Die Schnittgeschwindigkeit ist der wichtigste Ausgangswert beim CNC-Fräsen. Aus ihr leiten Sie Drehzahl und Vorschub ab -- und damit entscheiden Sie, ob ein Werkzeug sauber schneidet, lange hält oder vorzeitig verschleißt. In diesem Ratgeber zeigen wir, wie Sie die Schnittgeschwindigkeit berechnen, welche Werte für die gängigen Materialien gelten und wie Sie aus der Schnittgeschwindigkeit die richtige Spindeldrehzahl ermitteln.
Was ist die Schnittgeschwindigkeit?
Die Schnittgeschwindigkeit -- in der Zerspanung mit dem Formelzeichen vc bezeichnet -- beschreibt, wie schnell sich die Schneide des Werkzeugs relativ zum Werkstoff bewegt. Gemessen wird sie in Metern pro Minute (m/min). Anschaulich gesprochen: Würde man einen Punkt am äußeren Rand des Fräsers abrollen, legt dieser pro Minute vc Meter zurück.
Die Schnittgeschwindigkeit ist eine Materialeigenschaft in Kombination mit dem Schneidstoff. Sie hängt davon ab, welchen Werkstoff Sie bearbeiten und aus welchem Material das Werkzeug besteht. Sie ist NICHT frei wählbar, sondern wird vom Werkzeughersteller oder aus Erfahrungstabellen vorgegeben. Aus ihr berechnen Sie anschließend die Drehzahl, die Sie an der Spindel tatsächlich einstellen.
Schnittgeschwindigkeit berechnen: die Formel
Schnittgeschwindigkeit, Drehzahl und Werkzeugdurchmesser hängen über eine einzige Grundformel zusammen:
vc = (π × d × n) / 1000
- vc = Schnittgeschwindigkeit in m/min
- d = Werkzeugdurchmesser in mm
- n = Drehzahl in U/min (Umdrehungen pro Minute)
- π = Kreiszahl, rund 3,14159
- 1000 = Umrechnungsfaktor von Millimeter auf Meter
In der Praxis kennen Sie die empfohlene Schnittgeschwindigkeit (aus der Tabelle weiter unten) und Ihren Werkzeugdurchmesser -- gesucht ist die Drehzahl. Dafür stellen Sie die Formel um:
n = (vc × 1000) / (π × d)
Rechenbeispiel
Sie fräsen Aluminium mit einem VHM-Fräser von 6 mm Durchmesser. Die empfohlene Schnittgeschwindigkeit liegt bei rund 250 m/min. Daraus ergibt sich:
n = (250 × 1000) / (3,14159 × 6) = 250.000 / 18,85 ≈ 13.263 U/min
Sie würden die Spindeldrehzahl also auf etwa 13.000 U/min einstellen. Liegt der Wert über der Maximaldrehzahl Ihrer Spindel, müssen Sie entweder einen größeren Werkzeugdurchmesser wählen oder mit reduzierter Schnittgeschwindigkeit arbeiten.
Schnittgeschwindigkeits-Tabelle nach Material
Die folgenden Richtwerte gelten für Vollhartmetall-Fräser (VHM). Sie sind als Ausgangspunkt gedacht -- die tatsächlichen Werte hängen von Legierung, Beschichtung, Werkzeuggeometrie und Maschinenstabilität ab. Beginnen Sie im mittleren Bereich und tasten Sie sich an Ihre Maschine heran.
| Werkstoff | Schnittgeschwindigkeit vc (m/min) | Hinweis |
|---|---|---|
| Weichholz (Fichte, Kiefer) | 300 -- 600 | Hohe Drehzahlen, scharfe Werkzeuge |
| Hartholz (Buche, Eiche) | 250 -- 500 | Faserrichtung beachten |
| MDF / Spanplatte | 300 -- 500 | Hoher Werkzeugverschleiß durch Bindemittel |
| Acrylglas (PMMA) | 200 -- 500 | Schmelzgefahr -- kühlen, Späne abführen |
| Hartkunststoffe (POM, PA, PE) | 200 -- 600 | Gute Spanabfuhr nötig |
| Aluminium (Knetlegierungen) | 200 -- 600 | Spezialfräser für Alu, Minimalmengenschmierung; auf stabilen Maschinen deutlich mehr möglich |
| Messing | 100 -- 250 | Gut zerspanbar, kurze Späne |
| Baustahl (S235) | 40 -- 120 | Stabile Maschine und Kühlung erforderlich |
| Edelstahl (V2A) | 50 -- 120 | Niedrige Werte, hohe Anforderungen an die Maschine |
Für detaillierte Schnittwerte je Material finden Sie in unseren Praxisleitfäden weitere Tabellen -- etwa für die Aluminiumbearbeitung, das Fräsen von Holz und die Kunststoffbearbeitung.
Von der Schnittgeschwindigkeit zum Vorschub
Tipp: Der interaktive Schnittdaten-Rechner erledigt beide Schritte auf einmal — und den kompletten Zusammenhang von Drehzahl, Vorschub und Zustellung erklärt der Leitfaden Drehzahl & Vorschub berechnen.
