Mit welcher Schnittgeschwindigkeit sollten erste Tests zur TC4-Titanbearbeitung beginnen?

Für erste Bearbeitungstests an TC4 (Ti-6Al-4V) Titan ist ein konservativer und methodischer Ansatz entscheidend, um einen sofortigen Werkzeugausfall zu vermeiden, wertvolle Daten über Werkzeugverschleiß zu sammeln und die Oberflächenintegrität zu erhalten. Die Startschnittgeschwindigkeit sollte sich im unteren bis mittleren Bereich bewegen, wobei der Schwerpunkt zunächst auf der Optimierung der übrigen Parameter liegt.

Empfohlene Startschnittgeschwindigkeit (SFM / m/min)

Für ein Standard-Hartmetallwerkzeug, unbeschichtet oder PVD-beschichtet, empfiehlt sich ein vorsichtiger Startbereich von 50 – 70 SFM (15 – 21 m/min).

• Für Schruppoperationen: Beginnen Sie am unteren Ende des Bereichs, etwa bei 50–60 SFM (15–18 m/min). Ziel ist hier, Werkzeugstandzeit und Stabilität zu priorisieren, da der hohe Materialabtrag erhebliche Wärme und Kräfte erzeugt.

• Für Schlichtoperationen: Sie können vorsichtig am oberen Ende starten, bei 60–70 SFM (18–21 m/min). Durch die geringere Schnitttiefe entstehen weniger Wärme und Belastung, sodass eine etwas höhere Geschwindigkeit eine bessere Oberflächengüte ermöglicht.

Wichtiger Kontext: Andere Parameter sind entscheidend

Es ist wichtig zu verstehen, dass die Schnittgeschwindigkeit nur eine Variable ist. Ein erfolgreicher Test hängt von einem ausgewogenen Parametersatz ab:

• Vorschub pro Zahn (fz): Verwenden Sie eine konstante, positive Spanlast. Für ein Werkzeug mit 12 mm Durchmesser empfiehlt sich ein Startwert von etwa 0,08 – 0,12 mm/Zahn (0,003 – 0,005 inch/Zahn). Ein zu niedriger Vorschub verursacht Reibung und Kaltverfestigung, ein zu hoher Vorschub erzeugt übermäßige Belastung und schwer abführbare Späne.

• Axiale Schnitttiefe (ap): Kann etwas aggressiver gewählt werden, da sie den Werkzeugdruck weniger beeinflusst als die radiale Schnitttiefe. Beim Nutenfräsen volle Werkzeugbreite, beim Schultern ein guter Startpunkt ist das 1,5-fache des Werkzeugdurchmessers.

• Radiale Schnitttiefe (ae): Dieser Parameter ist entscheidend für Wärme- und Belastungsmanagement. Starten Sie mit einer geringen radialen Zustellung von 20 – 30 % des Werkzeugdurchmessers. So verbringt das Werkzeug mehr Zeit im Luft- bzw. Kühlmittelkontakt, wodurch Wärmestau vermieden wird.

Testprotokoll und Optimierungspfad

Der erste Test dient als Referenz. Nach einigen Minuten Laufzeit sollten Werkzeug und Späne inspiziert werden. Zeigt das Werkzeug keinen schnellen Verschleiß und sind die Späne silbern oder strohfarben, kann eine strukturierte Optimierung beginnen. Erhöhen Sie die Schnittgeschwindigkeit schrittweise um 5 – 10 SFM (1,5 – 3 m/min), während alle anderen Parameter konstant bleiben. Überwachen Sie den Werkzeugverschleiß nach jedem Schritt. Ziel ist es, die maximale Geschwindigkeit zu finden, bei der die Werkzeugstandzeit wirtschaftlich bleibt, bevor schneller Verschleiß einsetzt. Diese empirische Vorgehensweise ist ein zentraler Bestandteil der Prozessentwicklung in unserem Titan-CNC-Bearbeitungsservice.

Einflussfaktoren auf die Variation

Dieser Startbereich setzt eine stabile Werkzeugaufnahme, hohe Maschinensteifigkeit und eine effektive Hochdruckkühlung voraus. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, kann ein noch niedrigerer Startpunkt erforderlich sein. Spezifische Werkzeuggeometrien und fortschrittliche Beschichtungen (z. B. AlTiN) können etwas höhere Anfangswerte ermöglichen, doch der konservative Ansatz bleibt für erste Versuche der sicherste. Die Fachkompetenz unseres Präzisionsbearbeitungsservice ist hierbei von großem Wert, da sie das Zusammenspiel aller Parameter berücksichtigt und so vom ersten Test an einen erfolgreichen Bearbeitungsprozess sicherstellt.