Wie man CNC-Bearbeitungsteile mit engen Toleranzen herstellt

Mit mehr als 10 Jahren Erfahrung im Rapid-Manufacturing-Geschäft hat 3ERP umfangreiche Erfahrungen in der CNC-Bearbeitung von Teilen sowohl für Prototypen als auch für die Massenproduktion gesammelt.

In diesem Artikel erklären wir, wie wir enge Toleranzen bei CNC-bearbeiteten Teilen erreichen können.

Wir hoffen, dass es für CNC-Maschinenwerkstätten und alle, die neugierig darauf sind, wie diese Dinge funktionieren, nützlich ist.

1. Finden Sie den richtigen Arbeitsplatz

Bei der Suche nach einer Werkstatt kann man sich nicht nur auf die Nachbarschaft konzentrieren; Sie müssen auch überlegen, auf welcher Etage Sie sich befinden werden. Unserer Erfahrung nach ist die erste Etage (Erdgeschoss) die einzige Option. Ich habe viele CNC-Läden besucht, die sich im zweiten Stock, dritten Stock oder sogar noch höher befinden – normalerweise, weil es billiger zu mieten ist. Aber die zusätzliche Vibration auf diesen Ebenen kann viele Probleme verursachen. Wenn die CNC-Maschinen laufen, können Sie diese Vibrationen spüren, und es ist praktisch unmöglich, CNC-Präzisionsteile in einer zitternden Werkstatt herzustellen.

Unsere CNC-Bearbeitungswerkstatt

2. Werkstatttemperatur kontrollieren

Die Werkstatttemperatur ist ein weiterer sehr wichtiger Faktor bei der Herstellung präziser Teile. Zwischen Tag und Nacht können die Temperaturen in der Werkstatt um mehr als 10 Grad Celsius schwanken, und Sie können bei solch starken Schwankungen keine gleichbleibende Toleranz erwarten. Deshalb haben wir in der Werkstatt eine Klimaanlage installiert. Über 90 % der Unternehmen in China haben keine Klimaanlage in ihrer Werkstatt, um die Temperaturen zu stabilisieren, obwohl es im Sommer 40 Grad erreichen kann. Die Mitarbeiter werden in einer solchen Umgebung offensichtlich Schwierigkeiten haben, sich zu konzentrieren und ruhig zu bleiben, und sie werden am Ende Fehler machen.

3. Verwenden Sie hochwertige CNC-Maschinen

Die Maschinentoleranz ist einer der wichtigsten Faktoren zur Sicherstellung der Teilequalität. Wenn die Maschinentoleranz +/-0,02 mm beträgt, wie können Sie dann eine Toleranz von +/-0,01 mm garantieren? Obwohl menschliches Know-how eine große Rolle bei der Herstellung präzisionsgefertigter Teile spielt, ist es wahr, dass ein Arbeiter nur so gut ist wie seine Werkzeuge, daher investieren wir immer gerne in unsere Bearbeitungszentren. Allerdings sind die aufwändigsten und vielseitigsten Bearbeitungszentren nicht immer die genauesten.

4. Auswuchtwerkzeughalter

Auf dem Markt sind viele Werkzeughalter mit Preisen zwischen 30 und 500 USD erhältlich, und das dynamische Gleichgewicht des Werkzeughalters ist sehr wichtig für eine genaue Bearbeitung. Unwucht kann durch Fehlausrichtung, asymmetrisches Rotordesign, Rundlauffehler und andere Faktoren verursacht werden und zu weniger genauen Teilen führen. Im Allgemeinen sollten stark unwuchtige Werkzeughalter von einem professionellen Auswuchtservice ausgewuchtet werden, aber einige Halter sind für eine einfache Einstellung durch das Hinzufügen von Gewichtsringen ausgelegt, die die Unwucht ausgleichen können. Aus unseren vorherigen Tests geht hervor, dass ein qualitativ minderwertiger Werkzeughalter 0,02 mm oder mehr Jitter verursachen kann, während der Maximalwert eines guten Halters unter 0,005 mm liegt. Wir empfehlen die Verwendung von Warmschrumpfwerkzeughaltern von MST oder Haimer.

Präzisions-Schrumpfwerkzeughalter

5. Verwenden Sie (die richtigen) scharfen Schneidwerkzeuge

Die Qualität und Schärfe von Schneidwerkzeugen spielt eine große Rolle beim Erreichen enger Toleranzen. Stumpfe Werkzeuge entziehen Ihrer Maschine nicht nur Energie, sie hindern Sie auch daran, Genauigkeit und Präzision zu erreichen, da die stumpfe Spitze des Schneidwerkzeugs einen größeren Radius hat als eine scharfe Spitze. Flache Schnitte sind auch schwer zu erreichen, da das stumpfe Werkzeug die Oberfläche des Werkstücks während eines Durchgangs möglicherweise nicht berührt, sondern einfach abprallt. Auch bei der Bearbeitung von Werkstoffen mit niedrigem Schmelzpunkt können stumpfe Werkzeuge durch Wärmeentwicklung zu Oberflächenverformungen führen. Wir kümmern uns um den ordnungsgemäßen Werkzeugzustand und haben auch Erfahrung bei der Werkzeugauswahl:Schließlich können Sie mit einem Schruppschaftfräser keine engen Toleranzen bei feinen Merkmalen erreichen. Erfahren Sie mehr über Schneidwerkzeuge

