CNC-Bearbeitung ist ein Prozess der Herstellung durch Subtraktion. Es beinhaltet die allmähliche Entfernung von Material von einem festen Werkstück, um ein gewünschtes dreidimensionales Ergebnis zu erzielen. Der subtraktive Verfahren Zu den in der CNC-Bearbeitung verwendeten Werkzeugen gehören Fräsen, Drehen, Bohren, Nuten und Bohren. Diese Operationen sind für hohe Materialabtragsraten nützlich und können auch eine relativ gute Oberflächenqualität erzielen.
Es ist jedoch nicht möglich, beide Ergebnisse in einem einzigen Durchgang zu erreichen. Die Bearbeitung erfolgt daher meist in zwei Phasen mit unterschiedlichen Prozessparametern, Schruppen und Schlichten. Hier konzentrieren wir uns auf diese beiden Prozesse im Hinblick auf ihre Funktionen, Hauptunterschiede und Faktoren, die im Herstellungsprozess berücksichtigt werden sollten.
Warum Schruppen in der Bearbeitung verwenden?
Schruppen in der Zerspanung ist der Prozess des Entfernens großer Materialmengen von einem Werkstück in Vorbereitung auf das Vorschlichten und Abschlussarbeiten. Es geht um die Verwendung von großen Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe, um das überschüssige Material so schnell und effizient wie möglich zu entfernen, wobei oft ein etwas raues Material zurückbleibt Oberflächenfinish.
Der Zweck des Schruppens besteht darin, so viel Material wie nötig zu entfernen, um das Werkstück in die Nähe seiner endgültigen Form zu bringen, und gleichzeitig den dafür erforderlichen Zeit- und Energieaufwand zu minimieren. Dies ist normalerweise die erste Stufe im CNC-Bearbeitungsprozess und ermöglicht später im Bearbeitungsprozess präzisere und effizientere Endbearbeitungsvorgänge.
Vorteile des Schruppens
Das Schruppen in der Bearbeitung reduziert Produktionszeit und -kosten, verlängert die Standzeit der Werkzeuge und erkennt auf einfache Weise Defekte an Rohlingen, was es zu einem wesentlichen Bestandteil des Fertigungsprozesses macht.
- Zeitersparnis: Schruppen ist ein schneller Abtrag großer Materialmengen, wodurch die für die Bearbeitung benötigte Zeit reduziert wird. Dadurch kann der Bearbeitungsprozess schneller abgeschlossen und die Teile schneller produziert werden.
- Kosteneinsparung: Es kann helfen, Geld zu sparen, indem es den Schruppprozess in einer einzigen Aufspannung abschließt, wodurch zusätzliche Aufspannungen auf der Endbearbeitungsmaschine entfallen.
- Material sparen: Durch die Schruppbearbeitung verringert sich das in der Schlichtstufe abzutragende Materialvolumen um bis zu 501 TP3T. Dies ist eine beeindruckende Materialeinsparung, die die Gesamtkosten und das Versandgewicht senkt.
- Verlängerte Werkzeuglebensdauer: Durch den großen Materialabtrag beim Schruppen wird der Verschleiß des Schneidwerkzeugs minimiert. Dies führt zu selteneren Werkzeugwechseln und weniger werkzeugbezogenen Kosten.
- Blindfehler einfach identifizieren: Wenn ein Maschinenbediener ein vorbearbeitetes Werkstück in den Endbearbeitungsprozess schickt, sind im Produkt vorhandene Fehler wie Luftlöcher oder Sandlöcher für den Bediener schnell sichtbar und erkennbar. Defekte oder Risse sind offensichtlicher, sobald Material von einem bestimmten Abschnitt der Komponente entfernt wurde.
Warum Schlichten in der Bearbeitung verwenden?
Die Endbearbeitung in der maschinellen Bearbeitung bezieht sich auf den Prozess der endgültigen Oberflächenbeschaffenheit und dimensionale Genauigkeit zu einem bearbeiteten Teil oder einer Komponente. Es ist eine entscheidende Methode zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Endprodukts wie Leistung, Funktion, Haltbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Glätte, Korrosions- und Verschleißfestigkeit sowie Aussehen.
Bei der Endbearbeitung werden verschiedene Werkzeuge und mehrere Techniken verwendet, um verbleibendes Material zu entfernen und die Oberflächenbeschaffenheit des Teils zu verbessern. Basierend auf den gewünschten Merkmalen der bereits hergestellten Teile wird ein spezifisches oder eine Kombination der Veredelungsverfahren angewendet, um ihre Eigenschaften zu verbessern oder hinzuzufügen, einschließlich Pulverbeschichtung, Sandstrahlen, Lackieren, Polieren, Schleifen, Galvanisieren, Perlenstrahlen, Eloxieren usw.
Das Schlichten findet in der Regel nach Schruppoperationen an Werkstücken in CNC-Fertigungsprojekten statt und dient dazu, Endmaße in Bezug auf Ebenheit, Dicke, Rauheit, Toleranzen und Oberflächengüte zu erreichen, indem erforderliches überschüssiges Material entfernt und das hergestellte Bauteil fertiggestellt wird.
