Stainless steel—known for its corrosion resistance and strength—is a staple in industries like aerospace, Marine, und medizinische Geräteherstellung. But machining it is tricky: too high a speed and the tool overheats; too slow and efficiency plummets. Getting CNC stainless steel machining speed and feed rate right is the key to avoiding tool wear, Schlechte Oberflächenbeschaffung, and wasted time. This guide breaks down proven parameters, adjustment rules, and real-world solutions to help you master stainless steel machining.
1. Base Parameters: CNC Stainless Steel Machining Speed & Feed Rate Ranges
Before adjusting for specific conditions, start with these industry-verified base ranges. Sie eignen sich für gängige Edelstahlsorten wie z 18-8, 304, und 316 – die am häufigsten verwendeten Typen in der CNC-Bearbeitung.
1.1 Rotational Speed (Drehzahl): By Tool Type & Durchmesser
Drehzahl (Wie schnell dreht sich das Werkzeug) hängt sowohl vom Material als auch von der Größe des Werkzeugs ab. Die folgende Tabelle vereinfacht die Auswahl:
| Werkzeugmaterial | Werkzeugdurchmesserbereich | Rotational Speed (Drehzahl) | Schlüsselbeispiel |
| Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) | 50–150 mm | 280–400 | Bearbeitung eines 100mm 304 Edelstahlplatte mit einem 80-mm-HSS-Schaftfräser: verwenden 350 Drehzahl |
| Hartmetall | ≤10mm | 2,000–3.000 | Bohren Sie ein 5-mm-Loch hinein 316 Edelstahl mit einem 5-mm-Hartmetallbohrer: 2,500 Drehzahl |
| Hartmetall | 10–50 mm | 800–2.000 | 30mm fräsen 304 Edelstahlblock mit einem 20-mm-Hartmetall-Planfräser: 1,500 Drehzahl |
Profi-Formel für Hartmetallwerkzeuge: Wenn Sie die gewünschte Schnittgeschwindigkeit kennen (typischerweise 80 m/min für Edelstahl), Berechnen Sie die Drehzahl mit:
U/min = (Schnittgeschwindigkeit × 1,000) / (π × Werkzeugdurchmesser)
Beispiel: Für eine Schnittgeschwindigkeit von 80 m/min und ein 10-mm-Hartmetallwerkzeug:
U/min = (80 × 1,000) / (3.14 × 10) ≈ 2,546 Drehzahl (eine übliche Einstellung für kleine Hartmetallwerkzeuge).
1.2 Futterrate: By Machining Goal
Futterrate (wie schnell sich das Werkzeug über das Material bewegt) bringt Effizienz und Qualität in Einklang. Verwenden Sie diese Bereiche je nachdem, ob Sie schruppen (Material schnell entfernen) oder fertig (Priorität auf Präzision legen):
| Bearbeitungsart | Futter pro Zahn (mm/Zahn) | Futter pro Minute (mm/min) | Idealer Anwendungsfall |
| Grobe Bearbeitung | 0.15–0,20 | 80–100 | Entfernen von überschüssigem Material von a 304 Edelstahlschmieden |
| Bearbeitung abschließen | 0.10–0,15 | 60–80 | Erstellen einer glatten Oberfläche auf einem 316 Medizinische Komponente aus Edelstahl (erfordert Ra ≤ 1,6μm) |
| Hochvorbereitete Bearbeitung | 0.08–0,10 | ≤60 | Bearbeitung a 18-8 Luft- und Raumfahrtarmatur aus Edelstahl mit engen Toleranzen (± 0,005 mm) |
Beispiel: Ein 20-mm-Hartmetall-Schaftfräser (4 Zähne) zum Schruppen verwendet 304 Edelstahl:
Vorschub pro Minute = Vorschub pro Zahn × Anzahl der Zähne × U/min = 0.18 × 4 × 1,500 = 1,080 mm/min? Nein – warte! Die Steifigkeit von Edelstahl begrenzt den Vorschub pro Minute auf 80–100 mm/min. Begrenzen Sie den Vorschub pro Minute immer auf den Basisbereich, um Werkzeugbruch zu vermeiden.
