Was sind die häufigsten Ursachen und Auswirkungen von Werkzeugrattern in CNC-Operationen?

1 Was ist Tool-Chatter?

Unter Werkzeugrattern versteht man die Vibration des Werkzeugs oder des Werkstücks während des Schneidvorgangs. Sie kann sich aus verschiedenen Faktoren ergeben, wie z. B. der Spindeldrehzahl, dem Vorschub, der Schnitttiefe, der Werkzeuggeometrie, den Materialeigenschaften und der Steifigkeit der Maschine und der Vorrichtung. Das Rattern des Werkzeugs kann zu Geräuschen, Hitze und unregelmäßigen Markierungen auf der Oberfläche des Werkstücks führen. Es kann auch die Werkzeugkante beschädigen und ihre Leistung verringern.

2 Wie erkennt man Tool-Rattern?

Eine Möglichkeit, Werkzeugklappern zu erkennen, besteht darin, auf das Geräusch des Schneidvorgangs zu hören. Wenn Sie ein hohes oder intermittierendes Geräusch hören, kann dies darauf hindeuten, dass das Werkzeug klappert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche des Werkstücks zu inspizieren. Wenn Sie Jakobsmuschelspuren, Wellenmuster oder Rauheit sehen, kann dies darauf hindeuten, dass das Werkzeug klappert. Sie können die Oberflächenrauheit auch mit einem Profilometer oder einem Mikroskop messen.

3 Wie kann man Tool-Rattern verhindern?

Um das Rattern von Werkzeugen zu verhindern oder zu minimieren, können je nach Ursache und Schweregrad des Problems verschiedene Methoden verwendet werden. Die Anpassung der Spindeldrehzahl und des Vorschubs kann dazu beitragen, Resonanzfrequenzen und Oberschwingungen zu vermeiden, während die Verringerung der Schnitttiefe und des Überhangs des Werkzeugs die Steifigkeit und Stabilität erhöht. Die Wahl der richtigen Werkzeuggeometrie und des richtigen Materials für das Werkstück und die Schnittbedingungen sowie die Verwendung scharfer und gut gewarteter Werkzeuge zur Reduzierung von Schnittkräften und Reibung werden ebenfalls empfohlen. Darüber hinaus trägt das Auftragen von geeignetem Kühlmittel und Schmierung dazu bei, Wärme und Vibrationen zu reduzieren, während die Verbesserung der Steifigkeit und Ausrichtung der Maschine, des Werkzeughalters und der Vorrichtung ebenfalls von Vorteil ist.

4 Wie korrigiere ich das Rattern von Werkzeugen?

Wenn Sie während Ihres CNC-Betriebs auf Werkzeugklappern stoßen, können Sie einige Korrekturmaßnahmen ergreifen. Beginnen Sie damit, den Vorgang zu stoppen und das Werkzeug auf Verschleiß, Beschädigung oder Bruch zu überprüfen. Tauschen Sie das Werkzeug bei Bedarf aus oder schärfen Sie es. Außerdem sollten Sie die Spindeldrehzahl und den Vorschub überprüfen und entsprechend den empfohlenen Werten für Ihr Werkzeug und Werkstückmaterial anpassen. Achten Sie außerdem auf die Schnitttiefe und den Überhang des Werkzeugs und reduzieren Sie sie, wenn sie zu groß sind. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Werkzeuggeometrie und das Material für Ihre Schnittbedingungen geeignet sind. Stellen Sie außerdem sicher, dass das Kühlmittel- und Schmiersystem ordnungsgemäß funktioniert und genügend Flüssigkeit in die Schneidzone liefert. Überprüfen Sie abschließend die Maschine, den Werkzeughalter und die Vorrichtung, um sicherzustellen, dass sie starr, ausgerichtet und sicher sind.

5 Wie misst man den Werkzeugverschleiß?

Werkzeugverschleiß ist die allmähliche Verschlechterung der Werkzeugkante aufgrund von Reibung, Hitze und mechanischer Beanspruchung, die die Qualität der Oberflächengüte und die Genauigkeit der Abmessungen beeinträchtigen sowie das Risiko eines Werkzeugausfalls und -bruchs erhöhen kann. Daher ist es wichtig, den Werkzeugverschleiß regelmäßig zu messen und das Werkzeug auszutauschen oder zu schärfen, wenn es an seine Grenzen stößt. Sichtprüfung, Maßprüfung, Kraft- und Leistungsmessung sowie Schallemissionsmessung sind Methoden zur Messung des Werkzeugverschleißes. Bei der Sichtprüfung wird die Werkzeugkante mit einer Lupe oder einem Mikroskop auf Verschleißerscheinungen untersucht. Bei der Maßprüfung wird mit einem Messschieber oder einer Mikrometerschraube der Durchmesser oder die Länge des Werkzeugs gemessen und mit dem ursprünglichen Wert verglichen. Bei der Kraft- und Leistungsmessung wird ein Dynamometer oder ein Leistungsmesser verwendet, um Schnittkräfte und Leistung zu messen. Bei der Messung der Schallemission schließlich wird ein Sensor oder ein Mikrofon verwendet, um die durch den Schneidprozess erzeugten Schallwellen zu messen. Jede Änderung der Frequenz oder Amplitude kann auf Werkzeugverschleiß hindeuten.