CNC-Fräsmaschine

Jack Lüge Experte für CNC-Bearbeitung

Auf etwas spezialisiert sein CNC-Fräsen, CNC-Drehen, 3d Drucken, Urethanguss, und Blechbearbeitung Dienstleistungen.


Mahlprozess – Definition

Fräsen, ein subtraktives Herstellungsverfahren, ist die Verwendung von spanabhebenden Bearbeitungswerkzeugen, um Material von einem Werkstück zu entfernen, um komplexe geometrische Muster zu bilden. Das meist auf einem beweglichen Arbeitstisch befestigte Werkstück wird in die rotierenden Mehrpunkt-Werkzeugmaschinen eingeführt. Während der Fräsprozess von einem hochqualifizierten Techniker auf einer manuellen Fräsmaschine durchgeführt werden kann, kann der Prozess nun auf einer computergesteuerten Fräsmaschine durchgeführt werden, die CNC-Fräsmaschine (Computer Numerical Control) genannt wird. Der Einsatz von CNC-Fräsmaschinen hat zu höherer Präzision und höheren Produktionsraten geführt.

CNC-Fräsprozess – Übersicht

Computer Numerical Control Milling oder CNC-Fräsen ist die Verwendung eines automatisierten Materialentfernungsprozesses mit mechanischen Mitteln, um das gewünschte Produkt mit hochgenauen und präzisen Abmessungen und komplexen Mustern herzustellen. Die rotierende Wirkung von Schneidwerkzeugen und die Relativbewegung des Werkstückmaterials sind für die Umwandlung des Werkstücks in die gewünschte Geometrie verantwortlich.
Die Gesamtstufen der Materialbearbeitung ähneln denen anderer herkömmlicher Bearbeitungsverfahren. Ein Werkstück durchläuft im Allgemeinen die folgenden Phasen:

  • Erstellen eines CAD-Entwurfs
  • Umsetzung der CAD-Konstruktion in ein CNC-Programm
  • Einrichten einer CNC-Fräsmaschine
  • Ausführung des Fräsvorgangs

Der erste Schritt in der maschinellen Bearbeitung durch CNC-Fräsen ist die Erstellung des Computerdesigns mit CAD-Software. Dieses Design gibt die erforderlichen Abmessungen und die Geometrie des Endprodukts an. Der nächste Schritt ist die Umwandlung dieser CAD-Datei in ein Programm, das von der CNC-Software, dh CAM, ausgeführt werden kann. Sobald die Datei fertig ist, steuert CAM die Bewegung des Schneidwerkzeugs und den Vorschub des Werkstücks, um das Endprodukt herzustellen. Bevor CAM die Datei ausführt, erfolgt die Einrichtung der CNC-Fräsmaschine, bei der das Werkstück mit einem Schraubstock oder einer anderen Vorrichtung auf dem Arbeitstisch festgespannt wird. Das Schneidwerkzeug wird je nach Anforderung der Arbeit in der Maschinenspindel fixiert. Sind alle Vorbereitungen abgeschlossen, gibt der Techniker der CNC-Fräsmaschine über eine Maschinenschnittstelle den Befehl, den Fräsvorgang auszuführen.

Abhängig vom Typ der verwendeten CNC-Fräsmaschine und den erforderlichen endgültigen geometrischen Mustern führt die CNC-Fräsmaschine den Materialabtrag durch folgende Aktionen durch:

  • Langsames Zuführen des Werkstücks, während das rotierende Schneidwerkzeug stationär gehalten wird
  • Halten Sie das Werkstück stationär, während Sie das Werkzeug darüber bewegen
  • Durch Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück

CNC-Fräsen kann durchgeführt werden, um ein Werkstück aus Lagermaterial zu erstellen; Es wird jedoch normalerweise als sekundärer Bearbeitungsprozess durchgeführt, um Endbearbeitungsvorgänge durchzuführen oder geometrische Merkmale wie Schlitze oder Löcher in einem Werkstück zu erzeugen. Bei komplexen geometrischen Mustern kann das CNC-Fräsen mehrmals mit unterschiedlichen Ausrichtungen und Einstellungen von Werkstück und Werkzeug durchgeführt werden. Später wird das Teil zu anderen Einrichtungen transportiert, um andere Nachbearbeitungsprozesse durchzuführen.

