Bei der Auswahl eines Schaftfräser Beim CNC-Fräsen spielen die Eigenschaften und die Zusammensetzung des Werkzeugs eine entscheidende Rolle für die endgültige Leistung, Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsgeschwindigkeit. Schnellarbeitsstahl (HSS) und Hartmetall-Schaftfräser sind in der Branche gängige Wahl, und jedes Material hat seine einzigartigen Vorteile und Anwendungsbereiche. Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser sind für ihre gute Zähigkeit und hohe Schlagfestigkeit bekannt und eignen sich für allgemeine Bearbeitungsanforderungen, insbesondere in Bearbeitungsumgebungen mit mittlerer und niedriger Geschwindigkeit.
Hartmetall-Schaftfräser sind für ihre hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt. Sie können unter Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturbedingungen eine hervorragende Schneidleistung aufrechterhalten und eignen sich sehr gut für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und hochpräzise Oberflächenbearbeitung von Materialien. Die Wahl des richtigen Schaftfräser Fräser können nicht nur die Bearbeitungseffizienz verbessern, sondern auch die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen verlängern und die Produktionskosten senken. Daher ist ein tiefes Verständnis der Eigenschaften und Anwendungsszenarien von Schaftfräsermaterialien für die Optimierung des CNC-Fräsens unerlässlich.
Vorteile von Schnellarbeitsstahl-Fräsern
Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS) kamen erstmals in den 1930er Jahren zum Einsatz und wurden schnell zum Standardwerkzeug im Bereich Schneiden und Fräsen. Das Aufkommen von Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl veränderte die Art der Bearbeitung völlig, da sie langlebiger und vielseitiger waren als frühere Werkzeugmaterialien. Dieses Material hält nicht nur höheren Schnittgeschwindigkeiten stand, sondern weist auch eine bessere Schlagfestigkeit und Zähigkeit auf, sodass es sich für verschiedene Bearbeitungsanwendungen gut eignet.
Schnellarbeitsstahlwerkzeuge können verschiedene Metallmaterialien wie Stahl, Gusseisen, Kupfer und Aluminium effektiv schneiden und werden in verschiedenen industriellen Herstellungsprozessen häufig eingesetzt. Aufgrund ihrer hervorragenden Leistung und breiten Anwendbarkeit sind Schnellarbeitsstahlwerkzeuge eine sehr wertvolle Investition. Sie verbessern nicht nur die Bearbeitungseffizienz, sondern verlängern auch die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich und senken so die Produktionskosten. Die Entwicklung von Schnellarbeitsstahlwerkzeugen stellt einen wichtigen Meilenstein in der Schneid- und Frästechnologie dar und fördert den Fortschritt und die Entwicklung der Fertigungsindustrie.
Vorteile von Hartmetall-Schaftfräsern
Auf der anderen Seite zeigen Hartmetallwerkzeuge als effektive Alternative zu Diamantschneidwerkzeugen eine hervorragende Leistung. Hartmetall besteht normalerweise aus Materialien wie Kobalt und Wolframkarbid, die in Hochtemperatur- und Hochdruckprozessen gepresst und gesintert werden, um das Material dichter und fester zu machen. Wolframkarbid verleiht Hartmetallwerkzeugen eine extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit, während Kobalt als Bindemittel die Zähigkeit und Schlagfestigkeit des Werkzeugs verbessert. Diese Kombination ermöglicht es Hartmetallwerkzeugen, ihre strukturelle Integrität unter extrem hohen Temperaturen und Drücken beizubehalten und beim Schneiden nicht zu Verformungen oder Verschleiß zu neigen.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Hartmetallwerkzeuge sehr gut für die Bearbeitung hochfester und harter Materialien wie Edelstahl, Gusseisen, Nickellegierungen usw. Sie funktionieren gut unter Hochgeschwindigkeits- und Hochlastbearbeitungsbedingungen, was die Bearbeitungseffizienz und Oberflächenqualität erheblich verbessern kann. Darüber hinaus haben Hartmetallwerkzeuge eine lange Lebensdauer, wodurch die Häufigkeit von Werkzeugwechseln und Ausfallzeiten verringert wird und somit die Gesamteffizienz der Produktionslinie verbessert wird.
