Der CNC-Prozess

Der Begriff CNC steht für „Computer Numerical Control“ und CNC-Bearbeitung ist als ein subtraktiver Fertigungsprozess definiert, bei dem typischerweise Computersteuerung und Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, um Materialschichten von einem Rohteil (Rohling oder Werkstück) zu entfernen und ein kundenspezifisches Werkstück herzustellen. gestaltetes Teil.

Das Verfahren eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, darunter Metall, Kunststoff, Holz, Glas, Schaum und Verbundwerkstoffe, und findet in einer Vielzahl von Branchen Anwendung, beispielsweise bei der großen CNC-Bearbeitung und der CNC-Endbearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen.

Eigenschaften der CNC-Bearbeitung

01. Hoher Automatisierungsgrad und sehr hohe Produktionseffizienz. Mit Ausnahme der Rohlingsspannung können alle anderen Bearbeitungsvorgänge mit CNC-Werkzeugmaschinen durchgeführt werden. In Kombination mit der automatischen Be- und Entladung ist es ein Grundbestandteil einer unbemannten Fabrik.

Die CNC-Bearbeitung reduziert den Arbeitsaufwand des Bedieners, verbessert die Arbeitsbedingungen, eliminiert Markierungen, mehrfaches Spannen und Positionieren, Inspektion und andere Prozesse und Hilfsvorgänge und verbessert effektiv die Produktionseffizienz.

02. Anpassungsfähigkeit an CNC-Bearbeitungsobjekte. Beim Wechsel des Bearbeitungsobjekts ist neben dem Werkzeugwechsel und der Lösung der Rohlingsspannmethode lediglich eine Neuprogrammierung ohne weitere komplizierte Anpassungen erforderlich, was den Produktionsvorbereitungszyklus verkürzt.

03. Hohe Verarbeitungspräzision und stabile Qualität. Die Bearbeitungsmaßgenauigkeit liegt zwischen d0,005 und 0,01 mm, was durch die Komplexität der Teile nicht beeinträchtigt wird, da die meisten Vorgänge automatisch von der Maschine ausgeführt werden. Daher wird die Größe der Losteile erhöht und Positionserkennungsgeräte werden auch an präzisionsgesteuerten Werkzeugmaschinen eingesetzt. , wodurch die Genauigkeit der Präzisions-CNC-Bearbeitung weiter verbessert wird.

04. Die CNC-Bearbeitung weist zwei Hauptmerkmale auf: Erstens kann sie die Bearbeitungsgenauigkeit, einschließlich der Bearbeitungsqualitätsgenauigkeit und der Bearbeitungszeitfehlergenauigkeit, erheblich verbessern. Zweitens kann die Wiederholbarkeit der Verarbeitungsqualität die Verarbeitungsqualität stabilisieren und die Qualität der verarbeiteten Teile aufrechterhalten.

CNC-Bearbeitungstechnologie und Anwendungsbereich:

Je nach Material und Anforderungen des zu bearbeitenden Werkstücks können unterschiedliche Bearbeitungsverfahren gewählt werden. Das Verständnis gängiger Bearbeitungsmethoden und ihres Anwendungsbereichs kann es uns ermöglichen, die am besten geeignete Teilebearbeitungsmethode zu finden.

Drehen

Die Bearbeitung von Teilen mittels Drehmaschinen wird zusammenfassend als Drehen bezeichnet. Mit formgebenden Drehwerkzeugen können auch rotierende gekrümmte Flächen im Quervorschub bearbeitet werden. Beim Drehen können auch Gewindeflächen, Stirnflächen, Exzenterwellen usw. bearbeitet werden.

Die Drehgenauigkeit beträgt im Allgemeinen IT11–IT6 und die Oberflächenrauheit beträgt 12,5–0,8 μm. Beim Feindrehen kann es IT6–IT5 erreichen und die Rauheit kann 0,4–0,1 μm erreichen. Die Produktivität der Drehbearbeitung ist hoch, der Schneidprozess verläuft relativ reibungslos und die Werkzeuge sind relativ einfach.

