Präzise Technische Zeichnungen für CNC-Bearbeitung erstellen: Schritt-für-Schritt-Anleitung

Um auf der Hubs-Plattform ein Angebot anzufordern für kundenspezifische CNC-Teile, benötigen Sie nur eine 3D-CAD-Datei. Moderne CNC-Bearbeitungssysteme können die Geometrie eines Teils direkt aus der CAD-Datei interpretieren – zusätzliche Dokumentation wie technische Zeichnungen ist also nicht immer zwingend erforderlich.

Dennoch sind technische Zeichnungen nach wie vor sehr wichtig und in der Fertigung weit verbreitet. Sie verbessern die Kommunikation technischer Anforderungen zwischen Designern, Ingenieuren, Produktentwicklern und Zerspanern. Eine technische Zeichnung kann Ihnen helfen, bessere Teile zu beschaffen und sogar Kosten zu senken.

In diesem Artikel erklären wir, wann Sie eine technische Zeichnung (oder Fertigungspläne) zu Ihrem CNC-Auftrag hinzufügen sollten und was Sie einbinden müssen, um das Maximum aus der Teilebeschaffung herauszuholen. Enthalten sind auch Richtlinien und Best Practices, die von Hubs-Ingenieuren bewährt sind.

Warum sind technische Zeichnungen für die Teilebeschaffung noch immer wichtig?

Während CAD-Dateien in der Kommunikation mit CNC-Maschinen sehr umfassend sind, enthalten technische Zeichnungen Informationen, die eine 3D-CAD-Datei nicht vermitteln kann. Dazu gehören:

• Innere oder äußere Gewinde

• Merkmale mit Toleranzen, die den Standard überschreiten

• Individuelle Flächen mit spezifischen Veredelungs-Anforderungen (z. B. Oberflächenrauheit)

Auch wenn Ihr Design diese Merkmale nicht enthält, ist es generell gute Praxis, eine technische Zeichnung zusammen mit Ihrer 3D-CAD-Datei bei einer CNC-Bestellung beizufügen. Üblicherweise wird die 3D-CAD-Datei für die CNC-Programmierung genutzt, die Zeichnung als Referenz während des gesamten Bearbeitungsprozesses.

Die meisten CNC-Dienstleister können Teile auch direkt aus diesen CNC-Dreh- und Fräszeichnungen fertigen. In manchen Fällen bevorzugen sie diese sogar gegenüber CAD-Dateien, weil:

• Einige Dienstleister sind darauf trainiert, die Geometrie eines Teils schnell aus einer 2D-Zeichnung zu interpretieren.

• Es ist einfacher, Hauptmaße, Funktionen und kritische Merkmale aus 2D-Plänen zu erkennen.

• Die Fertigungskosten lassen sich leichter einschätzen.

Wie Sie sehen, können technische Zeichnungen ein signifikanter Teil der Teilebeschaffung sein, und es gibt viele verschiedene Standards und Best Practices für ihre Erstellung. Wenn Ihre Zeichnung alle technischen Anforderungen klar kommuniziert, spielt die verwendete Zeichentechnik keine Rolle.

Wie ist der Aufbau einer technischen Zeichnung?

Eine technische Zeichnung besteht typischerweise aus folgenden entscheidenden Komponenten:

• Ein Titelblock

• Eine isometrische/pikturale Ansicht des Teils

• Die Hauptorthografischen Ansichten des Teils

• Schnittansichten oder Detailansichten

• Anmerkungen an den Hersteller

Titelblock

Der Titelblock enthält Basisinformationen zum herzustellenden Teil: Teilname, Material, Veredelungs- und Farbanforderungen, Name des Designers und Unternehmen. Diese Informationen sind essenziell, da sie den Hersteller über die primäre Funktion des Teils informieren.

Der Titelblock enthält auch weitere technische Informationen, einschließlich des Maßstabs des Plans und der Standards für Bemaßung und Tolerierung.

Ein weiteres Element, das meist im oder nahe dem Titelblock vorhanden ist, ist die Projektionsart. Diese bestimmt, wie die Ansichten in der Zeichnung angeordnet sind. Typischerweise verwenden Zeichnungen nach ASME-Standard (USA & Australien) die Drittwinkelprojektion, ISO/DIN-Standards (Europa) die Erstwinkelprojektion. Das Beispiel am Anfang dieses Artikels nutzt ISO/DIN-Standards.

