CNC-Werkzeugmaschinen – Kennen Sie die richtigen Werkzeuge für die CNC-Bearbeitung

Die Computerisierung hat Einzug in verschiedene Fertigungsmaschinen gehalten, ihre Integration in Bearbeitungssysteme war jedoch, gelinde gesagt, revolutionär. Dank der Magie der CNC-Bearbeitung können Sie jetzt komplizierte und präzise Komponenten mit beschleunigter Geschwindigkeit herstellen.

Was sind CNC-Maschine Werkzeuge

CNC-Werkzeugmaschinen sind speziell entwickelte Geräte, die auf der Spindel computergesteuerter Schneidemaschinen montiert sind und die Aufgabe haben, komplizierte Teile herzustellen. Sie können diese Werkzeuge anweisen, Ihr Werkstück auf eine bestimmte Art und Weise zu bearbeiten, indem Sie die Steuerplatine Ihrer Maschine programmieren.

Vorteile der Verwendung von CNC-Werkzeugmaschinen

Die Integration der CNC-Technologie in Bearbeitungsvorgänge hat sich als großer Schritt in Richtung Fertigungsexzellenz erwiesen. Hier sind 10 Gründe, warum Sie manuelle Bearbeitungswerkzeuge zugunsten von CNC-Bearbeitungswerkzeugen aufgeben sollten.

• Hohe Präzision: Die Platzierungs- und Schneidvorgänge dieser Werkzeuge werden durch vorprogrammierte Anweisungen gesteuert. Dies garantiert präzise Teile ohne das Risiko von Unvollkommenheiten.
• Komplexe Komponentenfertigung: Wenn Sie eine manuelle Werkzeugmaschine verwenden, sind Ihre Möglichkeiten, komplexe Teile wie Autoteile herzustellen, möglicherweise eingeschränkt. Mit einem CNC-Bearbeitungswerkzeug können Sie jedoch problemlos komplexe Teile mit präzisen Abmessungen herstellen.
• Reduzierte Arbeitskosten: Durch die Automatisierung dieser Werkzeuge benötigen Sie für die Bearbeitung Ihrer Werkstücke nicht mehr mehrere Bediener. Dadurch sparen Sie letztendlich einen erheblichen Teil der Gehälter und Löhne ein.
• Erhöhte Produktivität: Mit CNC-Stanzmaschinen können Sie komplexe Komponenten kontinuierlich und mit minimalen Unterbrechungen oder Ausfällen herstellen. Das bedeutet, dass Sie mehr Teile in deutlich kürzerer Zeit produzieren können.
• Reduzierte Verschwendung: Durch die präzise Bearbeitung computergesteuerter Schneidwerkzeuge wird sichergestellt, dass nur die unerwünschten Teile eines Werkstücks abgetrennt werden. Dadurch stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Ressourcen optimal nutzen und somit Verluste vermeiden.
• Erhöhte Sicherheit: Bearbeitungswerkzeuge können scharf sein und es besteht die Gefahr unbeabsichtigter Verletzungen. Bei CNC-Maschinen interagieren Sie jedoch kaum mit dem Schneidwerkzeug, wodurch das Risiko beispielloser Verletzungen vermieden wird.
• Datenverfolgung: Durch die Computerisierung von Bearbeitungsvorgängen können Sie Daten über die Effizienz Ihrer Maschine und ihrer Prozesse sammeln.
• Langfristige finanzielle Vorteile: Mit automatisierten Bearbeitungswerkzeugen können Sie mehr Teile produzieren und gleichzeitig Ihr Arbeitsbudget senken. Dies führt letztendlich zu geringeren Betriebskosten.

Liste der CNC-Werkzeugmaschinentypen

Die Bearbeitungsvorgänge reichen vom Plandrehen zylindrischer Werkstücke bis zum Schneiden durch harte Materialien wie Eisenbleche. Dies erfordert unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge, und wenn Sie auf der Suche nach CNC-Maschinenschneidewerkzeugen sind, werden Sie hier fündig.

