10 Tipps zur CNC-Bearbeitung: für eine bessere Bearbeitungsqualität

10 Tipps zur CNC-Bearbeitung: für eine bessere Bearbeitungsqualität

Der Begriff "CNC-Bearbeitung" bezieht sich auf den Einsatz von numerisch gesteuerten Bearbeitungswerkzeugen.

Da sie durch Computerprogrammierung gesteuert wird, bietet die CNC-Bearbeitung mehrere Vorteile wie gleichbleibende Qualität, hohe Präzision, hohe Wiederholgenauigkeit, die Fähigkeit, komplexe Oberflächen zu bearbeiten, und erhöhte Effizienz.

Es ist jedoch anzumerken, dass die Endqualität des bearbeiteten Produkts stark von menschlichen Faktoren und der Erfahrung des Bedieners während des eigentlichen Bearbeitungsprozesses beeinflusst werden kann.

Werfen wir nun einen Blick auf zehn wertvolle Bearbeitungstipps, zusammengefasst von einem CNC-Maschine mit mehr als einem Jahrzehnt Erfahrung in diesem Bereich.

Tipps zur CNC-Bearbeitung

1. Wie lassen sich CNC-Bearbeitungsprozesse einteilen?

Die Aufteilung der CNC-Bearbeitungsprozesse kann im Allgemeinen nach folgenden Methoden erfolgen:

Werkzeugzentrierte Sortiermethode

Die werkzeugzentrierte Sortiermethode besteht darin, die Prozesse nach den verwendeten Werkzeugen aufzuteilen und das gleiche Werkzeug für die Bearbeitung aller Teile zu verwenden, die fertiggestellt werden können. Die zweiten und dritten Messer werden zur Fertigstellung anderer Teile verwendet, die sie bearbeiten können. Dieser Ansatz reduziert die Anzahl der Werkzeugwechsel, minimiert die Leerlaufzeiten und verringert unnötige Positionierungsfehler.

Sortierung nach Bearbeitungsposition

Bei Teilen mit vielen CNC-Bearbeitungsschritten kann das zu bearbeitende Teil in mehrere Abschnitte unterteilt werden, die auf seinen strukturellen Merkmalen basieren, wie z. B. Innenform, Außenform, gekrümmte Oberfläche oder Ebene usw. Im Allgemeinen werden die Ebene und die Positionierfläche zuerst bearbeitet, gefolgt von den Löchern; einfache Geometrien werden vor komplexen Geometrien bearbeitet, und Teile mit geringer Präzision werden vor solchen mit hohen Präzisionsanforderungen bearbeitet.

Sortierung nach grober und feiner CNC-Bearbeitung

Bei Teilen, die bei der CNC-Schrupp- und Feinbearbeitung zu Verformungen neigen, muss die Form aufgrund möglicher Verformungen nach der Schruppbearbeitung kalibriert werden. Daher werden die Prozesse im Allgemeinen für die Grob- und Feinbearbeitung getrennt.

Abschließend ist es wichtig, bei der Aufteilung des Prozesses die Struktur und Herstellbarkeit der Teile, die Funktion der Werkzeugmaschine, die NC-Bearbeitungsmenge der Teile, die Montagezeiten und die Produktionsorganisation der Einheit zu berücksichtigen. Darüber hinaus sollte das Prinzip der Prozesskonzentration oder -dispersion auf der Grundlage der tatsächlichen Situation bestimmt werden, es muss jedoch angemessen sein.

2. Welche Grundsätze sollten bei der Gestaltung des CNC-Bearbeitungsablaufs beachtet werden?

Die Bearbeitungsreihenfolge sollte auf der Grundlage der Struktur und des Zustands der Teile sowie der Positionierung und Spannen Anforderungen, wobei der Schwerpunkt auf der Vermeidung von Schäden an der Steifigkeit des Werkstücks liegt. Bei der Gestaltung der Reihenfolge sollten die folgenden Grundsätze beachtet werden:

  • Die CNC-Bearbeitung des vorhergehenden Prozesses sollte die Positionierung und Aufspannung des nächsten Prozesses nicht beeinträchtigen. Der dazwischen liegende allgemeine Bearbeitungsprozess der Werkzeugmaschine sollte ebenfalls berücksichtigt werden.
  • Die Innenform- und Hohlraumbearbeitung sollte zuerst durchgeführt werden, gefolgt von der Konturbearbeitung.
  • CNC-Bearbeitungen mit gleichem Positionier- und Spannmodus oder gleichem Werkzeug sollten gruppiert werden, um die Anzahl der wiederholten Positionierungen, Werkzeugwechsel und Bewegungen der Pressplatte zu reduzieren.
  • Wenn mehrere Prozesse in der gleichen Einrichtung durchgeführt werden, sollte der Prozess, der die geringsten Auswirkungen auf die Steifigkeit des Werkstücks hat, zuerst durchgeführt werden.

