Was ist Schnittgeschwindigkeit?
Die Schnittgeschwindigkeit vc ist die Geschwindigkeit, mit der die Werkzeugschneide das Werkstückmaterial an der Kontaktstelle berührt. Sie wird in Meter pro Minute (m/min) angegeben und ist der wichtigste Parameter für die Werkzeugstandzeit.
Physikalisch betrachtet ist vc die tangentiale Geschwindigkeit an der Schneidkante. Beim Fräsen bewegt sich die Werkzeugschneide auf einer Kreisbahn, beim Drehen rotiert das Werkstück. In beiden Fällen bestimmt vc die Temperatur an der Schneide, die Spanform und den Verschleißmechanismus.
Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit führt zu thermisch bedingtem Verschleiß (Kolkverschleiß, Diffusion), eine zu niedrige hingegen verursacht Aufbauschneidenbildung und schlechte Oberflächen. Die optimale vc liegt im Bereich der höchsten Wirtschaftlichkeit — nicht unbedingt der maximalen Standzeit.
Die Grundformel
Umgestellt nach n: Aus dem vc-Richtwert des Werkzeugherstellers wird die Maschinendrehzahl berechnet: n = (vc × 1000) / (π × d)
Einflussfaktoren auf vc
Die optimale Schnittgeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren ab:
Weiche Werkstoffe (Aluminium, Messing) erlauben hohe vc-Werte (200–500 m/min), während schwer zerspanbare Materialien (Titan, Inconel) niedrige vc erfordern (15–60 m/min).
HSS erlaubt vc bis ca. 50 m/min (Stahl), unbeschichtetes Hartmetall (HM) bis 150 m/min, beschichtet (TiAlN, AlCrN) bis 250 m/min, Keramik/CBN bis 500+ m/min. Die Beschichtung erhöht die thermische Stabilität.
Schlichten: vc um 20–30% höher als beim Schruppen. Die geringere Zustellung reduziert die thermische Belastung und erlaubt höhere Geschwindigkeiten.
KSS-Einsatz ermöglicht 10–20% höhere vc, weil die Schneidentemperatur gesenkt wird. Ausnahme: CBN und Keramik — hier ist Trockenbearbeitung standard.
vc-Richtwerte nach Werkstoff
| Werkstoff | HSS [m/min] | HM unbeschichtet | HM beschichtet |
|---|---|---|---|
| Baustahl S235 | 20–40 | 100–160 | 160–250 |
| Vergütungsstahl C45 | 15–30 | 80–140 | 120–200 |
| Edelstahl 1.4301 | 8–15 | 40–80 | 60–120 |
| Aluminium AlMg3 | 100–250 | 200–500 | 300–600 |
| Titan Ti6Al4V | 8–15 | 25–50 | 30–60 |
| Gusseisen GJL-250 | 15–25 | 80–150 | 120–200 |
Schnittgeschwindigkeit direkt berechnen?
Nutzen Sie unseren kostenlosen Rechner mit automatischer Drehzahl-Berechnung.
Berechnungsbeispiel
Aufgabe: Ein Ø12 mm Hartmetall-Schaftfräser (beschichtet) soll Stahl C45 schruppen. Der Hersteller empfiehlt vc = 150 m/min.
n = (150 × 1000) / (3,14159 × 12)
n = 150.000 / 37,7
n ≈ 3.979 U/min
Die Maschine wird auf n = 3.980 U/min eingestellt. Bei 4 Schneiden und fz = 0,10 mm/z ergibt sich ein Tischvorschub von vf = 0,10 × 4 × 3.980 = 1.592 mm/min.
vc bei verschiedenen Verfahren
d = Fräserdurchmesser. Effektive vc variiert über den Eingriffsbereich. An der Fräserachse ist vc = 0!
d = Werkstückdurchmesser. Bei Plandrehen ändert sich vc kontinuierlich → konstante vc-Regelung nötig.
d = Bohrerdurchmesser. Effektive vc ist am Außenrand maximal, an der Querschneide null. vc-Richtwerte gelten für den Außendurchmesser.
Typisch 30–50% der Drehwerte für vc. Gewindedrehmeißel erfordern niedrige Geschwindigkeiten für sauberes Profil.
vc und Werkzeugstandzeit (Taylor-Gleichung)
Die Beziehung zwischen Schnittgeschwindigkeit und Standzeit beschreibt die Taylor-Gleichung: vc × T^n = C (T = Standzeit, n = Taylor-Exponent, C = Konstante).
Der Taylor-Exponent n liegt bei Hartmetall typisch bei 0,2–0,3. Das bedeutet: Eine Erhöhung der vc um 20% halbiert die Standzeit! Der Zusammenhang ist exponentiell — schon kleine vc-Änderungen haben große Auswirkungen auf die Standzeit.
Mehr dazu in unserem Ratgeber Werkzeugstandzeit und im Standzeit-Rechner.