Standzeit bei jeder Schnittgeschwindigkeit nach der Taylor-Gleichung, die Teile je Schneide, Kosten und Zeit je Teil sowie die Schnittgeschwindigkeiten für minimale Kosten und für maximale Ausbringung. Ausgangspunkt ist die Schnittgeschwindigkeit, die Ihr Wendeschneidplatten-Katalog für 15 Minuten Standzeit angibt.
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| Schnittgeschwindigkeit | Standzeit | Teile je Schneide | Zeit je Teil | Kosten je Teil |
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Nach der Taylor-Gleichung verkürzt eine höhere Schnittgeschwindigkeit die Standzeit der Schneide viel stärker als die Schnittzeit. Schnelleres Zerspanen spart Maschinenzeit, braucht aber mehr Schneiden und mehr Schneidenwechsel. Die Kosten je Teil haben deshalb ein Minimum, und die Geschwindigkeit für die höchste Ausbringung liegt darüber.
Die Wirtschaftlichkeitsrechnung folgt der klassischen Analyse von Gilbert, wie sie Groover (Fundamentals of Modern Manufacturing, Kapitel 23), Kalpakjian und das Machinery's Handbook im Abschnitt über die Wirtschaftlichkeit der Zerspanung angeben; der Standzeitversuch selbst ist in ISO 3685 festgelegt. Typische Exponenten: HSS n ≈ 0,125, unbeschichtetes Hartmetall n ≈ 0,25, beschichtetes Hartmetall n ≈ 0,3, Keramik n ≈ 0,6. Wendeschneidplatten-Kataloge (zum Beispiel Sandvik Coromant) geben Schnittgeschwindigkeiten für 15 Minuten Standzeit an. Die Taylor-Gleichung gilt nur in der Nähe der gemessenen Geschwindigkeiten, deshalb Ergebnisse weit weg von der Katalogangabe als Tendenz sehen und an der Maschine bestätigen.
Dieser Rechner wendet die Taylor-Gleichung auf einen echten Auftrag an. Aus der Schnittgeschwindigkeit, die Ihr Wendeschneidplatten-Katalog für eine bekannte Standzeit angibt (meist 15 Minuten), berechnet er die Standzeit bei jeder anderen Geschwindigkeit, die Teile je Schneide sowie Kosten und Zeit je Teil einschließlich Schneidenwechsel. Außerdem findet er die Schnittgeschwindigkeit für minimale Kosten je Teil und für maximale Ausbringung. Fertigungsingenieure, CNC-Programmierer und Studierende nutzen ihn, um die Schnittgeschwindigkeit nach wirtschaftlichen Gründen statt nach Gewohnheit zu wählen.
Die Katalog-Geschwindigkeit liegt bereits innerhalb von 1 % der minimalen Kosten. Mit 374 m/min stiege die Ausbringung um etwa 4 %, aber die Schneide müsste alle 8 statt alle 29 Teile gewechselt werden.
Taylor fand, dass Schnittgeschwindigkeit V und Standzeit T der Beziehung V × T^n = C folgen, wobei n vor allem vom Schneidstoff und C von der Paarung aus Werkzeug und Werkstück abhängt. Die Standzeit fällt also steil mit der Geschwindigkeit: bei Hartmetall (n ≈ 0,25) halbieren 20 % mehr Geschwindigkeit die Standzeit ungefähr. Die Gleichung gilt im Bereich der Geschwindigkeiten, in dem sie gemessen wurde.
Typisch sind etwa 0,125 für Schnellarbeitsstahl, 0,25 für unbeschichtetes Hartmetall, 0,3 für beschichtetes Hartmetall und 0,6 für Keramik, mit großen Spannen je nach Werkstoff. Sie können n selbst messen: die Standzeiten T1 und T2 bei zwei Geschwindigkeiten V1 und V2 notieren, dann ist n = ln(V1/V2) / ln(T2/T1).
Die Kosten je Teil minimieren, die sich aus Maschinenzeit, Werkzeugkosten und Schneidenwechselzeit zusammensetzen. Das Minimum liegt bei der Standzeit T = (1/n − 1) × (Wechselzeit + Schneidenkosten / Maschinensatz je Minute), und die Geschwindigkeit folgt aus Taylor: V = C / T^n. Teure Schneiden oder billige Maschinenzeit senken die Geschwindigkeit, teure Maschinen erhöhen sie.
Zählt nur die Ausbringung, ist die beste Standzeit T = (1/n − 1) × Wechselzeit; sie ist immer kürzer als die Standzeit für minimale Kosten. Bei Hartmetall und 1 Minute Schneidenwechsel sind das 3 Minuten. Die Geschwindigkeit ist höher als die wirtschaftliche, jedes Teil kostet etwas mehr, aber je Stunde verlassen mehr Teile die Maschine.
Die meisten Kataloge, etwa der von Sandvik Coromant, geben empfohlene Schnittgeschwindigkeiten für 15 Minuten Standzeit im Schnitt an. Dieser Rechner legt mit diesem Punkt die Taylor-Konstante fest; Sie können also die Katalog-Geschwindigkeit und 15 min direkt eingeben und sehen, was andere Geschwindigkeiten ergeben.
Um die wirtschaftliche Geschwindigkeit herum wird die Zeit, die schnelleres Zerspanen spart, fast genau durch zusätzliche Schneiden und Wechsel aufgewogen; die Kosten je Teil ändern sich in einem Bereich von etwa ±10–15 % kaum. Deshalb kann man ruhig eine runde Geschwindigkeit nahe dem Optimum wählen, und die Prozesssicherheit ist oft wichtiger als die genaue Geschwindigkeit.
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