CNC-Fräswerkzeuge

Hierbei handelt es sich um Werkzeuge, die auf computergesteuerten Fräseinheiten montiert sind und die Aufgabe haben, Löcher, Flächen und bestimmte Formen auf Ihren Werkstücken zu erzeugen. Mit einer CNC-Fräsmaschine können Sie dank der Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen, die sie unterstützt, unterschiedliche Formen und Muster in Ihre Rohprodukte einarbeiten. Zu diesen Tools gehören:

• Schaftfräser: Diese Fräser sind mit zahlreichen Schneidkanten ausgestattet, was den Einsatz sowohl beim seitlichen Schneiden als auch beim Eintauchen ermöglicht. Ihre Schneidkanten finden Sie sowohl an der Spitze als auch an der Peripherie. Verschiedene Schaftfräser werden mit unterschiedlicher Anzahl von Spannuten hergestellt und weiter unterteilt in:
  • Flachfräser
  • Bull-Schaftfräser
  • Kugelkopffräser
  • Vierkant-Schaftfräser
  • Konische Schaftfräser

• Gewindefräser: Diese Fräser haben die Aufgabe, bestimmte Gewindeformen in Ihr Werkstück einzuarbeiten. Dies erreichen sie mithilfe eines Revolverfräsers, dessen Nutdesign auf eine bestimmte Gewindeform zugeschnitten ist. Mit einem CNC-Gewindefräser können Sie an jedem Werkstück komplizierte Außen- oder Innengewinde fräsen.

• Brammenwalzwerke: Diese Fräser sind maßgeschneidert für das Oberflächenschneiden, insbesondere für relativ große und flache Werkstücke. Sie sind typischerweise scheibenförmig und an der Seitenlinie sind Zähne eingraviert, wodurch sie tiefere und breitere Schnitte ausführen können. Wenn Sie auf der Suche nach einem Brammenwalzwerk sind, haben Sie die Wahl zwischen:
  • Walzwerke für einfache Brammen
  • Grobbrammenwalzwerke

• Hohlmühlen: Diese Spezialfräser sind maßgeschneidert für das Fräsen von Innentaschen und Radien an Ihrem Werkstück. So führen sie ihre Bearbeitungsvorgänge von innen nach außen durch. Sie sind im Wesentlichen rohrförmig und ihre Schneidkanten sind in den Innendurchmesser des Rohrs eingebettet.

• Planfräser: Diese Fräser werden für die Qualität der flachen und glatten Oberflächen geschätzt, die sie auf Ihrem Werkstück hinterlassen. Sie verfügen über charakteristische größere Durchmesser und Sie können die Schneidkanten wechseln.

• Fliegenschneider: Diese CNC-Fräser werden mit austauschbaren Schneidstücken geliefert und eignen sich daher ideal zum Planschneiden. Beim Fräsen mit fliegenden Fräsern können Sie die radiale Positionierung des Körpers anpassen, um sicherzustellen, dass Ihr Endprodukt den idealen Durchmesser hat. Sie werden vor allem zur Bearbeitung vergleichsweise großer Werkstücke eingesetzt.

• Reibahlen: Hierbei handelt es sich um spezielle Fräser, die auf die Feinabstimmung der Oberflächenbeschaffenheit und Durchmessergröße Ihres Werkstücks spezialisiert sind. Sie extrahieren vergleichsweise kleinere Späne aus vorgebohrten Hohlräumen und stellen so sicher, dass Ihr Werkstück perfekte zylindrische Löcher aufweist. Es gibt sie in folgenden Sorten:
  • Spannreibahlen
  • Schalenreibahlen
  • Einstellbare Reibahlen
  • Kegelstiftreibahlen

• Seitenschneider: Diese Spezialfräser werden vor allem beim Konturieren und Nutenfräsen eingesetzt, da sie die Seiten Ihres Werkstücks bearbeiten. Es gibt sie in verschiedenen Formen:
  • Glatter Seitenschneider
  • Versetzte Zahnfräser