6. Nutzen Sie gute Materiallieferanten

Es ist einfacher, eine enge Toleranz bei einem bearbeitbaren Material wie einer Aluminiumlegierung zu erreichen, aber verschiedene Materiallieferanten können sehr unterschiedliche Versionen derselben Metallqualität liefern. Viele Lieferanten liefern Zertifizierungen mit ihren Materialien, die zeigen, dass Proben des Metalls einen Test bestanden haben, der ihre Zusammensetzung beweist, aber Zertifizierungen sagen nur die halbe Wahrheit. Beispielsweise kann ein Barren aus Aluminium 6082 mit einem perfekten Verhältnis von Silizium, Magnesium und Mangan immer noch schreckliche Ergebnisse erzielen, wenn er einer unsachgemäßen Wärmebehandlung unterzogen wurde. Wir haben im Laufe der Zeit Beziehungen zu einer zuverlässigen Gruppe von Lieferanten aufgebaut, aber die Suche nach solchen Lieferanten erfordert natürlich einige Versuche und Irrtümer.

7. Stellen Sie ein On-Machine-Inspection-System bereit

Die Inspektion fertiger Teile ist ein wichtiger Teil der Qualitätskontrolle, aber eine bessere Möglichkeit, enge Toleranzen zu gewährleisten, ist die Verwendung eines Inspektionssystems auf der Maschine, das aus einer kleinen Sonde besteht, die die Bearbeitungsgenauigkeit während eines Auftrags überprüft. Wir verwenden High-End-Inspektionssysteme von Renishaw auf mehreren unserer CNC-Maschinen, und diese Inspektionssysteme können die Teileabmessungen während der Bearbeitung genau messen und bieten zusätzlich eine automatische Offset-Korrektur.

8. Andere Überlegungen

• Workshop-Betriebssystem :Die Verwendung eines zentralisierten Werkstattmanagementsystems bedeutet, dass Sie Aufträge nicht überstürzen und mit Sorgfalt und Präzision bearbeiten können.
• Erfahrene Ingenieure :Erfahrene Ingenieure wissen, wie man Konstruktionen für eine einfache und genaue Bearbeitung ändert, die bessere Ergebnisse erzielen. Erfahrene Ingenieure wissen, wie ein Teil am besten hergestellt werden kann, sobald sie über die erforderlichen CAD-Dateien und Toleranzen verfügen. Zunächst entscheiden wir, wie wir das Werkstück halten. (Lesen Sie mehr über verschiedene Möglichkeiten, Werkstücke zu halten.) Dann erstellen wir die Werkzeugbahnen. Ein erfahrener Ingenieur wird sowohl Effizienz als auch Toleranz berücksichtigen. Einige Ingenieure verbringen beispielsweise Stunden mit der Herstellung eines Teils, während jemand dasselbe Teil in einer Stunde herstellen kann, indem er die Werkzeugwege optimiert.
• Gut ausgebildete Bediener :Erfahrene Maschinenbediener wissen, wie man Schneidwerkzeuge auswählt, Maschinen programmiert und manuelle Bearbeitungs- und Dreharbeiten durchführt. Sie wissen auch, wie man die Qualität von Schneidwerkzeugen erkennt und die Parameter gegebenenfalls ändert. Ebenso wichtig ist, dass ein guter Bediener weiß, wie er die Teile während und nach der Bearbeitung schützt.
• Programmiersoftware :High-End-Hardware wird nicht optimal funktionieren, wenn der G-Code schlampig und die Werkzeugwege ineffizient sind. Zur Programmierung verwenden wir HyperMill und SurfaceMill.
• Eine starke Qualitätskontrollabteilung :Eine gute Qualitätskontrolle verbessert nicht automatisch die Toleranzen, aber sie stellt sicher, dass Teile außerhalb der akzeptablen Toleranz nicht versehentlich an einen Kunden gesendet werden.
• Kommunikation :Gute Kommunikation mit dem Kunden und zwischen den Mitarbeitern führt zu besseren Ergebnissen im Geschäft. Es ist wichtig, dass die Produktionsabteilung genau versteht, was der Kunde braucht – und dem Kunden die tatsächlichen Möglichkeiten mitteilt.

3ERP bietet CNC-Bearbeitungsteile aus Kunststoff und Metall an. Erfahren Sie mehr über unsere Bearbeitungsdienste und kontaktieren Sie unser Team für eine kostenlose Projektbewertung.