CNC-Drehen 101: Ein Leitfaden für Anfänger und Experten

Die Herstellung von Präzisionsteilen wird in mehreren Sektoren durch das CNC-Drehen revolutioniert, ein wesentlicher Bestandteil der modernen Fertigung. Wenn Sie eine CNC-Drehmaschine verwenden, integrieren Sie Software, um komplexe Bauteilkonstruktionen zu erstellen. Dieser Leitfaden bietet Ihnen umfassende Informationen zu diesen Prozessen.

Was ist CNC-Drehen?

Beim CNC-Drehen handelt es sich um einen Herstellungsprozess, bei dem Schneidwerkzeuge zum Schattieren des Materials eingesetzt werden, um einzigartige Formen zu schaffen. Sie verwenden Computerprogramme, um den Prozess zu steuern und sicherzustellen, dass Sie über die richtigen Komponenten verfügen. Diese Programme sind präziser als Menschen, sodass Sie komplexe Formen sehr schnell und einfach erstellen können.

Beim CNC-Drehen können Sie sich auf Geschwindigkeit, Genauigkeit und konsistente Produkte verlassen. Unabhängig davon, ob die Komponenten für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- oder Elektronikindustrie hergestellt werden, liefert CNC-Drehen.

CNC-Drehmaschine

CNC-Drehmaschine

Geschichte des CNC-Drehens

Alles geht bis ins 18. Jahrhundert zurück, wahrscheinlich sogar noch weiter, mit der Erfindung eines bestimmten Geräts im Jahr 1751. Ziel dieses Geräts war es, die Präzision mithilfe maschineller statt handwerklicher Techniken zu verbessern. Diese früheste Version der CNC-Drehmaschine war der Wegbereiter der Industrialisierung.

In den 1940er Jahren gelangten die CNC-Techniken schließlich ins Detail. Der Wendepunkt der Entwicklung dieses Maschinentyps gilt als Debüt der numerisch gesteuerten (NC) Maschine. Die Urform CNC-Maschinen legten den Grundstein und wurden zu Meilensteinen auf dem Weg zu echten CNC-Innovationen.

Kommen wir zu den 1950er Jahren, dem Jahrzehnt der CNC-Dreharbeiten, das einen Wendepunkt darstellen sollte. John T. Parson, ein Computerpionier, arbeitet im Rahmen eines Forschungsprojekts der Air Force mit dem MIT (Massachusetts Institute of Technology) zusammen. Ziel ist es, eine effizientere Technologie für die Herstellung von Hubschrauberrotoren und Flugzeugflügeln zu entwickeln.

Parsons Kreativität ermöglichte 1949 den Bau der ersten experimentellen CNC-Fräsmaschine. Diese Maschine nutzte einen IBM-Computer zur Ableitung der Koordinaten und Lochkarten zur Steuerung der motorisierten Achse. Dies war ein entscheidender Schritt hin zu den CNC-Drehmaschinen, die wir heute kennen.

1952 führten Dick Kegg und sein Team vom MIT Parsons‘ Arbeit fort und verbesserten sie, indem sie die erste echte CNC-Fräsmaschine bauten, die mit Cincinnati Milacron Hydrotel begann. Das war nicht nur eine Errungenschaft; es war ein grundlegender Wendepunkt (Wortspiel beabsichtigt!) für den gesamten Fertigungsbereich.

Es ist nicht nur die Geschichte, die das Spiel erzählt, es werden auch die Erinnerungen sein, die geschaffen werden. CNC-Drehen hat heute einen kontinuierlichen Innovationsprozess durchlaufen. Als 1958 die CNC-Technologie patentiert wurde, standen die Türen zur kommerziellen Welt weit offen. Seitdem haben Roboter und Computersysteme diese Maschinen erheblich verbessert, sie stärker in die Produktionslinie integriert und so die Handarbeit reduziert.

Vorteile des CNC-Tuning-Verfahrens

Verbessern Sie Ihre Genauigkeit: Schließlich ist eine maßstabsgetreue Draufsicht die beste Option für schnelles Arbeiten in der Küche. Die Präzision der CNC-Dreharbeiten wird durch den Einsatz von Computerprogrammierung erreicht, die sicherstellt, dass die Teile exakt übereinstimmen. Ja, es gibt keinen Platz mehr für menschliche Fehler.

Steigern Sie Ihre Geschwindigkeit: Tschüss Handkurbel! Wenn Sie diese Methode anwenden, können Sie Produkte schneller produzieren. Es arbeitet während des gesamten Programms weiter und produziert Komponenten schneller als die Hände.

Materialverschwendung minimieren: Geben Sie Ihr Bestes, um ein Materialverschwender zu sein. Da sie beim Materialabtrag genauer sind, entsteht weniger Abfall, da nur die erforderliche Menge abgetragen wird. Je weniger Abfall entsteht, desto mehr Geld sparen Sie.