Bohren Werkzeuge

Eine der bekanntesten Methoden zur Erzeugung von Hohlräumen oder Löchern in harten Gegenständen ist das Bohren. Sie können Ihre CNC-Maschine mit verschiedenen Arten von Bohrern ausrüsten, um sicherzustellen, dass Ihr Werkstück präzise und glatt bearbeitete Hohlräume hinterlässt. Sie können sich für eines der folgenden Bohrwerkzeuge entscheiden:

• Spiralbohrwerkzeuge: Besonders hervorzuheben sind Spiralbohrer, da sie den entstehenden Bohrschutt entfernen können, ohne den Bohrvorgang zu unterbrechen. Dies wird durch die im Bohrerkörper eingebetteten Spiralnuten ermöglicht. Diese Bohrer werden häufig aus Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl hergestellt.

• Auswerferbohrwerkzeuge: Diese CNC-Bohrer sind in erster Linie darauf spezialisiert, große Löcher oder Hohlräume zu erzeugen, weshalb sie mit vergleichsweise längeren Körpern ausgestattet sind. Dank ihrer Nutenkonfiguration sind sie in der Lage, die abgesaugten Späne während des Bohrens zu entfernen.

• Zentrierbohrwerkzeuge: Diese Bohrwerkzeuge werden hauptsächlich zum Erstellen von Führungspunkten oder flachen Hohlräumen verwendet, die Ihre Spiral- oder Auswerferbohrer führen. Dieses Loch wird üblicherweise als Pilotloch bezeichnet und ist für die Schaffung eines Ausgangspunkts für andere Bearbeitungsvorgänge unerlässlich. Zentrierbohrer erkennt man leicht an ihrem kurzen, aber spitzen Ende.

CNC-Bohrwerkzeuge

Diese Werkzeuge werden typischerweise zur Verfeinerung der Bearbeitungsvorgänge typischer Bohrer eingesetzt. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Oberfläche der durch Ihr Bohrwerkzeug entstandenen Hohlräume zu dimensionieren oder zu glätten. Sie verwenden einen Einpunktfräser und erfüllen ihre Aufgabe, indem sie eine Bohrstange in Ihr Werkstück drehen.

CNC-Anfaswerkzeuge

Anfaswerkzeuge sind in erster Linie dafür verantwortlich, das ästhetische Profil Ihres Werkstücks zu verschönern oder zu verbessern. Sie können sie jedoch nutzen, um scharfe Kanten zu überwinden oder glatte Montagepunkte zu schaffen. Mit einem CNC-Anfasfräser können Sie Ihr Metall- oder Holzwerkstück ganz einfach mit abgeschrägten Kanten gestalten.

CNC-Rändelwerkzeuge

Das Rändeln ist ein wesentlicher Herstellungsprozess bei zylindrischen Bauteilen. Mit CNC-Rändelwerkzeugen können Sie die Griffigkeit Ihrer Teile verbessern, indem Sie strukturierte Muster in deren Oberfläche einbetten. Ein typisches Rändelwerkzeug verfügt über ein Rad, dessen Außenseite mit einzigartigen Mustern graviert ist, die in Ihr Werkstück eingeprägt werden.

CNC-Trennwerkzeuge

Diese Werkzeuge sind für ihre Fähigkeit bekannt, einen Teil Ihres Werkstücks aus seinem ursprünglichen Rohprodukt zu zerlegen. Sie können sie jedoch auch nutzen, um Nuten in Ihr Werkstück zu erzeugen. Ihre Zusammensetzung stellt eine gerade und scharfe Schneidklinge dar, die Ihre CNC-Maschine automatisch anweist, Ihr Werkstück radial zu schneiden.

