Was ist CNC-Bearbeitung? Alles über CNC-Bearbeitung

CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) ist in der Fertigung immer häufiger geworden. Die CNC-Technologie bietet ein universelles automatisiertes Mittel zur Herstellung hochwertiger Teile. Die hohe Präzision und Wiederholbarkeit des CNC-Bearbeitungsprozesses machen es zu einem idealen Werkzeug für die meisten Hersteller. Da sie immer beliebter werden, ist es heutzutage einfach, mehrere Bearbeitungswerkstätten zu finden, die sich auf verschiedene CNC-Bearbeitungsdienste spezialisiert haben.
Dieser Artikel konzentriert sich auf einige grundlegende Kenntnisse über CNC-Bearbeitungsdienste, Vorteile und Anwendungen.

Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist ein Begriff, der häufig in Fertigungs- und Industrieanwendungen verwendet wird, aber wofür genau steht die Abkürzung CNC? ?

Der Begriff CNC steht für „Computer Numerical Control“, und die CNC-Bearbeitung ist definiert als ein subtraktiver Fertigungsprozess, bei dem normalerweise Computersteuerung und Werkzeugmaschinen verwendet werden, um die Materialschicht vom Werkstück zu entfernen und kundenspezifische Teile herzustellen. Verschiedene Bearbeitungsmodi, Wendeschneidplatten und Wellen können beim Drehen, Fräsen und anderen Prozessen verwendet werden, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Dieses Verfahren eignet sich für verschiedene Materialien, darunter Metall, Kunststoff, Holz, Glas, Schaumstoff und Verbundwerkstoffe, und wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, z. B. in der CNC-Großbearbeitung und CNC-Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen.

Die Automatisierung der CNC-Bearbeitung ermöglicht die Produktion von hochpräzisen und hochgenauen, einfachen Teilen und die Kosteneffizienz bei der Erfüllung von Einzel- und Mittelserien. Die CNC-Bearbeitung verwendet eine Computersteuerung, um den gesamten Bearbeitungsprozess von Anfang bis Ende abzuwickeln, und schließlich produziert die Produktion konsistente Präzisionsteile. Die CNC-Bearbeitung ist aufgrund ihrer Automatisierungsfähigkeit besonders vorteilhaft. Die Automatisierung ermöglicht es der Maschine, selbstständig zu laufen, wodurch manuelle Arbeit reduziert und präzise Teile produziert werden.

Prozessübersicht der CNC-Bearbeitung

Alle CNC-Bearbeitungsvorgänge gehen vom CAD-Modell des Teils aus. Das CAM-Programm liest die generierte Datei und wandelt sie in eine Reihe von Codieranweisungen um, denen die Verarbeitungsgeräte folgen können. Der Hauptvorteil der Verwendung dieser Prozesse besteht darin, dass nach der Genehmigung des Dokuments fast kein menschliches Eingreifen (falls vorhanden) erforderlich ist. Stattdessen überwachen und steuern computergesteuerte Steuerungen die Bewegung der Maschine, wodurch potenzielle Fehler minimiert und äußerst konsistente Ergebnisse erzielt werden.

Verschiedene CNC-Bearbeitungsgeräte können unterschiedliche Werkzeuge, Funktionen und Operationen handhaben. Der CNC-Bearbeitungsprozess umfasst normalerweise die folgenden Schritte:

1. CAD-Modell entwerfen

Der CNC-Bearbeitungsprozess beginnt im eigenen Haus oder wird von einem CAD/CAM-Konstruktionsdienstleistungsunternehmen erstellt, um ein 2D-Vektor- oder 3D-CAD-Konstruktionsteil zu erstellen. CAD-Software (Computer Aided Design) ermöglicht es Designern und Herstellern, Modelle oder Renderings ihrer Teile und Produkte zu erstellen, einschließlich detaillierter Informationen wie Geometrie, Abmessungen und anderer technischer Spezifikationen der Teile.

Nach Fertigstellung des CAD-Designs exportiert der Designer es in ein CNC-kompatibles Dateiformat wie STEP oder IGES.

2. Konvertieren Sie CAD-Dateien in CNC-Programme

Konvertieren Sie nach Abschluss des Designs die Designspezifikation in eine Richtung, der die CNC-Maschine folgen kann. CAD-Dateien werden über Computer Aided Manufacturing (CAM)-Software ausgeführt. Diese Programme erstellen Programmiercodes, mit denen die CNC-Maschine das Werkzeug während der Bearbeitung ausrichtet. Die Software extrahiert auch Informationen über die Geometrie des Teils, die der Bediener verwenden kann, um sicherzustellen, dass das Ausgangsteil die richtige Größe und Ausrichtung hat.