3. Welche Aspekte sind bei der Bestimmung der Spannart des Werkstücks zu beachten?

Bei der Festlegung des Positionierungsnullpunkts und des Spannschemas sollten die folgenden vier Punkte berücksichtigt werden:

  • Ziel ist die Standardisierung der Benchmarks, die bei der Entwicklung, Verarbeitung und Programmierung von Berechnungen verwendet werden.
  • Minimieren Sie die Anzahl der Aufspannungen so weit wie möglich und streben Sie an, die CNC-Bearbeitung auf allen zu bearbeitenden Flächen nach einer einzigen Positionierung durchzuführen.
  • Vermeiden Sie die Verwendung manueller Einstellungen.
  • Die Vorrichtung sollte offen gestaltet sein und ihr Positionierungs- und Spannmechanismus sollte die Bewegung des Werkzeugs während der CNC-Bearbeitung nicht beeinträchtigen (um Kollisionen zu vermeiden). In solchen Fällen kann die Klemmung mit einem Schraubstock oder durch Hinzufügen einer Grundplatte und Ausziehschrauben erreicht werden.
Tipps zur CNC-Bearbeitung

4. Wie lässt sich die Angemessenheit des Werkzeugeinstellpunkts bestimmen? Wie ist die Beziehung zwischen dem Werkstückkoordinatensystem und dem Programmierkoordinatensystem?

Der Werkzeugeinstellpunkt kann auf dem bearbeiteten Bauteil festgelegt werden, aber es ist wichtig zu beachten, dass der Werkzeugeinstellpunkt eine Referenzposition oder das Endprodukt sein sollte. In einigen Fällen kann der Werkzeugeinstellpunkt nach der ersten Bearbeitung beschädigt werden, so dass es schwierig ist, den Werkzeugeinstellpunkt bei nachfolgenden Bearbeitungen zu finden.

Um dies zu vermeiden, sollte darauf geachtet werden, dass im ersten Prozess eine relative Werkzeugeinstellposition festgelegt wird, die eine konsistente Beziehung zu einem Referenzmaßstab aufweist. Auf diese Weise kann der ursprüngliche Einstellpunkt des Werkzeugs anhand der relativen Beziehung zwischen den beiden identifiziert werden.

Diese relative Werkzeugeinstellposition befindet sich häufig auf der Werkbank oder Vorrichtung der Werkzeugmaschine, und bei der Auswahl sollten die folgenden Grundsätze berücksichtigt werden:

  • Einfache Ausrichtung
  • Bequeme Programmierung
  • Minimaler Fehler bei der Werkzeugeinstellung
  • Erleichtert die Kontrolle während der Bearbeitung und ermöglicht eine einfache Überprüfung.

Der Startpunkt des Werkstückkoordinatensystems wird vom Bediener festgelegt. Sobald das Werkstück sicher befestigt ist, wird seine Position durch die Werkzeugeinstellung festgelegt. Diese definiert den Abstand zwischen dem Werkstück und dem Nullpunkt der Werkzeugmaschine.

Wenn das Werkstückkoordinatensystem einmal festgelegt ist, bleibt es normalerweise unverändert. Um eine genaue Bearbeitung zu gewährleisten, ist es wichtig, dass das Werkstückkoordinatensystem und das Programmierkoordinatensystem synchron sind, das heißt, dass sie während des Bearbeitungsprozesses miteinander übereinstimmen.

5. Wie wählt man die Schneidroute?

Der Werkzeugweg bezieht sich auf den Weg und die Richtung der Werkzeugbewegung relativ zum Werkstück während der NC-Bearbeitung. Die Auswahl des Schneidwegs ist von entscheidender Bedeutung, da sie sich auf die Genauigkeit und Oberflächenqualität der bearbeiteten Teile auswirkt.

Die folgenden Faktoren werden bei der Bestimmung des Schnittwegs berücksichtigt:

  • Erfüllung der Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile.
  • Erleichterung der numerischen Berechnung und Verringerung des Programmieraufwands.
  • Ermittlung der kürzesten NC-Bearbeitungsroute und Reduzierung der Leerlaufzeiten zur Verbesserung der NC-Bearbeitungseffizienz.
  • Minimierung der Anzahl der Segmente.
  • Sicherstellung der geforderten Rauheit der Werkstückkonturoberfläche nach der NC-Bearbeitung und Sicherstellung, dass die Endkontur kontinuierlich mit dem letzten Werkzeug bearbeitet wird.
  • Sorgfältige Berücksichtigung des Vor- und Rücklaufs (Ein- und Auslauf) des Werkzeugs, um Messerabdrücke durch plötzliche Änderungen der Schnittkraft zu minimieren und ein Verkratzen des Werkstücks durch vertikales Schneiden auf der Konturfläche zu vermeiden.

