Ich baue inzwischen schon einige Zeit an meiner CNC Fräse. Ständig baue ich etwas um und verbessere Sachen daran. Eines der wichtigsten Dinge dabei ist die Drehzahl der Frässpindel und der Vorschub. Wenn man Stur die Berechnungen ausführt dann kommt man oft auf Utopische Werte für die Umdrehungszahl der Spindel oder auf einen Vorschub den keine Hobbyfräse schafft.
Drehzahl
Für die Berechnung der Drehzahl werden ein paar Parameter benötigt.
vc -> Schnittgeschwindigkeit (in m/min)
d -> Durchmesser des Fräsers (in mm)
Mit diesen Werten kann man die Drehzahl berechnen.
n = (vc * 1000) / (Pi * d)
Beispiel
Ich möchte mit einem 2 Schneidigen 6mm Fräser Fichtenholz Fräsen. Fichte ist ein Weichholz und die Schnittgeschwindigkeit beträgt 500 m/min.
Aufgrund der Formel ergibt sich hier eine Drehzahl von 26526 RPM.
* Die Werte für die Schnittgeschwindigkeit habe ich aus dem Datenblatt von Sorotec.
Vorschub
Wichtiger als die Drehzahl ist allerdings der Vorschub mit dem die Fräse laufen soll. Wieso wichtiger kommt weiter unten.
Die Parameter hierfür sind
N -> Drehzahl der Frässpindel
fz -> Vorschub pro Zahn (Erhält man aus der Tabelle des Fräser Herstellers)
z ->Anzahl der Zähne des Fräsers
Als Vorschub ergibt sich dann
vf = N * z * fz
| Drehzahl: | RPM | |
| Zähnezahl: | ||
| Zahnvorschub*: | mm/Umdrehung | |
| Vorschub: | mm/min |
* Vorschub per Zahn entnimmt man dem Datenblatt seines Fräsers. Ungefaire Werte können sie auch der unteren Tabelle entnehmen.
| Richtwerte Fräserparameter | ||||||||||
| Schnitt- geschw. m/min |
Druchmesser Fräser | |||||||||
| 1mm | 2mm | 3mm | 4mm | 5mm | 6mm | 8mm | 10mm | 12mm | ||
| Zahnvoschub in mm/Zahn/Umdrehung | ||||||||||
| Guss-Aluminium > 6% Si |
500 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,015 | 0,015 | 0,025 | 0,03 | 0,038 | 0,05 |
| Aluminium Knetlegierung |
500 | 0,01 | 0,02 | 0,025 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,064 | 0,08 | 0,1 |
| Weichkunststoff | 600 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,045 | 0,065 | 0,09 | 0,1 | 0,2 | 0,3 |
| Hartkunststoff | 550 | 0,015 | 0,02 | 0,025 | 0,05 | 0,06 | 0,08 | 0,089 | 0,1 | 0,15 |
| Hartholz | 450 | 0,02 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,045 | 0,055 | 0,065 | 0,08 | 0,09 |
| Weichholz | 500 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,085 | 0,1 |
| MDF | 450 | 0,03 | 0,04 | 0,045 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,11 |
| Messing, Kupfer, Bronze |
365 | 0,015 | 0,02 | 0,025 | 0,025 | 0,03 | 0,05 | 0,056 | 0,065 | 0,08 |
| Stahl | 90 | 0,01 | 0,01 | 0,012 | 0,025 | 0,03 | 0,038 | 0,045 | 0,05 | 0,08 |
Tabelle Vorschub pro Zahn. Die Tabelle wurde von Sorotec experimentell ermitteltund dient der groben Orientierung.
Beispiel
Wieviel Vorschub benötige ich mit meinem 2 Schneidigen Fräser in Fichtenholz. Oben haben wir errechnet das wir eine Drehzahl von 26526 Umdrehungen pro Minuten benötigen. Den Vorschub pro Zahn entnehme ich hier einer Tabelle von Sorotec. Für einen 6mm Fräser in Weichholz ist das 0,06.
Hier ergibt sich ein Wert von 3183 mm/min.
Genau hier liegt jetzt der Hase im Pfeffer. Viele Eigenbau Fräsen oder kleine Hobby Fräsen schaffen diesen Vorschub gar nicht. Jetzt hat man alles so schön ausgerechnet und kann die Werte gar nicht verwenden.
Hier jetzt die Erleuterung zu obigem "Wichtiger als die Drehzahl". Nachdem ich mit meinem Vorschub bei der Fräse begrenzt bin und die restlichen Werte mehr oder weniger fix sind, kann ich nur an der Drehzehl schrauben. In diesem Beispiel ist meine Fräse mit 1000 mm/min Vorschub sehr langsam. Wenn man die Formel nun umbaut erhält man folgende Formel:
N = vf / (z * fz)
Setze ich nun die Werte ein, komme ich auf die Drehzahl die ich einstellen muss.
N = 8333 RPM
| Vorschub Limit: | mm/min | |
| Zähnezahl: | ||
| Zahnvorschub*: | mm/Umdrehung | |
| Drehzahl: | RPM |