Interessanterweise wurden Hartmetalleinsätze schon vor den Schnellarbeitsstahleinsätzen verwendet. Obwohl Schnellarbeitsstahlwerkzeuge aufgrund ihrer Zähigkeit und Schlagfestigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Schneiden und Fräsen einen erheblichen Vorteil hatten, haben Hartmetallwerkzeuge im Laufe der Zeit und mit dem technologischen Fortschritt allmählich wieder an Beliebtheit gewonnen. Frühe Hartmetallwerkzeuge hatten aufgrund von Einschränkungen im Herstellungsprozess eine relativ geringe Leistung, während moderne Hartmetallwerkzeuge durch fortschrittliche Design- und Fertigungstechnologie erheblich verbessert wurden.
Bei modernen Hartmetallwerkzeugen wurden große Fortschritte bei Materialverhältnissen, Herstellungsverfahren und Oberflächenbehandlungstechnologien erzielt, wodurch ihre Härte und Verschleißfestigkeit deutlich verbessert wurden. Moderne Hartmetallwerkzeuge halten nicht nur höheren Schnittgeschwindigkeiten und größeren Schnittkräften stand, sondern weisen auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck eine hervorragende Stabilität und Haltbarkeit auf. Im Vergleich zu ähnlichen Werkzeugen, die vor Jahrhunderten hergestellt wurden, sind die heutigen Hartmetallwerkzeuge in Bezug auf Festigkeit, Zähigkeit und Lebensdauer viel stärker, robuster und langlebiger.
Vergleich der Hitzebeständigkeit von Hartmetall-Schaftfräsern und HSS-Schaftfräsern
Hartmetall-Schaftfräser und HSS-Schaftfräser weisen erhebliche Unterschiede in der Hitzebeständigkeit auf. Bearbeitungsprozesse wie Bohren und Ausbohren erzeugen hohe Temperaturen. Überhitzung ist ein ernstes Problem, das Bediener nicht ignorieren können, da sie zu Werkzeugverformungen oder -ausfällen führen oder die Werkzeuglebensdauer erheblich verkürzen kann. Daher müssen Bediener die Temperatur durch kontinuierliche Überwachung aktiv regulieren und wirksame Kühlmechanismen einrichten, um eine stabile Bearbeitungsumgebung aufrechtzuerhalten.
Hartmetall-Schaftfräser weisen aufgrund der inhärenten hohen Wärmebeständigkeit ihrer Materialien eine extrem hohe Hitzebeständigkeit auf. Dadurch behalten sie unter Hochtemperaturbedingungen ihre hervorragende Leistung und stabile Form und bieten so eine hohe Effizienz, ohne die Schnittergebnisse zu beeinträchtigen. Unabhängig von den Fähigkeiten und dem Fachwissen des Bedieners können Hartmetall-Schaftfräser die Verarbeitungsanforderungen in Hochtemperaturumgebungen erfüllen und die Kontinuität und Qualität der Verarbeitung gewährleisten.
Obwohl Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser eine höhere Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen, ist ihre Stabilität bei hohen Temperaturen aufgrund ihrer Legierungszusammensetzung schlecht. Wenn die Schnitttemperatur steigt, sinkt die Härte des Schnellarbeitsstahls erheblich, was zu Verschleiß und Absplitterungen des Werkzeugs führt. Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser neigen dazu, bei hohen Temperaturen weich zu werden, was ihre Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit begrenzt, was insbesondere in hochintensiven Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsumgebungen nachteilig ist. Daher sind Schnellarbeitsstahlwerkzeuge besser für Bearbeitungsanwendungen mit mittlerer und niedriger Geschwindigkeit geeignet, während Hartmetall-Schaftfräser unter Hochtemperatur- und Hochlastbedingungen zweifellos die idealere Wahl sind.
