Drehen von Aluminium: Tipps und Techniken für eine erfolgreiche Bearbeitung

Die Grundlagen des Aluminiumdrehens

Drehen von Aluminium ist ein Verfahren zur Herstellung zylindrischer Formen aus Aluminiummaterial. Bei diesem Verfahren wird das Aluminiummaterial auf einer Drehmaschine gedreht, während Schneidwerkzeugeinsätze Material entfernen, um die gewünschte Form zu erreichen. In diesem Leitfaden befassen wir uns mit den Grundlagen des Aluminiumdrehens, einschließlich der Frage, warum es ein beliebtes Material zum Drehen ist, den Vorteilen der Verwendung einer Drehmaschine und den verschiedenen Arten von Einsätzen, die für diesen Prozess verwendet werden.

Warum ist Aluminium ein beliebter Werkstoff zum Drehen?

Aluminium ist ein leichtes, formbares und korrosionsbeständiges Material und daher eine beliebte Wahl beim Drehen. Aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften eignet sich Aluminium ideal für verschiedene Anwendungen in verschiedenen Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobil und Bauwesen. Darüber hinaus verfügt Aluminium über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, wodurch es Wärme schnell ableiten kann, was es zu einer idealen Wahl für die Herstellung von Hochleistungskomponenten macht.

Vorteile der Verwendung einer Drehmaschine zum Drehen von Aluminium

Eine Drehmaschine ist ein vielseitiges Werkzeug mit mehreren Vorteilen beim Drehen von Aluminium. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung einer Drehmaschine ist die Möglichkeit, komplexe Formen mit hoher Präzision herzustellen. Die Schneidwerkzeuge der Drehmaschine arbeiten punktgenau und sorgen für einen gleichmäßigen Materialabtrag und damit für perfekte Ergebnisse. Darüber hinaus ist die Drehmaschine einfach einzurichten, was sie zu einer zeitsparenden Option für die Herstellung von Bauteilen in großem Maßstab macht.

Verschiedene Arten von Wendeschneidplatten zum Drehen von Aluminium

Zum Drehen von Aluminium werden verschiedene Arten von Wendeschneidplatten verwendet, darunter beschichtete, unbeschichtete und spezielle Wendeschneidplatten wie z. B. diamantbestückte Wendeschneidplatten. Unbeschichtete Wendeschneidplatten sind erschwinglich und bestehen aus Hartmetallmaterialien. Beschichtete Wendeschneidplatten bestehen aus einer Beschichtungsschicht, die die Haltbarkeit verbessert und die Reibung während des Schneidvorgangs verringert. Andererseits sind diamantbestückte Wendeschneidplatten die teuersten, aber auch die haltbarsten und langlebigsten aller Wendeschneidplattentypen.

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Auswahl der richtigen Wendeschneidplattengeometrie für das Drehen von Aluminium

Neben der Auswahl des Wendeschneidplattentyps müssen bei der Auswahl der richtigen Wendeschneidplattengeometrie für das Aluminiumdrehen weitere Faktoren berücksichtigt werden. Dazu gehören Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe. Die Auswahl der richtigen Wendeschneidplattengeometrie für diese Faktoren trägt dazu bei, qualitativ hochwertige und effiziente Ergebnisse zu erzielen. Im Allgemeinen ist eine schärfere Wendeschneidplatte mit einem kleineren Spitzenradius ideal für leichte Bearbeitungsvorgänge. Im Gegensatz dazu eignet sich eine Wendeschneidplatte mit einem größeren Nasenradius und einer breiteren Schneidkante besser für schwere Zerspanungsoperationen.

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Werkzeuge und Einsätze für das Aluminiumdrehen

Beste Schneidwerkzeuge zum Drehen von Aluminium

Wenn es um Schneidwerkzeuge zum Aluminiumdrehen geht, stehen mehrere Optionen zur Verfügung. Zu den beliebtesten Werkzeugen zählen HSS-Werkzeuge (Schnellarbeitsstahl), Hartmetallwerkzeuge und Diamantwerkzeuge. Hartmetall wird aufgrund seiner überlegenen Härte und seiner Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, am häufigsten verwendet. Darüber hinaus erzeugen Hartmetallwerkzeuge glatte, hochwertige Oberflächen und können für verschiedene Vorgänge wie Bohren, Drehen und Fräsen verwendet werden.