Anwendungsbereich: Bohren von Mittellöchern, Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, zylindrisches Drehen, Bohren, Drehen von Endflächen, Drehen von Nuten, Drehen geformter Oberflächen, Drehen von Kegeloberflächen, Rändeln und Gewindedrehen

Mahlen

Beim Fräsen handelt es sich um eine Methode, bei der das Werkstück mit einem rotierenden mehrschneidigen Werkzeug (Fräser) auf einer Fräsmaschine bearbeitet wird. Die Hauptschneidbewegung ist die Rotation des Werkzeugs. Je nachdem, ob die Hauptbewegungsgeschwindigkeitsrichtung beim Fräsen gleich oder entgegengesetzt zur Vorschubrichtung des Werkstücks ist, wird sie in Gleichlauffräsen und Aufwärtsfräsen unterteilt.

(1) Gleichlauffräsen

Die horizontale Komponente der Fräskraft entspricht der Vorschubrichtung des Werkstücks. Zwischen der Vorschubspindel des Werkstücktisches und der feststehenden Mutter besteht meist ein Spalt. Daher kann die Schnittkraft leicht dazu führen, dass sich Werkstück und Arbeitstisch gemeinsam vorwärts bewegen, was zu einem plötzlichen Anstieg der Vorschubgeschwindigkeit führt. Erhöhen Sie sich und verursachen Sie Messer.

(2) Gegenfräsen

Dadurch kann das Bewegungsphänomen vermieden werden, das beim Gleichlauffräsen auftritt. Beim Gegenlauffräsen steigt die Schnittstärke allmählich von Null an, sodass die Schneidkante auf der schnittgehärteten bearbeiteten Oberfläche eine Phase des Quetschens und Gleitens erfährt, was den Werkzeugverschleiß beschleunigt.

Anwendungsbereich: Planfräsen, Stufenfräsen, Nutfräsen, Formflächenfräsen, Spiralnutfräsen, Zahnradfräsen, Schneiden

Hobeln

Unter Hobelbearbeitung versteht man im Allgemeinen eine Bearbeitungsmethode, bei der mit einem Hobel eine hin- und hergehende lineare Bewegung relativ zum Werkstück auf einem Hobel ausgeführt wird, um überschüssiges Material zu entfernen.

Die Hobelgenauigkeit kann im Allgemeinen IT8-IT7 erreichen, die Oberflächenrauheit beträgt Ra6,3–1,6 μm, die Hobelebenheit kann 0,02/1000 erreichen und die Oberflächenrauheit beträgt 0,8–0,4 μm, was für die Bearbeitung großer Gussteile besser ist.

Anwendungsbereich: Hobeln von ebenen Flächen, Hobeln von vertikalen Flächen, Hobeln von Stufenflächen, Hobeln von rechtwinkligen Nuten, Hobeln von Fasen, Hobeln von Schwalbenschwanznuten, Hobeln von D-förmigen Nuten, Hobeln von V-förmigen Nuten, Hobeln von gekrümmten Oberflächen, Hobeln von Keilnuten in Löchern, Hobelständer, Hobelverbundoberfläche

Schleifen

Beim Schleifen handelt es sich um eine Methode zum Schneiden der Werkstückoberfläche auf einer Schleifmaschine unter Verwendung einer künstlichen Schleifscheibe (Schleifscheibe) mit hoher Härte als Werkzeug. Die Hauptbewegung ist die Rotation der Schleifscheibe.

Die Schleifgenauigkeit kann IT6-IT4 erreichen und die Oberflächenrauheit Ra kann 1,25–0,01 μm oder sogar 0,1–0,008 μm erreichen. Ein weiteres Merkmal des Schleifens besteht darin, dass es gehärtete Metallmaterialien bearbeiten kann, was zum Umfang der Endbearbeitung gehört und daher häufig als letzter Bearbeitungsschritt eingesetzt wird. Je nach Funktion kann das Schleifen auch in Rundschleifen, Innenlochschleifen, Flachschleifen usw. unterteilt werden.

Anwendungsbereich: Rundschleifen, Innenrundschleifen, Flachschleifen, Formschleifen, Gewindeschleifen, Zahnradschleifen

Bohren

Der Vorgang der Bearbeitung verschiedener Innenlöcher auf einer Bohrmaschine wird als Bohren bezeichnet und ist die gebräuchlichste Methode zur Lochbearbeitung.