Vorteile der Veredelung
Die Oberflächenbeschaffenheit eines bearbeiteten Teils oder einer Komponente ist aus mehreren Gründen wichtig, darunter:
- Ästhetik: Ein gut verarbeitetes Teil oder eine Komponente kann das Gesamterscheinungsbild eines fertigen Produkts verbessern, was für Produkte wichtig sein kann, die von Kunden gesehen oder verwendet werden.
- Verbesserte Funktionalität: Eine glatte und polierte Oberfläche kann die Reibung zwischen beweglichen Teilen verringern, was dazu beitragen kann, den Verschleiß zu verringern und die Gesamtfunktionalität zu verbessern.
- Korrosionsbeständigkeit: Eine ordnungsgemäß bearbeitete Oberfläche kann zum Schutz vor Korrosion beitragen, indem sie eine Barriere zwischen der Metalloberfläche und der Umgebung bildet.
- Präzision: Ein hochwertiges Finish kann dazu beitragen, die Präzision und Genauigkeit eines bearbeiteten Teils oder einer Komponente zu verbessern, was für Anwendungen wichtig sein kann, bei denen enge Toleranzen oder Präzision entscheidend sind.
- Einfache Reinigung: Eine glatte, polierte Oberfläche kann einfacher zu reinigen und zu pflegen sein als eine raue oder unebene Oberfläche, was für Teile und Komponenten wichtig sein kann, die für eine optimale Leistung sauber gehalten werden müssen.
Unterschied zwischen Schruppen und Schlichten in der Bearbeitung
1. Erwartete Wirkungen
Der Grobschnitt wird durchgeführt, um den größten Teil des überschüssigen Materials schnell zu entfernen, während der Fertigschnitt durchgeführt wird, um eine glatte und präzise Oberflächengüte mit engen Toleranzen zu erzielen.
2. Schneidwerkzeuge
Die Schrupp-Schneidwerkzeuge sind in der Regel sehr stark und langlebig ausgelegt, mit einer groben Teilung und einer großen Schneidenkapazität. Schlichtfräser hingegen benötigen eine kleinere Schneidenkapazität und eine feinere Teilung, wodurch sie Material langsamer und mit größerer Präzision entfernen können.
3. Materialentfernungsrate
Die Materialabtragsrate beim Schlichten ist in der Regel viel langsamer als beim Schruppen, da die Priorität eher auf Präzision als auf Geschwindigkeit liegt.
4. Vorschub und Spindeldrehzahl
Beim Schruppen wird ein höherer Vorschub und eine niedrigere Spindeldrehzahl verwendet, um Material schnell abzutragen. Umgekehrt wird beim Schlichten eine niedrigere Vorschubgeschwindigkeit, aber eine höhere Spindelgeschwindigkeit verwendet, um Präzision und Genauigkeit beim Erstellen der endgültigen Oberflächengüte sicherzustellen.
5. Schnitttiefe
Beim Schruppen wird eine große Schnittiefe genommen, was bedeutet, dass in einem Durchgang mehr Material entfernt wird, während beim Schlichten eine geringere Schnitttiefe verwendet wird, was normalerweise der letzte Durchgang vor Abschluss des Bearbeitungsvorgangs ist.
6. Oberflächenbeschaffenheit
Beim Schruppen wird überschüssiges Material schnell mit schweren Schnitten entfernt, was zu einer relativ rauen Oberflächenbeschaffenheit führt, oft mit sichtbaren Werkzeugspuren, während das Schlichten sanfte, leichte Schnitte umfasst, um eine glatte, makellose Oberfläche zu hinterlassen.
7. Präzision
Bei der Schruppbearbeitung wird ein Schruppwerkzeug oder Fräser mit großen Schneidkanten und hohen Geschwindigkeiten eingesetzt, was es leicht macht, eine schlechte Oberflächengüte zu hinterlassen. Durch die Verwendung von flachen Schnitten und kleinen Vorschüben bei der Endbearbeitung gelingt es jedoch, die Oberflächenbeschaffenheit eines Teils oder einer Komponente mit höherer Maßgenauigkeit und engeren Toleranzen zu verfeinern.
8. Bearbeitungsfolge
Beim CNC-Bearbeitungsprozess werden Schruppen und Schlichten normalerweise nacheinander durchgeführt, um ein endgültiges Teil zu erstellen. Typischerweise wird der Schruppvorgang vor dem Endbearbeitungsprozess durchgeführt.