Auswahl der geeigneten Fräse oder Drehmaschine zum Drehen von Aluminium

Um optimale Ergebnisse zu erzielen, ist die Auswahl der geeigneten Fräse oder Drehmaschine für das Aluminiumdrehen von entscheidender Bedeutung. Zu den wichtigsten zu berücksichtigenden Faktoren gehören die Größe des Werkstücks, die gewünschten Toleranzen und die Komplexität des Teils. Wenn Präzision von entscheidender Bedeutung ist, ist möglicherweise eine CNC-Maschine zu bevorzugen, da diese problemlos komplexe und genaue Schnitte bewältigen kann. Darüber hinaus sollte die Maschine über eine ausreichende Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) verfügen, um einen effizienten Materialabtrag zu ermöglichen.

Empfohlene Oberflächenbeschaffenheit für das Drehen von Aluminium

Das Erreichen einer hochwertigen Oberfläche ist eines der Hauptziele jedes Aluminiumdrehprozesses. Eine feine Oberflächenbeschaffenheit verbessert nicht nur das Erscheinungsbild des Teils, sondern erhöht auch seine Funktionalität. Zu den empfohlenen Oberflächengüten für das Aluminiumdrehen gehören Rauheitswerte von 1,2 und 3,2 Mikrometer (Ra). Für bestimmte Anwendungen kann eine Hochglanzoberfläche erwünscht sein, die eine präzisere Werkzeug- und Bearbeitungstechnik erfordert.

CNC-Technologie und Aluminiumdrehen

Die CNC-Technologie hat das Drehen von Aluminium revolutioniert, indem sie eine höhere Präzision und schnellere Produktionszeiten ermöglicht. CNC-Maschinen kann so programmiert werden, dass komplexe Vorgänge mit minimalem menschlichen Eingriff ausgeführt werden, was konsistente Ergebnisse gewährleistet und die Fehlerwahrscheinlichkeit verringert. Darüber hinaus können CNC-Maschinen große Materialmengen verarbeiten und eignen sich daher ideal für Produktionsläufe mit hohen Stückzahlen.

Überlegungen zur Verwendung von Wendeschneidwerkzeugen zum Drehen von Aluminium

Wendeschneidwerkzeuge sind eine kostengünstige Möglichkeit, beim Aluminiumdrehen präzise Schnitte zu erzielen. Bei der Verwendung von indexierbaren Werkzeugen sind jedoch mehrere Überlegungen zu berücksichtigen. Die erste besteht darin, die passenden Einsätze für den Schnitttyp auszuwählen. Darüber hinaus ist darauf zu achten, dass die Wendeschneidplatten sicher am Werkzeughalter befestigt sind, um ein Verrutschen während der Bearbeitung zu verhindern. Schließlich ist es wichtig, den Werkzeugverschleiß zu überwachen und bei Bedarf Einsätze auszutauschen, um Genauigkeit und Konsistenz aufrechtzuerhalten.

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Optimierung der Drehtechniken für Aluminium

Schlüsselfaktoren, die die Bearbeitbarkeit von Aluminiumlegierungen beeinflussen

Mehrere Faktoren können sich darauf auswirken Bearbeitbarkeit von Aluminium Legierungen, einschließlich ihrer Zusammensetzung, Mikrostruktur und Härte. Die Zusammensetzung der Designlegierung hat einen erheblichen Einfluss auf die Bearbeitbarkeit, da bestimmte Legierungselemente wie Silizium und Magnesium diese je nach Konzentration verbessern oder verringern können. Auch die Mikrostruktur der Legierung beeinflusst die Bearbeitbarkeit, da eine kleinere Korngröße zu einer besseren Bearbeitbarkeit führt. Darüber hinaus ist die Härte der Legierung umgekehrt proportional zur Bearbeitbarkeit, wobei weichere Legierungen besser bearbeitbar sind als komplexere Legierungen.

