CNC-Werkzeuge im Überblick: Typen, Funktionen & Anwendungen

CNC-Maschinen führen diverse Bearbeitungen durch verschiedene Werkzeuge aus. Unterschiedliche Eigenschaften machen sie für verschiedene Operationen geeignet – reduzieren manuellen Eingriff, eliminieren Ermüdungsfehler.

CNC-Werkzeuge unterteilt in: Dreh-, Fräs- (Schneid-), Bohr-, Schleifwerkzeuge. Fräswerkzeuge am häufigsten genutzt.

Dieser Artikel beschreibt Typen & Funktionen. Ihr Schnellführer für CNC-Werkzeugkunde.

CNC-Drehwerkzeuge

Drehen: ältestes Verfahren (ägyptisches Reich). Drehwerkzeuge an Drehbank: Werkstück rotiert schnell, Werkzeug formt es programmiert. Form hängt von Drehverfahren & Werkzeug ab. Beispiele:

Ausdrehwerkzeuge (Boring Tools)

Erweitern vorhandene zylindrische/konische Bohrungen (gebohrt/gegossen).

Fasenwerkzeuge (Chamfering Tools)

Entgraten, Scharfkanten brechen, Fasen erzeugen.

Wälzwerkzeuge (Knurling Tools)

Erzeugen Muster (diagonal, gerade, Raute) für besseren Griff.

Abstechwerkzeuge (Parting Tools)

Klingenförmige Schneide trennt Material ab, trennt Fertigteil vom Rohling.

CNC-Fräswerkzeuge (CNC Milling Tools)

Meistgenutzte Werkzeuggruppe. Kein Verfahren „Schneiden“ in CNC – es ist Fräsen. Fräser entfernen Material an festem Werkstück durch Kreisbewegung.

Schaftfräser (End Mills)

Ähnlich Bohrer, aber vielseitiger. Schneiden Löcher ohne Vorbohrung. Typen nach Schneidenanzahl & Schneidengeometrie: Kugelkopffräser, Torusfräser (Bull Nose), Planfräser (Flat End). Mindestschneidenanzahl: 2 (Textkorrektur: Original „8“ ist Fehler).

Scheibenfräser (Slab Mills)

Für ebene Flächen, Schwerzerspanung. Werkstückfläche parallel zum Maschinentisch.

Aufsteckfräser (Face Mills)

Flache Stirnseite, wendeschneidplatten (Hartmetall). Schneiden seitlich → nur horizontale Bearbeitung. Erzeugen Ebenen. Vorteil: Wendeschneidplatten tauschbar → längere Standzeit.

Einzelschneidenfräser (Fly Cutters)

Werkzeugkörper mit 1–2 Schneiden. Flache/breite Schnitte. 2 Schneiden = größere Flächenabdeckung. Ähnliche Funktion wie Aufsteckfräser, günstiger.

Innenfräser (Hollow Mills)

Rohrförmig, wie invertierte Schaftfräser. Für Radien & Spitzenformen.

Weitere Typen: Reibahlen, Scheibenfräser (Side-and-face), Gewindefräser, Evolventenfräser.

Bohrwerkzeuge

Auch Spiralbohrer. Erzeugen Bohrungen mit Spiralnuten & kegeliger Spitze. Beispiele:

Zentrierbohrer (Center Drills)

Präzise Vorbohrung für nachfolgende Bohrer.

Ausbohrer / Rohrbohrer (Ejector Drills)

Nach Zentrierbohrung für größere, tiefere Bohrungen.

Spiralbohrer (Twist Drills)

Standardbohrungen ohne hohe Spezifikation.

Bohrwerkzeuge teils als Untergruppe der Fräswerkzeuge klassifiziert.

Schleifwerkzeuge

Arbeiten mit Schleifscheiben. Glätten Oberflächen, hohe Genauigkeit. Hauptvertreter: Schleifscheibe (korund/CBN/Diamant).

Werkstoffe für CNC-Werkzeuge

Werkstoff bestimmt Schnittparameter (Vorschub, Schnittgeschwindigkeit). Faustregel: Werkzeug härter als Werkstück. Sonst unwirksam. Gängige Werkstoffe:

Kohlenstoffstahl

Si, C, Mn. Günstigstes Material. Nachteil: geringe Haltbarkeit. Schmelzpunkt ~200 °C → schmilzt bei Hochtemperatur. Für Leichtwerkstoffe (Schaum, Kunststoff).

HSS (High-Speed Steel)

W, Mo, Cr. Haltbarer. Schmelzpunkt ~600 °C → für Schwerzerspanung, hohe Hitze.

Hartmetall (Cemented Carbides)

Carbide + Metalle (Ti). Höhere Hitzebeständigkeit als HSS. Weniger zäh → Riss/Absplitterungsgefahr. Hauptsächlich für Schlichten.

Schneidkeramik (Cutting Ceramics)

Härtestes Material hier. Korrosions- & hitzebeständig. Schneidet härteste Werkstücke (Guss). Aber wie Hartmetall: Rissgefahr. Selten für CNC-Werkzeuge genutzt.

Gängige Beschichtungen für CNC-Werkzeuge

Beschichtungen verbessern Standzeit, Härte, Temperaturbeständigkeit:

Titannitrid (TiN)

Früheste, gängigste Beschichtung. Erhöht Härte, thermische Stabilität, Verschleißfestigkeit. Mittlere Oxidationsbeständigkeit. Mittlerweile Varianten mit besseren Eigenschaften.

Chromnitrid (CrN)

Für Anwendungen, wo TiN versagt. Erhöht Härte, Korrosionsbeständigkeit, thermische Festigkeit. Für Hochtemperaturanwendungen.

Aluminiumtitannitrid (AlTiN) / Super-Life TiN

Nicht mit TiAlN verwechseln (40 % Al). AlTiN ~65 % Al → höhere Hitzebeständigkeit.

Titankarbonitrid (TiCN)

TiN-Variante mit Kohlenstoff. Niedrigere Einsatztemperatur → nicht für Hochtemperatur. Verbessert Härte & Oberflächengüte (Schmierung).

Auswahlkriterien für CNC-Werkzeuge

Richtiges Werkzeug = Bearbeitungserfolg. Entscheidende Eigenschaften für beste Oberflächengüte:

Werkstückwerkstoff

Werkzeug muss härter als Werkstück. Nach Werkstückhärte → passende Werkzeugwerkstoffe.

Werkzeugwerkstoff

Lange Standzeit & Hitzebeständigkeit → HSS. Extrem harte Werkstücke (Guss) → Keramik.

Schneidenanzahl

Bestimmt Vorschubgeschwindigkeit. Mehr Schneiden → höhere Geschwindigkeit. Zu viele → Spanstau zwischen Schneiden. Optimum finden.

Bearbeitungsart

Spezifische Werkzeuge für spezifische Verfahren. Manche Werkzeuge für mehrere Anwendungen nutzbar.

Werkzeugbeschichtung

Beeinflusst Eigenschaften & Kosten. TiN erhöht Härte & Preis. Bei Budgetzwang → unbeschichtet.

Keine Bearbeitung ohne CNC-Werkzeuge

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FAQs

Ein Werkzeug für alle Verfahren? Nein. Manche für mehrere, keines für alle. Nur prozessspezifische Werkzeuge nutzen.

Bester Werkstoff für CNC-Werkzeuge? Anwendungsabhängig. HSS bester Kompromiss Preis/Härte.

Beschichtung notwendig? Verbessert Eigenschaften, aber nicht zwingend. Unbeschichtet kürzere Standzeit.