CNC-Schleifwerkzeuge

Durch die Montage von Schleifwerkzeugen an Ihrer CNC-Maschine können Sie die Abmessungen, die Form oder die Oberflächenbeschaffenheit Ihres Werkstücks individuell anpassen. Denn diese Werkzeuge extrahieren präzise Materialmengen aus Ihren Produkten, um glatte Oberflächen zu erzeugen, Kanten zu schärfen oder Ihre Werkstücke zu formen. Sie können eines der folgenden CNC-Schleifwerkzeuge verwenden:

• Schleifsteine
• Schleifscheiben
• Schleifbänder

Beste Materialien für die Herstellung von CNC-Werkzeugmaschinen

Bei der Auswahl eines Schneidwerkzeugs für Ihre CNC-Maschine sollte das Konstruktionsmaterial einer der ersten Faktoren sein, die Sie bewerten. Denn das Material hat großen Einfluss auf die Eignung für unterschiedliche Werkstückmaterialien und die Lebensdauer. Im Folgenden bewerten wir einige der besten Materialien für Ihre CNC-Fräsmaschine.

· Hochgeschwindigkeitsstahl

Schnellarbeitsstahl ist das bevorzugte Material für die Herstellung von Schneidwerkzeugen für anspruchsvolle Zerspanungsvorgänge. Die Zusammensetzung dieses Materials besteht aus Stahl, Molybdän und Wolfram, die alle zu seiner Härte beitragen. Schnellarbeitsstahl zeichnet sich außerdem durch eine hervorragende thermische Stabilität aus, was sich in seinem hohen Schmelzpunkt von 600 °C zeigt. Dadurch eignet es sich hervorragend für die Bearbeitung von gehärteten Materialien im Dauerbetrieb mit hohen Geschwindigkeiten.

· Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist ein Material, das wegen seiner geringen Abrieb- oder Verschleißneigung und seines vergleichsweise niedrigeren Preises geschätzt wird. Seine überzeugenden Eigenschaften erhält das robuste Material durch die hochwertigen Komponenten, auf denen es basiert. Dazu gehören Kohlenstoff, Silizium und Mangan.

Mit Bearbeitungswerkzeugen aus Kohlenstoffstahl können Sie leichte Bauteile nur bei relativ niedrigen Temperaturen bearbeiten. Bearbeitungsvorgänge bei Temperaturen über 200 °C können zum Schmelzen Ihres Schneidwerkzeugs führen.

· Schneiden von Keramik

Im Vergleich zu anderen Materialien ist Schneidkeramik hinsichtlich der Härte überlegen. Dadurch zeichnen sie sich durch eine außergewöhnliche Hitze- und Korrosionsbeständigkeit aus, was sie zur idealen Lösung für die Bearbeitung starrer Werkstücke macht. Bevor Sie sich für dieses Material entscheiden, müssen Sie jedoch bedenken, dass es recht spröde ist und bei Stoßbelastungen abplatzen kann.

· Hartmetalle

Bearbeitungswerkzeuge aus Hartmetall haben eines gemeinsam. Sie sind äußerst verschleißfest und werden daher vor allem zur Bearbeitung gehärteter Werkstücke eingesetzt. Sie zeichnen sich außerdem durch eine außergewöhnliche Hitzebeständigkeit aus, die durch ihre Zusammensetzung bedingt ist. Die meisten Hartmetalle haben eine Kobalt- oder Titanbasis, ergänzt durch Wolframkarbidkörner.

· Kubisches Bornitrid

Fräs-, Bohr- und Drehwerkzeuge aus kubischem Bornitrid spielen aufgrund der unvergleichlichen Härte dieses Materials eine herausragende Rolle in CNC-Maschinen. Dieses Material wird unter hohen Temperaturen hergestellt und verleiht seinen Kristallen dadurch eine robuste Struktur. Mit CBN-Bearbeitungswerkzeugen können Sie Teile aus Superlegierungen und gehärtetem Stahl bearbeiten.

· Diamant

In den letzten Jahren hat der Einsatz von Diamanten zur Herstellung robuster Bearbeitungswerkzeuge zum Schneiden extrem gehärteter Werkstücke stark zugenommen. Dieses Material wird typischerweise durch chemische Gasphasenabscheidung hergestellt und weist daher eine unübertroffene Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität auf. Der Kauf von Diamantbearbeitungswerkzeugen wie Diamantbohrkronen ist jedoch teurer.