Empfohlene Geschwindigkeiten und Vorschübe für die Bearbeitung von Aluminium

Die empfohlenen Geschwindigkeiten und Vorschübe für die Bearbeitung von Aluminium hängen von mehreren Faktoren ab, darunter der Art der Aluminiumlegierung, der Werkzeugmaschinengeometrie, den Schneidwerkzeugmaterialien und den Schnittparametern. Im Allgemeinen wird die Spindeldrehzahl erhöht und erhöht Vorschubgeschwindigkeit kann die Produktivität und den Materialabtrag verbessern. Diese Parameter müssen jedoch ausgewogen sein, um Werkzeugbruch oder übermäßige Wärmeentwicklung zu vermeiden. Beispielsweise liegt eine typische Schnittgeschwindigkeit für 6061-T6-Aluminium bei etwa 800–1000 SFM, mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,005–0,007 Zoll pro Zahn.

Wie Schneidflüssigkeiten die Leistung beim Aluminiumdrehen verbessern

Schneidflüssigkeiten wie Kühl- und Schmiermittel sind für die Verbesserung der Leistung von Aluminiumdrehprozessen von entscheidender Bedeutung. Diese Flüssigkeiten tragen dazu bei, die bei der Bearbeitung entstehende Wärme abzuleiten, was zu einer längeren Werkzeuglebensdauer und einer höheren Oberflächenqualität führt. Darüber hinaus können Schneidflüssigkeiten das Werkzeug schmieren und so Reibung und Verschleiß verringern. Die richtige Auswahl der Schneidflüssigkeiten basierend auf der Art der Aluminiumlegierung und den Schneidparametern kann die Bearbeitungseffizienz und -qualität erheblich verbessern.

Tipps zur Vermeidung von Hitzestau beim Aluminiumdrehen

Um beim Aluminiumdrehen eine hochwertige Oberflächengüte zu erzielen, ist die Vermeidung von Wärmestau von entscheidender Bedeutung. Hitze kann zu thermischen Verformungen im Material führen, was zu Maßungenauigkeiten, Oberflächenfehlern und Werkzeugausfällen führt. Um einen Wärmestau zu verhindern, können verschiedene Techniken eingesetzt werden, darunter die Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit und die Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit, um die Kontaktzeit des Schnitts mit dem Material zu minimieren. Darüber hinaus können Hochdruck-Kühlmittelsysteme zur Wärmeableitung beitragen und gleichzeitig eine ordnungsgemäße Spanabfuhr aus der Schneidzone gewährleisten.

Techniken zur Erzielung einer hochwertigen Oberflächengüte beim Drehen von Aluminium

Beim Drehen von Aluminium erfordert die Erzielung einer hochwertigen Oberflächengüte sorgfältige Schnittparameter und die Kontrolle der Werkzeuggeometrie. Die Oberflächenbeschaffenheit des Materials hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Schärfe des Schneidwerkzeugs, der Vorschubgeschwindigkeit und der Spindeldrehzahl. Durch die richtige Auswahl der Schnittparameter kann das Rattern des Werkzeugs, das zu Oberflächenfehlern führen kann, minimiert werden. Darüber hinaus können Schneidwerkzeuge mit einem kleinen Spitzenradius die Kontaktfläche des Werkzeugs mit dem Material verringern, was zu einer verbesserten Oberflächenqualität führt. Schließlich kann der Einsatz eines Hochdruckkühlsystems die Spanabfuhr verbessern und dazu beitragen, einen Wärmestau zu verhindern, was zu einer besseren Oberflächengüte führt.

