Enge Toleranzen in der CNC-Bearbeitung erreichen: Ein 10-Jahre-bewährter Prozess

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

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

Wir hoffen, er ist nützlich für CNC-Werkstätten und alle, die neugierig sind, wie diese Dinge funktionieren.

1. Den richtigen Arbeitsplatz finden

Bei der Suche nach einer Werkstatt können Sie sich nicht nur auf die Nachbarschaft konzentrieren; Sie müssen auch berücksichtigen, auf welchem Stockwerk Sie sein werden. In unserer Erfahrung ist das Erdgeschoss (Erdgeschoss) die einzige Option. Ich habe viele CNC-Werkstätten im zweiten, dritten oder sogar höheren Stockwerk besucht – meist weil die Miete günstiger ist. Aber die zusätzliche Vibration auf diesen Ebenen kann viele Probleme verursachen. Wenn die CNC-Maschinen laufen, können Sie diese Vibration spüren, und es ist praktisch unmöglich, Präzisions-CNC-Teile in einer zitternden Werkstatt herzustellen.

Unsere CNC-Bearbeitungswerkstatt

2. Werkstatttemperatur kontrollieren

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 keine konsistente Toleranz erwarten, wenn es eine so signifikante Variation gibt. Deshalb haben wir eine Klimaanlage in der Werkstatt installiert. Über 90 % der Unternehmen in China haben keine Klimaanlage in ihrer Werkstatt, um Temperaturen zu stabilisieren, obwohl es im Sommer 40 Grad erreichen kann. Das Personal wird offensichtlich Schwierigkeiten haben, sich zu konzentrieren und ruhig zu bleiben in einer solchen Umgebung, und sie werden am Ende Fehler machen.

3. Qualitativ hochwertige CNC-Maschinen verwenden

Maschinentoleranz ist einer der wichtigsten Faktoren für die Sicherstellung der Teilequalität. Wenn die Maschinentoleranz +/-0,02 mm beträgt, wie können Sie +/-0,01 mm Toleranz garantieren? Obwohl menschliches Know-how eine große Rolle bei der Herstellung präzise bearbeiteter Teile spielt, ist es wahr, dass ein Handwerker nur so gut ist wie seine Werkzeuge, daher investieren wir stets gerne in unsere Bearbeitungszentren. Das gesagt, sind die aufwendigsten und vielseitigsten Bearbeitungszentren nicht immer die präzisesten.

4. Werkzeughalter ausbalancieren

Es gibt viele Werkzeughalter auf dem Markt, mit Preisen von 30 bis 500 USD, und der dynamische Ausgleich des Werkzeughalters ist sehr wichtig für präzise Bearbeitung. Unwucht kann durch Fehlausrichtung, asymmetrisches Rotordesign, Konzentrizitätsfehler und andere Faktoren verursacht werden und zu weniger präzisen Teilen führen. Im Allgemeinen sollten stark unausgewogene Werkzeughalter durch einen professionellen Auswuchtservice ausgeglichen werden, aber einige Halter sind für einfache Anpassung durch Hinzufügen von Gewichtsringen konzipiert, die die Unwucht ausgleichen können. Aus unseren früheren Tests kann ein minderwertiger Werkzeughalter 0,02 mm oder mehr Jitter verursachen, während der Maximalwert eines guten unter 0,005 mm liegt. Wir empfehlen die Verwendung von Schrumpfwerkzeughaltern von MST oder Haimer.

Präziser Schrumpfwerkzeughalter

5. (Die richtigen) scharfen Schneidwerkzeuge verwenden

Qualität und Schärfe der Schneidwerkzeuge spielen eine große Rolle beim Erreichen enger Toleranzen. Stumpfe Werkzeuge entziehen Ihrer Maschine nicht nur Energie, sie verhindern auch, dass Sie Genauigkeit und Präzision erreichen, da die abgestumpfte Spitze des Schneidwerkzeugs einen größeren Radius hat als eine scharfe Spitze. Flache Schnitte sind ebenfalls schwer zu erreichen, da das stumpfe Werkzeug die Werkstückoberfläche während eines Durchgangs möglicherweise nicht erfassen kann, sondern einfach abprallt. Bei der Bearbeitung von Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt können stumpfe Werkzeuge auch Oberflächenverformungen durch Wärmeaufbau verursachen. Wir achten darauf, den richtigen Werkzeugzustand zu erhalten, und verfügen auch über Expertise in der Werkzeugauswahl: Schließlich können Sie keine engen Toleranzen an feinen Merkmalen mit einem Schruppfräser erreichen. Erfahren Sie mehr über Schneidwerkzeuge