Wiederkehrende Aufgaben? Automatisieren! Tschüss Monotonie! Einer der grundlegendsten Aspekte des CNC-Drehens als subtraktives Fertigungsverfahren ist seine Fähigkeit, sich wiederholende Aufgaben einfach auszuführen. Programmieren Sie es nur einmal, und danach erfolgt die Herstellung einzelner Teile mit exakt derselben Form und perfekter Genauigkeit.

Schalten Sie Komplexitäten frei: Sie können Ihre Fähigkeiten verbessern, indem Sie komplexe Designs in Angriff nehmen. Durch CNC-Drehen können komplexe Geometrien mühelos bearbeitet werden. Die Möglichkeit, sich in mehrere Richtungen zu bewegen, sorgt für Präzision und Genauigkeit – Aspekte, die mit manuellen Methoden nur schwer zu erreichen sind.

Senken Sie die Arbeitskosten: Bei Bedarf schneller „einstellen“ und „feuern“! Das CNC-Drehen nimmt nicht nur den größten Teil des Arbeitsprozesses aus der Produktion, sondern beschleunigt auch den Vorgang. Es kann zu sehr großen Einsparungen kommen:

Verbessern Sie die Konsistenz: Erfassen Sie die Auflösung, die ihresgleichen sucht! Beim CNC-Drehen sind keine Menschen mehr für die Herstellung der Produkte erforderlich, wodurch die menschliche Varianz minimiert wird. Jedes Teil wird in Graustufen reproduziert und ist somit eine perfekte Kopie des definierten Designs.

Vielseitigkeit: Die Vielseitigkeit des CNC-Drehens bietet Ihnen die Möglichkeit, verschiedene Arten von Materialien, Formen und Abmessungen zu kombinieren, um vielfältige Fertigungsprozesse aufzubauen. Ganz gleich, ob Sie einen Prototyp oder Massenteile benötigen, das CNC-Drehen passt sich unterschiedlichen Anforderungen an und bietet im Vergleich zu den meisten Bearbeitungsmethoden eine unübertroffene Vielseitigkeit. Es bietet Ihnen Zugriff auf eine Reihe von Alternativen, aus denen Sie für Ihre Projekte auswählen können.

Kosteneffektivität: Auch wenn die anfänglichen Installationskosten höher sein können, ist CNC-Drehen auf lange Sicht eine kostengünstigere Option. Beim CNC-Drehen wird weniger Material verschwendet und es ist weniger Handarbeit erforderlich, was auf lange Sicht zu niedrigeren Kosten und höherer Rentabilität führt.

Effizienz: Sie werden beim CNC-Drehen Computerprogramme verwenden, die im Gegensatz zu Menschen in Bezug auf Zeit und Qualität effizienter in der Produktion sind. Geschwindigkeit ist der Schlüssel zu Effizienz und schnellen Lieferungen. Dies kann passieren, weil wir die Terminvorgaben der Kunden und deren Wünsche erfüllen.

Einschränkungen beim Drehen in der CNC-Bearbeitung.

Ersteinrichtung: Das CNC-Drehen erfordert zunächst besondere Kenntnisse in der Programmierung und eine gewisse Zeit für die Einrichtung. Obwohl die langfristigen Vorteile unbestritten sind, kann der Einführungsprozess recht komplex und zeitaufwändig sein.

Wartung: Sie müssen den Zustand der CNC-Drehausrüstung aufrechterhalten, um ihre Effizienz sicherzustellen. Eine routinemäßige Wartung, einschließlich Werkzeugwechsel und Maschinenkalibrierung, ist obligatorisch, um eine gleichbleibende Leistung zu gewährleisten und die erwartete Lebensdauer der Ausrüstung zu maximieren.

Materialbeschränkungen: Die Härte oder Sprödigkeit einiger Materialien kann beim CNC-Drehen zu Schwierigkeiten führen. Möglicherweise müssen Sie auf andere Bearbeitungsverfahren umsteigen oder spezielle Werkzeuge einsetzen, um solche Herausforderungen zu bewältigen.

Programmierkomplexität: CNC-Drehvorgänge müssen ordnungsgemäß programmiert werden, nachdem man die Grundlagen der Bearbeitung beherrscht und in der Lage ist, Computersoftware zu bedienen. Die Hauptherausforderungen werden darin bestehen, ein spezielles CNC-Programm für kontextsensitive Komponenten zu schreiben oder zu verwenden, das von fortgeschrittenen Benutzern beherrscht werden kann.

So funktioniert CNC-Drehen

Schritt 1: Änderungen an der CNC-Programmierung

Zunächst müssen Sie Ihre CAD-Designdatei in ein CNC-Programm umwandeln. Programmiererfahrung ist noch nicht erforderlich. Bereiten Sie die 2D-Zeichnungen für Ihren Entwurf vor, bevor Sie beginnen. Um diese Zeichnungen in ein elektronisches Format zu konvertieren, verwenden Sie SolidWorks oder AutoCAD.

