| Material | Vc (m/min) | fz (mm) | ap (mm) | ae (mm) | Drehzahl (U/min) | Vorschub (mm/min) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Weichholz (Fichte, Kiefer) | 300-500 | 0,08-0,15 | 6-12 | 3-4 | 16.000-24.000 | 2.500-4.000 |
| Hartholz (Buche, Eiche) | 200-350 | 0,05-0,10 | 4-8 | 2-3 | 10.000-18.000 | 1.500-2.500 |
| MDF / Multiplex | 250-400 | 0,06-0,12 | 5-10 | 3-4 | 13.000-21.000 | 2.000-3.500 |
| Aluminium | 150-250 | 0,03-0,06 | 2-4 | 1-3 | 8.000-13.000 | 500-1.500 |
| Kunststoff (POM, PA) | 200-400 | 0,05-0,10 | 3-6 | 2-4 | 10.000-21.000 | 1.500-3.000 |
| Acryl (PMMA) | 100-200 | 0,03-0,06 | 2-4 | 1-3 | 5.000-10.000 | 500-1.200 |
| Messing | 100-180 | 0,02-0,05 | 1-3 | 1-2 | 5.000-9.500 | 400-1.000 |
Die richtigen Schnittdaten sind entscheidend für saubere Ergebnisse, lange Werkzeugstandzeiten und eine schonende Bearbeitung Ihrer CNC-Fräse. In diesem Leitfaden erklären wir die Formeln und liefern eine praxiserprobte Schnittdaten-Tabelle für die gängigsten Materialien.
Die drei Grundgrößen
Drehzahl (n)
Die Drehzahl wird in Umdrehungen pro Minute (U/min) angegeben und hängt von der Schnittgeschwindigkeit (Vc) und dem Fräserdurchmesser (d) ab:
n = (Vc × 1000) / (π × d)
Beispiel: Vc = 200 m/min, d = 6 mm → n = (200 × 1000) / (3,14 × 6) = 10.616 U/min
Vorschub (Vf)
Der Vorschub bestimmt, wie schnell sich das Werkzeug durch das Material bewegt:
Vf = fz × z × n
Wobei: fz = Vorschub pro Zahn, z = Schneidenanzahl, n = Drehzahl
Beispiel: fz = 0,05 mm, z = 2, n = 10.616 → Vf = 0,05 × 2 × 10.616 = 1.062 mm/min
Zustellung (ap und ae)
- ap (axiale Zustellung): Schnitttiefe — wie tief der Fräser pro Durchgang eintaucht
- ae (radiale Zustellung): Schnittbreite — wie viel Material seitlich abgetragen wird
Faustregel: ap maximal 1× Fräserdurchmesser, ae maximal 50% des Durchmessers.
Schnittdaten-Tabelle nach Material
Die folgenden Werte gelten als Richtwerte für VHM-Schaftfräser (2 Schneiden, Ø 6 mm) auf einer CNC-Portalfräse:
| Material | Vc (m/min) | fz (mm) | ap (mm) | ae (mm) | Drehzahl | Vorschub |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Weichholz (Fichte, Kiefer) | 300-500 | 0,08-0,15 | 6-12 | 3-4 | 16.000-24.000 | 2.500-4.000 |
| Hartholz (Buche, Eiche) | 200-350 | 0,05-0,10 | 4-8 | 2-3 | 10.000-18.000 | 1.500-2.500 |
| MDF / Multiplex | 250-400 | 0,06-0,12 | 5-10 | 3-4 | 13.000-21.000 | 2.000-3.500 |
| Aluminium | 150-250 | 0,03-0,06 | 2-4 | 1-3 | 8.000-13.000 | 500-1.500 |
| Kunststoff (POM, PA) | 200-400 | 0,05-0,10 | 3-6 | 2-4 | 10.000-21.000 | 1.500-3.000 |
| Acryl (PMMA) | 100-200 | 0,03-0,06 | 2-4 | 1-3 | 5.000-10.000 | 500-1.200 |
| Messing | 100-180 | 0,02-0,05 | 1-3 | 1-2 | 5.000-9.500 | 400-1.000 |
Häufige Fehler bei der Schnittdatenberechnung
- Zu hohe Drehzahl bei Kunststoff: Führt zu Schmelzen und Verklebungen am Fräser
- Zu niedriger Vorschub: Der Fräser reibt statt zu schneiden — Hitzeentwicklung und schneller Verschleiß
- Zu große Zustellung in Aluminium: Überlastet den Fräser und kann zu Bruch führen
- Schnittdaten nicht an die Spindel anpassen: Eine HF-Spindel mit 24.000 U/min erlaubt andere Werte als ein Fräsmotor mit 10.000 U/min
Praxis-Tipps
- Starten Sie immer konservativ und steigern Sie schrittweise
- Hören Sie auf die Maschine — ein gleichmäßiges Schnittgeräusch zeigt optimale Parameter
- Verwenden Sie bei Aluminium immer Kühlschmiermittel oder Minimalmengenschmierung
- Dokumentieren Sie funktionierende Einstellungen für Wiederholbarkeit
Schnittgeschwindigkeit (vc) berechnen und verstehen
Tipp: Für die schnelle Praxis gibt es den interaktiven Schnittdaten-Rechner (Drehzahl & Vorschub) — und die ausführliche Vertiefung im Artikel Schnittgeschwindigkeit berechnen: Formel & Tabelle.
