Vorschubeinheiten G98/G99 an der Drehmaschine: wann F0.2 und F200 dieselbe Geschwindigkeit sind

Warum Drehmaschinen standardmäßig Vorschub pro Umdrehung verwenden

An der Drehmaschine entspricht die Dicke, die eine Schneide je Umdrehung abträgt, dem Vorschub pro Umdrehung. Spandicke, Oberflächengüte und Plattenbelastung hängen alle von diesem Wert ab, deshalb geben auch Werkzeugkataloge Drehbedingungen als f (mm/rev) an. Darum verwenden Drehmaschinen standardmäßig den Vorschub pro Umdrehung G99, und F0.2 bedeutet „0.2 mm je Umdrehung“.

Der große Vorteil des Vorschubs pro Umdrehung zeigt sich in Kombination mit der konstanten Schnittgeschwindigkeit G96. Wird der Durchmesser kleiner und die Drehzahl höher, steigt auch der Vorschub pro Minute automatisch, und die Spandicke bleibt von Anfang bis Ende gleich.

Zwischen beiden Einheiten umrechnen

Vorschub pro Minute = Vorschub pro Umdrehung × Drehzahl. Bei festem S1000 wie im Beispiel sind F0.2 mm/rev also 0.2 × 1000 = 200 mm/min. Die beiden Drehschnitte im Beispiel sind daher mit unterschiedlichen Einheiten und Zahlen geschrieben, fahren aber gleich schnell. Für die 42 mm Länge (Z2 → Z-40) brauchen beide etwa 12.6 Sekunden.

Beispielweg

O3006
T0101
G21 G90 G18 G40
G97 S1000 M03
G99
G00 X42. Z2.
G01 X38. F0.2
Z-40.
G00 X42. Z2.
G98
G01 X36. F200
Z-40.
G00 X100. Z100.
M30

Wann Vorschub pro Minute nötig ist

• Bewegungen bei stehender Spindel: Der Vorschub pro Umdrehung wird null, wenn sich die Spindel nicht dreht. Für Arbeiten, bei denen bei stehender Spindel verfahren werden muss (etwa Stangenlader-Auszug oder manche Messbewegungen), wird G98 verwendet.
• Arbeiten mit angetriebenen Werkzeugen (Fräsen): Wird am Dreh-Fräs-Zentrum mit geklemmter C-Achse und angetriebenem Werkzeug gefräst, dreht sich das Werkstück nicht; Vorschub pro Minute ist dann naheliegend.
• Abschnitte mit sehr niedriger Drehzahl: Bei niedriger Drehzahl, etwa beim Plandrehen großer Durchmesser, verwendet man es mitunter, um eine konstante Verfahrgeschwindigkeit sicherzustellen.

Vorschub pro Umdrehung und Rauheit

Auf einer gedrehten Fläche bleiben schraubenförmig die Spuren der Plattenecke im Abstand des Vorschubs pro Umdrehung zurück. Die theoretische maximale Rautiefe wird mit Rz ≈ f² ÷ (8 × r) abgeschätzt (f: Vorschub pro Umdrehung, r: Eckenradius, in mm). Mit einer Platte R0.8 und F0.2 ergibt das 0.04 ÷ 6.4 ≈ 0.0063 mm, etwa 6.3 µm. Halbiert man den Vorschub auf F0.1, sinkt die Rauheit auf etwa 1.6 µm, ein Viertel.

Wegen dieses Zusammenhangs ist es naheliegend, Schlichtbedingungen als Vorschub pro Umdrehung statt pro Minute festzulegen: Bleibt F (mm/rev) gleich, bleibt die theoretische Rauheit auch bei geänderter Drehzahl gleich. Reale Oberflächen sind durch Schwingungen, Aufbauschneide und Werkstoff oft rauer als dieser Wert; verwenden Sie ihn daher nur als Ausgangspunkt.

Unfälle durch verwechselte Vorschubeinheiten

Am gefährlichsten ist es, bei aktivem G98 einen Wert pro Umdrehung wie F0.2 zu schreiben. Das Werkzeug fährt mit 0.2 mm pro Minute, steht also praktisch, und die Schneide reibt über die Oberfläche, was Kaltverfestigung und Werkzeugschäden verursacht. Schreibt man umgekehrt in G99 F200, bedeutet das 200 mm je Umdrehung: Das Werkzeug fährt nahezu im Eilgang ins Werkstück und bricht. Die meisten Steuerungen begrenzen F oberhalb ihres Höchstwerts, doch auch dieser Höchstwert ist gefährlich genug.

Deshalb wird nach einem Satz, der die Vorschubeinheit wechselt, immer ein zur neuen Einheit passendes F neu programmiert. Auch im Beispiel enthält die Bewegung direkt nach G98 das F200.

Bearbeitungszentren verwenden andere Codenummern

Am Bearbeitungszentrum ist der Vorschub pro Minute G94 und der Vorschub pro Umdrehung G95, während G98/G99 die Rückzugsebene von Bearbeitungszyklen (Ausgangspunkt/R-Punkt) bezeichnen. Dasselbe G98 ist an der Drehmaschine eine Vorschubeinheit, am Bearbeitungszentrum aber ein Bohrzyklus-Rückzug. In den G-Code-Systemen B und C verwenden auch Drehmaschinen G94/G95; prüfen Sie daher das G-Code-System der Maschine.

Häufig gestellte Fragen

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