Beschichtungsmaterialien für CNC-Schneidwerkzeuge

Die meisten Materialien, aus denen die Basis Ihres Schneidwerkzeugs besteht, zeichnen sich durch beeindruckende Eigenschaften wie Härte und thermische Stabilität aus. Sie weichen jedoch in bestimmten Merkmalen von der Norm ab, so dass ein zusätzlicher Anstrich erforderlich ist. Der Mantel kann aus folgenden Materialien hergestellt werden:

· Titannitrid

Seit jeher wird Titannitrid in großem Umfang zur Verstärkung von Schneidwerkzeugen eingesetzt, insbesondere von Schneidwerkzeugen, die in der Schwerzerspanung eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass diese Beschichtung eine enorme Härte aufweist, was sich in einem höheren Anti-Abrieb-Profil niederschlägt. Die Verwendung von mit TiN beschichteten Bearbeitungswerkzeugen verhindert außerdem, dass die entfernten Werkstückfragmente an Ihrem Fräser haften bleiben.

· Chromnitrid

Chromnitrid eignet sich erfolgreich für Schneidwerkzeuge, bei denen die chemische Beständigkeit im Vordergrund steht, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen aus Aluminium. Es erhöht außerdem die Härte und Abriebfestigkeit Ihres Fräsers und ist typischerweise silbern oder grau gefärbt.

· Titankohlenstoffnitrid

Diese Beschichtung wird typischerweise auf Bearbeitungswerkzeuge mit relativ schlechter Schmierfähigkeit und Abriebfestigkeit aufgetragen. Es erhöht die Härte Ihres Fräsers und verlängert seine Lebensdauer, indem es Reibung verhindert, die Ihr Schneidwerkzeug zerfrisst. Allerdings können Sie diese Beschichtung nicht dazu nutzen, die thermische Stabilität Ihres Werkzeugs zu erhöhen.

· Aluminiumtitannitrid

Das Auftragen einer violetten oder violetten Beschichtung erhöht die Hitzebeständigkeit Ihres Schneidwerkzeugs. Es zeichnet sich durch einen überragenden Aluminiumgehalt von 65 % aus und eignet sich daher perfekt für die Bearbeitung von Werkstücken bei hoher Hitze und Geschwindigkeit.

· Diamant

Obwohl diese Beschichtung selten genutzt wird, ist sie bei der Beschichtung von Bearbeitungswerkzeugen, die für schwere und abrasive Bearbeitungen bestimmt sind, weit verbreitet. Diamantbeschichtete Schneidwerkzeuge zeichnen sich durch eine unübertroffene Härte aus und können daher zum Bohren abrasiver Werkstücke wie Beton verwendet werden. Sie sind jedoch extrem teuer, was ihren geringen Verbrauch erklärt.

Wählen Sie die perfekte CNC-Werkzeugmaschine für Sie

Die Wahl Ihres Bearbeitungswerkzeugs hat großen Einfluss auf die Qualität Ihrer bearbeiteten Komponenten und die Effizienz Ihrer CNC-Maschine. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, das richtige Werkzeug für den richtigen Bearbeitungsvorgang zu haben. Die Berücksichtigung der folgenden Parameter sollte Ihnen dabei helfen, die richtige Wahl zu treffen.

· Werkstückstoff

Zunächst müssen Sie die Beschaffenheit Ihrer Werkstücke und deren jeweilige Konstruktionsmaterialien ermitteln. Wenn Sie stark abrasive Werkstücke bearbeiten möchten, sollten Sie sich unbedingt für ein Bearbeitungswerkzeug mit einem überlegenen Härteprofil entscheiden. Wenn Sie es jedoch mit weicheren Werkstücken zu tun haben, können Sie zum vergleichsweise günstigeren und weicheren Werkzeug greifen.

· CNC-Maschinentyp

Wenn Sie eine vorhandene CNC-Fräse oder Drehmaschine, müssen Sie die unterstützten Bearbeitungswerkzeuge berücksichtigen. Prüfen Sie beispielsweise vor dem Kauf eines Bohrwerkzeugs, ob Ihre CNC-Drehmaschine mit einem Bohrer kompatibel ist. Stellen Sie sicher, dass Sie sich für ein Schneidwerkzeug entscheiden, dessen Design und Konfiguration mit Ihrer CNC-Maschine kompatibel sind.