Die pikturale (isometrische) Ansicht

Wir empfehlen, ein oder mehrere 3D-pikturale Ansichten des Teils in Ihre technische Zeichnung aufzunehmen. Dies macht die Zeichnung auf einen Blick verständlicher. Isometrische Ansichten verbinden die Tiefenillusion mit der unverzerrten Darstellung der Teilegeometrie (vertikale Linien bleiben vertikal, horizontale Linien werden im 30-Grad-Winkel gezeichnet).

Die Hauptorthografischen Ansichten

Die meisten Informationen zur Teilegeometrie werden in den Hauptorthografischen Ansichten vermittelt.

Dies sind zweidimensionale Darstellungen des dreidimensionalen Objekts, die die exakte Form des Teils zeigen, wie sie von der Außenseite eines umgebenden Quaders jeweils von einer Seite gesehen wird. Nur die Kanten des Teils werden so gezeichnet, um eine klare Kommunikation von Maßen und Merkmalen zu ermöglichen.

Für die meisten Teile reichen zwei oder drei orthografische Ansichten aus, um die gesamte Geometrie präzise zu beschreiben.

Schnittansichten

Schnittansichten zeigen interne Details eines Teils. Die Schnittlinie in einer Hauptorthografischen Ansicht zeigt, wo das Teil geschnitten wird, und das Schraffurmuster der Schnittansicht kennzeichnet Bereiche, wo Rohmaterial entfernt wurde.

Technische Zeichnungen können mehrere Schnittansichten haben, wobei je zwei Buchstaben jede Schnittlinie mit der zugehörigen Schnittansicht verknüpfen (z. B. A-A, B-B). Die Pfeile der Schnittlinie zeigen die Blickrichtung.

Üblicherweise werden Schnittansichten in einer Linie mit einer orthografischen Ansicht platziert, können aber auch anderswo positioniert werden, wenn der Platz nicht ausreicht. Das Teil kann über die gesamte Breite geschnitten werden (wie im Beispiel), über halbe Breite oder im Winkel.

Detailansichten

Detailansichten heben komplexe oder schwer zu bemaßende Bereiche einer Hauptorthografischen Ansicht hervor. Sie sind typischerweise kreisförmig (versetzt platziert, um Verwechslungen zu vermeiden) und mit einem einzelnen Buchstaben annotiert, der die Detailansicht mit der Hauptzeichnung verknüpft (z. B. A, B).

Detailansichten können überall in der Zeichnung platziert werden und einen anderen Maßstab als der Rest der Zeichnung verwenden, solange dies klar kommuniziert wird (wie im Beispiel oben).

Was sind Anmerkungen an den Hersteller und warum brauchen Sie sie?

Anmerkungen an den Hersteller auf der technischen Zeichnung sind sehr wichtig, auch wenn sie für ein Angebot nicht zwingend erforderlich sind. Sie vermitteln zusätzliche Informationen, die nicht in den Plänen selbst enthalten waren.

Diese scheinbar zusätzlichen, aber entscheidenden Informationen umfassen Anweisungen zum Entgraten aller scharfen Kanten und spezifische Gesamtoberflächenveredelungsanforderungen. Sie können diesen Bereich auch nutzen, um auf eine andere CAD-Datei oder eine andere Komponente zu verweisen, mit der das Teil in der Zeichnung interagiert.

Anmerkungen an den Hersteller nutzen oft Symbole statt Text. Beispiel: Oberflächenrauheit wird häufig mit einem Symbol annotiert.

Technische Zeichnung in 7 einfachen Schritten erstellen

Beim Erstellen Ihrer technischen Zeichnung empfehlen wir die folgenden 7 Schritte für bestmögliche Pläne:

Schritt 1

Definieren Sie die wichtigsten Ansichten und platzieren Sie die relevanten orthografischen Ansichten in der Mitte der Zeichnung, mit genügend Abstand für Bemaßungen.

Schritt 2

Wenn Ihr Teil interne Merkmale oder komplexe, schwer zu bemaßende Bereiche hat, erwägen Sie Schnitt- oder Detailansichten hinzuzufügen.

Schritt 3

Fügen Sie Konstruktionslinien zu allen Ansichten hinzu. Dazu gehören Mittellinien (zur Definition von Symmetrieebenen oder -achsen), Mittelpunktsmarkierungen und Mittelpunktsmarkierungsmuster (zur Definition der Lage von Bohrungsmittelpunkten oder Kreisbildmustern).