Öffnen Sie die CAM-Anwendung und übertragen Sie die CAD-Datei. Dieses Ziel kann durch die Verwendung vergleichbarer Softwaretools zur Ausgabe der Zeichnung im CAM-Format erreicht werden. Schließlich ermöglicht das Programm dem Produktionsingenieur die Beurteilung der Herstellbarkeit des Bauteils.

Schritt 2: Maschinenvorbereitung

Als Teil des CNC-Drehmaschinen-Rüstteams fungieren Sie als fachkundiger Mitarbeiter, der die anfallenden Aufgaben ausführt. Befolgen Sie diese Schritte sorgfältig:

  • Der erste Schritt besteht darin, die Maschine abzuschalten und für Sicherheit am CNC-Bearbeitungsarbeitsplatz zu sorgen.
  • Befestigen Sie das Teil fest auf dem Spannfutter, um Zwischenfälle beim Drehen zu vermeiden, da dies für präzise Abmessungen unerlässlich ist.
  • Beladen Sie den Werkzeugrevolver mit dem für Ihre Endbearbeitung erforderlichen Werkzeugsatz, um die Produktivität in Ihrem Prozess zu steigern.
  • Erhalten Sie die Präzision von Werkzeugen und Werkstücken aufrecht, indem Sie sie ordnungsgemäß kalibrieren, damit sie den angegebenen Spezifikationen entsprechen.
  • Der letzte Schritt besteht darin, das CNC-Programm in das Werkzeug zu laden, woraufhin der Vorgang beginnen kann.

Denken Sie daran, zwei wichtige Variablen zu berücksichtigen: die Drehgeschwindigkeit und den Vorschub. Normalerweise werden die wichtigsten Grundsätze für ein perfektes Ergebnis von einem professionellen Maschinisten festgelegt. Falsche Messungen können zu Problemen mit der Werkstückkante oder deren Beschädigung führen.

Um eine vorläufige Form zu erzeugen, wählen Sie eine niedrigere Drehgeschwindigkeit und eine höhere Vorschubgeschwindigkeit. Andererseits ist eine hohe Drehgeschwindigkeit zusammen mit einer niedrigen Vorschubgeschwindigkeit ideal für hohe Präzision sowie enge Toleranzen.

· Schritt 3: Herstellung.

Bei diesem CNC-gedrehten Teil handelt es sich um die letzte Phase der gesamten Fertigung, in der Sie das Teil tatsächlich zum Leben erwecken. Sie verfügen über einen Pool an Betriebssorten, die sorgfältig zusammengestellt wurden, um Ihnen ein dauerhaftes Ergebnis zu liefern. Die Komplexität Ihres Teils bestimmt die Anzahl der benötigten Zyklen.

Die Berechnung der Zykluszeit ist für die Kostenschätzung von entscheidender Bedeutung, einschließlich Ladezeit, Schnittzeit und Leerlaufzeit. Die Verwendung des Materials, entweder Kunststoff oder Metall, trägt wesentlich zur Effektivität und Endbearbeitung des endgültigen Teils bei.

Flussdiagramm der CNC-Bearbeitung

Flussdiagramm der CNC-Bearbeitung

Gängige CNC-Drehvorgänge

1. Externe Operationen

Hartes Drehen

Häufig begegnet man dem Hartdrehen, also der komplexen Bearbeitung gehärteter Werkstoffe mit engen Toleranzen. Bei diesem Verfahren entfällt die Wärmebehandlung, was kürzere Produktionszeiten und geringere Kosten zur Folge hat.

Geradeausdrehen

Erzielen Sie Konsistenz durch gerades Drehen, um den zusammengesetzten Teilen den gleichen Durchmesser zu verleihen, und durch das Gehen entlang ihrer gesamten Länge. Es handelt sich um eine grundlegende Seitenschneidefunktion, die für die Herstellung langer Wellen, kleiner Stifte und anderer kugelförmiger Komponenten sehr wichtig und sehr nützlich ist.

Kegeldrehen

Erstellen Sie präzise konische Oberflächen mit der Kegeldrehtechnik, bei der der Außen- und Innendurchmesser des Werkstücks entlang seiner Länge variiert werden kann. Für die Formung und Montage konischer Teile ist dieser Vorgang erforderlich.

Gegenüber

Mit der Planbearbeitung können an beiden Enden zylindrischer Werkstücke ebene Flächen erzeugt werden, was zu Rechtwinkligkeit, Glätte und Genauigkeit führt. Dies ist der nächste Schritt im Bearbeitungsprozess, nach dem das Schneiden, Besäumen, Polieren oder Schweißen des Werkstücks erfolgt.

Einstechen

Verwenden Sie Nuten, um V-förmige oder C-förmige Kanäle oder Nuten entlang der Achse des jeweiligen Teils herzustellen, um die Dichtungen, Keile und andere Dinge an der richtigen Stelle zu halten. Dieser Vorgang optimiert die Lebensdauer des Bauteils erheblich, indem es seine Leistung und seinen Einsatzbereich erhöht.