Diese CNC-kompatiblen Befehlssätze sind normalerweise einer der beiden folgenden Dateitypen:STEP oder IGES. Dazu gehören G-Code und M-Code. Die bekanntesten Allzweck- oder geometrischen Codes in der CNC-Programmiersprache (genannt G-Codes) steuern, wann, wo und wie sich die Werkzeugmaschine bewegt (z. B. wann sie ein- oder ausgeschaltet wird und wie schnell sie sich zur Maschine bewegt). Werkzeug). Die spezifische Position auf dem Werkstück, welcher Weg zu nehmen ist usw. Verschiedene Funktionscodes (sogenannte M-Codes) steuern Hilfsfunktionen der Maschine, wie z. B. das automatische Entfernen und Ersetzen von Maschinenabdeckungen zu Beginn und am Ende der Produktion.

Nach der Generierung des CNC-Programms lädt der Bediener es auf die CNC-Werkzeugmaschine.

3. Bereiten Sie CNC-Werkzeugmaschinen vor

Verglichen mit der automatisierten Fertigung spielen manuelle Vorgänge in der automatisierten Fertigung eine viel geringere Rolle, aber sie erledigen immer noch wichtige Vorgänge, die Maschinen nicht bewältigen können.

Einschließlich Laden der CNC-Programmdatei in die Werkzeugmaschine, Fixieren des Werkstücks direkt an der Maschine, an der mechanischen Spindel oder am Schraubstock oder einer ähnlichen Werkstückbefestigungsvorrichtung und Anschließen der erforderlichen Werkzeuge (wie Bohrer und Schaftfräser) an die geeigneten Maschinenkomponenten zur Überprüfung von Arbeitsbereich, Maschine und Werkstück.

4. Verarbeitungsvorgänge durchführen

Nach dem Vorbereiten der Ausrüstung und dem Starten des Programms sendet es die Maschinenbefehle, die die Werkzeugaktion und -bewegung angeben, an den integrierten Computer der Maschine. Der Computer betreibt und manipuliert die Werkzeugmaschine, und die CNC-Bearbeitungsausrüstung führt die Schritte aus und führt Bearbeitungsoperationen an dem Werkstück durch. Das Programm führt die Maschine durch den gesamten Prozess, während es die notwendigen Maschinenoperationen ausführt, um kundenspezifische Teile oder Produkte ohne weitere Eingaben des Bedieners herzustellen. Nach Abschluss der Anweisungen können die Teile den Endbearbeitungs- und Verpackungsprozess fortsetzen.

Arten von CNC-Bearbeitungsvorgängen

Im Folgenden sind einige häufig verwendete Verarbeitungstechniken aufgeführt. Jeder dieser Prozesse spielt eine Schlüsselrolle bei der Herstellung des Teils und der Verbesserung seiner einzigartigen Leistung.

CNC-Drehen

Während des Drehens wird das Werkstück gedreht, und das Schneidwerkzeug wird auf einem sich bewegenden Schlitten platziert und in das Werkstück eingeführt, um das Material des gewünschten Musters zu entfernen. Der Schieber kann die Länge des Werkstücks nach oben und unten drehen.

Ebenso kann es sich von der Mittellinie weg oder nahe an diese bewegen. Dieser Vorgang eignet sich sehr gut zum schnellen Abtragen großer Materialmengen.

Drehbänke sind üblicherweise verwendete Drehmaschinen zum Herstellen konzentrischer Formen am Außenumfang von kreisförmigen Teilen. Die Drehmaschine kann Nuten, ringförmige Nuten, gestufte Schultern, Innen- und Außengewinde, Zylinder und Wellen herstellen - viele runde oder runde Merkmale. Sie können auch eine charakteristische glatte und gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit erzeugen.

CNC-Fräsen

Der grundlegende Unterschied zwischen Fräsen und Drehen besteht darin, dass das Werkstück stationär bleibt und das Schneidwerkzeug auf der Spindel rotiert. In der Regel wird das Werkstück horizontal in einen Schraubstock eingespannt, der auf einem in X- und Y-Richtung beweglichen Arbeitstisch installiert ist. Die Hauptwelle ist mit verschiedenen Schneidwerkzeugen ausgestattet und kann sich auf den X-, Y- und Z-Achsen bewegen.