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Fehlerbehebung und häufige Probleme beim Drehen von Aluminium

Hauptschnittkräfte beim Aluminiumdrehen

Beim Drehen von Aluminium entstehen im Bearbeitungsprozess drei Hauptschnittkräfte: Scherkraft, Radialkraft und Normalkraft. Scherkraft ist die Hauptkraft, die das Material schneidet und eine Verformung verursacht. Radialkraft ist die Kraft, die den Stoff vom Schneidwerkzeug wegdrückt. Normalkraft ist die Kraft, die das Gerät gegen das Werkstück drückt. Diese Kräfte können Probleme wie Werkzeugverschleiß, Vibration, Rattern, Durchbiegung und thermische Verformung verursachen.

Effizientes Management von Gummispänen beim Aluminiumdrehen

Gummispäne sind eine der größten Herausforderungen beim Aluminiumdrehen. Gummispäne sind verstopfte Späne, die am Schneidwerkzeug haften bleiben und zu Durchbiegungen und Brüchen des Werkzeugs führen. Um klebrige Späne effektiv zu bekämpfen, ist es wichtig, Schneidflüssigkeiten zu verwenden, die zur Schmierung und Kühlung der Schneidzone beitragen können. Der Einsatz von wasserlöslichen Schneidflüssigkeiten wie Emulsionen, synthetischen und halbsynthetischen Flüssigkeiten kann die Spanabfuhr verbessern und das Anhaften von Spänen am Werkzeug verhindern.

Maßnahmen zur Vermeidung von Aufbauschneidenbildung beim Aluminiumdrehen

Aufbauschneidenbildung (BUE) ist ein häufiges Problem, das beim Drehen von Aluminium auftritt. BUE ist ein Zustand, bei dem sich Material auf der Spanfläche des Schneidwerkzeugs ansammelt und Spanverschweißungen und Verformungen verursacht. Um die Bildung von BUE zu verhindern, ist die Auswahl geeigneter Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe von entscheidender Bedeutung, um die Kontaktzeit zwischen Werkzeug und Werkstück zu minimieren. Darüber hinaus kann die Verwendung scharfer Schneidwerkzeuge auch dazu beitragen, die Bildung von BUE zu vermeiden.

Empfohlene Strategien zum Umgang mit Spanschweißen und Werkzeugschäden beim Aluminiumdrehen

Spanschweißen und Werkzeugschäden sind zwei der größten Probleme beim Aluminiumdrehen. Beim Spanschweißen verschweißen sich Aluminiumspäne mit der Werkzeugspitze, was zu Schäden und Leistungseinbußen führt. Um Spanschweißungen zu vermeiden, ist die Auswahl der richtigen Schnittparameter, einschließlich Werkzeuggeometrie, Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit, von entscheidender Bedeutung. Im Falle eines Werkzeugschadens ist der Wechsel auf ein neues Werkzeug oder eine Änderung der Schnittbedingungen zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer erforderlich.

Auswahl der richtigen Schnittparameter zur Bewältigung der Herausforderungen beim Aluminiumdrehen

Die Auswahl der richtigen Schnittparameter ist entscheidend für eine erfolgreiche Aluminiumbearbeitung. Zu den Schnittparametern gehören Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe und Vorschub. Die richtige Auswahl dieser Parameter kann dazu beitragen, Werkzeugschäden zu vermeiden, Vibrationen zu reduzieren und die Produktivität zu steigern. Die Schnittgeschwindigkeit sollte hoch genug sein, um die Bildung von BUE zu vermeiden, aber nicht zu hoch, um eine Überhitzung zu verhindern. Die Schnitttiefe sollte maximiert werden, um die Produktivität zu steigern, die Vorschubgeschwindigkeit sollte jedoch moderiert werden, um Spanschweißungen und Brüche zu vermeiden.

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Zukünftige Trends und Innovationen beim Aluminiumdrehen

Fortschritte bei Werkzeugbeschichtungen

Der Einsatz von Werkzeugbeschichtungen ist ein wesentlicher Aspekt zur Verbesserung der Aluminiumdrehbearbeitung. Die PVD-Beschichtung (Physical Vapour Deposition) ist derzeit die beliebteste Art der Werkzeugbeschichtung und sorgt für eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine verringerte Reibung bei Schneidwerkzeugen. Jüngste Fortschritte in der Werkzeugbeschichtungstechnologie haben jedoch zur Entwicklung neuer Beschichtungen geführt, die eine verbesserte Leistung bieten. Eine dieser Beschichtungen ist CVD (chemische Gasphasenabscheidung), die eine hervorragende Haltbarkeit und Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Verschleiß bietet.

