Wie die CNC-Feinmechanik ihre Aufgaben erfüllt

Gepostet am 12. März 2019| Von Candy, WayKen-Projektmanager

Die Mehrheit der modernen CNC-Industrie verlässt sich auf Teile, die bis zu den engsten Toleranzen mit spiegelähnlicher Oberflächengüte und hoher Zuverlässigkeit verarbeitet werden. All das macht moderne Produkte robust, effizient und wettbewerbsfähig. All das treibt den industriellen Fortschritt voran. Diese Teile werden sich jedoch nicht selbst produzieren. Der CNC-Feinmechanik verdanken wir all die hochwertigen Teile, die es uns ermöglichen, Autos zu fahren, zu verschiedenen Kontinenten zu fliegen und hier zu sitzen und diesen Text zu lesen. Die Herstellung präziser Teile ist eine bahnbrechende Aufgabe, die eine Reihe von Phasen in der Prototypenherstellungsindustrie umfasst.

Designentwicklung von präzisen Teilen

Es gibt einen ständigen Kampf zwischen den Konstrukteuren und den Maschinenbauingenieuren um die Präzision der entwickelten Teile. Konstrukteure gehen die Probleme, denen sie begegnen, von einem theoretischen Standpunkt aus an und möchten idealerweise, dass jedes Teil der Maschine von perfekter Präzision ist, so nah wie möglich an einer idealen Geometrie. Wenn wir jedoch Dinge so herstellen würden, wie es die Designer möchten, würde alles eine unüberwindbare Menge Geld kosten, bei wenig zusätzlicher Effizienz. Übrigens könnte man dasselbe über die geometrische Komplexität sagen.

Deshalb kämpfen Fertigungsingenieure und Designer. Es gibt sogar einen Witz, wo das ideale Teil für den Fertigungsingenieur ein Holzscheit ist, während der Designer ein Flugzeug entwerfen möchte. Das Ergebnis ist also ein Produkt, das eher hochpräzise Oberflächen als hochpräzise Teile aufweist. Dieser Kampf entfernt die wirtschaftlich ineffizienten Funktionen und senkt die Produktkosten, während die Leistung großartig bleibt.

Bestimmung der technologischen Hauptaufgaben

Nachdem wir festgestellt haben, dass Hochpräzisionsteile tatsächlich Teile mit hochpräzisen Oberflächen oder Gruppen von Oberflächen sind, wird deutlich, dass der Herstellungsprozess in zwei Phasen unterteilt werden kann. Die erste Stufe besteht darin, das erforderliche Teil in normaler Qualität herzustellen, während etwas überschüssiges Material auf den Oberflächen verbleibt, die äußerste Präzision erfordern.

Die zweite Stufe befasst sich ausschließlich mit dem Erreichen der erforderlichen Präzisions- und Leistungsanforderungen (wie Materialhärte, Zugfestigkeit, zusätzliche Oberflächenparameter). Jedes Teil stellt eine separate individuelle Aufgabe mit seiner eigenen Kombination von Eigenschaften dar, und vor der Gestaltung des Herstellungsprozesses ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Art und Weise, wie diese Aufgaben angegangen werden können, berücksichtigt wird. Wenn das Teil viele präzise Oberflächen mit unterschiedlicher IT hat, kann die zweite Stufe des Herstellungsprozesses in IT-Gruppen unterteilt werden.

CNC-Engineering-Strategie

Die CNC-Präzisionsbearbeitung erfolgt hauptsächlich durch Schleifbearbeitung, da sie das beste Ergebnis liefert. Es gibt eine minimale Härte, die das Material haben muss, um effizient geschliffen zu werden, daher werden die Teile normalerweise zumindest bis zu einem gewissen Grad wärmebehandelt. Allerdings erfordern die meisten dieser Teile eine aufwendige mehrstufige Härtung, sodass Sie sich eigentlich nur darum kümmern müssen, wie Sie die Grundflächen nach der Behandlung wiederherstellen.

Abgesehen davon haben die Spezialisten für CNC-Feinmechanik bei WayKen verschiedene Strategien entwickelt, um verschiedene Teilemerkmale wie präzise tiefe schmale Löcher, sehr gleichmäßige und glatte Ebenen oder Gruppen von Oberflächen herzustellen, die eine präzise Positionierung im Vergleich zueinander erfordern.

Die letzte Aufgabe kann beispielsweise durch die Bearbeitung beider Oberflächen in einer einzigen Aufspannung oder durch Fixierung des Teils an einer Oberfläche während der Bearbeitung der anderen erreicht werden.