Abschied

Schließlich können Sie durch das Abstechen den Teil des Werkstücks aus seinem Rohmaterialvorrat entfernen, sodass er seine vordefinierte Form und Größe annehmen kann. Damit ist der Produktionsprozess abgeschlossen und das Bauteil erhält die entsprechende Qualität.

2. Interne Abläufe

Langweilig

Kontinuierliches Drehen bietet Ihnen viele Möglichkeiten zum Bohren und Reiben oder für höchste Genauigkeit und Glätte. Dieser Vorgang ist von entscheidender Bedeutung, damit die Schnappverbindungen wirklich fest und spaltfrei passen und sie mit den passenden Komponenten kompatibel sind.

Bohren

Beim Bohrvorgang werden mit speziellen Schneidwerkzeugen Löcher durch das Werkstück gebohrt. Anschließend erfolgt das Einsetzen eines Befestigungselements oder das Halten des Werkstücks für weitere Bearbeitungsvorgänge. Es ist der wesentliche Vorgang beim CNC-Drehen und bietet Vielseitigkeit und Effizienz beim Bohren.

Einfädeln

Beim Gewindeschneiden werden Innengewinde innerhalb des Bauteils erzeugt, die zum Verbinden von Teilen oder zum Sichern von Verbindungselementen erforderlich sind. Dieser Prozess wird durchgeführt, um die Einhaltung des universellen Gewindestandards sicherzustellen und die allgemeine Benutzerfreundlichkeit des Produkts zu verbessern.

Rändelung

Mit diesem Verfahren können Sie die Oberfläche des von Ihnen erstellten zylindrischen Bauteils sägen, um eine perfekte Symmetrie zu erreichen. Für eine stärkere Glättung der Oberflächen funktioniert das CNC-Drehen perfekt.

Reiben

Wenn Sie die Größe der von Ihnen erstellten Löcher vergrößern möchten, führen Sie einen Vorgang aus, der als Reiben bezeichnet wird. Es garantiert die Gleichmäßigkeit der Löcher und die Genauigkeit des Durchmessers, was für das Einsetzen von Stiften, Wellen oder anderen Komponenten, die einen genauen Lochdurchmesser erfordern, sehr wichtig ist.

Arten von CNC-Maschinen für Dreharbeiten

Horizontale CNC-Drehmaschinen

Für die horizontale CNC finden Sie Geräte mit quer montierter Spindel, die sich perfekt zum Drehen von prismatischen oder rauen Teilen eignen. Mit diesen Drehmaschinen können zahlreiche Bearbeitungsaufgaben erledigt werden, darunter Plan-, Einstechen- und Gewindeschneiden. Dies ermöglicht eine effiziente Späneabfuhr und eignet sich hervorragend für die Massenfertigung symmetrischer Teile wie Wellen und Bolzen.

Horizontale CNC-Drehmaschine

Horizontale CNC-Drehmaschine

Aufgrund ihrer robusten Konstruktion und Stabilität liefern diese Maschinen nicht nur genaue und wiederholbare Ergebnisse, sondern erfreuen sich auch in vielen Branchen großer Beliebtheit.

Vertikaldrehmaschinen

Vertikale Drehmaschinen (manchmal auch vertikale Drehmaschinen oder VTLs genannt) haben eine vertikale Spindelausrichtung und können problemlos große und schwere Komponenten bearbeiten. Diese Maschinen sind überlegen, wenn es um die Herstellung von Komponenten mit komplizierten Geometrien wie Turbinenscheiben und Zahnrädern geht. Vertikale Drehmaschinen bieten aufgrund ihrer hervorragenden Stabilität und Zugänglichkeit die Möglichkeit, große Teile problemlos zu bearbeiten. Sie sind so vielseitig, dass sie Schwerlasten und andere Dinge, die in der Branche Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfordern, aufnehmen und verarbeiten können.

Vertikaldrehmaschine

Vertikaldrehmaschine

Horizontale Drehzentren

Diese Drehzentren bestehen aus einer horizontalen Spindelausrichtung und einem mit mehreren Werkzeugen ausgestatteten Revolver, der multilaterale Bearbeitungsvorgänge ermöglicht. Sie bieten Flexibilität und Effizienz bei der gleichzeitigen Herstellung von Bauteilen mit komplexen Formen. Horizontale Drehzentren werden für mehrere Zwecke eingesetzt. Von der Kleinserienfertigung bis hin zur hochpräzisen Bearbeitung bieten wir ihnen die Vielseitigkeit, die für die moderne Fertigungsindustrie erforderlich ist.

Horizontales Drehzentrum

Horizontales Drehzentrum

Vertikale Drehzentren

Ein Vertikaldrehzentrum vereint und beherbergt die Dreh-, Fräs- und Bohrvorgänge in einer einzigen Maschine. Beim vertikalen Drehzentrum platzieren Sie die Spindel in Y-Achsenrichtung und positionieren sie auf einem Drehtisch. Diese Zentren glänzen bei der Handhabung großer und schwerer Komponenten mit sehr komplexen Hohlräumen, wie z. B. Flugzeugtriebwerken und Autoteilen.