Hartmetall-Schaftfräser bieten aufgrund ihrer hervorragenden Hitzebeständigkeit und Stabilität eine höhere Bearbeitungsleistung und längere Lebensdauer unter Hochtemperaturbedingungen. Obwohl Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser in bestimmten spezifischen Anwendungen gute Leistungen erbringen, begrenzt ihre unzureichende Hitzebeständigkeit ihre Anwendung in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung.
Vergleich der Zähigkeit zwischen Hartmetall-Schaftfräsern und Schnellarbeitsstahl
Schnellarbeitsstahl (HSS) ist für seine hervorragende Zähigkeit bekannt, was bedeutet, dass er bei Stößen oder Vibrationen nicht zum Absplittern neigt. Dank dieser Eigenschaft können Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser in einer Vielzahl von Bearbeitungsumgebungen gute Leistungen erbringen, insbesondere bei intermittierendem Schneiden, der Bearbeitung komplex geformter Werkstücke oder der Bearbeitung von Werkstücken mit ungleichmäßiger Materialhärte. Aufgrund ihrer guten Zähigkeit werden Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser bei Stößen nicht so leicht beschädigt, was nicht nur die Stabilität der Bearbeitung verbessert, sondern auch die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich verlängert. Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser sind daher ideal für viele Fertigungsindustrien mit großen Änderungen der Bearbeitungsbedingungen und hohen Stoßbelastungen.
Im Gegensatz dazu weisen Hartmetallwerkzeuge eine relativ geringe Zähigkeit auf. Obwohl Hartmetall für seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt ist, bricht das Werkzeug bei Stößen oder Vibrationen eher, insbesondere bei der Verarbeitung harter Materialien oder unter schlechten Schnittbedingungen. Aufgrund dieser mangelnden Zähigkeit müssen Hartmetallwerkzeuge in bestimmten Verarbeitungsumgebungen mit besonderer Sorgfalt verwendet werden, um vorzeitige Ausfälle oder Schäden am Werkzeug zu vermeiden.
Hartmetallwerkzeuge funktionieren jedoch unter geeigneten Bedingungen immer noch gut. Um den Mangel an Zähigkeit auszugleichen, verwenden Bediener normalerweise stabilere Schnittbedingungen und geeignete Schnittparameter, um sicherzustellen, dass das Werkzeug unter optimalen Bedingungen arbeiten kann. Gleichzeitig verbessert die Entwicklung moderner Fertigungstechnologien auch ständig die Zähigkeit von Hartmetallwerkzeugen und hat durch die Optimierung von Materialverhältnissen und fortschrittlichen Herstellungsverfahren ihre Schlagfestigkeit bis zu einem gewissen Grad verbessert.
Vergleich der Verschleißfestigkeit zwischen Schaftfräsern aus Hartmetall und Schnellarbeitsstahl
Schaftfräser aus Hartmetall bestehen hauptsächlich aus Hartphasen wie Wolframkarbid und Bindephasen wie Kobalt. Wolframkarbid hat eine extrem hohe Härte und ist die Hauptquelle der Verschleißfestigkeit von Hartmetall. Hartmetall hat eine feinkörnige Struktur und die Hartphase des Karbids ist gleichmäßig in der Bindephase verteilt, um eine dichte Struktur zu bilden, wodurch Schaftfräser aus Hartmetall eine extrem hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Aufgrund dieser hervorragenden Verschleißfestigkeit eignen sich Schaftfräser aus Hartmetall gut für Verarbeitungsumgebungen mit hoher Belastung und hoher Geschwindigkeit und können die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich verlängern.
Im Gegensatz dazu sind Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl eine Art legierter Stahl. Obwohl sie ebenfalls eine hohe Härte aufweisen, ist ihre Verschleißfestigkeit der von Hartmetall weit unterlegen. Schnellarbeitsstahl hat relativ große Körner und mehr Korngrenzen, wodurch er sich beim Schneiden leicht plastisch verformen kann, was zu erhöhtem Verschleiß führt. Aufgrund dieser geringeren Verschleißfestigkeit haben Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl unter Hochlast- und Hochgeschwindigkeitsverarbeitungsbedingungen eine kürzere Lebensdauer und erfordern einen häufigeren Werkzeugwechsel, was die Verarbeitungseffizienz beeinträchtigt.
