Durchbiegung und Präzision in der CNC-Swiss-Bearbeitung

Die Bedeutung der Führungsbuchse in Schweizer Schraubenmaschinen

Bereits im Jahr 2011 führte die Citizen Machinery Company eine adaptive Führungsbuchse ein, die dazu beitragen soll, die mit der Verarbeitung von nicht geschliffenem Stangenmaterial verbundenen Kosten zu eliminieren. Citizen ist ein Spezialist für Werkzeugmaschinen und führend in der CNC-Drehtechnologie.

Diese adaptive Führungsbuchse ist nicht mehr neu. Ein kürzlicher Besuch in der nationalen Zentrale von Citizen (nur wenige Minuten von unserer Fabrik entfernt), um einige Spezifikationen für eine unserer Maschinen zu überprüfen, brachte uns jedoch dazu, über die Bedeutung der Führungsbuchse nachzudenken. Welche Funktion hat diese oft unterschätzte Funktion?

Hier ist die Geschichte.

Probleme der Durchbiegung beim Materialabtrag

Ein Werkstück, das einer Kraft ausgesetzt wird, biegt sich ab und bringt das Werkstück aus der Bahn. Wenn die Schneidkraft zu viel Durchbiegung verursacht, wird die übermäßige Durchbiegung die Genauigkeit des Schnitts beeinträchtigen.

Stellen Sie sich vor:Wenn Sie ein Werkstück an einem Ende festhalten und seitlich auf das nicht unterstützte Ende drücken, wird das Werkstück um den Betrag X gebogen. Drücken Sie mit der gleichen Kraft auf ein längeres Werkstück mit dem gleichen Durchmesser und das Werkstück biegt sich noch mehr.

Wenn der Abstand von der Stütze zur Kraft doppelt so lang ist, erzeugt die gleiche Kraft die achtfache Durchbiegung. Wenn also eine Kraft, die auf das Ende eines 2,0″ (50,8 mm) großen Teils ausgeübt wird, eine Durchbiegung von 0,001″ (0,0254 mm) verursacht, bewirkt die gleiche Kraft, die auf das Ende eines 4,0″ (101,6 mm) langen Teils ausgeübt wird, 0,008″ (0,2032 mm). ) der Durchbiegung.

Ausgleich der Durchbiegung

Um die Durchbiegung zu kompensieren, führen die meisten Schneidverfahren – einschließlich der Schweizer Bearbeitung – mehrere langsame Durchgänge durch, um Material zu entfernen. Zusätzliche Durchgänge erhöhen jedoch auch die Fehlerquote, insbesondere bei langen Teillängen.

Die allgemein akzeptierte „Regel“ für eine konventionelle Drehmaschine besagt, dass Sie beim Drehen von Teilen mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mehr als 3:1 einen Reitstock verwenden sollten, um eine übermäßige Durchbiegung zu vermeiden. Bei Längen-Durchmesser-Verhältnissen größer als 6:1 sollten Sie die Mitte der Teile mit einer Lünette oder mitlaufender Lünette abstützen.

Die Spannzange, die dem Werkstück Stabilität verleiht, wurde bereits in den 1870er Jahren zu Schweizer Maschinen hinzugefügt, um die Durchbiegung zu verringern. Heutzutage verbessern moderne Schweizer Schraubenmaschinen die Effizienz und Genauigkeit durch das Hinzufügen der Führungsbuchse, die dem Material Steifigkeit verleiht, indem sie es nahe am Werkzeug stützt.

Lesen Sie mehr darüber, wie sich die Schweizer CNC-Bearbeitung in The Swiss Machine in Today’s Machine Shop entwickelt hat.

Wie die Führungsbuchse in der Schweizer Bearbeitung funktioniert

Der Zweck der Führungsbuchse besteht darin, das Werkstück zu stützen und die Präzision während der gesamten Bearbeitung des Werkstücks aufrechtzuerhalten.

Bei einer Schweizer Maschine stützt die Führungsbuchse das Werkstück so nah am Werkzeug, dass die Durchbiegung durch die Schnittkraft praktisch auf Null reduziert wird. Daher kann das Schneidwerkzeug statt mehrerer flacher einen tiefen Durchgang ausführen, so dass es:

• Macht einen einzigen Schnitt, während die präzisen Abmessungen des Teils beibehalten werden
• Verringert den Werkzeugverschleiß und sorgt für mehr Konsistenz und Präzision

Optimierung der Führungsbuchse

Die Genauigkeit einer Führungsbuchse wird durch die Koaxialität angegeben, ein Maß für die Konzentrizität mehrerer Durchmesser entlang einer theoretischen Achse. Um Toleranzen im Mikrometerbereich dauerhaft einzuhalten, sollten Führungsbuchsen eine Koaxialität von 0,0002 Zoll aufweisen.

Es gibt verschiedene Arten von Führungsbuchsen:

• Drehführungsbuchsen drehen sich gleichzeitig mit dem Werkstück und werden am besten zum Drehen breiterer Teile mit Toleranzen von mehr als ±0,0005 Zoll verwendet.
• Feste Führungsbuchsen bleiben stationär, während sich das Stangenmaterial dreht, und eignen sich am besten, wenn engere Toleranzen erforderlich sind.
• Hochpräzise Führungsbuchsen stehen für schwierige Materialien oder enge Toleranzen zur Verfügung, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Kleinteilen als Komponenten in der Medizintechnik oder Orthopädie erforderlich sind.

Darüber hinaus erfordert die Maßgenauigkeit eine ordnungsgemäße Konfiguration, Einstellung und Überwachung der CNC-Swiss-Maschine. Wo zum Beispiel Toleranzen im Mikrometerbereich die Wiederholbarkeit zu einer Herausforderung machen können, wird eine Taktik namens Segmentierung – bei der jeweils ein Teil des Werkstücks während des Vorschubs hergestellt wird – verwendet, um die Führungsbuchse zu nutzen, um die Konsistenz zu verbessern.

Vorteile der CNC-Swiss-Bearbeitung mit einer Führungsbuchse

Durch die Führungsbuchse in Kombination mit der Geometrie und Mechanik der Werkzeugzone bietet die CNC-Swiss-Bearbeitung eine Reihe von Vorteilen. Zum Beispiel:

• Einige Maschinen bieten 20 oder mehr Werkzeuge.
• Ein einziger schwerer Schnitt entfernt oft das gesamte notwendige Material.
• Eine hervorragende Oberflächengüte kann das Schleifen überflüssig machen.
• Gleichzeitige Operationen und Werkzeuge rationalisieren das Schneiden komplexer Teile.
• Der Wegfall sekundärer Arbeitsgänge kann die Produktion beschleunigen und Kosten senken.
• Viele Teile kommen versandfertig von der Maschine.

Um mehr darüber zu erfahren, wie die CNC-Swiss-Bearbeitung Ihre Prozesse rationalisieren und Ihnen helfen kann, Ihre Präzisionsanforderungen zu erfüllen, laden Sie unseren technischen Artikel zu einigen der am häufigsten gestellten Fragen von Swiss Screw Machining herunter.