·Schneidwerkzeug-Baumaterial

Das Material, aus dem Ihr Bearbeitungswerkzeug besteht, bestimmt dessen Qualität und Eignung für bestimmte Anwendungen. Entscheiden Sie sich für ein Bearbeitungswerkzeug aus robusten Materialien, das Abrieb und rauen Bedingungen standhält. Wenn Sie beispielsweise nach einem Fräser für die Bearbeitung metallischer Werkstücke mit hohen Geschwindigkeiten suchen, achten Sie darauf, dass das Grundmaterial eine hohe thermische Stabilität aufweist.

· Schneidwerkzeugbeschichtung

Schauen Sie sich das Schneidwerkzeug an und beurteilen Sie, ob einige seiner Hauptfunktionen einer Ergänzung bedürfen. Wenn dies der Fall ist, schauen Sie sich die verschiedenen Arten von Beschichtungsmaterialien an, die ihre Funktionalität verbessern können. Wenn es dem Fräser beispielsweise an Härte und Abriebfestigkeit mangelt, sollten Sie darüber nachdenken, ihn mit einer Titannitrid-Beschichtung zu verstärken.

· Bearbeitungswerkzeugfunktionen

Bevor Sie Ihre Entscheidung treffen, prüfen Sie sorgfältig die Hauptmerkmale verschiedener Schneidwerkzeuge. Achten Sie auf Festigkeit, Temperaturtoleranz, Design und Anzahl der Rillen. Stellen Sie sicher, dass Ihre Auswahl Ihren Produktionsanforderungen entspricht.

Häufig gestellte Fragen

· Gibt es ein CNC-Bearbeitungswerkzeug, das alle Bearbeitungsvorgänge ausführt?

Nein. Die meisten Bearbeitungswerkzeuge sind auf die Durchführung bestimmter Bearbeitungsvorgänge spezialisiert. Es gibt jedoch fortschrittliche Schneidgeräte, die mehrere unterschiedliche Schneidvorgänge ausführen können. Beispielsweise können Sie einen Kugelfräser zum Planfräsen oder Fräsen Ihres Werkstücks verwenden.

· Ist die Beschichtung von CNC-Werkzeugmaschinen Pflicht?

Nein. Das Beschichten von CNC-Biegemaschinenwerkzeugen stärkt deren Hauptfunktionen und erweitert ihren Anwendungsbereich. Sie sollten Ihre Werkzeuge nur beschichten, wenn sie eine Verstärkung erfordern. Wenn Ihr Schneidwerkzeug jedoch eine hohe Temperaturtoleranz, Verschleißfestigkeit und chemische Stabilität aufweist, ist eine Beschichtung unnötig.

· Gibt es CNC-Maschinen, die mit mehreren Bearbeitungswerkzeugen ausgestattet sind?

Ja. Fortschrittliche CNC-Maschinen, die für die Durchführung mehrerer Bearbeitungsvorgänge entwickelt wurden, sind mit einer Vielzahl unterschiedlicher Schneidwerkzeuge ausgestattet. Beispielsweise verfügt eine Revolverdrehmaschine über eine rotierende Achse, die mit einem Magazin ausgestattet ist, das verschiedene Fräser enthält.

· Können CNC-Bearbeitungswerkzeuge mit harten Materialien umgehen?

Ja. Bearbeitungswerkzeuge gibt es in unterschiedlichen Formen, wobei jede Form unterschiedliche Härtegrade und Eigenschaften aufweist. Das bedeutet, dass Sie ein maßgeschneidertes Schneidwerkzeug erwerben können, das perfekt für die Bearbeitung Ihres individuellen Werkstücks geeignet ist. Ihr Werkstück kann aus folgenden Materialien gefertigt werden:

• Metall
• Holz
• Glas
• Plastik

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CNC-Maschinentypen – Quelle: TSINFA

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Bohrmaschinen – Quelle: TSINFA

Drehmaschinenzentrum – Quelle: TSINFA