Mit der berechneten Drehzahl ist erst die halbe Arbeit getan. Genauso wichtig ist der Vorschub -- also wie schnell sich das Werkzeug durch das Material bewegt. Er bestimmt die Spandicke pro Schneide und damit Standzeit, Oberflächengüte und Schnittkraft.
Der Vorschub wird über den Zahnvorschub fz (mm pro Schneide) berechnet:
vf = fz × z × n
- vf = Vorschubgeschwindigkeit in mm/min
- fz = Zahnvorschub in mm pro Schneide
- z = Anzahl der Schneiden
- n = Drehzahl in U/min
Die vollständige Schnittdaten-Berechnung mit Zahnvorschub-Tabellen, Schnitttiefen und Praxisbeispielen haben wir im Ratgeber Drehzahl und Vorschub berechnen ausführlich beschrieben.
Häufige Fehler bei der Schnittgeschwindigkeit
- Zu hohe vc bei Stahl: Führt zu Hitzeentwicklung, Werkzeugverschleiß und Verfärbungen. Lieber niedriger ansetzen und mit Kühlung arbeiten.
- Zu niedrige vc bei Aluminium: Das Material schmiert, Späne kleben an der Schneide (Aufbauschneide). Aluminium braucht hohe Schnittgeschwindigkeiten und scharfe, polierte Werkzeuge.
- Drehzahlgrenze der Spindel ignoriert: Kleine Werkzeuge erfordern hohe Drehzahlen. Wenn Ihre Spindel nicht genug Drehzahl liefert, sinkt die effektive Schnittgeschwindigkeit -- die Oberfläche wird rau.
- Werkzeugdurchmesser verwechselt: Für die Berechnung zählt der tatsächliche Schneidkreisdurchmesser, nicht der Schaftdurchmesser.
Die Rolle der Spindel
Ob Sie die berechnete Drehzahl überhaupt fahren können, hängt von Ihrer Spindel ab. Kleine Fräser für Gravuren oder Aluminium brauchen oft 20.000 U/min und mehr -- das schaffen nur Hochfrequenzspindeln. Konventionelle Fräsmotoren sind in der Drehzahl begrenzt und eignen sich eher für größere Werkzeuge in Holz und Kunststoff.
Welche Spindel zu Ihren Anforderungen passt, erklären wir im Ratgeber HF-Spindel vs. Fräsmotor. Eine Übersicht aller verfügbaren Antriebe finden Sie in der Kategorie Spindeln & Motoren, die passenden Werkzeuge in der Kategorie Fräswerkzeuge.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechnet man die Schnittgeschwindigkeit beim Fräsen?
Die Schnittgeschwindigkeit vc berechnet sich aus Werkzeugdurchmesser und Drehzahl: vc = (π × d × n) / 1000, mit d in Millimetern und n in Umdrehungen pro Minute. Das Ergebnis erhalten Sie in Metern pro Minute. In der Praxis ist die Schnittgeschwindigkeit durch das Material vorgegeben und Sie berechnen daraus die Drehzahl: n = (vc × 1000) / (π × d).
Was ist der Unterschied zwischen Schnittgeschwindigkeit und Vorschub?
Die Schnittgeschwindigkeit (vc) beschreibt, wie schnell sich die Schneide relativ zum Werkstoff bewegt -- sie hängt von Material und Werkzeug ab und bestimmt die Drehzahl. Der Vorschub (vf) beschreibt, wie schnell sich das Werkzeug durch das Material bewegt, gemessen in Millimetern pro Minute. Beide Werte müssen aufeinander abgestimmt sein: Die Schnittgeschwindigkeit legt die Drehzahl fest, der Vorschub die Spandicke pro Schneide.
Welche Schnittgeschwindigkeit für Aluminium?
Für Aluminium-Knetlegierungen liegt die Schnittgeschwindigkeit mit VHM-Fräsern üblicherweise zwischen 200 und 600 m/min, auf stabilen Maschinen sind auch höhere Werte möglich. Aluminium braucht hohe Schnittgeschwindigkeiten und scharfe, möglichst polierte Werkzeuge, damit das Material nicht schmiert und keine Aufbauschneide entsteht. Eine gute Spanabfuhr und Minimalmengenschmierung verbessern das Ergebnis deutlich.
Warum ist die Schnittgeschwindigkeit bei Stahl so niedrig?
Stahl und Edelstahl sind deutlich härter und zäher als Holz, Kunststoff oder Aluminium. Höhere Schnittgeschwindigkeiten würden zu starker Hitzeentwicklung an der Schneide führen und das Werkzeug rasch verschleißen. Deshalb arbeitet man bei Baustahl mit rund 40 bis 120 m/min und bei Edelstahl mit nur 50 bis 120 m/min -- in Kombination mit einer stabilen Maschine und Kühlung.
Welche Drehzahl ergibt sich aus der Schnittgeschwindigkeit?
Die Drehzahl berechnen Sie mit der Formel n = (vc × 1000) / (π × d). Beispiel: Bei einer Schnittgeschwindigkeit von 250 m/min und einem 6-mm-Fräser ergeben sich rund 13.000 U/min. Je kleiner der Werkzeugdurchmesser, desto höher muss die Drehzahl sein -- kleine Fräser erfordern daher oft Hochfrequenzspindeln mit 20.000 U/min und mehr.
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