Vertikales Drehzentrum

Vertikales Drehzentrum

Die stabile Konstruktion und die hohe Drehgeschwindigkeit ermöglichen einen schnellen Materialabtrag und eine hochpräzise Bearbeitung. Vertikale Drehzentren bieten eine hervorragende Zugänglichkeit und Stabilität und sind daher die richtige Wahl für anspruchsvolle Anwendungen, bei denen Präzision und eine hohe Oberflächengüte erforderlich sind.

Werkzeugsysteme für den Drehprozess auf CNC-Maschinen

Drehwerkzeuge

Beim Drehen von Werkzeugen werden Sie sehen, wie nützlich sie beim Abtragen von Material und beim Formen der Außenfläche des Werkstücks sind. Sie sind in verschiedenen Formen, Größen und Konfigurationen erhältlich, um verschiedene Drehaufgaben wie Schruppen, Bringen und Polieren zu erfüllen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Präzision sind diese Werkzeuge für die richtige Wahl der Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheiten beim CNC-Drehen notwendig.

Bohrwerkzeuge

Der Zweck von Bohrwerkzeugen besteht darin, äußerst genaue Innendurchmesser innerhalb des Bauteils herzustellen oder vorhandene Löcher zu erweitern. Sie garantieren Präzision und Gleichmäßigkeit der Lochabmessungen, die später als bereit für passende Teile oder zusätzliche Bearbeitungsvorgänge betrachtet werden können.

Abschiedsstäbe

Form- oder Trennwerkzeuge, sogenannte Trennwerkzeuge, sind notwendig, um das benötigte Bauteil aus dem riesigen Rohling zu trennen. Letztere sind dafür verantwortlich, dem Teil die Toleranzen und die beiden Enden zu geben, damit es sauber auf die gewünschte Größe und Form zugeschnitten wird.

Gewindeschneidwerkzeuge

Mit einigen Gewindeschneidwerkzeugen können Sie Außen- oder Innengewinde in ein Werkstück schneiden. Diese werden für männliche und weibliche Montagepunkte oder zum Anziehen von Verbindungselementen benötigt. Sie ermöglichen eine nahtlose Anbindung an Branchenspezifikationen und die Bereitstellung von Teilefunktionen für Endbenutzer.

Rändelwerkzeuge

Werkzeuge zum Rändeln tragen dazu bei, eine griffige Textur auf Oberflächen zu erzeugen, insbesondere auf solchen mit zylindrischer Symmetrie, und machen sie auch optisch ansprechender. Wir begegnen ihnen häufig beim Greifen von Griffen oder beim Drehen von Knöpfen sowie bei anderen alltäglichen Aktivitäten, die eine erhöhte Reibung oder ein besseres Aussehen erfordern.

Revolverwerkzeuge

Die Revolverbestückung der CNC-Drehmaschine bildet das Werkzeughaltesystem. Dadurch ist ein Werkzeugwechsel während des Fräsens einfach und schnell möglich. Zwei Lünetten bieten Platz für mehrere Werkzeugarbeiter gleichzeitig, was wiederum die Effizienz erhöht, Ausfallzeiten verkürzt und die Arbeit beschleunigt.

Bohrer

Bohrer eignen sich hervorragend zum Bohren von Löchern in das Werkstück, zum Schrauben oder für andere Bearbeitungsvorgänge. Sie zeichnen sich durch höchste Präzision und Flexibilität bei der Lochherstellung aus und gewährleisten die Gleichmäßigkeit und Genauigkeit der Lochabmessungen.

Reibahlen

Bei diesem Verfahren kommen Reibahlen zum Einsatz, die die Herstellung von Löchern mit den vorgegebenen Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheiten ermöglichen. Diese Instrumente bieten Präzision und Konsistenz im Lochdurchmesser, was sehr wichtig ist, damit die Wellen, Stifte oder andere Komponenten mit dem richtigen Durchmesser hineinpassen.

Nutwerkzeuge

Schleifwerkzeuge werden zum Schneiden schmaler Kanäle oder Nuten entlang des gesamten Werkstücks verwendet, um Dichtungen, Keile usw. zu ermöglichen. Dadurch sorgen sie dafür, dass die Komponenten einer fertigen Baugruppe ihre vielfältigen Funktionen erfüllen und problemlos in die Baugruppenspezifikation passen.

Planfräser

Planfräser werden zur Herstellung von Plankreisbearbeitungen verwendet, bei denen flache Enden an den Arbeitsenden zylindrischer Werkstücke geformt werden. Die Sägen sind in einem vertikalen Winkel ausgerichtet und glätten das Werkstück, das nun für weitere Bearbeitungsvorgänge oder Montage bereit ist.