Die Schnittgeschwindigkeit vc ist die Geschwindigkeit, mit der die Schneide des Fräsers am Werkstück entlangläuft — angegeben in Metern pro Minute (m/min). Sie ist die zentrale materialabhängige Größe: Jeder Werkstoff verträgt nur einen bestimmten vc-Bereich, bevor die Schneide zu heiß wird und der Verschleiß stark ansteigt. Anders als die Drehzahl (U/min) ist vc unabhängig vom Fräserdurchmesser und lässt sich deshalb direkt aus Tabellen ablesen.
Der Zusammenhang zwischen Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl und Fräserdurchmesser ist:
vc = (n × π × d) / 1000 [m/min]
Dabei ist n die Drehzahl in U/min, d der Fräserdurchmesser in mm und π ≈ 3,1416. In der Praxis kennen Sie meist die gewünschte Schnittgeschwindigkeit aus der Tabelle und möchten daraus die Drehzahl ermitteln. Dafür stellen Sie die Formel nach n um:
n = (vc × 1000) / (π × d) [U/min]
Rechenbeispiel: von vc zur Drehzahl
Sie fräsen Aluminium mit einem VHM-Schaftfräser Ø 6 mm und wählen vc = 200 m/min aus der Tabelle:
n = (200 × 1000) / (3,1416 × 6) = 200.000 / 18,85 ≈ 10.610 U/min
Mit einem kleineren Fräser steigt die nötige Drehzahl deutlich an. Für denselben vc-Wert mit einem Ø-3-mm-Fräser ergibt sich bereits n ≈ 21.200 U/min — ein Wert, der nur mit einer drehzahlstarken HF-Spindel erreichbar ist. Aus der so ermittelten Drehzahl berechnen Sie anschließend den Vorschub: vf = fz × z × n.
Wer nicht jedes Mal selbst rechnen möchte, nutzt den interaktiven Schnittdaten-Rechner oben auf dieser Seite: Material, Fräserdurchmesser und Schneidenzahl eingeben — Drehzahl und Vorschub werden automatisch aus den hinterlegten vc- und fz-Werten berechnet.
Schnittgeschwindigkeit nach Material — Schwerpunkt Aluminium
Die richtige Schnittgeschwindigkeit hängt in erster Linie vom Werkstoff ab. Holz und Holzwerkstoffe vertragen sehr hohe vc-Werte, weil sie weich sind und kaum Wärme an die Schneide zurückgeben. Metalle wie Aluminium und Messing liegen niedriger, weil die Wärme stärker ins Werkzeug wandert und die Schneide thermisch belastet. Die folgenden vc-Richtwerte entsprechen der großen Schnittdaten-Tabelle weiter oben und gelten für VHM-Fräser:
| Material | vc (m/min) | Hinweis |
|---|---|---|
| Weichholz (Fichte, Kiefer) | 300-500 | Höchste Werte, scharfe Schneiden nötig |
| Hartholz (Buche, Eiche) | 200-350 | Geringerer Vorschub als Weichholz |
| MDF / Multiplex | 250-400 | Stark abrasiv, Werkzeugverschleiß beachten |
| Aluminium | 150-250 | Kühlung/MMS und Spanabfuhr entscheidend |
Schnittgeschwindigkeit für Aluminium im Detail
Beim Aluminiumfräsen auf einer Portalfräse hat sich ein vc-Bereich von 150 bis 250 m/min bewährt. Innerhalb dieser Spanne richtet sich der konkrete Wert nach Legierung, Spindelleistung und Spanabfuhr:
- Weiche Knetlegierungen (z. B. AlMg, AlMgSi wie EN AW-6060/6082): vc eher im oberen Bereich, 200-250 m/min. Sie zerspanen gut, neigen aber zum Schmieren — scharfe, unbeschichtete oder ZrN-/DLC-beschichtete Fräser mit polierter Spanfläche helfen.
