Wie kann ich feststellen, ob der aktuelle Vorschub richtig eingestellt ist?

Die Bestimmung einer geeigneten Vorschubgeschwindigkeit in der CNC-Bearbeitung – insbesondere bei schwer zerspanbaren Materialien – erfordert eine vielschichtige Analyse, die weit über das bloße Verhindern von Werkzeugbruch hinausgeht. Ein optimaler Vorschub stellt ein Gleichgewicht zwischen Materialabtragsrate, Werkzeugstandzeit, Werkstückqualität und Prozessstabilität her. Die Bewertung erfolgt durch Beobachtung und Messung mehrerer Schlüsselfaktoren während und nach dem Schnitt.

Direkte Beobachtung des Zerspanungsprozesses

Das unmittelbarste Feedback liefert der Schneidprozess selbst. Zunächst sollte die Spanbildung untersucht werden. Ideale Späne sind für die meisten Materialien eng gerollt, segmentiert und gleichmäßig gefärbt. Lange, bandförmige Späne deuten darauf hin, dass der Vorschub zu niedrig ist – es entsteht zu viel Reibung anstelle von Scherung. Dies führt zu Kaltverfestigung und einer schlechten Oberflächenqualität. Ein zu hoher Vorschub hingegen erzeugt dünne, bläuliche oder sogar glühende Späne – ein Anzeichen für übermäßige Hitzeentwicklung und Überlastung der Schneidkante.

Als Nächstes ist der Klang des Schnitts zu beachten. Ein gleichmäßiges, helles Summen oder ein feines „Klingeln“ deutet auf einen stabilen Prozess hin. Ein Rattern oder Kreischen ist hingegen ein klares Zeichen für Vibrationen, häufig verursacht durch einen zu niedrigen Vorschub in Kombination mit gewählter Drehzahl und Schnitttiefe oder durch eine instabile Aufspannung. Dieses Rattern schädigt nicht nur das Werkzeug, sondern überträgt auch schädliche Schwingungen auf Werkstück und Maschine – was Maßhaltigkeit und Oberflächenintegrität beeinträchtigt. Das ist besonders kritisch bei Anwendungen im Bereich der Präzisionsbearbeitung.

Nachbearbeitung: Prüfung und Messung

Nach der Bearbeitung liefert eine detaillierte Inspektion quantitative und qualitative Daten. Die Werkzeugverschleißanalyse steht dabei im Vordergrund. Frühzeitiger Freiflächenverschleiß, Kerbverschleiß an der Schnitttiefe oder Kraterbildung auf der Spanfläche weisen auf einen ungeeigneten Vorschub hin – oft in Kombination mit falscher Schnittgeschwindigkeit. Ein optimaler Vorschub führt zu einem gleichmäßigen, vorhersehbaren Verschleiß und maximiert die Werkzeuglebensdauer.

Anschließend ist die Oberflächengüte des Werkstücks zu bewerten. Vorschubspuren sind ein natürlicher Bestandteil der Bearbeitung, aber ihre Ausprägung hängt direkt vom Vorschub pro Zahn und vom Eckenradius des Werkzeugs ab. Ein zu hoher Vorschub erzeugt tiefe, sichtbare Rillen; ein zu niedriger Vorschub führt zu Reibverschleiß und einer glänzenden, kaltverfestigten Oberfläche. Verfahren wie CNC-Polierservice oder Elektropolieren für Präzisionsteile werden häufig benötigt, um solche Defekte zu beheben – was Kosten und Zeit erhöht. Außerdem sollte das Werkstück auf Grate geprüft werden. Große, zähe Grate entstehen häufig bei zu niedrigem Vorschub, da das Werkzeug das Material nicht sauber abschert, sondern plastisch über die Kante drückt.

Maschinen- und Systemleistung

Auch das Verhalten der Maschine selbst ist entscheidend. Überwachen Sie die Belastungsanzeige (Spindel- und Achslast). Eine dauerhaft hohe Last (z. B. über 80–90 %) deutet darauf hin, dass Vorschub und Schnitttiefe die Maschine stark beanspruchen, was Werkzeugbrüche und eine verkürzte Maschinenlebensdauer zur Folge haben kann. Starke Schwankungen auf dem Lastanzeiger deuten auf einen instabilen Schnitt oder Kaltverfestigung hin. Besonders bei komplexen Geometrien, die mittels 5-Achs-Bearbeitung gefertigt werden, ist es entscheidend, eine konstante Spanlast über den gesamten Werkzeugweg aufrechtzuerhalten, um solche Schwankungen zu vermeiden.

Ein systematischer Ansatz zur Optimierung

Die Bestimmung des optimalen Vorschubs ist ein iterativer Prozess. Ausgangspunkt sind berechnete Werte basierend auf den Empfehlungen des Werkzeugherstellers für das jeweilige Material, wie z. B. für unsere Edelstahl-CNC-Bearbeitung oder Titan-CNC-Bearbeitung. Anschließend werden Testläufe durchgeführt, wobei der Vorschub schrittweise angepasst und andere Parameter konstant gehalten werden. Ziel ist es, den „Sweet Spot“ zu finden, bei dem die Spanbildung ideal ist, der Werkzeugverschleiß gleichmäßig verläuft, die Oberflächenqualität den Anforderungen entspricht und die Maschinenlast stabil und sicher bleibt. Für Prototypen oder Kleinserien ist diese empirische Validierung ein zentraler Bestandteil unseres CNC-Prototypenservices und Kleinserienfertigungsservices, um Prozesssicherheit vor der Serienproduktion zu gewährleisten.