(Mehr über CNC-Fräsen unter Was ist CNC-Fräsen? )

Das Fräsen umfasst zwei Möglichkeiten:Umfangsfräsen und Stirnfräsen. Umfangsfräsen kann tiefe Rillen schneiden, und Planfräsen kann die Ebene des Werkstücks schneiden. Fräsen kann als Hilfsprozess für bearbeitete Werkstücke eingesetzt werden. Fräser werden verwendet, um Quadrate/Flächen, Kerben, Fasen, Nuten, Konturen, Keilnuten und andere Merkmale herzustellen, die vom genauen Schnittwinkel abhängen.

Obwohl das Walzwerk auch bohren kann, eignet es sich gut zum Entfernen von Rohlingen aus komplexeren und asymmetrischen Teilen.
Verwenden Sie wie bei allen Metallbearbeitungsvorgängen Schneidflüssigkeit, um das Werkstück und die Schneidwerkzeuge zu kühlen, Metallpartikel zu schmieren und wegzuspülen.

Wie Drehzentren sind Fräsmaschinen, die eine Reihe von Operationen an Teilen ohne Bedienereingriff ausführen können, üblich und werden oft als vertikale oder horizontale Bearbeitungszentren bezeichnet. Sie basieren immer auf CNC. Fräsen und Drehen sind gemeinsam für die meisten CNC-Maschinenoperationen verantwortlich.

Flächenschleifen

Viele Anwendungen erfordern sehr ebene Oberflächen von Metallteilen. Der beste Weg, um diese präzise Oberfläche herzustellen, ist die Verwendung einer Schleifmaschine. Der Flächenschleifer bewegt sich auf dem Arbeitstisch hin und her, während er das Werkstück in die Schleifscheibe einführt. Die Tiefe des Radschnitts liegt normalerweise zwischen 0,00025 und 0,001 Zoll. Der Rundschleifer fixiert das Werkstück in der Mitte und rotiert, während er den äußeren Umfang der rotierenden Schleifscheibe daran anlegt.

Das spitzenlose Schleifen wird für die Massenproduktion von kleinen Teilen verwendet, deren Schliff mit keiner anderen Oberfläche außer dem Ganzen in Verbindung steht.

Schleifen wird verwendet, um kleine Materialmengen von flachen und zylindrischen Formen zu entfernen. Je nach zu schleifendem Material kommen unterschiedliche Schleifmittel zum Einsatz. Hitze und mechanische Belastung während des Schleifvorgangs können das Werkstück beeinträchtigen, daher müssen Drehzahl und Temperatur des Werkzeugs sorgfältig kontrolliert werden.

EDM

Elektroerosionsbearbeitung, auch Funkenerosion genannt, verwendet elektrische Entladung, um die erforderlichen Schnitte am Werkstück vorzunehmen. EDM kann bei Werkstücken aus leitfähigen Materialien eingesetzt werden. Dabei werden Funken verwendet, die von der Elektrode durch das dielektrische Fluid zur Oberfläche des leitfähigen Werkstücks übertragen werden. Durch dieses Verfahren können sehr feine Merkmale verarbeitet werden, einschließlich Löcher mit kleinem Durchmesser, Formhohlräume usw., ohne dass eine Wärmebehandlung erforderlich ist, um sie zu erweichen.

Vorteile der CNC-Bearbeitung

Im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden hat die CNC-Bearbeitung viele Vorteile. Viele Hersteller bevorzugen die CNC-Bearbeitungstechnologie. Die Vorteile der CNC-Bearbeitung sind wie folgt:

Größere Präzision und Genauigkeit

Die CNC-Maschine kann dieselben Teile tausende Male replizieren, und jedes Teil hat dieselbe Größe wie das vorherige Teil. Darüber hinaus verwendet die CNC-Bearbeitung im Vergleich zu manuellen Bearbeitungsmethoden sehr detaillierte Programmiervorgänge. Die Maschine folgt diesen Anweisungen und lässt keine unnötigen Änderungen oder menschlichen Fehler zu. Die Teile werden hochwertig, präzise und identisch sein. Die CNC-Bearbeitung kann auch Teile mit komplexen Designs herstellen.

Gesteigerte Produktivität

Der CNC-Bearbeitungsprozess spart außerdem viel Zeit und verbessert die Produktionseffizienz. Bei herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen muss der Bediener die Maschine für jeden Vorgang manuell konfigurieren und einstellen. Im Gegenteil, CNC-Bearbeitungsgeräte können notwendige Änderungen vornehmen, indem sie einfach den Computercode anpassen. Ausrüstung mit CNC-Bearbeitung kann rund um die Uhr Teile produzieren. Die Maschine kann mit geringem manuellen Eingriff kontinuierlich laufen.