Vergleichstabelle ihrer Hauptunterschiede
| Merkmale | Rohschnitt | Schnitt beenden |
| Zielsetzung | Zum schnellen Entfernen des größten Teils des überschüssigen Materials vom Werkstück | Zum Erzielen einer glatten und präzisen Oberflächengüte mit engen Toleranzen |
| Schneidetyp | Wendeschneidplatten mit negativem Spanwinkel | Wendeschneidplatten mit positivem Spanwinkel |
| Vorschubgeschwindigkeit | Hoch | Niedrig |
| Schnitttiefe | Hoch | Niedrig |
| Spanbelastung am Fräser | Hoch | Niedrig |
| Materialabtragungsrate | Hoch | Niedrig |
| Oberflächenveredlung | Arm | Gut |
| Genauigkeit & Toleranz | Niedrig | Hoch |
| Produktionseffizienz | Hoch | Niedrig |
Überlegungen zur Schruppbearbeitung
Die Schruppbearbeitung kann helfen, schnell die Grundform eines Werkstücks für die nachfolgende Bearbeitung zu erstellen, aber es gibt wichtige Faktoren zu beachten:
1. Schnittparameter
Die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub und die Schnittiefe sind wichtige Parameter, die beim Schruppen berücksichtigt werden müssen. Diese Parameter können die Lebensdauer und Leistung des Schneidwerkzeugs beeinflussen. Um beim Schruppen Betriebseffizienz zu erreichen, müssen die Parameter sowohl für das Werkstück als auch für das Schneidwerkzeug sorgfältig ausgewählt und angepasst werden.
2. Material, das bearbeitet wird
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften und verhalten sich bei der Bearbeitung unterschiedlich. Die gewählte Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub und die Schnittiefe hängen von der Art des zu bearbeitenden Materials ab.
3. Schneidwerkzeug
Die Auswahl des Schneidwerkzeugs ist wichtig, da verschiedene Werkzeuge unterschiedliche Geometrien haben und für die Arbeit mit bestimmten Materialien ausgelegt sind.
4. Werkzeugmaschinentyp und Software
Es ist entscheidend sicherzustellen, dass die verwendete Ausrüstung über ausreichend Leistung, Effizienz und Steifigkeit verfügt, um die strengen Werkzeugbewegungen beim Schruppen zu bewältigen. Manuelle Geräte sind nicht geeignet, um das Schruppen durchzuführen, und sogar die Software die für kompliziertes 3D-Fräsen programmiert ist, kann bei Werkstücken mit engen Ecken möglicherweise kein konsistentes Schneiden aufrechterhalten. Daher ist es wichtig, sowohl die Werkzeugmaschinen als auch die Software sorgfältig auszuwählen, die in der Lage sind, sich an Schruppoperationen anzupassen.
5. Schmierung und Kühlung
Die Verwendung größerer Vorschübe beim Schruppen führt zu einem erhöhten Rückschub, was zu einem erheblichen Schnittwiderstand und der Erzeugung einer beträchtlichen Wärmemenge führt. Daher kann eine ordnungsgemäße Schmierung und Kühlung dazu beitragen, die Wärmeerzeugung zu reduzieren und die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern, was zu einer verbesserten Leistung und niedrigeren Kosten führt.
Überlegungen zur Endbearbeitung
Die Endbearbeitung ist ein kritischer Teil des Herstellungsprozesses. Nachfolgend finden Sie wichtige Überlegungen, die Sie vor dem Start beachten sollten:
1. Gewünschte Oberflächenqualität
Es ist wichtig zu bedenken, dass das Hinzufügen von Oberflächenbehandlungen zu gefertigten Teilen Auswirkungen auf deren Qualität haben kann GD&T und dimensionale Aspekte. Beispielsweise kann das Auftragen von Pulverbeschichtung auf Metallkomponenten zu einer Erhöhung ihrer Oberflächendicke führen. Daher ist es wichtig, die Faktoren im Voraus zu analysieren, um sicherzustellen, dass die Genauigkeit und Präzision der Bearbeitung beim Hinzufügen von Oberflächen nicht beeinträchtigt wird.
2. Anwendung des Teils
Um die richtige Endbearbeitung auszuwählen, ist es wichtig, die Anwendung eines Teils und die potenziellen Bedingungen, denen es ausgesetzt sein wird, zu berücksichtigen. Bei verdeckten Teilen, die beispielsweise in Fahrzeugen verwendet werden, konzentriert sich der Endbearbeitungsprozess mehr auf die Verbesserung der Haltbarkeit als auf die Ästhetik.
3. Bearbeitungskosten
Abgesehen von den oben genannten Faktoren ist es wichtig, auch die Gesamtkosten für Ihr Fertigstellungsprojekt zu berücksichtigen. Hochwertige Oberflächen erfordern in der Regel überlegene Materialien, Werkzeuge und komplizierte Techniken. Daher ist es wichtig, alle diese Kostenvariablen in Verbindung mit Ihrem Fertigungsprojekt zu bewerten, bevor Sie sich für einen Endbearbeitungsansatz entscheiden.
Fazit
Die Auswahl und Ausführung des geeigneten Bearbeitungsprozesses in jeder Phase der CNC-Bearbeitung ist für die Durchführung des Projekts von entscheidender Bedeutung. Daher bleibt das Verständnis des Betriebskonzepts des Schruppens und Schlichtens unerlässlich, um präzise Bauteile mit ausgezeichneter Textur zu erzielen.
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