Die Lebensdauer von Hartmetall-Schaftfräsern ist viel höher als die von Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern. Sie halten höheren Schnittgeschwindigkeiten und Vorschüben stand und erreichen dadurch eine höhere Verarbeitungseffizienz. In der modernen Fertigung kann die Wahl von Hartmetall-Schaftfräsern nicht nur die Produktionseffizienz verbessern, sondern auch die Häufigkeit des Werkzeugwechsels und der Ausfallzeiten verringern und so die Produktionskosten senken. Trotz der hohen Anschaffungskosten von Hartmetall-Schaftfräsern machen ihre langfristigen wirtschaftlichen Vorteile und Verarbeitungsvorteile sie daher zum bevorzugten Werkzeug für viele hochpräzise und hocheffiziente Verarbeitungsszenarien.
Vergleich der Schlichtleistung von Hartmetall-Schaftfräsern und Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern
Schaftfräser spielen bei Bearbeitungsvorgängen wie Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden eine entscheidende Rolle und wirken sich direkt auf die Endbearbeitung und das Endergebnis des Werkstücks aus. Während des Endbearbeitungsprozesses beeinträchtigen Defekte wie Grate nicht nur die optische Qualität des fertigen Produkts, sondern können auch die Leistung der Teile gefährden oder beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, während des Bearbeitungsprozesses saubere, glatte und genaue Endbearbeitungsergebnisse sicherzustellen, da dies der Schlüssel zur Verbesserung der Teilekompatibilität und -funktionalität bei der Bearbeitung ist.
Hartmetall-Schaftfräser zeichnen sich durch hervorragende Endbearbeitungsleistung aus, haben einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine gute Dimensionsstabilität. Dies bedeutet, dass Hartmetall-Schaftfräser in Hochtemperatur-Verarbeitungsumgebungen die Stabilität ihrer Größe und Form beibehalten, Verarbeitungsfehler durch Wärmeausdehnung reduzieren und somit Werkstücke mit höherer Dimensionsgenauigkeit verarbeiten können. Darüber hinaus ermöglichen die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Hartmetallmaterialien, dass das Werkzeug auch nach längerem Gebrauch eine scharfe Schneide behält, was die Verarbeitung und Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche verbessert.
Im Gegensatz dazu haben Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine schlechtere Dimensionsstabilität. Unter Hochtemperaturverarbeitungsbedingungen neigen Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl zur Wärmeausdehnung, was zu Änderungen der Werkzeuggröße und -form führt, was sich auf die Verarbeitungsgenauigkeit auswirkt. Da die Härte und Verschleißfestigkeit von Schnellarbeitsstahl bei hohen Temperaturen abnimmt, verschleißt die Schneide des Werkzeugs eher, was die Oberflächengüte und Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche weiter verringert. Daher ist es für Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl schwierig, die hohe Präzision und die hohen Qualitätsstandards zu erreichen, die Hartmetall-Schaftfräser während des Endbearbeitungsprozesses erreichen können.
Dank ihrer ausgezeichneten thermischen Stabilität und hohen Härte können Hartmetall-Schaftfräser in verschiedenen komplexen und anspruchsvollen Verarbeitungsumgebungen eine hervorragende Endbearbeitungsleistung erzielen. Sie können Probleme mit der Wärmeausdehnung und dem Werkzeugverschleiß während der Verarbeitung wirksam reduzieren und so die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität des Werkstücks sicherstellen. Obwohl Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl in einigen Anwendungen immer noch ihre einzigartigen Vorteile haben, ist ihre Endbearbeitungsleistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung relativ gering, was ihre Anwendung bei der hochpräzisen Bearbeitung einschränkt.
