch, dass sich die richtige rpm beim Bearbeiten ändert: Drehen Sie eine 40-mm-Stange auf 20 mm ab, verdoppelt sich die richtige Drehzahl. CNC-Drehmaschinen automatisieren dies als konstante Schnittgeschwindigkeit (G96); an einer manuellen Drehmaschine erhöhen Sie die Drehzahl schrittweise, während der Durchmesser kleiner wird.
Von welchem Werkzeug gehen die Standardwerte aus?
Von Hartmetall-Wendeplatten — die gängige Wahl an modernen Drehmaschinen. Für HSS-Werkzeuge etwa ein Drittel bis die Hälfte des Hartmetall-Werts ansetzen: einfach das Vc-Feld ändern.
Welchen Vorschub pro Umdrehung sollte ich verwenden?
Schruppen: 0.2–0.4 mm/rev. Schlichten: 0.05–0.15 mm/rev, wobei der Vorschub zusammen mit dem Eckenradius der Wendeplatte die Oberflächengüte bestimmt. Der Standardwert 0.2 ist ein vernünftiger Allround-Startwert.
Kann ich diese Werte direkt so verwenden?
Es sind Startwerte für stabile Aufspannungen. Unterbrochene Schnitte, lange, schlanke Teile und Abstechen erfordern niedrigere Drehzahlen. Beachten Sie die Grenzen Ihrer Maschine und die Angaben des Wendeplatten-Herstellers.
Werden meine Daten irgendwohin gesendet?
Nein — das läuft vollständig in Ihrem Browser mit reinem JavaScript. Es wird nichts hochgeladen.
Was bewirkt die Option für beschichtete Wendeplatten?
Beschichtete Wendeplatten erlauben eine höhere Schnittgeschwindigkeit als unbeschichtetes Hartmetall — typischerweise +20–50 % je nach Beschichtung (TiN und TiCN, bis zu +50–100 % bei TiAlN) —, aber die sichere Erhöhung des Vorschubs fällt deutlich geringer aus, nur etwa +10–20 %, da der Vorschub eher die Spanbelastung und die Oberflächengüte bestimmt als die Wärmeentwicklung an der Schneide. Dieser Rechner wendet bei aktivierter Option konservativ +33 % auf Vc und +15 % auf den Vorschub pro Umdrehung an. Betrachten Sie dies als vorsichtigen Startwert und prüfen Sie ihn bei den ersten Durchgängen, bevor Sie schneller fahren.
Dieser Rechner gibt Ihnen einen Ausgangspunkt — prüfen Sie ihn immer gegen die tatsächlichen Grenzwerte Ihrer Maschine und die Angaben des Werkzeugherstellers. Beginnen Sie mit einem leichten Testschnitt und tasten Sie sich dann schrittweise an den optimalen Punkt heran: ruhiger Lauf, keine Vibration, kein Rattern. Spannen Sie Ihr Werkstück sicher ein und tragen Sie die passende Schutzausrüstung — Schutzbrille, Gehörschutz, für das Material geeignete Handschuhe und Kleidung, die sich nicht in beweglichen Teilen verfangen kann.