So erfüllen Sie Leistungsanforderungen

Viele hochwertige Teile haben spezifische Anforderungen. Beispielsweise müssen Zahnräder sehr harte Oberflächen haben, während die weiche Masse des Materials erhalten bleibt. Das geschieht durch Oberflächenhärtung. Andere Teile erfordern die Verwendung von Kohlenstoff oder Stickstoff in Verbindung mit einer Wärmebehandlung, um die erforderliche Härte zu erreichen. Es gibt Teile, die beschichtet werden müssen, und die Beschichtungsschicht ist so fein, dass Ionen oder einzelne Atome verabreicht werden können. Und alle Methoden sind ziemlich komplex, brauchen ihre eigenen Parameter für jedes Material und jede Härte oder Beschichtungseigenschaft.

Wie lösen Sie das? Stellen Sie sich vor, Sie haben eine spezielle Welle, die nitrokarbonisiert werden muss. Sie haben dies noch nie zuvor getan und die Investition in diese Methode ist zeitaufwändig und ziemlich sinnlos, da sich herausstellen kann, dass Sie sie nie verwenden werden, nachdem der Stapel fertig ist. Nun, ich bin auf zwei Lösungen gestoßen. Sie lagern aus. Möglicherweise gibt es in der Nähe eine Maschinen- oder Prototypenwerkstatt, die diese Vorgänge für Sie ausführen kann.

Die Kosten pro Teil werden höher sein, aber in Wirklichkeit sparen Sie Investitionen und die Einstellung von Personal. Die andere Möglichkeit besteht darin, mit dem Designer zu sprechen und ihn davon zu überzeugen, auf ein teureres Material umzusteigen, das keine so komplexe Behandlung erfordern würde. Die allgemeine Bearbeitbarkeit des Materials kann geringer sein, aber es ist möglich, dass Sie immer noch Geld sparen können, indem Sie die Einführung einer zuvor unbekannten Technologie vermeiden.

Hochpräzise Messung und Qualitätskontrolle

Eine der wichtigsten Aufgaben in der CNC-Feinmechanik besteht darin, Wege zu finden, um tatsächlich zu verstehen, ob das von Ihnen erstellte Teil die erforderliche Qualität hat. Es ist keine triviale Aufgabe, da hochpräzise CNC-Bearbeitungsteile oft engere Toleranzen haben als die meisten Messgeräte. Was sind die möglichen Empfehlungen hier?

1. Vermeiden Sie die Verwendung von Vorrichtungen so weit wie möglich. Jedes Element des Messsystems bringt zusätzliche Fehler mit sich, also besser ganz vermeiden. Moderne Hochpräzisionsmessungen werden durchgeführt, wenn das Teil auf einer sehr ebenen Steinplatte liegt (wenn es möglich ist).
2. Optisches Messen ist eine gute Option. Die meisten Messwerkzeuge sind auf physischen Kontakt angewiesen, um die Toleranz oder die Oberflächenbeschaffenheit zu messen. Kontaktierende Teile verschleißen jedoch und verlieren an Präzision. Optische Messwerkzeuge tun dies nicht, und außerdem können keine unerwünschten Mittel stören, wenn sich das Werkzeug und das Teil berühren.
3. Wenn es keine Möglichkeit gibt, die Genauigkeit des Teils zu bestimmen, testen Sie es. Nur so können Sie tatsächlich feststellen, ob die Leistungsfähigkeit des Teils ausreichend ist. Sie können die Anforderungen an das Teil auch auf Umwegen messen. Beispielsweise erfordern Wellen mit hoher Drehzahl, wie sie in Schleifwerkzeugen und medizinischen Mischgeräten verwendet werden, IT4 oder einen niedrigeren Rundlauf, der praktisch nicht messbar ist. Sie werden also einfach in Tragflächenlager eingebaut und getestet. Wenn die Betriebstemperatur der Welle innerhalb der Grenzen liegt, bedeutet dies, dass der Schlag klein genug ist.

Wayken – Vertrauenswürdiger Partner für CNC-Präzisionstechnik für Sie

Bei WayKen sind wir stets bestrebt, ein führender Hersteller von Präzisionsbearbeitungsdiensten in der Rapid-Manufacturing-Industrie zu werden, die Präzisions-CNC-Prototyping, Präzisionsstanzwerkzeuge und Präzisionsaluminiumteile usw. abdecken. Wir besitzen fortschrittliche 5-Achsen-CNC-Maschinen mit Spitzentechnologie , was es uns ermöglicht, unsere Bemühungen auf die Herstellung hochwertiger Präzisionsteile für alle Kunden auf der ganzen Welt zu konzentrieren, mit dem höchsten Maß an Qualität und pünktlicher Lieferung, unabhängig von der Komplexität.