Anwendung von Hochgeschwindigkeitsbearbeitungstechniken

Bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung handelt es sich um eine Technologie, die hohe Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe nutzt, um Material vom Werkstück abzutragen. Die Anwendung dieser Technologie beim Aluminiumdrehen kann zu einer höheren Produktivität, kürzeren Zykluszeiten und einer verbesserten Oberflächengüte führen. Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert Schneidwerkzeuge mit hohen Drehzahlen und verbesserten Werkzeuggeometrien. Schneidwerkzeuge aus fortschrittlichen Materialien wie Hartmetall, Keramik und polykristallinem Diamant werden bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eingesetzt, um die Effizienz zu maximieren und die Bearbeitungszeit zu verkürzen.

Neue Technologien in der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) hat die Fertigungsindustrie revolutioniert, darunter auch das Drehen von Aluminium. Fortschritte in CNC-Bearbeitung Die Technologie hat zur Entwicklung neuer, innovativer Techniken geführt, die die Leistung des Prozesses verbessern. Eine dieser Technologien ist die adaptive Steuerung, bei der es sich um eine Rückkopplungsschleife handelt, die die Schnittbedingungen als Reaktion auf Änderungen im Werkstück anpasst. Eine weitere neue Technologie ist die virtuelle Bearbeitung, die es Ingenieuren ermöglicht, den Bearbeitungsprozess vor der Implementierung zu simulieren, was zu einer verbesserten Werkzeuglebensdauer und einer kürzeren Produktionszeit führt.

Neueste Entwicklungen bei Einlegematerialien

Die Maximierung der Werkzeugstandzeit beim Aluminiumdrehen ist entscheidend für die Kostensenkung und Produktivitätssteigerung. Einlagenmaterialien spielen bei der Erreichung dieses Ziels eine entscheidende Rolle. Zu den jüngsten Entwicklungen bei Einsatzmaterialien gehören neue Beschichtungen, verbesserte Werkzeuggeometrien und fortschrittliche Herstellungsverfahren. Ein solches Material sind Keramikeinsätze, die eine hohe Verschleißfestigkeit und eine hervorragende Oberflächengüte bieten. Zu den weiteren fortschrittlichen Materialien gehören Wendeschneidplatten aus kubischem Bornitrid (CBN) und polykristallinem Diamant (PCD), die eine außergewöhnliche Leistung bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung bieten.

Integration der Automatisierung für mehr Produktivität

Automatisierung ist ein wachsender Trend in der Fertigungsindustrie, einschließlich der Aluminiumdrehindustrie. Die Integration von Automatisierungssystemen in Aluminiumdrehvorgänge kann zu einer höheren Produktivität, kürzeren Zykluszeiten und einer verbesserten Qualitätskonsistenz führen. Automatisierungssysteme können Aufgaben wie Werkzeugwechsel, Werkstückhandhabung sowie Messung und Inspektion ausführen, wodurch der Bedarf an manueller Arbeit reduziert und die Effizienz des Prozesses erhöht wird. Darüber hinaus können Automatisierungssysteme 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche betrieben werden, was zu einer höheren Produktion und geringeren Ausfallzeiten führt.

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Häufig gestellte Fragen

F: Warum unterscheidet sich das Drehen von Aluminium von anderen Bearbeitungsarten?

A: Das Drehen von Aluminium unterscheidet sich von anderen Bearbeitungsarten, da Aluminium ein Nichteisenmaterial ist, das im Vergleich zu Eisenmaterialien wie Stahl andere Techniken und Werkzeuge erfordert.

F: Welche Tipps gibt es für erfolgreiches Aluminiumdrehen?

