Top-Tipps für die Fertigung erstklassiger CNC-gefräster Teile

CNC-Bearbeitung ist eine Schlüsselnotwendigkeit im heutigen Fertigungssektor. Hochwertige CNC-gefertigte Teile werden weltweit zur Erstellung hochwertiger Produkte eingesetzt. Diese Teile müssen den von Kunden geforderten Designspezifikationen und Industriestandards entsprechen, um präzise und effizient zu funktionieren.

Nicht konforme Teile verursachen unerwartete Probleme, die zu enormen Ausfallzeiten und Kosten führen. Beispiel: Ein Luftfahrtteil außerhalb der Toleranz kann einen Geräteausfall während des Fluges verursachen und viele Leben gefährden. Ebenso können fehlerhafte Bremsscheiben oder -sättel zu Verkehrsunfällen oder teuren Rückrufen tausender Fahrzeuge führen.

Hersteller verstehen voll und ganz die Bedeutung der rechtzeitigen Produktion qualitativ hochwertiger Teile. Versäumnisse dabei könnten den Verlust von Kunden und zukünftigen Aufträgen bedeuten.

Was braucht es also, um Qualitäts-Teile in der CNC-Bearbeitung zu produzieren?

#1 Ihr Bearbeitungsprojekt prüfen

Zunächst benötigen Sie eine klare Einschätzung des Projekts, das Sie annehmen wollen. Stellen Sie sich diese Fragen:

• Welche verschiedenen Größen und Komplexitäten haben die Teile?
• Welche Materialien sollen bearbeitet werden?
• Welche Präzisionsgrade benötigen Sie für die Fertigung dieser Teile?
• Welche Schneidwerkzeuge werden Sie benötigen?
• Benötigen Sie kostspielige Vorrichtungen, um Ihre bearbeiteten Teile zu spannen?

Diese Prüfung ermöglicht es Ihnen, die effizienteste und kosteneffektivste Methode zur Erreichung der gewünschten Ergebnisse zu wählen.

#2 Den besten Maschinentyp in Betracht ziehen

Haben Sie die richtige Ausrüstung und Maschinen in Ihrer Werkstatt für diesen Job? Wenn nicht, müssen Sie den besten Pass für Ihr Projekt finden, während Sie die breite Palette an CNC-Maschinentypen am Markt evaluieren.

Hochwertige CNC-Maschinen mögen teurer sein. Sie können jedoch extrem hohe Genauigkeit und enge Toleranzen erreichen. CNC-Maschinen, die mit guter Gesamtmechanik, qualitativ hochwertigen Kugelgewindespindeln und Linear-Rollenführungen oder massiven Box-Führungen gefertigt, gehärtet, geschliffen und dann handgeschabt sind, sind fähig und bewiesen, langfristige Genauigkeit und Stabilität zu liefern.

Prüfen Sie, ob der Markt genau den Maschinentyp verlangt, den Sie suchen – das gibt einen Hinweis darauf, was für Ihre Bearbeitungsbedürfnisse praktisch und nützlich ist. Berücksichtigen Sie schließlich die Lieferzeit der Marke und des CNC-Maschinentyps, damit Sie nicht gezwungen sind, zweite oder sogar dritte Wahl zu kaufen.

#3 Mit CNC-Steuerungen automatisieren

Da Computersysteme CNC-Maschinen steuern, können viele Produktionsoperationen automatisiert werden, um die Produktion zu erhöhen und unproduktive Zeiten zu verringern. Identische oder gemischte Teile können mit höheren und konstanteren Genauigkeitsgraden bearbeitet werden. Wiederholaufträge können in kürzerer Zeit eingerichtet werden, während Expressaufträge leichter in Ihren Produktionsplan eingepasst werden können.

#4 Mit Maschinensoftware optimieren

Renommierte CNC-Maschinenhersteller bieten oft speziell entwickelte Software in ihren Maschinen an, die verschiedene Parameter steuern und Fehlerwarnungen und -berichte liefern. Solche Software ermöglicht Ihren kompetenten Zerspanern, Bearbeitungsprozesse zu bewerten, proaktive oder korrigierende Maßnahmen zu ergreifen, um sicherzustellen, dass die Teilequalität nicht beeinträchtigt wird, und die Produktionseffizienz zu optimieren, indem die Maschinenkapazitäten maximiert werden.

#5 Sicherstellen, dass die richtigen Materialien verwendet werden

Die Art der zu bearbeitenden Materialien beeinflusst Leistungsniveaus und Zykluszeiten. Faktoren wie Haltbarkeit, Lasttragfähigkeit und Gesamtmaschinenstruktur beeinflussen die erreichbare Präzision.

Materialeigenschaften und Werkzeugverhalten unter den erforderlichen Bearbeitungsbedingungen beeinflussen auch Maschinenwerkzeugfaktoren. Dazu gehören maximale Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit, effektivste Motorleistung und Spindelmotordrehmoment.

#6 Richtige Vorschub & Drehzahl verwenden

Verwenden Sie die richtigen Vorschübe und Drehzahlen während der Teilebearbeitung, da diese Faktoren die Oberflächenqualität Ihrer Teile und die Lebensdauer Ihres gewählten Schneidwerkzeugs beeinflussen.

