CNC-bewerkte stalen onderdelen: verminder slijtage en breuk van gereedschap

Waarom gereedschapsversleten en -breuk optreden bij CNC-bewerking van staalonderdelen

In een verbeterprogramma van zes maanden bij een leverancier van zware machines die behuizingen van 4140-staal bewerken:

• Het verbruik van inzetstukken daalde 38%

• Alarmen voor gereedschapsbreuk namen af 44%

• De cyclustijd verbeterde 9%

De oorzaken van het probleem vóór optimalisatie waren:

• Te veel warmte aan de snijkant

• Verkeerde coating voor gelegeerd staal

• Gestopte sneden door gesmeed halffabricaat

• Te lange gereedschapsuitsteek

• Inconsistente hardheid van grondstof

---

Veelvoorkomende slijtagepatronen bij het bewerken van staal

Het herkennen van het type slijtage is de snelste manier om de juiste oplossing te kiezen:

---

Hoe slijtage van gereedschap bij CNC-bewerking van stalen onderdelen te verminderen

---

Pas de snijsnelheid aan aan de staalkwaliteit

Verschillende soorten staal vereisen verschillende oppervlaksnelheden:

Resultaat op de werkvloer:
Het verlagen van Vc van 195 → 165 m/min bij 4140 verlengde de levensduur van het inzetstuk met 35%.

---

Kies de juiste coating en substraat

• AlTiN / TiAlN → Hoge temperatuur, droog/MQL

• TiCN-meerlagig → Onderbroken sneden

• Slijtvaste microkorrelige carbide → Instellingen die gevoelig zijn voor trillingen

Vermijd DLC-gereedschappen die uitsluitend voor aluminium zijn bedoeld—ze verslijten snel bij staal.

---

Verbeter de spaanafvoer

Slechte spaanbeheersing versnelt slijtage.

Bewezen oplossingen:

• Koelvloeistof onder hoge druk (50–80 bar)

• Spaanbrekende geometrieën

• Verhoog de voeding met 6–10 % om de spåndikte te vergroten

• Boorfrezen/eindfrezen met koelvloeistofdoorvoer door het gereedschap

---

Hoe gereedschapsbreuk bij CNC-bewerking van staal te voorkomen

Breuk wordt meestal veroorzaakt door overbelasting of trillingen , niet door geleidelijke slijtage.

---

Verkort en versterk gereedschapsopstellingen

• Houd de uitsteeklengte onder de 4× gereedschapsdiameter

• Gebruik hydraulische of krimpspanhouders

• Wissel over naar gedempte boringstangen voor diepe binnendiameters

Gemeten verbetering: run-out daalde van 6 µm → 2 µm.

---

Radiale ingreep verminderen

Hoog-efficiënte freesbewerking stabiliseert belastingen:

• 10–20% stapover

• Diepe axiale sneden

• Trochoïdale gereedschapsbanen

Dit verlaagde de pieken in snijkracht met 40%in gesmede halffabrikaten.

---

Belasting bewaken en alarmen instellen

Gebruik spindelbelastings- of trillingsensors om:

• Machines te stoppen voordat er breuk optreedt

• Automatisch compensatie-updates te activeren

• Onstabiele snelheidszones identificeren

Eén fabriek verminderde catastrofale storingen met 52%na het activeren van belastingsgebaseerde alarmen.

---

Koelvloeistofstrategie voor een langere gereedschapslevensduur

---

Stap-voor-stap actieplan om gereedschapskosten te verlagen

Voorafgaand aan de productie:

• ✅ Controleer het staaltype en de hardheid

• ✅ Kies een coating en substraat

• ✅ Plan HEM-schilpadenpaden

• ✅ Ontwerp stijve opspanning

Tijdens proefdraaien:

• ✅ Log de levensduur van het gereedschap per snijkant

• ✅ Meet trillingen en belasting

• ✅ Pas de snelheden systematisch aan

In productie:

• ✅ Vervang gereedschappen proactief

• ✅ Gebruik identieke gereedschappen

• ✅ Houd de gereedschapskosten per onderdeel bij

---

Veelgestelde vragen: Slijtage van gereedschap bij CNC-bewerking van staalonderdelen

Hoe vaak moeten gereedschappen worden vervangen?

Voor staalsoorten met een middelhoge koolstofgehalte is 250–500 onderdelen per snijkant typisch wanneer de parameters zijn geoptimaliseerd.

---

Verlengt vertragen van de bewerking altijd de levensduur van het gereedschap?

Niet noodzakelijkerwijs—wrijving veroorzaakt warmteopbouw. Een juiste spaandikte is belangrijker dan een lage toerental (RPM).

---

Kan hardere staal de kans op breuk verminderen?

Soms—voorgehard materiaal wordt consistentere bewerkt dan geëvenaald materiaal dat tijdens de bewerking verhardt.