6. Wie kann man während der CNC-Bearbeitung überwachen und einstellen?

Wenn das Werkstück richtig ausgerichtet ist und das Programm gründlich getestet wurde, kann es in die Phase der automatischen Bearbeitung übergehen.

Während dieser Phase sollte der Bediener den Schneidprozess genau überwachen, um sicherzustellen, dass die Qualität des Werkstücks nicht beeinträchtigt wird und um Unfälle zu vermeiden, die durch abnormales Schneiden verursacht werden können.

Bei der Überwachung des Schneidevorgangs sollten die folgenden Aspekte berücksichtigt werden:

(1) Bei der Schruppbearbeitung liegt der Schwerpunkt der Überwachung des Bearbeitungsprozesses vor allem auf dem schnellen Abtrag von überschüssigem Material von der Oberfläche des Werkstücks.

Beim Betrieb der Werkzeugmaschine wird der Schneidvorgang automatisch entsprechend der vorgegebenen Schneidbahn durchgeführt und Schnittparameter vom Betreiber festgelegt.

Der Bediener sollte die Änderungen der Schnittkraft während des gesamten Prozesses genau überwachen, indem er die Schnittkrafttabelle überprüft. Basierend auf der Auflagekraft des Werkzeugs sollten die Schnittparameter angepasst werden, um die Effizienz der Werkzeugmaschine zu maximieren.

(2) Überwachung des Schneidgeräuschs während des Schneidprozesses

Während des automatischen Schneidprozesses ist das Geräusch des Werkzeugs, das das Werkstück schneidet, im Allgemeinen stabil, kontinuierlich und leicht.

In diesem Stadium ist die Bewegung der Werkzeugmaschine stabil. Wenn der Zerspanungsprozess jedoch fortschreitet, können Probleme wie harte Stellen am Werkstück, Werkzeugverschleiß oder eine unsachgemäße Werkzeugspannung dazu führen, dass der Zerspanungsprozess instabil wird.

Anzeichen für eine Instabilität sind u. a. Veränderungen des Schnittgeräuschs, Kollisionen zwischen Werkzeug und Werkstück und Vibrationen der Werkzeugmaschine. In diesen Fällen sollten die Schnittparameter und -bedingungen umgehend angepasst werden.

Führt die Einstellung nicht zum gewünschten Ergebnis, sollte die Werkzeugmaschine angehalten werden, um den Zustand der Werkzeuge und Werkstücke zu überprüfen.

(3) Überwachung des Endbearbeitungsprozesses zur Sicherstellung der Bearbeitungsgröße und Oberflächenqualität des Werkstücks

Während des Schlichtprozesses ist die Schnittgeschwindigkeit hoch und der Vorschub groß. Die Auswirkungen der Spanbildung auf die bearbeitete Oberfläche sollten beachtet werden.

Bei der Bearbeitung von Kavitäten ist es wichtig, auf Überschneidungen und Werkzeugverschleiß an den Ecken zu achten.

Um diese Probleme zu lösen, können folgende Schritte unternommen werden:

  • Stellen Sie sicher, dass die Bearbeitungsfläche immer kühl ist, indem Sie die Position des Schneidflüssigkeitssprühers anpassen.
  • Behalten Sie die Qualität der bearbeiteten Oberfläche bei, indem Sie die Schnittparameter anpassen, um Qualitätsschwankungen zu vermeiden.

Wenn diese Anpassungen nicht wirksam sind, kann es erforderlich sein, die Maschine anzuhalten und die Angemessenheit des ursprünglichen Programms zu überprüfen.

Es ist wichtig, auf die Position des Werkzeugs zu achten, wenn die Inspektion unterbrochen oder die Maschine angehalten wird. Wenn die Schneidewerkzeug Wenn die Spindel mitten im Zerspanungsprozess stoppt, kann das plötzliche Anhalten der Spindel zu Werkzeugspuren auf der Werkstückoberfläche führen.

Im Allgemeinen wird empfohlen, die Maschine auszuschalten, wenn sich das Werkzeug nicht mehr im Schnitt befindet.

(4) Werkzeugüberwachung: Die Werkzeugqualität beeinflusst die Bearbeitungsqualität des Werkstücks

Die Qualität des Werkzeugs spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Bearbeitungsqualität des Werkstücks.