Wenn Sie die Drehzahl zu niedrig einstellen, können Sie sowohl geringere Effizienz als auch möglichen Schaden an Ihrem Werkzeug erleben. Wenn Sie die Drehzahl zu hoch einstellen, können Genauigkeits- und Konturprobleme sowie schnellerer Verschleiß Ihres Schneidwerkzeugs auftreten – was zu höheren Produktionskosten führt. Betrachten Sie die „Goldene Mitte“, um gute Teilequalität, längere Werkzeugstandzeit und konstante, sichere Produktionsläufe zu sichern.

#7 Die richtigen Schneidwerkzeuge & Werkzeughalter wählen

Verwenden Sie die richtigen Schneidwerkzeuge und die empfohlenen Schneideinstellungen zuerst, um Ihre gewünschte Oberflächenqualität und Genauigkeit zu erreichen. Danach können Sie die Schneidparameter feinjustieren, um Ihren gewünschten Output und Produktionskosten zu erreichen.

Vermeiden Sie stumpfe Werkzeuge, falsche (Dimension) Werkzeuge oder Werkzeuge, die nicht für das zu bearbeitende Material geeignet sind – dies kann zu rauen Kanten, Frässpuren, Aufwürgen oder sogar Brandspuren am Fertigprodukt führen.

Vermeiden Sie auch, dasselbe Werkzeug für Schruppen und Schlichten in Serienfertigung zu nutzen, da dies zu schlechterer Schlichtqualität und möglicherweise höherem Verschleiß und Kosten führen kann.

#8 Richtiges Werkstückspannen anwenden

Wie Sie das Material oder einzelne Teile zum Bearbeiten spannen, hängt von der Anzahl der durchzuführenden Operationen und davon ab, ob Sie an mehr als nur einer Fläche bearbeiten müssen.

Wenn mehrere Operationen (z. B. Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden) anstehen, ist es immer am besten, Ihr Teil so zu spannen, dass die verschiedenen Operationen in einer Aufspannung durchgeführt werden können.

Dies kann durch „clevere“ und effektive Vorrichtungsdesigns erreicht werden, die kostspielig sind, oder durch den Einsatz einer zusätzlichen Achse in Ihrer Maschine (z. B. 4. Achse oder CNC-Rundtisch).

Wenn Ihr Material oder Teil an allen fünf Seiten bearbeitet werden muss, muss ein Mehrachsen-Bearbeitungszentrum in Betracht gezogen werden. Dies kann entweder eine 3+2 oder besser eine 4+1 Achsen-Konfiguration sein. Vollständige 5-Achsen-Fähigkeiten sollten genutzt werden, wenn Sie Formenbau oder sehr komplexe Formen und Konturen bearbeiten wollen.

#9 Effektive Spanabfuhr sicherstellen

Bei der Produktion entstehende Späne müssen effektiv aus der Maschine entfernt werden, sonst können sie Ihre Bearbeitungsprozesse stark behindern. Sie sollten sich niemals im Schneidbereich ansammeln und müssen durch effektiven Kühlmitteldruck oder Luftdruck entfernt werden.

Wenn Späne nicht sofort und effektiv vom Schneidbereich entfernt werden, können sie um das Schneidwerkzeug herumgeschleppt werden und wiederholt mit dem Schneidbereich und dem Werkzeug in Kontakt kommen. Resultat: höherer Verschleiß, mögliche Beschädigung der Materialoberflächen und im schlimmsten Fall Bruch Ihres Schneidwerkzeugs durch erhöhte Belastung. Vermeiden Sie, dass Späne überall am Werkstück verbleiben, und stellen Sie sicher, dass die Oberflächenqualität Ihres bearbeiteten Teils nicht beeinträchtigt wird.

Nachdem Sie sichergestellt haben, dass ausreichend Kühlmittel oder Luft die Späne von Ihrem fortschreitenden Schneidbereich wegbläst, können Sie die Späne effektiv über Förderer im Maschineninneren entsorgen. Es gibt verschiedene Fördererdesigns:

• Standard-Scharnierförderer sind Allrounder für verschiedene Materialien.
• Schaberförderer werden für Stahlguss-Material empfohlen.
• Trommelförderer sind hauptsächlich für Aluminium-Material gedacht und stellen sicher, dass feine Späne aus Ihrem Kühlmittelsystem gefiltert werden.

#10 Ihre Fertigungsumgebung managen

Achten Sie auf den Einfluss externer Schmutz- und Verschmutzungsquellen – diese können während der Bearbeitung sehr negative Effekte erzeugen und zu sehr kostspieligen Schäden an Ihrer Maschine führen.

Beispiele hierfür sind:

• Staub vom Schleifen oder schlimmer, von nahen Gießereien
• Schockwellen durch Pressen oder Stanzmaschinen
• Elektrische Schwankungen durch instabiles Stromnetz
• Schweißarbeiten in der Nähe von CNC-Maschinen

Darüber hinaus beeinflussen instabile und schwankende Temperaturen in der Werkstatt die Genauigkeit Ihrer Maschine, während unreine (feuchte) und ungefilterte Luft, die vom Kompressor und den Luftleitungen zu Ihrer Maschine geliefert wird, deren Funktionalität und Effektivität beeinträchtigt.

