Spanbildung beim CNC-Fräsen verstehen: Typen, Ursachen und Kontrolle

Fräsen ist einer der beliebtesten CNC-Bearbeitungsdienste, die zur Herstellung von nicht-rotierenden und rhomboiden Teilen branchenübergreifend eingesetzt werden. Fräsmaschinen nutzen Hochgeschwindigkeitsfräser, um das Werkstück in die gewünschte Form zu bringen. Der Fräser schneidet das Metall am Werkstück in Späne. Diese Späne werden sofort nach dem Schneiden vom Werkstück getrennt. Form und Größe dieser Späne unterscheiden sich je nach Werkstückmaterial, Schneidbedingungen und während des Prozesses verursachter Verformung. Die so erzeugten Späne werden allgemein basierend auf ihrer Form in kontinuierliche Späne, nicht-kontinuierliche Späne, kontinuierliche Späne mit Aufbauschneide und nicht-homogene Späne unterschieden. Wären Sie interessiert zu erfahren, wie diese Späne funktionieren und mehr? Wenn Ihre Antwort ja lautet, führt Sie dieser Beitrag in das Thema ein und weiter.

Arten von Spänen in CNC-Fräsmaschinen

Die folgenden sind einige gängige Spänetypen beim CNC-Fräsen.

• Unstetige Späne (Discontinuous Chips):

  Unstetige Späne besitzen eine nicht-homogene Form und verformen sich generell durch wiederholtes Brechen. Werkstücke aus harten und spröden Metallen wie Gusseisen, Messing und Bronze sind bekannt für die Erzeugung unstetiger Späne. Duktile Werkstücke erzeugen auch unstetige Späne in Szenarien, wenn die Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug hoch ist. Unstetige Späne entstehen aufgrund von Gründen wie niedriger Vorschub, hohe Schnittgeschwindigkeit, Werkzeug mit kleinem Spanwinkel, tiefer Schnitt im Material usw. Die Bildung unstetiger Späne an spröden Materialien verbessert deren Oberflächenfinish und reduziert den Energieverbrauch. Allerdings führt die Bildung unstetiger Späne bei duktilen Materialien zu schlechter Oberflächenqualität und kann die Bearbeitungszeit erhöhen.

• Kontinuierliche Späne (Continuous Chips):

  Kontinuierliche Späne, auch als Bandspäne bezeichnet, sind homogen und besitzen keine Brüche oder Segmente, was sie einzigartig macht. Diese Späne sind miteinander verbunden und bilden eine lange Spirale. Kontinuierliche Späne entstehen beim Schneiden duktiler Materialien wie Aluminium, niedriglegiertem Stahl, Baustahl usw. Die Späne besitzen winzige Kerben auf ihrer Oberseite, während die Unterseite glatt und glänzend ist. Kontinuierliche Späne entstehen, wenn Werkstücke aus duktilen Materialien verwendet werden. Hohe Schnittgeschwindigkeiten, großer Spanwinkel, kleine Schnitttiefen, niedriger Reibungskoeffizient und geringe Reibung sind weitere Faktoren, die zur Bildung kontinuierlicher Späne führen.

• Nicht-homogene Späne (Non-homogeneous Chips):

  Nicht-homogene Späne, auch als gezahnte Späne bezeichnet, sind halb-kontinuierlich. Sie ähneln im Aussehen einem Sägezahn aufgrund von Zonen mit niedriger und hoher Scherbeanspruchung. Diese Späne bilden sich generell in Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit oder deren mechanischer Festigkeit bei thermischer Erweichung. Titanlegierungen, Nickel und austenitischer Edelstahl sind Beispiele für Werkstückmaterialien, die bei der Bearbeitung nicht-homogene Späne bilden können. Eine große Verzerrung, die sich an der Spanoberfläche des Werkzeugs beim Schneiden harter Materialien bei mittleren Schnittgeschwindigkeiten entwickelt, ist eine der Ursachen für nicht-homogene Späne.

• Kontinuierliche Späne mit Aufbauschneide (Continuous Chips with Built-up Edges):

  Obwohl diese Späne den kontinuierlichen Spänen sehr ähnlich sind, sind sie nicht so glatt wie jene. Diese Späne entstehen, wenn duktile Werkstoffe bei hohen Temperaturen und hohen Geschwindigkeiten geschnitten werden. In solchen Szenarien ist die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück zu hoch. Daher haften die Späne an den Schneidkanten des Werkzeugs. Wenn sich diese Späne in aufeinanderfolgenden Schichten aufaddieren, entstehen die Aufbauschneiden. Die Größe dieser Aufbauschneiden ändert sich kontinuierlich während des Schneidens. Hohe Temperatur und Druck zwischen Werkzeug und Werkstückmaterial, unsachgemäßes Kühlmittel, hohe Reibung an der Schneidflächenvorderseite und Bearbeitung duktiler Materialien sind häufige Ursachen für kontinuierliche Späne mit Aufbauschneide.

Die obigen Informationen helfen Ihnen, die Bedeutung von Spänen beim Fräsen und ihre Typen zu verstehen. Wenn Sie für Ihr nächstes Projekt einen erfahrenen CNC-Fräsdienst suchen, ist BDE Manufacturing Technologies die beste Wahl. Das Unternehmen bietet diverse CNC-Fräsdienstleistungen einschließlich Bohren, Wälzfräsen, Planfräsen, Fasen, Reiben, Hartdrehen, Abstechen, Nutstoßen, Umfangfräsen usw.

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