Schritt 4

Bemaßen Sie Ihre CNC-Zeichnung, beginnend mit den wichtigsten Maßen (dazu im nächsten Abschnitt mehr Tipps).

Schritt 5

Spezifizieren Sie Lage, Größe und Länge aller Gewinde.

Schritt 6

Fügen Sie Toleranzen zu Merkmalen hinzu, die höhere Genauigkeit als der Standard erfordern. Wir folgen ISO 2768, -medium oder -fine für Metalle und -medium für Kunststoffe.

Schritt 7

Füllen Sie den Titelblock aus und stellen Sie sicher, dass alle relevanten Informationen und Anforderungen, die den Standard übersteigen (Oberflächenveredelung, Entgraten etc.), in den Zusatzanmerkungen erwähnt sind. Wenn Ihre Zeichnung fertig ist, exportieren Sie sie als PDF und fügen Sie sie im Quote Builder Ihrem Auftrag bei.

Nun, da Sie mit der Grundstruktur vertraut sind, vertiefen wir die Details zu Bemaßung, Annotation und Tolerierung.

Wie fügen Sie kritische Bemaßungen zu technischen Zeichnungen hinzu?

Wenn Sie sowohl eine 3D-CAD-Datei als auch eine technische Zeichnung in Ihrem Auftrag einreichen, prüft der Hersteller primär die Maße der technischen Zeichnung. Wir empfehlen, alle wichtigen Merkmale auf Ihren Zeichnungen gründlich zu bemaßen, um Fehler in der Produktion zu vermeiden.

Wir empfehlen, Ihre technische Zeichnung vollständig zu bemaßen, um Fertigungsfehler zu vermeiden. Sie können jedoch Zeit sparen, indem Sie nur die Merkmale bemaßen, die der CNC-Dienstleister messen soll.

Hier sind Tipps für die Bemaßung Ihrer Modelle:

1. Beginnen Sie mit den Gesamtmaßen des Teils.

2. Fügen Sie als Nächstes die Maße hinzu, die für funktionale Zwecke am kritischsten sind. Beispiel: Der Abstand zwischen zwei Bohrungen in der Beispielzeichnung ist entscheidend.

3. Dann bemaßen Sie weitere Merkmale. Gute Praxis: Alle Maße vom selben Bezugspunkt (Datum) ausgehend platzieren, wie im Beispiel gezeigt.

4. Maße sollten in der Ansicht platziert werden, die das Merkmal am klarsten beschreibt. Beispiel: Die Maße der Gewindebohrungen sind nicht in dieser Ansicht, da sie in der Detailansicht klarer beschrieben sind.

5. Bei wiederholten Merkmalen nur eines bemaßen und die Gesamtzahl der Wiederholungen in der aktuellen Ansicht angeben. Im Beispiel: zwei identische Bohrungen mit Senkung per "2x" im Aufruf.

Möchten Sie das Thema Bemaßung noch tiefer erforschen? Lesen Sie diesen nützlichen Artikel vom MIT.

Wie fügen Sie Bohrungsaufrufe (Hole Callouts) zu einer technischen Zeichnung hinzu?

Bohrungen sind häufige Merkmale in CNC-gefertigten Teilen. Sie werden meist mit einem Bohrer gefertigt und haben standardisierte Abmessungen.

Oft beinhalten sie sekundäre Merkmale wie Senkungen (⌴) und Ansenkungen (⌵). Ein Aufruf statt einzelner Bemaßung jedes Merkmals wird empfohlen.

Im Beispiel unten definiert der Aufruf zwei identische Durchgangsbohrungen mit Senkung. Das Tiefensymbol (↧) kann statt einer zusätzlichen Bemaßung verwendet werden.

Wie fügen Sie Gewinde zu einer technischen Zeichnung hinzu?

Wenn Ihre Teile Gewinde enthalten, müssen Sie diese auf der technischen Zeichnung klar identifizieren und definieren. Gewinde sollten durch Angabe einer Standardgewindegröße (z. B. M4x0,7) statt eines Durchmessers definiert werden. Wir empfehlen detaillierte Gewindeaufrufe, da sie die Zeichnung klarer machen und die Spezifikation von Kernloch und Gewinden mit unterschiedlichen Längen ermöglichen.