Während des Prozesses der automatischen Bearbeitung und des Schneidens können der normale Verschleiß und jede abnormale Beschädigung des Werkzeugs durch die akustische Überwachung, die Kontrolle der Schnittzeit, Kontrollen während des Schneidprozesses und Analyse der Werkstückoberfläche.

Um sicherzustellen, dass die Bearbeitungsqualität den geforderten Standards entspricht, sollten die Schneidwerkzeuge rechtzeitig verwaltet werden, um Qualitätsprobleme bei der Bearbeitung zu vermeiden, die durch unsachgemäße Handhabung der Werkzeuge verursacht werden.

Tipps zur CNC-Bearbeitung

7. Wie wählt man sinnvollerweise Bearbeitungswerkzeuge aus? Wie viele Faktoren gibt es bei den Schnittparametern? Wie viele Arten von Schneidwerkzeugen gibt es? Wie bestimmt man die Werkzeuggeschwindigkeit, Schnittgeschwindigkeit und Schnittbreite?

(1) Zum Planfräsen empfiehlt sich die Verwendung eines ungeschliffenen Hartmetallfräsers oder eines Schaftfräsers. Beim Fräsen im Allgemeinen ist es am besten, den zweiten Werkzeugvorschub zu verwenden, wann immer dies möglich ist. Für den ersten Werkzeugvorschub wird empfohlen, einen Schaftfräser zum Schruppfräsen zu verwenden und kontinuierlich entlang der Oberfläche des Werkstücks vorzuschieben. Die empfohlene Breite jeder Werkzeugzuführung sollte zwischen 60% und 75% des Werkzeugdurchmessers liegen.

(2) Schaftfräser und Fräser mit Hartmetalleinsätzen werden hauptsächlich für die Bearbeitung von Naben, Nuten und Kastenmündungen verwendet.

(3) Kugelfräser und Rundfräser (auch Rundnasenfräser genannt) werden üblicherweise für die Bearbeitung von gekrümmten Oberflächen und Konturen mit variablem Winkel verwendet. Kugelfräser werden hauptsächlich zum Vorschlichten und Schlichten verwendet, während Rundfräser mit Sinterkarbid werden meist zum Schruppen verwendet.

8. Welche Funktion hat das Verarbeitungsprogrammblatt? Was sollte im Verarbeitungsprogramm enthalten sein?

(1) Die Bearbeitungsprogrammliste ist ein wesentlicher Bestandteil der Gestaltung des NC-Bearbeitungsprozesses. Sie dient als Vorgehensweise, die vom Bediener befolgt und ausgeführt werden muss. Die Bearbeitungsprogrammliste liefert eine detaillierte Beschreibung des Bearbeitungsprogramms und dient unter anderem zur Klärung des Programminhalts, der Spann- und Positioniermethode und der für jedes Bearbeitungsprogramm ausgewählten Werkzeuge.

(2) Das Bearbeitungsprogrammblatt sollte folgende Angaben enthalten: den Namen der Zeichnungs- und Programmierdatei, den Namen des Werkstücks, eine Skizze der Aufspannmethode, den Namen des Programms, die in jedem Programm verwendeten Werkzeuge, die maximale Schnitttiefe, die Art der Bearbeitung (wie Schruppen oder Schlichten) und die theoretische Bearbeitungszeit.

9. Welche Vorbereitungen sollten vor der Programmierung getroffen werden?

Vor der Programmierung ist es wichtig, nach der Festlegung der Verarbeitungstechnologie folgende Punkte zu berücksichtigen:

  • Methode zum Einspannen von Werkstücken;
  • Die Größe des Rohteil-Embryos - sie bestimmt den Bearbeitungsbereich oder ob eine Mehrfachspannung notwendig ist;
  • Das Material des Werkstücks - um das geeignete Werkzeug für die Bearbeitung auszuwählen;
  • Die verfügbaren Werkzeuge auf Lager - um zu vermeiden, dass das Programm wegen der Nichtverfügbarkeit eines Werkzeugs während der Bearbeitung geändert wird. Wenn ein bestimmtes Werkzeug benötigt wird, sollte es im Voraus vorbereitet werden.

10. Welche Grundsätze gelten für die Festlegung der Sicherheitshöhe bei der Programmierung?

Das Prinzip der Einstellung der Sicherheitshöhe besteht darin, sicherzustellen, dass sie im Allgemeinen höher als die höchste Oberfläche des Werkstücks ist, oder den Programmier-Nullpunkt auf die höchste Oberfläche zu setzen. Dies hilft, das Risiko einer Werkzeugkollision zu minimieren.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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