6. Gute Materiallieferanten nutzen

Es ist einfacher, eine enge Toleranz an einem gut zerspanbaren Material wie einer Aluminiumlegierung zu erreichen, aber verschiedene Materiallieferanten können völlig unterschiedliche Versionen derselben Metallgüte liefern. Viele Lieferanten stellen Zertifizierungen mit ihren Materialien bereit, die zeigen, dass Proben des Metalls einen Test bestanden haben, der ihre Zusammensetzung beweist, aber Zertifizierungen erzählen nur die halbe Geschichte. Ein Stab aus Aluminium 6082 mit einem perfekten Verhältnis von Silicium, Magnesium und Mangan kann beispielsweise immer noch furchtbare Ergebnisse liefern, wenn er einer unsachgemäßen Wärmebehandlung unterzogen wurde. Wir haben im Laufe der Zeit Beziehungen zu einer zuverlässigen Gruppe von Lieferanten aufgebaut, aber das Finden solcher Lieferanten erfordert natürlich etwas Trial and Error.

7. On-Machine-Inspektionssystem einsetzen

Die Inspektion fertiger Teile ist ein wichtiger Teil der Qualitätskontrolle, aber ein besserer Weg, enge Toleranzen zu garantieren, ist der Einsatz eines On-Machine-Inspektionssystems, bestehend aus einer kleinen Sonde, die die Bearbeitungsgenauigkeit während eines Jobs überprüft. Wir verwenden High-End-Renishaw-Inspektionssysteme an mehreren unserer CNC-Maschinen, und diese Systeme können Teilabmessungen während der Bearbeitung präzise messen und zusätzlich automatische Offsetkorrektur bereitstellen.

8. Weitere Überlegungen

• Werkstatt-Betriebssystem: Die Verwendung eines zentralen Werkstatt-Managementsystems bedeutet, dass Sie Aufträge nicht überstürzen, was Ihnen erlaubt, mit Sorgfalt und Präzision zu bearbeiten.
• Erfahrene Ingenieure: Erfahrene Ingenieure wissen, wie man Designs für einfache und präzise Bearbeitung modifiziert, die bessere Ergebnisse liefern. Erfahrene Ingenieure wissen, welcher der beste Weg ist, ein Teil herzustellen, sobald sie die CAD-Datei und die erforderliche Toleranz haben. Zunächst entscheiden wir, wie das Werkstück gespannt wird. (Lesen Sie mehr über verschiedene Arten der Werkstückspannung.) Dann erstellen wir die Werkzeugpfade. Ein erfahrener Ingenieur wird sowohl Effizienz als auch Toleranz berücksichtigen. Zum Beispiel verbringen manche Ingenieure Stunden mit der Herstellung eines Teils, während jemand anderes dasselbe Teil in einer Stunde herstellen könnte, indem er die Werkzeugpfade optimiert.
• Gut ausgebildete Bediener: Erfahrene Maschinenbediener wissen, wie man Schneidwerkzeuge auswählt, Maschinen programmiert und manuelle Bearbeitungs- und Drehoperationen durchführt. Sie wissen auch, wie man die Qualität von Schneidwerkzeugen beurteilt und Parameter bei Bedarf ändert. Genauso wichtig: Ein guter Bediener weiß, wie man die Teile während und nach der Bearbeitung schützt.
• Programmiersoftware: High-End-Hardware wird nicht das Beste leisten, wenn der G-Code schlampig und die Werkzeugpfade ineffizient sind. Wir verwenden HyperMill und SurfaceMill für die Programmierung.
• Starke Qualitätskontrollabteilung: Gute Qualitätskontrolle verbessert Toleranzen nicht automatisch, 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 Mitarbeitern führt zu besseren Ergebnissen in der Werkstatt. Es ist wichtig, dass die Produktionsabteilung genau versteht, was der Kunde braucht – und die tatsächlichen Möglichkeiten an den Kunden zurückkommuniziert.

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