Faktoren, die den CNC-Drehprozess beeinflussen

Vorschubgeschwindigkeit

Passen Sie die Vorschubgeschwindigkeit an, also die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeugs über das Werkstück. Auf diese Weise können Sie die optimale Schnittgeschwindigkeit festlegen. Die optimale Abtragsratenbalance ist das Kernprinzip, das einen Materialabtrag ermöglicht, der nicht zu einer Verschlechterung der Oberflächengüte oder einer Verkürzung der Werkzeuglebensdauer führt.

Schneidgeschwindigkeit

Regulieren Sie die Schnittgeschwindigkeit und legen Sie fest, wie schnell sich das Schneidwerkzeug gegen die Materialien dreht, aus denen das Werkstück besteht. Geschwindigkeitsmanagement ist wichtig, da es bei der Auswahl eines geeigneten Werkzeugs für eine reibungslose und effiziente Materialabnahme und Endbearbeitung hilft.

Schnitttiefe

Behandeln Sie die Vorschubgeschwindigkeit (Schnitttiefe) – es handelt sich um die Materialstärke, die pro Durchgang entfernt wird. Durch die Anpassung dieses Parameters können die Materialabtragsraten begrenzt und gleichzeitig die Wärmeentwicklung verhindert werden.

Geometrie des Werkzeugsystems

Denken Sie über die Anordnung der Werkzeuge nach, einschließlich ihrer Form, Größe und Winkel. Die richtige Werkzeuggeometrie garantiert eine reibungslose Spanabfuhr, einen deutlich höheren Schub pro Krafteinheit und eine feinere Oberflächengüte.

Art des Materials

Berücksichtigen Sie die Eigenschaften des Materials, das Sie schneiden. Unterschiedliche Materialien erfordern offensichtlich unterschiedliche Schnittparameter. Durch Anpassen von Parametern wie Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit können Sie für jeden Materialtyp die optimale Schnittleistung und Oberflächengüte erzielen.

Kühlmittel

Verwenden Sie Kühlmittel zur Wärmeabfuhr, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und die Oberflächengüte zu verbessern. Die richtige Auswahl und Verwendung des Kühlmittels führt zur Vermeidung von Werkzeugverschleiß, Späneschweißen und Werkstückverzug.

Toleranzstufen

Um die vorgeschriebenen Testtoleranzbereiche einzuhalten, achten Sie darauf, Teile mit Präzision und Funktionalität herzustellen. Durch die Verwaltung der Parameter der Schneid- und Werkzeugsysteme können die Teile die Standards der Maßanforderungen erfüllen und gleichzeitig die Produktionseffizienz einhalten.

Chipkontrolle

Sie müssen die Ansammlung von Spänen verhindern, indem Sie die Spanbildung und -abfuhr ändern, um eine Zerstörung des Werkzeugs und Produktschäden zu verhindern. Durch geeignete Techniken zur Spankontrolle, wie zum Beispiel Strategien zum Brechen und Vermeiden von Spänen, werden die Effizienz des Schneidens und die Standzeit des Werkzeugs maximiert.

Spulengeschwindigkeit

Steuern Sie die Spindeldrehungen, die die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks oder des Schneidwerkzeugs bestimmen. Durch Variieren der Drehzahl einer Spindel entsprechend der Materialart, der Schneidwirkung und dem Werkzeugsystem werden optimale Schneidleistung und Oberflächengüte erzielt.

Werkzeugmaterial

Wählen Sie Werkzeugmaterialien, die zum Werkstückmaterial, zum Schneidvorgang und zur erforderlichen Oberflächengüte passen. Werkzeuglebensdauer, Schneidleistung und Oberflächengüte werden unter Berücksichtigung der Werkzeugmaterialeigenschaften und der Bearbeitungsanforderungen bestimmt.

Maschinensteifigkeit

Die Steifigkeit der Maschinen sollte gewährleistet sein, um die Auswirkungen von Werkzeugablenkung, Vibrationen und Rattern während der Bearbeitungsarbeiten zu reduzieren. Die Präzision der Werkzeuge reduziert die Schnittkraft und sorgt für höhere Genauigkeit, glattere Oberflächen und eine längere Werkzeuglebensdauer.

Das beste Material für den CNC-Drehprozess

  • Kupfer
  • Stahl
  • Aluminium
  • Messing
  • Kunststoffe
  • Titan
  • Edelstahl
  • Inconel
  • Gusseisen
  • Bronze
  • Nickellegierungen
  • Kohlefaser

Häufige Probleme und Lösungen im CNC-Drehprozess

Schlechte Oberflächenbeschaffenheit

Sie reduzieren eine schlechte Produktqualität, indem Sie die Geschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und den Schnitt Ihres Materials kontrollieren. Neben der Auswahl des geeigneten Werkzeugs und der geeigneten Geometrie kann auch die Überwachung des Kühlmittelflusses und der Werkzeugschärfe während des Prozesses zu einer perfekten Oberflächenqualität beitragen.