- Gusslegierungen und harte Legierungen: vc eher 150-200 m/min, da spröder und werkzeugbelastender.
- Schneidenzahl: in Aluminium meist 1 oder 2 Schneiden, damit jede Schneide genug Spanraum hat und der Span sicher abgeführt wird. Zugesetzte Spankammern führen schnell zum Bruch.
Beispiel für einen Ø-6-mm-Fräser, 2 Schneiden, vc = 200 m/min: n ≈ 10.610 U/min. Mit fz = 0,04 mm ergibt sich vf = 0,04 × 2 × 10.610 ≈ 850 mm/min — ein konservativer, prozesssicherer Startwert, den Sie nach Klang und Spanbild schrittweise steigern. In Aluminium ist eine wirksame Kühlung oder Minimalmengenschmierung Pflicht, sonst klebt der Span an der Schneide (Aufbauschneide). Vertiefende Hinweise zur Maschinen- und Werkzeugwahl finden Sie im Aluminium-Praxisleitfaden; für Holzwerkstoffe lohnt der Blick in den Holz-Praxisleitfaden.
Profi-Tipp: Spanungsdickenkorrektur (Chip-Thinning)
Tipp: Die Spanungsdickenkorrektur rechnet der Trochoidal-/HSM-Rechner automatisch aus.
Sobald die radiale Zustellung ae kleiner als 50 % des Fräserdurchmessers ist, greift ein Effekt, den viele übersehen: die Spanungsdickenkorrektur (englisch Chip-Thinning). Bei geringer seitlicher Zustellung berührt die Schneide das Material nur über einen kurzen Bogen. Dadurch ist der tatsächlich abgenommene Span dünner als der eingestellte Vorschub pro Zahn (fz) — die Schneide schält statt zu schneiden.
Die Folge ist tückisch: Wer den Vorschub bei kleinem ae nicht anhebt, fährt mit einem zu dünnen Span. Die Schneide reibt dann mehr, als sie schneidet, erzeugt Wärme und verschleißt schneller — derselbe Effekt wie bei generell zu niedrigem Vorschub. Um die Schneide auf der gewünschten effektiven Spandicke zu halten, wird fz nach folgender Beziehung korrigiert:
fz korrigiert = fz × d / (2 × √( ae × (d − ae) ))
In der Praxis bedeutet das:
- ae = 50 % von d (Faustregel-Maximum aus der oberen Zustellungs-Regel): keine Korrektur nötig, Faktor ≈ 1,0.
- ae = 25 % von d: Faktor ≈ 1,15 — der Vorschub darf etwa 15 % höher liegen.
- ae = 10 % von d: Faktor ≈ 1,67 — der Vorschub darf rund 67 % höher liegen.
Genau auf diesem Prinzip beruht das Trochoidalfräsen (HSM): Mit sehr kleinem ae, dafür großer Schnitttiefe ap und entsprechend angehobenem Vorschub bleibt die thermische Belastung gering und die Werkzeugstandzeit hoch. Wichtig ist, dass Ihre Maschine und Spindel den höheren Vorschub auch sauber liefern können — andernfalls bleibt es bei konservativen Werten aus dem Schnittdaten-Rechner. Steigern Sie auch hier behutsam und kontrollieren Sie das Spanbild.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechne ich die optimale Drehzahl für meinen CNC-Fräser?
Die Drehzahl berechnen Sie mit der Formel: n = (Vc × 1000) / (π × d). Dabei ist Vc die materialabhängige Schnittgeschwindigkeit und d der Fräserdurchmesser. Für einen 6-mm-Fräser in Aluminium (Vc=200) ergibt sich etwa 10.600 U/min.
Was passiert bei falschem Vorschub?
Zu niedriger Vorschub erzeugt Reibung statt Schnitt — der Fräser wird heiß und verschleißt schnell. Zu hoher Vorschub überlastet Werkzeug und Maschine und kann zu Fräserbruch führen. Der optimale Vorschub hängt von Material, Werkzeug und Maschine ab.
Gelten die Schnittdaten für alle CNC-Fräsen?
Die Tabellenwerte sind Richtwerte für typische CNC-Portalfräsen mit VHM-Fräsern. Je nach Maschinensteifigkeit, Spindelleistung und Werkzeugqualität können die optimalen Werte abweichen. Starten Sie konservativ und optimieren Sie schrittweise.
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