Vorschubgeschwindigkeit

Was bedeutet Vorschubgeschwindigkeit?

Die Vorschubgeschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich das Werkzeug während der Bearbeitung gegenüber dem Werkstück bewegt. Sie ist neben der Schnittgeschwindigkeit und der Schnitttiefe einer der wichtigsten Zerspanungsparameter. Die Vorschubgeschwindigkeit wird meist in Millimeter pro Minute (mm/min) angegeben, bei schnellen Bearbeitungen auch in Meter pro Minute (m/min). Das Formelzeichen lautet vf.

Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt maßgeblich die Bearbeitungszeit, die Oberflächengüte und den Werkzeugverschleiß. Eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit kann zu Rattern, schlechter Oberflächenqualität oder Werkzeugbruch führen. Eine zu niedrige Geschwindigkeit verlängert die Bearbeitungszeit unnötig und erhöht die Kosten.

Wie wird die Vorschubgeschwindigkeit berechnet?

Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Vorschub pro Zahn, der Zähnezahl des Werkzeugs und der Drehzahl. Die Formel lautet: vf = fz × z × n. Dabei ist fz der Vorschub pro Zahn in Millimeter, z die Anzahl der Schneiden und n die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute.

Rechenbeispiel: Ein Fräser mit 4 Schneiden dreht mit 3000 Umdrehungen pro Minute. Der empfohlene Vorschub pro Zahn beträgt 0,1 Millimeter. Die Vorschubgeschwindigkeit beträgt dann: vf = 0,1 mm × 4 × 3000 min⁻¹ = 1200 mm/min.

Praxisbeispiel aus der Industrie

Bei der Fräsbearbeitung von Aluminiumlegierungen in der Luftfahrtindustrie arbeiten Bearbeiter mit Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 1000 und 5000 mm/min. Die genaue Einstellung hängt vom Werkzeugdurchmesser, der Schnitttiefe und der geforderten Oberflächenrauheit ab. Für Schrupp-Operationen wählen sie höhere Werte, für Schlicht-Operationen niedrigere. Die Maschinensteuerung passt die Vorschubgeschwindigkeit in Kurven automatisch an, um Beschleunigungskräfte zu begrenzen.

Abgrenzung zu verwandten Begriffen

Die Vorschubgeschwindigkeit unterscheidet sich von der Schnittgeschwindigkeit. Die Schnittgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit der Werkzeugschneide relativ zur Werkstückoberfläche in Schnittrichtung. Die Vorschubgeschwindigkeit hingegen gibt die Bewegung senkrecht oder tangential zur Schnittbewegung an. Beide Parameter müssen aufeinander abgestimmt werden, um optimale Zerspanungsergebnisse zu erzielen.

Der Vorschub pro Umdrehung (f) ist nicht mit der Vorschubgeschwindigkeit identisch. Er gibt an, wie weit sich das Werkzeug pro Umdrehung bewegt, während die Vorschubgeschwindigkeit die zeitbezogene Bewegung beschreibt.