Breitere Vielseitigkeit

CNC-Bearbeitungsvorgänge eignen sich für mehrere Designs von Metallen, Polymeren und anderen Materialien. Die Verfügbarkeit von vertikalen und horizontalen CNC-Fräsmaschinen und mehrachsigen CNC-Fräszentren bietet eine hervorragende Vielseitigkeit. Sie können Projekte mit unterschiedlicher Komplexität und Parametern präzise handhaben. Diese Vielseitigkeit macht es für die Herstellung vieler verschiedener Teile und Produkte geeignet

Hohe Konsistenz

Sobald die Masterdatei des Designs erstellt wurde, können Sie damit eine unbegrenzte Anzahl von Kopien erstellen, alle Kopien haben die gleiche Qualität, ohne Abweichungen, und jeder Teil passt perfekt zur vorherigen Version.

Branchen und Anwendung der CNC-Bearbeitung

Die CNC-Bearbeitung wurde in vielen Branchen eingesetzt. Es ist eine ideale Wahl insbesondere für Branchen, die hochpräzise Teile erfordern.

In der medizinischen Industrie:

Produzieren Sie eine große Anzahl von Standard-Präzisionsteilen und kundenspezifischen Geräten für die Patientenbehandlung. Die Medizinbranche ist auf maßgeschneiderte Produkte angewiesen, um die vielfältigen Bedürfnisse ihrer Patienten zu erfüllen. Teile in dieser Branche erfordern eine hohe Präzision, um sicherzustellen, dass jede Komponente genau die erforderlichen Abmessungen hat. Die Teile, die zusammengebaut werden können, müssen die kleinste Fehlerspanne haben, um medizinische Fehldiagnosen und Teileversagen zu vermeiden.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie:

Stellen Sie präzise und eng tolerierte Komponenten mit komplexen und komplizierten Konstruktionen für Flugzeuge her. Die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie muss diesen hochpräzisen Anforderungen gerecht werden. Durch die Verwendung von CNC-Bearbeitung zur Herstellung von Teilen hat die Luft- und Raumfahrtindustrie die erforderlichen kundenspezifischen Teile mit extrem hohen Toleranzanforderungen erhalten.

In der Transportbranche:

Da CNC-Maschinen eine Vielzahl von Materialien zur Herstellung von Teilen verwenden können, können diese Maschinen alles von Bremsen über Motorteile bis hin zu Werkzeugen herstellen. Die Transportindustrie benötigt möglicherweise CNC-maschinengefertigte Teile, einschließlich Teile, die in ihren verschiedenen Fahrzeugen verwendet werden, Teile zum Testen und Prototyping von fortschrittlicheren Geräten und Systemen.

In der Elektronikindustrie:

Obwohl die maschinelle Bearbeitung große Teile herstellen kann, eignet sie sich auch hervorragend zum Entwerfen kleiner Teile (wie sie in der Elektronikindustrie verwendet werden). Je kleiner das Teil, desto enger die Toleranz. Wenn es um elektronische und elektrische Komponenten geht, gibt es im Mikrobearbeitungsprozess wenig Spielraum für Fehler. Die Übergabe der Aufgaben des Schneidens und Kontrollierens von Werkzeugen an einen Computer kann die mögliche Genauigkeit auf ein Niveau steigern, das der Mensch nicht erreichen kann. Die Elektronikindustrie hat stark von der hervorragenden Genauigkeit CNC-bearbeiteter Teile profitiert.

In der Öl- und Gasindustrie:

Um große Maschinen für Ölraffinerien und Bohrinseln herzustellen, benötigt die petrochemische Industrie Präzisionsteile, die gut zusammengebaut sind. CNC-Betriebe können große oder kleine Teile für die Industrie sowie die Komponenten herstellen, die für die elektronischen Getriebe erforderlich sind, die zunehmend in der Industrie verwendet werden.

Kontakt mit dem Bearbeitungsexperten von SANS

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Als zerspanende Fertigungsfabrik haben wir mehr als 10 Jahre Erfahrung, die sich auf die Herstellung kundenspezifischer CNC-bearbeiteter Teile ohne MOQ, schnelle Lieferung und Qualitätsprodukte spezialisiert hat.

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