Vergleich der wirtschaftlichen Vorteile zwischen Hartmetall-Schaftfräsern und Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern
Der Stückpreis von Hartmetall-Schaftfräsern ist in der Regel höher als der von Schnellarbeitsstahl-Schaftfräsern, was hauptsächlich auf die höheren Kosten des Hartmetallmaterials zurückzuführen ist. Zudem ist die Produktions- und Verarbeitungstechnologie komplizierter. Die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Hartmetall erfordern im Herstellungsprozess fortschrittlichere Technologien und anspruchsvollere Geräte, was die Produktionskosten erhöht.
In den meisten Fällen sind Hartmetall-Schaftfräser zweifellos die bessere Wahl für Bearbeitungsaufgaben, bei denen hohe Präzision und hohe Effizienz gefragt sind. Sie können in Umgebungen mit hoher Belastung, hoher Geschwindigkeit und hohen Temperaturen eine hervorragende Leistung erbringen und bieten eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit und eine längere Lebensdauer. Obwohl die Anfangsinvestition höher ist, machen die Vorteile bei der Reduzierung von Ausfallzeiten, der Verringerung der Häufigkeit von Werkzeugwechseln und der Verbesserung der Bearbeitungseffizienz die wirtschaftlichen Gesamtvorteile noch bedeutender. In Fertigungsindustrien, die hohe Präzision und hohe Qualität erfordern, wie z. B. in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in der Präzisionsbearbeitung, hat der Einsatz von Hartmetall-Schaftfräsern die Produktionseffizienz und Produktqualität erheblich verbessert, und auf lange Sicht gleichen diese Vorteile oft die höheren Anschaffungskosten aus.
Für einige einfache Bearbeitungsaufgaben oder Situationen mit begrenztem Budget sind Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser jedoch immer noch eine gute Wahl. Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser haben niedrige Herstellungskosten und eine relativ geringe Anfangsinvestition und eignen sich für Bearbeitungsumgebungen mit mittleren und niedrigen Geschwindigkeiten, niedrigen Belastungen und niedrigen Temperaturen. Obwohl seine Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität nicht so gut sind wie bei Hartmetall-Schaftfräsern, ist er aufgrund seiner guten Zähigkeit und Schlagfestigkeit in vielen Anwendungsszenarien immer noch gut geeignet. Beispielsweise werden Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser in kleinen und mittleren Unternehmen oder Werkstätten aufgrund ihrer hohen Kosteneffizienz und einfachen Wartung und Ersetzung immer noch häufig verwendet.
Darüber hinaus können Schaftfräser aus Schnellarbeitsstahl aufgrund ihrer guten Zähigkeit und geringen Absplitterungsgefahr stabile Bearbeitungsergebnisse beim intermittierenden Schneiden und Bearbeiten von Werkstücken mit komplexen Formen liefern. Dadurch bieten sie bei vielen spezifischen Bearbeitungsaufgaben immer noch Vorteile.
Nachteile beim CNC-Fräsen. Schnellarbeitsstahl-Schaftfräser eignen sich aufgrund ihrer Zähigkeit und Schlagfestigkeit hervorragend für die Bearbeitung von Werkstücken mit mittlerer und niedriger Geschwindigkeit sowie komplexer Verarbeitung und eignen sich für Anwendungen mit begrenztem Budget. Hartmetall-Schaftfräser erfüllen aufgrund ihrer Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit die Anforderungen an eine hochpräzise und hocheffiziente Verarbeitung. Obwohl die Anschaffungskosten hoch sind, sind die wirtschaftlichen Vorteile, die sich aus ihrer langen Lebensdauer und hohen Effizienz ergeben, ebenfalls beträchtlich. Es ist entscheidend, das richtige Werkzeugmaterial entsprechend den spezifischen Verarbeitungsanforderungen und wirtschaftlichen Bedingungen auszuwählen, was sich nicht nur auf die Verarbeitungswirkung und -effizienz auswirkt, sondern auch auf die Produktionskosten und die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens. Ein tiefes Verständnis und eine vernünftige Anwendung der Eigenschaften der beiden Werkzeuge tragen zur Optimierung der CNC-Fräsverarbeitung bei.