In diesem Fall sollte der erste Arbeitsschritt die Maße des Kernlochs definieren (der passende Durchmesser findet sich in Standardtabellen), der zweite Schritt die Maße (und Toleranz) des Gewindes.

Wie spezifizieren Sie Toleranzen in einer technischen Zeichnung?

Toleranzen definieren einen akzeptablen Wertebereich für eine bestimmte Teil-Dimension. Sie erzählen eine Geschichte über die Funktion des Teils und sind besonders wichtig für Merkmale, die mit anderen Komponenten interagieren.

Toleranzen gibt es in vielen Formaten und können auf jede Dimension in einer CNC-Zeichnung angewendet werden (linear oder winklig).

Bilaterale Toleranzen, die einfachste Form, sind symmetrisch um den Nennmaß (z. B. ± 0,1 mm). Es gibt auch unilaterale Toleranzen (unterschiedliche Ober- und Untergrenzen) und Passungstoleranzen, die in technischen Tabellen definiert sind (z. B. 6H). Im obigen Beispiel wurde eine Ebenheitstoleranz (⏥) definiert.

Was ist Geometrische Produktspezifikation (GPS / GD&T)?

Das System der Geometrischen Produktspezifikation (GPS / GD&T) ist anspruchsvoller anzuwenden als Standardbemaßung und -tolerierung, gilt aber als überlegen, da es die Konstruktionsabsicht klarer kommuniziert. Mit GD&T können Sie lockerere Toleranzen definieren und dennoch die Hauptdesignanforderungen erfüllen, während Qualität verbessert und Kosten gesenkt werden.

Im obigen Beispiel wurde die Lagegenauigkeit (⌖) verwendet, um die Toleranz dieses Bohrmusters zu definieren. Weitere gängige geometrische Toleranzen sind Ebenheit (⏥) und Konzentrizität (◎).

Hier ein Beispiel für die Anwendung von GD&T auf ein Teiledesign:

Dieser Aufruf definiert acht Bohrungen mit Nenn-Durchmesser 10 mm und Toleranz ± 0,1 mm für den Durchmesser. Das bedeutet: Egal wo Sie diesen Durchmesser messen, das Ergebnis muss zwischen 9,9 und 10,1 mm liegen.

Die Lagegenauigkeit definiert die Lage des Bohrmittelpunkts bezüglich der drei Hauptbezugskanten (Datum) des Teils. Das bedeutet, die Mittelachse der Bohrung muss immer innerhalb eines ideellen Zylinders liegen, dessen Mittelpunkt an der durch die theoretisch exakten Maße in der Zeichnung definierten Lage liegt und dessen Durchmesser 0,1 mm beträgt.

Praktisch bedeutet das: Der Bohrmittelpunkt driftet nicht von seiner geplanten Lage ab, was garantiert, dass das Teil in die Baugruppe passt.

Wir empfehlen, GD&T-Informationen für kritische Baugruppen und in späten Designphasen (z. B. Vollserienproduktion) hinzuzufügen. Beide haben höhere messtechnische Anforderungen, was die Kosten eines Einzelprototyps erhöht.

Häufig gestellte Fragen

Brauche ich eine technische Zeichnung für CNC-Bearbeitung?

Technische Zeichnungen sind notwendig, wenn Ihr Teil Gewinde, Toleranzen und/oder Veredelungen auf spezifischen Flächen enthält.

Was muss eine technische Zeichnung enthalten?

Eine Standardtechnische Zeichnung muss essenzielle Informationen enthalten: Titelblock, Ansichten des Teils – einschließlich Orthogonalansicht, Schnittansicht und Isometrieansicht – Koordinatendetails, alle Anforderungen und zusätzliche Anmerkungen.

Brauchen technische Zeichnungen Anmerkungen an den Hersteller?

Anmerkungen an den Hersteller sind technisch nicht zwingend, aber ihre Hinzufügung kann entscheidend sein, um Informationen zu vermitteln, die nicht in die Pläne passten.

Wie füge ich eine technische Zeichnung zum Quote Builder hinzu?

Sie können einfach ein PDF Ihrer technischen Zeichnung im Bereich "Teilspezifikationen" des Quote Builders hochladen, indem Sie auf "Anhang hochladen" klicken. Beachten Sie: Ihre CAD-Datei und die im Checkout gewählten Teilspezifikationen haben Vorrang vor Ihrer technischen Zeichnung. Weitere Infos im Help Center.