2. Key Factors That Adjust Speed & Futterrate
Die oben genannten Basisparameter sind keine Einheitsgröße. Vier Faktoren erfordern Anpassungen – ignorieren Sie sie, und Sie werden mit kostspieligen Problemen wie kaputten Werkzeugen oder verschrotteten Teilen konfrontiert.
2.1 Werkzeugtyp: Carbide vs. HSS
Cemented carbide tools outperform HSS in stainless steel machining, but they require different parameters. Here’s the critical contrast:
| Faktor | Cemented Carbide Tools | Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) Werkzeuge |
| Rotational Speed | 2–3x higher than HSS | Untere (risk of overheating at high speeds) |
| Futterrate | 1.5–2x higher than HSS | Untere (weaker material can’t handle high forces) |
| Werkzeugleben | 5–10x longer (resists heat better) | Kürzer (needs frequent sharpening) |
Warum ist das wichtig: Using HSS parameters with a carbide tool wastes 50% of the tool’s potential—you’ll run slower than needed. Umgekehrt, using carbide parameters with HSS will burn the tool in 10 minutes or less.
2.2 Bearbeitungsgenauigkeit & Oberflächenqualität
Höhere Präzision bedeutet geringere Geschwindigkeiten und Vorschübe. Die Kausalkette (Ursache-Wirkungs-Kette) ist klar:
- Hoher Vorschub → Werkzeug vibriert → Oberflächenbeschaffenheit wird rau (Ra > 3.2μm)
- Hohe Drehzahl → Werkzeug verschleißt ungleichmäßig → Toleranzdrift (Z.B., Aus einem 5-mm-Loch werden 5,02 mm)
Lösung: Für ein medizinisches Geräteteil, das einen Ra-Wert von 0,8 μm und eine Toleranz von ±0,003 mm erfordert, Reduzieren Sie den Grundvorschub um 20% (von 60 mm/min bis 48 mm/min) und rasen vorbei 15% (aus 2,500 U/min zu 2,125 Drehzahl).
2.3 Kühlmethode: The “Heat Control” Game-Changer
Edelstahl speichert die Wärme während der Bearbeitung – ohne ausreichende Kühlung, Werkzeuge überhitzen und versagen. Effective cooling lets you safely increase speeds and feeds by 10–15%.
| Kühlmethode | Effect on Speed/Feed | Am besten für |
| Flood Cooling (water-based coolant) | Increases speed by 10%; feed by 12% | Produktion mit hoher Volumen (Z.B., Bearbeitung 100+ 304 stainless steel brackets) |
| Mist Cooling (Kühlmittel + Luft) | Increases speed by 8%; feed by 10% | Kleine Teile (Z.B., 5mm 316 Edelstahlstifte) wo die Flutkühlung die Späne wegspülen würde |
| Keine Kühlung | Erfordert 20–25 % geringere Geschwindigkeit/Vorschub | Notfallreparaturen (Bei längeren Auflagen vermeiden – die Standzeit des Werkzeugs verkürzt sich 50%) |
Fallstudie: Ein Hersteller von Schiffsteilen stellte von der Nichtkühlung auf die Überflutungskühlung um 316 Propellerwellen aus Edelstahl. Sie erhöhten die Geschwindigkeit ab 300 U/min zu 330 Drehzahl und Vorschub von 70 mm/min auf 78 mm/min – Werkzeugwechsel sanken von 4x pro Schicht auf 2x, und die Produktion stieg um 12%.