#11 Qualifizierte CNC-Zerspaner einstellen

Die Expertise und Erfahrung von CNC-Zerspanern spielt eine kritische und wichtige Rolle bei der Produktion qualitativ hochwertiger Produkte. Qualifizierte CNC-Zerspaner mit gutem Fertigungswissen und mechanischem Verständnis werden Ihre Maschine einrichten, bedienen und Ihre Operationen mit Sorgfalt und signifikant reduzierten Fehlern durchführen.

#12 In-Prozess-Inspektionen durchführen

Führen Sie Qualitätsprüfungen durch, während das Teil noch läuft, um Probleme sofort zu erkennen und Ihre CNC-Werkzeugmaschine anzupassen, um die geforderten Toleranzen zu erreichen. Sie können „In-Prozess-Messen“ mit hochpräzisen Werkzeugtastern durchführen – diese erlauben Ihnen, sofort spezifische Maße zu prüfen oder nach Abschluss der Operation und bevor das Teil die Vorrichtung oder Maschine verlässt. Sie können Ihre Daten dann bei Bedarf anpassen und nacharbeiten.

In-Prozess-Prüfungen an Ihren Werkzeugen verhindern auch, dass abgenutzte Schneidwerkzeuge wiederverwendet werden – diese sind gefährlich, da sie während des Prozesses brechen können. Werkzeugprüfungen helfen nicht nur zu bestätigen, dass Bohrer oder Gewindebohrer in Ordnung sind – ein Werkzeug-Lebensdauer-Überwachungssystem informiert Ihren Bediener, wann Ihr Werkzeug ersetzt werden muss. Werkzeug-Laser-Messsysteme können sogar Werkzeugverschleiß in Länge und Radius messen.

#13 Qualitätskontrollmaßnahmen implementieren

Qualitätssysteme sind ein integraler Bestandteil der Fertigung. Implementieren Sie effektive Qualitätskontrollsysteme über den gesamten Betrieb – vom Projektstart bis zu den Endprodukten.

Ihre strengen Arbeitsverfahren sollten Konformität bei Materialprüfungen, Prozesskontrollen, Dimensionen, Toleranzen und Spezifikationen der Endprodukte sicherstellen. Dies vermeidet nicht-konforme Produkte und entspricht der hohen Qualität, die Ihr Kunde fordert, was wiederum Ihren Ruf und Ihre Produktivität steigert und Kosten senkt. Idealerweise sollten Hersteller auch ISO-zertifiziert sein.

#14 Regelmäßige vorbeugende Wartung durchführen

Die Einführung eines regelmäßigen Wartungsprotokolls hilft, Ihre CNC-Maschinen in gutem Zustand zu halten. Häufige Kalibrierung wird empfohlen, um zu verhindern, dass Ihre Maschine außerhalb der Spezifikation arbeitet oder potenziell schädliche Vibrationen erzeugt.

Solche Wartungsprüfungen können auch helfen, technische Probleme zum falschen Zeitpunkt zu vermeiden. Planen Sie solche präventiven Wartungsprüfungen mindestens einmal im Jahr – besser zweimal im Jahr.

Stellen Sie sicher, dass Ihre teuren Werkzeugmaschinen, die das Geld für Sie verdienen, die Pflege und Aufmerksamkeit erhalten, die sie verdienen. Versuchen Sie nicht, ein paar Dollar zu sparen, indem Sie billiges Schmieröl verwenden. In den Maschinenbetriebsanleitungen stehen alle Details dazu, welche Ölmmarke und welche Spezifikationen erforderlich sind. Der Versuch, Abkürzungen zu nehmen und günstigeres, nicht konformes Öl zu kaufen, kann zum Erlöschen der Garantie und zu teuren Reparaturen in naher Zukunft führen.

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Fazit

Die Produktion qualitativ hochwertiger Teile hängt oft von einer komplexen Kombination aus CNC-Maschinen, Software, Werkzeugen und Prozessen sowie qualifizierten Zerspanern ab. Durch gutes Management dieser verschiedenen Parameter können Sie qualitativ hochwertige und konsistente bearbeitete Teile mit den von Ihren Kunden geforderten Genauigkeitsgraden liefern.

Um kontinuierlich Qualitäts-CNC-Teile zu produzieren, müssen Sie in höherwertige CNC-Maschinen investieren. Dies hilft Ihnen, den ständigen Anforderungen nach höherer Produktivität, sich ständig ändernden Teilen, zunehmender Komplexität und dem Bedarf an konsistenter Produktqualität gerecht zu werden.

Um die zunehmend strengen Anforderungen der Hersteller zu erfüllen oder zu übertreffen, sollten Sie auch vorschreiben, dass Ihre CNC-Maschinen in Top-Zustand bleiben. Erfahren Sie, wie Sie das tun, indem Sie unseren Artikel über CNC-Maschinen – Die ultimative Liste der Dos & Don'ts lesen.