CNC-Fräsmaschine – Betrieb

CNC-Fräsmaschine bietet größere Genauigkeit und Toleranzgrenzen; Daher wird es zur Bearbeitung von Teilen mit Toleranzen zwischen +/- 0,001 Zoll und 0,005 Zoll verwendet. Toleranzen von 0,0005 Zoll sind auch mit einigen CNC-Maschinen erreichbar. Daher macht die hochpräzise und genaue Bearbeitung, die mit CNC-Fräsmaschinen durchgeführt wird, sie in der Industrie für eine Vielzahl von Operationen nützlich. Einige dieser weit verbreiteten Operationen sind:

Stirnfräsen

Planfräsen ist ein Bearbeitungsprozess, der im Allgemeinen auf einer vertikalen oder horizontalen CNC-Fräsmaschine durchgeführt wird, um flache Oberflächen oder Konturen auf einem Werkstück zu erzeugen. Der Prozess beinhaltet die Drehung des Schneidwerkzeugs mit seiner Achse senkrecht zum Werkstück. Das Schneidwerkzeug weist sowohl auf der Umfangsseite als auch auf der Vorderseite Zähne auf. Das Umfangsschneidwerkzeug wird verwendet, um durch Schneiden Material von dem Werkstück zu entfernen, während die frontalen Schneidzähne verwendet werden, um die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks zu verbessern.
Das mit Schaftfräsern durchgeführte Schaftfräsen und das mit Schaftfräsern durchgeführte Seitenfräsen sind die beiden Arten des Planfräsens.

Einfaches Fräsen

Planfräsen wird im Gegensatz zum Planfräsen mit parallel zum Werkstück rotierendem Schneidwerkzeug durchgeführt. Die am Umfang befindlichen Schneidzähne dienen zum Schneiden des Materials. Abhängig von den Anforderungen des Werkstücks werden die Zähne des Schneidwerkzeugs geändert, um den gewünschten Schnitt zu erhalten. Für tiefe Schnitte werden die schmaleren Messer verwendet, während zum Schneiden größerer Materialien ein breiter gezahntes Schneidwerkzeug verwendet wird. In ähnlicher Weise kann das Variieren der Geschwindigkeiten des Schneidwerkzeugs und des Vorschubs des Werkstücks zu einem feineren oder gröberen Schnitt führen.

Winkelfräsen

Winkelfräsen oder auch Winkelfräsen genannt, ist der Fräsprozess zur Herstellung von eckigen geometrischen Merkmalen wie Fasen oder Schwalbenschwänzen. Wie der Name schon sagt, dreht sich beim Winkelfräsen das Schneidwerkzeug in einem Winkel relativ zum Werkstück.

Formfräsen

Formfräsen ist die CNC-Fräsoperation zur Herstellung unregelmäßiger Formen wie Halbkugeln oder runder Konturen. Die geformten Schneidwerkzeuge werden für diese spezifischen Formen verwendet und mit diesen auftragsspezifischen Werkzeugen können auch einige gängige Formen wie Rundungen oder Sicken sowie komplexe Muster bearbeitet werden.

CNC-Fräsmaschine – Merkmale

CNC-Fräsmaschinen bieten zusätzliche Funktionen, die sie produktiver machen als konventionelle Fräsmaschinen. Diese Funktionen werden im Folgenden erläutert:

  • Im Gegensatz zu manuellen Fräsmaschinen können auch fortgeschrittene und komplexe Formen und Geometrien mit CNC-Fräsmaschinen bearbeitet werden. Eine hohe Kontrolle über Abmessungen und Toleranzen ist auch mit CNC-Fräsen erreichbar.
  • Die Ausführung mathematischer Modelle durch CNC-Maschinen ermöglicht es, Teile zu bearbeiten, die ansonsten mit herkömmlichen oder gewöhnlichen Werkzeugmaschinen schwer zu bearbeiten sind.
  • Durch den hohen Automatisierungsgrad des Bearbeitungsprozesses wird die Beteiligung von Technikern und Bedienern reduziert. Dadurch werden auch persönliche Fehler auf ein Minimum reduziert.
  • Der Einsatz einer CNC-Fräsmaschine zur Teilefertigung reduziert die Produktionszeiten effektiv. Der gesamte Vorgang zum Einrichten einer CNC-Maschine für den Betrieb ist unkompliziert. Daher ist das Ändern der Position des Werkstücks oder Schneidwerkzeugs ein zeiteffizienter Mechanismus und keine Zeitverschwendung.

CNC-Fräsmaschine – Komponenten

Je nach Funktionalität unterscheidet sich der Aufbau der CNC-Fräsmaschine voneinander, aber fast alle CNC-Fräsmaschinen haben die gleichen gemeinsamen Komponenten, die unten gezeigt werden: