Viele Maschinen verfügen über leistungsstarke Kühlsysteme, doch wenn der Kühlmittelstrahl falsch ausgerichtet ist, erreicht er nicht die Stelle, an der die Wärme tatsächlich entsteht. 

Wer die CNC-Kühlung wirklich optimieren möchte, muss verstehen, wo beim Fräsen die größte thermische Belastung entsteht und wie der Kühlmittelstrahl diese Zone erreichen kann. 

Wo entsteht die Wärme beim Fräsen?

Beim Fräsen entsteht die meiste Wärme nicht direkt im Werkzeugkörper, sondern in einem sehr kleinen Bereich: der Spanwurzel.

Die Spanwurzel ist der Punkt, an dem sich der Span vom Werkstück ablöst. Genau hier entstehen durch plastische Verformung und Reibung enorme Temperaturen. 

Wenn diese Wärme nicht schnell genug abgeführt wird, kann das mehrere negative Folgen haben:

• erhöhter Werkzeugverschleiß
• Mikroausbrüche an der Schneidkante
• thermische Risse
• schlechtere Oberflächenqualität
• instabile Bearbeitungsprozesse

Die wichtigste Aufgabe des Kühlmittels ist daher klar:

Es muss direkt in die Spanwurzel gelangen.

Der optimale Kühlwinkel beim Fräsen

Damit der Kühlmittelstrahl diese Zone erreicht, muss er seitlich in die Spanwurzel eindringen.

Der optimale Kühlwinkel liegt typischerweise zwischen 20° und 45° zur Schneidkante

Dieser Winkel hat sich in der Praxis bewährt, weil der Kühlmittelstrahl so unter den Span gelangen kann, ohne vom Span abgelenkt zu werden.

Wenn der Kühlmittelstrahl korrekt ausgerichtet ist, ergeben sich mehrere Vorteile gleichzeitig:

• direkte Kühlung der Reibzone
• stabilere Werkzeugtemperatur
• verbesserte Spanbildung
• höhere Werkzeugstandzeit

Was passiert bei falschem Kühlwinkel?

Schon kleine Abweichungen können die Wirkung der Kühlung deutlich verschlechtern.

Bereits 10° zu flach oder zu steil können dazu führen, dass der Kühlmittelstrahl seine Wirkung verliert.

Typische Folgen sind:

• Ablenkung des Kühlmittelstrahls
• Energieverlust des Strahls
• ungleichmäßige Temperaturverteilung
• instabile Bearbeitungsprozesse
• bis zu 70% geringe Werkzeugstandzeit

Fazit

Beim Fräsen reicht es nicht aus, einfach viel Kühlmittel einzusetzen. Entscheidend ist, in welchem Winkel der Kühlmittelstrahl auf die Schneide trifft.

Der optimale Kühlwinkel liegt zwischen:

• 20° und 45° zur Schneidkante

Schon kleine Abweichungen können dazu führen, dass der Kühlmittelstrahl seine Wirkung verliert und die Temperaturführung instabil wird.

Deshalb gilt:

Wer Fräsen ernst nimmt, nimmt auch den Kühlmittelwinkel ernst.