Die Bohrgenauigkeit ist gering, im Allgemeinen IT12 bis IT11, und die Oberflächenrauheit beträgt im Allgemeinen Ra5,0 bis 6,3 um. Nach dem Bohren werden Vergrößerungen und Reiben häufig zum Vorschlichten und Schlichten eingesetzt. Die Reibbearbeitungsgenauigkeit beträgt im Allgemeinen IT9-IT6 und die Oberflächenrauheit beträgt Ra1,6-0,4 μm.

Anwendungsbereich: Bohren, Reiben, Reiben, Gewindeschneiden, Strontiumlöcher, Schaben von Oberflächen

Langweilige Verarbeitung

Bohrbearbeitung ist eine Bearbeitungsmethode, bei der eine Bohrmaschine verwendet wird, um den Durchmesser vorhandener Löcher zu vergrößern und die Qualität zu verbessern. Die Bohrbearbeitung basiert hauptsächlich auf der Rotationsbewegung des Bohrwerkzeugs.

Die Präzision der Bohrbearbeitung ist hoch, im Allgemeinen IT9-IT7, und die Oberflächenrauheit beträgt Ra6,3-0,8 mm, aber die Produktionseffizienz der Bohrbearbeitung ist gering.

Anwendungsbereich: hochpräzise Lochbearbeitung, Mehrfachlochbearbeitung

Bearbeitung der Zahnoberfläche

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Zahnrädern können in zwei Kategorien unterteilt werden: Umformverfahren und Erzeugungsverfahren.

Die zur Bearbeitung der Zahnoberfläche durch das Umformverfahren verwendete Werkzeugmaschine ist im Allgemeinen eine gewöhnliche Fräsmaschine, und das Werkzeug ist ein Umformfräser, der zwei einfache Umformbewegungen erfordert: Rotationsbewegung und lineare Bewegung des Werkzeugs. Übliche Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Zahnoberflächen im Wälzverfahren sind Wälzfräsmaschinen, Wälzstoßmaschinen usw.

Anwendungsbereich: Zahnräder usw.

Komplexe Oberflächenbearbeitung

Beim Schneiden von dreidimensional gekrümmten Flächen kommen überwiegend Kopierfräs- und CNC-Fräsverfahren oder spezielle Bearbeitungsverfahren zum Einsatz.

Anwendungsbereich: Bauteile mit komplex gekrümmten Oberflächen

EDM

Die elektrische Entladungsbearbeitung nutzt die hohe Temperatur, die durch die sofortige Funkenentladung zwischen der Werkzeugelektrode und der Werkstückelektrode erzeugt wird, um das Oberflächenmaterial des Werkstücks zu erodieren und so eine Bearbeitung zu erreichen.

Anwendungsbereich:

① Verarbeitung von harten, spröden, zähen, weichen und hochschmelzenden leitfähigen Materialien;

②Verarbeitung von Halbleitermaterialien und nichtleitenden Materialien;

③Verarbeitung verschiedener Arten von Löchern, gebogenen Löchern und Mikrolöchern;

④Verarbeitung verschiedener dreidimensional gekrümmter Oberflächenhohlräume, wie z. B. der Formkammern von Schmiedeformen, Druckgussformen und Kunststoffformen;

⑤ Wird zum Schneiden, Schneiden, Oberflächenverstärken, Gravieren, Drucken von Typenschildern und Markierungen usw. verwendet.

Elektrochemische Bearbeitung

Bei der elektrochemischen Bearbeitung handelt es sich um ein Verfahren, das das elektrochemische Prinzip der anodischen Auflösung von Metall im Elektrolyten nutzt, um das Werkstück zu formen.

Das Werkstück wird an den Pluspol der Gleichstromversorgung angeschlossen, das Werkzeug wird an den Minuspol angeschlossen und zwischen den beiden Polen bleibt ein kleiner Spalt (0,1 mm ~ 0,8 mm) bestehen. Der Elektrolyt mit einem bestimmten Druck (0,5 MPa ~ 2,5 MPa) fließt mit hoher Geschwindigkeit (15 m/s ~ 60 m/s) durch den Spalt zwischen den beiden Polen.