2.4 Werkzeugdurchmesser: Smaller = Faster (But More Careful)
Der Werkzeugdurchmesser folgt einer einfachen Regel: Kleinere Werkzeuge drehen sich schneller, benötigen aber einen langsameren Vorschub, um ein Brechen zu vermeiden.
| Werkzeugdurchmesser | Geschwindigkeitsanpassung | Feed Adjustment | Beispiel |
| ≤10mm (klein) | +20–30% vs. base speed | -15–20% vs. base feed | A 5mm carbide drill: speed = 2,546 Drehzahl (+27% vs. 2,000 RPM base); feed = 60mm/min (-17% vs. 72mm/min base) |
| 50–150 mm (groß) | -30–40% vs. base speed | +10–15% vs. base feed | A 100mm HSS end mill: speed = 350 Drehzahl (-12.5% vs. 400 RPM base); feed = 90mm/min (+12.5% vs. 80mm/min base) |
3. Fehlerbehebung: Fix Speed & Feed Rate Issues
Auch bei sorgfältiger Planung, problems happen. Use this checklist to diagnose and fix common issues:
| Symptom | Grundursache (Speed/Feed Related) | Schritt-für-Schritt-Lösung |
| Tool overheats (discolored or smoking) | Speed too high; feed too slow (Werkzeug reibt statt zu schneiden) | 1. Geschwindigkeit um 10–15 % reduzieren; 2. Futter um 5–10 % erhöhen; 3. Kühlung prüfen (Fügen Sie bei Bedarf mehr Kühlmittel hinzu) |
| Schlechte Oberflächenbeschaffenheit (rauh, kratzig) | Zu schnell füttern; Geschwindigkeit zu niedrig (Werkzeug zerreißt Material) | 1. Vorschub um 10–15 % verlangsamen; 2. Geschwindigkeit um 5–10 % erhöhen; 3. Verwenden Sie ein schärferes Werkzeug (Stumpfe Werkzeuge verschlechtern die Oberfläche) |
| Werkzeug bricht mitten in der Bearbeitung | Zu schnell füttern (überschüssige Kraft); Geschwindigkeit zu niedrig (Werkzeug bindet) | 1. Futter um 15–20 % reduzieren; 2. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit um 10%; 3. Stellen Sie sicher, dass das Werkstück fest eingespannt ist (Vibration erhöht den Stress) |
Lösung für die reale Welt: Eine Werkstatt für medizinische Geräte war mit der Bearbeitung beschäftigt 316 Edelstahlschrauben mit einem 3-mm-Hartmetallbohrer. Der Bohrer brach ständig, und Schrauben hatten raue Gewinde. Lösung: Lowered feed from 70mm/min to 55mm/min and increased speed from 2,200 U/min zu 2,500 Drehzahl. Tool breakage stopped, and thread quality improved to meet FDA standards.
4. Perspektive der Yigu -Technologie
Bei Yigu Technology, we know CNC stainless steel machining is a balance of precision and efficiency—many clients struggle with over-reliance on “one-size-fits-all” parameters. Unser Rat: Start with the base ranges in this guide, then use our AI-driven parameter optimization tool to adjust for your specific setup (Werkzeug, Material, Maschine). It analyzes real-time data (Z.B., tool temperature, Vibration) to tweak speed/feed by 5–15%, cutting tool wear by 30% and production time by 12%. For small-batch jobs, we recommend carbide tools with flood cooling—they offer the best mix of speed and cost. As stainless steel demand grows in green energy (Z.B., wind turbine parts), mastering these parameters will only become more critical.
5. FAQ: Answers to Common Speed & Feed Questions
Q1: Can I use the same speed/feed rate for 304 Und 316 Edelstahl?
A1: 316 is harder than 304, so it needs slightly lower parameters. Reduce speed by 5–10% and feed by 10–15% when switching from 304 Zu 316. Zum Beispiel, Wenn 304 Verwendung 2,500 RPM and 70mm/min, 316 verwenden sollte 2,300 RPM and 60mm/min.
Q2: How often should I adjust speed/feed rate during a long run?
A2: Check every 2–3 hours. As the tool dulls, you may need to reduce speed by 5–10% to avoid overheating. If surface finish worsens, slow feed by 5%—this extends tool life without sacrificing too much efficiency.
Q3: Is it better to prioritize speed or feed rate for stainless steel machining?
A3: Prioritize speed first. Stainless steel’s low thermal conductivity traps heat at the tool tip—high speed (with proper cooling) moves the tool faster, reducing heat buildup. Feed rate is secondary: keep it within the base range to avoid tool stress, even if it means slightly slower production.