A: Einige Tipps für ein erfolgreiches Aluminiumdrehen umfassen die Verwendung der richtigen Schneidwerkzeuggeometrie, die Auswahl der richtigen Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit, die Verwendung von Schneidflüssigkeiten zur Wärmeableitung und die Auswahl geeigneter Materialien wie Hartmetall- oder Hartmetalleinsätze.

F: Wie wirkt sich die Wahl des Schneidwerkzeugs auf das Drehen von Aluminium aus?

A: Die Wahl des Schneidwerkzeugs, beispielsweise die Art der Wendeschneidplatte und ihre Geometrie, kann die Leistung beim Aluminiumdrehen erheblich beeinflussen. Unterschiedliche Werkzeuge sind für bestimmte Anwendungen konzipiert und können sich auf die Oberflächenbeschaffenheit, die Werkzeuglebensdauer und die Materialabtragsraten auswirken.

F: Welche Vorteile bietet die Verwendung von Hartmetalleinsätzen beim Drehen von Aluminium?

A: Hartmetalleinsätze werden aufgrund ihrer hervorragenden Hitzebeständigkeit, Härte und Fähigkeit, scharfe Schneidkanten beizubehalten, häufig zum Drehen von Aluminium verwendet. Sie sind außerdem für ihre hohen Schnittgeschwindigkeiten und Materialabtragsraten bekannt.

F: Welche Rolle spielen Schneidflüssigkeiten beim Aluminiumdrehen?

A: Schneidflüssigkeiten wie Kühlmittel werden beim Aluminiumdrehen verwendet, um das Schneidwerkzeug zu schmieren, das Werkstück zu kühlen und die Aluminiumspäne abzuspülen. Sie tragen außerdem dazu bei, den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Oberflächengüte zu verbessern.

F: Wie wirken sich Schnittgeschwindigkeit und Vorschub auf das Drehen von Aluminium aus?

A: Schnittgeschwindigkeit und Vorschub sind entscheidende Parameter beim Aluminiumdrehen. Die Schnittgeschwindigkeit bestimmt die Kontaktgeschwindigkeit der Schneidkante mit dem Werkstück, während die Vorschubgeschwindigkeit die Geschwindigkeit steuert, mit der Material abgetragen wird. Optimale Werte für diese Parameter hängen von Faktoren wie der Werkzeuggeometrie, dem Werkstückmaterial und der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit ab.

F: Welche Wendeplattengeometrie wird zum Drehen von Aluminium empfohlen?

A: Die Wahl der Einsatzgeometrie hängt von der spezifischen Anwendung und dem gewünschten Ergebnis ab. Beim Drehen von Aluminium werden jedoch im Allgemeinen Wendeschneidplatten mit positiven Spanwinkeln und scharfen Schneidkanten bevorzugt, da sie dazu beitragen, die Schnittkräfte zu reduzieren und die Spankontrolle zu verbessern.

F: Kann ich dieselben Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung verschiedener Aluminiumlegierungen verwenden?

A: Während einige Schneidwerkzeuge möglicherweise für die Bearbeitung mehrerer Aluminiumlegierungen geeignet sind, wird im Allgemeinen die Auswahl von Werkzeugen empfohlen, die speziell für die Legierung entwickelt wurden, mit der Sie arbeiten. Aluminiumlegierungen können unterschiedliche Härte, Wärmeleitfähigkeit und andere Eigenschaften aufweisen, die sich auf die Leistung und Lebensdauer des Werkzeugs auswirken.

F: Wie kann ich die Oberflächengüte beim Drehen von Aluminium verbessern?

A: Um die Oberflächengüte beim Drehen von Aluminium zu verbessern, können Sie die Schnittparameter optimieren, indem Sie beispielsweise die Schnitttiefe reduzieren und niedrigere Vorschübe verwenden. Darüber hinaus können die Verwendung scharfer Schneidwerkzeuge, die Wahl der geeigneten Wendeschneidplattenbeschichtung und die Sicherstellung der richtigen Werkzeugeinstellung ebenfalls zu einer besseren Oberflächengüte beitragen.