Anwendungsbereich: Bearbeitung von Löchern, Hohlräumen, komplexen Profilen, tiefen Löchern mit kleinem Durchmesser, Riffeln, Entgraten, Gravieren usw.

Laserbearbeitung

Die Laserbearbeitung des Werkstücks erfolgt durch eine Laserbearbeitungsmaschine. Laserbearbeitungsmaschinen bestehen in der Regel aus Lasern, Netzteilen, optischen Systemen und mechanischen Systemen.

Anwendungsbereich: Diamantdraht-Ziehwerkzeuge, Uhren-Edelsteinlager, poröse Häute aus divergenten, luftgekühlten Stanzblechen, Bearbeitung kleiner Löcher von Motoreinspritzdüsen, Flugzeugtriebwerksschaufeln usw. sowie Schneiden verschiedener Metallmaterialien und Nichtmetallmaterialien.

Ultraschallverarbeitung

Bei der Ultraschallbearbeitung handelt es sich um eine Methode, bei der Ultraschallfrequenzvibrationen (16 kHz bis 25 kHz) an der Werkzeugstirnfläche eingesetzt werden, um in der Arbeitsflüssigkeit schwebende Schleifmittel zu treffen. Die Schleifpartikel treffen auf die Werkstückoberfläche und polieren diese, um das Werkstück zu bearbeiten.

Anwendungsbereich: schwer zu schneidende Materialien

Hauptanwendungsbranchen

Im Allgemeinen weisen CNC-bearbeitete Teile eine hohe Präzision auf, daher werden CNC-bearbeitete Teile hauptsächlich in den folgenden Branchen verwendet:

Luft- und Raumfahrt

Die Luft- und Raumfahrt benötigt Komponenten mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit, darunter Turbinenschaufeln in Triebwerken, Werkzeuge zur Herstellung anderer Komponenten und sogar Brennkammern für Raketentriebwerke.

Automobil- und Maschinenbau

Die Automobilindustrie erfordert die Herstellung hochpräziser Formen zum Gießen von Bauteilen (z. B. Motorlagern) oder zur Bearbeitung von Bauteilen mit hohen Toleranzen (z. B. Kolben). Die Portalmaschine gießt Tonmodule, die in der Designphase des Autos verwendet werden.

Militärindustrie

In der Militärindustrie werden hochpräzise Komponenten mit strengen Toleranzanforderungen verwendet, darunter Raketenkomponenten, Waffenrohre usw. Alle bearbeiteten Komponenten in der Militärindustrie profitieren von der Präzision und Geschwindigkeit von CNC-Maschinen.

medizinisch

Medizinische implantierbare Geräte sind oft so konzipiert, dass sie sich der Form menschlicher Organe anpassen und aus fortschrittlichen Legierungen hergestellt werden müssen. Da keine manuellen Maschinen in der Lage sind, solche Formen herzustellen, sind CNC-Maschinen eine Notwendigkeit.

Energie

Die Energiewirtschaft umfasst alle Bereiche des Ingenieurwesens, von Dampfturbinen bis hin zu Spitzentechnologien wie der Kernfusion. Dampfturbinen erfordern hochpräzise Turbinenschaufeln, um das Gleichgewicht in der Turbine aufrechtzuerhalten. Die Form des F&E-Plasmaunterdrückungshohlraums bei der Kernfusion ist sehr komplex, besteht aus fortschrittlichen Materialien und erfordert die Unterstützung von CNC-Maschinen.

Die mechanische Bearbeitung hat sich bis heute weiterentwickelt und aus der Verbesserung der Marktanforderungen wurden verschiedene Bearbeitungstechniken abgeleitet. Wenn Sie sich für ein Bearbeitungsverfahren entscheiden, können Sie viele Aspekte berücksichtigen: einschließlich der Oberflächenform des Werkstücks, der Maßhaltigkeit, der Positionsgenauigkeit, der Oberflächenrauheit usw.

Nur durch die Wahl des am besten geeigneten Verfahrens können wir die Qualität und Bearbeitungseffizienz des Werkstücks mit minimalen Investitionen sicherstellen und den erzielten Nutzen maximieren.