Werkzeugverschleiß

Bekämpfen Sie den Werkzeugverschleiß durch die Auswahl hochwertiger Schneidwerkzeuge mit geeigneten Beschichtungen und Materialien. Durch geeignete Spankontrollstrategien, die Optimierung der Schnittparameter und die regelmäßige Überwachung des Werkzeugzustands können die Werkzeuglebensdauer verlängert und die Bearbeitungskosten gesenkt werden.

Probleme mit der Chipkontrolle

Lösen Sie Probleme bei der Spankontrolle, indem Sie die Schnittparameter wie Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe so ändern, dass eine optimale Spanbildung erreicht wird. Verwenden Sie die richtigen Späne- und Kühlmittelstrategien, um beim CNC-Drehen ein Verklemmen harter Späne und Werkzeugschäden zu vermeiden.

Maßungenauigkeiten

Beheben Sie Maßungenauigkeiten durch regelmäßige Kalibrierung der Werkzeugmaschinen und präzise Ausrichtung und Einrichtung der Werkzeuge. Überwachen Sie die Teileabmessungen während des gesamten Bearbeitungsprozesses und passen Sie die Schnittparameter nach Bedarf an, um Maßgenauigkeit sicherzustellen.

Rattern und Vibration

Minimieren Sie Rattern und Vibrationen beim CNC-Drehen, indem Sie optimale Schnittparameter wie Schnittgeschwindigkeit und Vorschub wählen, um die Werkzeugablenkung zu reduzieren. Erhöhen Sie die Steifigkeit und Dämpfung der Maschine, verwenden Sie Werkzeughalter zur Reduzierung von Vibrationen und gestalten Sie Werkzeugwegstrategien, um Vibrationen zu verringern und die Oberflächengüte zu verbessern.

Materialverfestigung

Entwerfen Sie CNC-Drehtechniken, indem Sie Schneidwerkzeuge und Strategien für Probleme bei der Hartmaterialhärtung entsprechend auswählen. Die Verwendung einer geeigneten Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit sowie von Kühlmittel und Schmierung trägt dazu bei, die Wärmeentwicklung zu minimieren und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern.

Werkstückverzug

Implementieren Sie wirksame Werkstückhalteprinzipien, um sicherzustellen, dass es beim CNC-Drehen mit angemessener Werkstückunterstützung zu keiner Verformung des Werkstücks kommt. Es müssen Anstrengungen unternommen werden, um die Schnittkraft und Wärmeentwicklung gering zu halten und gleichzeitig optimierte Bearbeitungsstrategien anzuwenden, um Verformungen zu vermeiden.

Defekte an Werkzeugmaschinen

Identifizieren und beheben Sie Probleme mit Werkzeugmaschinen, einschließlich Spindelschlag oder Achsenfehlstellung, durch routinemäßige Wartung und Kalibrierung. Überwachen Sie die Leistung von Werkzeugmaschinen und ergreifen Sie bei Schwierigkeiten Maßnahmen, um sicherzustellen, dass der CNC-Drehprozess reibungslos und präzise abläuft.

CNC-Tuning-Drehen vs. CNC-Fräsen

Beim CNC-Drehen werden Schneidwerkzeuge verwendet, um Designs zu erstellen und Oberflächen des Werkstücks zu polieren. Es eignet sich zur Herstellung kreisförmiger oder zylindrischer Teile mit symmetrischen Merkmalen wie Wellen, Stiften und Buchsen. Aufgrund des CNC-Drehens ist das Verfahren ideal für große Stückzahlen mit gebogenen Teilen und präzisen Durchmessertoleranzen.

Wenn man hinschautCNC-Fräsen, das Werkstück bleibt stationär, während sich das Werkzeug dreht, um die benötigte Form bereitzustellen. Darüber hinaus können damit komplexe Teile mit komplizierter Geometrie wie Taschen, Schlitzen und Oberflächen bearbeitet werden. Wenn es um die Herstellung von Prototypen und Kleinserien geht, ist CNC-Fräsen aufgrund seiner vielen Optionen für Form, Größe und Oberflächenqualität flexibel.

Das Verfahren für solche Produkte, die ein visuelles Muster aufweisen, ist dem CNC-Drehverfahren vorzuziehen. Ein Vorteil des CNC-Fräsens besteht darin, dass Sie die kompliziertesten Formen erstellen können. Um die richtige Bearbeitungsmethode auszuwählen und die für Ihr Projekt am besten geeignete Technik zu finden, ist es wichtig, die Unterschiede zwischen diesen Prozessen zu verstehen.

Programmiersoftware für CNC-Drehmaschinen.

· CAD Software

Mit CAD-Software können Sie Modelle für jede Komponente erstellen, bevor Sie mit der Bearbeitung beginnen. Mit CAD-Software können Sie komplexe Geometrien erstellen und Abmessungen zählen, was zu einem virtuellen Bild des Teils im Kopf führt, während der Bearbeitungsprozess noch nicht begonnen hat. Dies vermittelt das Gefühl einer Überprüfung der Entwurfsphase, da bestätigt wird, dass der Übergang von CAD zu CAM reibungslos verläuft und keine Fehler durch Werkzeugwege auftreten.

· CAM Software

CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) ist erforderlich, um Maschinenschneidpfade zu definieren und CAD-Dokumente in Anweisungen umzuwandeln, die die Maschine verstehen kann. CAM-Software analysiert das CAD-Modell und entscheidet über den besten Bearbeitungsansatz, einschließlich der Werkzeugauswahl, der Schneidpfade und der Vorschubgeschwindigkeiten. CAM-Software funktioniert durch die Simulation von Bearbeitungsvorgängen. Letzteres wird verwendet, um die Effizienz der Werkzeugpfade in Bezug auf Präzision, Genauigkeit und Oberflächengüte zu verbessern.

· CNC-Maschinensteuerungssoftware

Während die CNC-Drehmaschine arbeitet, wird der Werkzeugpfad, der den von der CAMsata-Software generierten Werkzeugpfaden folgt, in die CNC-Maschinensteuerungssoftware konvertiert. Die Software ist das Gehirn, das die Maschine steuert und für den Betrieb der Achsen, die Bewegung, die Spindeldrehzahl usw. der Maschine verantwortlich ist. Der Erwerb einer CNC-Programmiersoftware und die bedarfsgerechte Steuerung der Maschinen ist die wichtigste Voraussetzung für die Teileproduktion.

Industrielle Anwendungen des CNC-Drehprozesses.

Automobilindustrie: Mit CNC-Drehen werden hohe Anforderungen an präzise Motorkomponenten erfüllt; Beispielsweise werden Kurbelwellen, Nockenwellen und Kolben hergestellt. Es wird auch zur Herstellung von Getriebekomponenten, Lenksystemteilen und Aufhängungsteilen verwendet, die die Zuverlässigkeit und Leistung von Autos erhöhen.

Luft-und Raumfahrtindustrie: Ein CNC-Drehverfahren wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig zur Herstellung verschiedener Flugzeugschlüsselkomponenten wie Turbinenschaufeln und Fahrwerksteilen eingesetzt. Die Luft- und Raumfahrttechnik erfordert einwandfreie Bearbeitungsstandards. Trotz der komplizierten Bearbeitung ist die Sicherheit, Robustheit und Leistung eines Flugzeugs auch im Betrieb gewährleistet.

Herstellung medizinischer Geräte: Medizinische Artikel mit CNC-Drehung werden häufig verwendet, wie zum Beispiel chirurgische Geräte, Knochenimplantatteile und Prothesenteile. Dabei kann es sich um eine maßgeschneiderte Produktion biokompatibler Teile nach den Spezifikationen eines Herstellers oder um mikroskalige Teile handeln, die zu komplex sind, um auf andere Weise hergestellt zu werden.

Elektronik-Industrie: CNC-Drehen in der Elektronikindustrie ist die Herstellung von Steckverbindern, Gehäusen und Präzisionskomponenten, die in elektronischen Geräten und Schaltkreisen verwendet werden. Daher ist dieses Element ideal für die Elektrofertigung, da es eine sehr hohe Rohmaterialwiederholrate aufweist, die auch eine hohe Genauigkeit mit sich bringt.

Industrielle Maschinen: CNC-Drehen wird häufig bei der Herstellung von Industriemaschinen und -geräten wie Pumpen, Ventilen, Zahnrädern und Hydraulikkomponenten eingesetzt. Der Bearbeitungsprozess bietet die Möglichkeit, komplexe Komponenten mit genauen Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheiten zu konstruieren, um die Zuverlässigkeit industrieller Lösungen zu erreichen.

Verteidigung und Militär: CNC-Drehen spielt eine wichtige Rolle im Verteidigungs- und Militärsektor, da es Teile für Schusswaffensysteme, Militärfahrzeuge und Kommunikationsgeräte liefert. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, präzise und einheitliche Teile mit komplexen Strukturen herzustellen, was den strengen Anforderungen der Militärindustrie entspricht.

Abschluss

Das CNC-Drehen kann als die Basistechnologie der modernen Industrie angesehen werden, die für Disziplin, Produktivität und Vielseitigkeit verantwortlich ist. Es ist sehr wichtig, seine Eigenschaften, Vorteile und Anwendung zu verstehen, um in verschiedenen industriellen Umgebungen anpassbar zu sein. Die Forschung zum CNC-Drehen verdeutlicht daher, wie wichtig es sein wird, die Produktion der Zukunft zu beeinflussen und als Werkzeug für den industriellen Fortschritt zu dienen.

Mehr Ressourcen::

CNC-Drehzentrum – Quelle: TSINFA

CNC-Werkzeugmaschinen – Quelle: TSINFA

Wendevorgang – Quelle: FRACTORY