Was ist CNC-Fräsen? Erfahren Sie mehr über diese nützliche Herstellungsmethode

CNC-Fräsen ist ein CNC-Prozess, bei dem rotierende Fräser verwendet werden, um Teile eines Materialblocks (oder Werkstücks) zu entfernen, bis die gewünschte benutzerdefinierte Form (oder Funktion) hergestellt ist. Es ermöglicht Herstellern, komplizierte Teile präzise herzustellen und gleichzeitig enge Toleranzanforderungen einzuhalten.

CNC-Fräsmaschinen (Computer Numerical Control) haben sich im Laufe der Jahre weiterentwickelt und ermöglichen die Herstellung von Präzisionsteilen, die den strengen Anforderungen der anspruchsvollen Industrien von heute entsprechen. Die Anwendungen von CNC-Fräsmaschinen sind nahezu endlos und erstrecken sich über viele Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Robotik und die medizinische Industrie, um nur einige zu nennen.

Dieser Artikel geht auf das Wesentliche des CNC-Fräsens ein. Möchten Sie mehr über den Mahlprozess erfahren? Die Arten von Fräsoperationen? Die Vorteile des Verfahrens? Hier sind Sie richtig.

Was ist eine CNC-Fräsmaschine?

CNC-Fräsen von Stahl mit einem Hartmetall-Schaftfräser

Um zu verstehen, was eine CNC-Fräsmaschine ist und wie sie funktioniert, kehren wir zu den Grundlagen des Fräsens zurück. Fräsen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem rotierende Fräser verwendet werden, um Teile eines Materialblocks (oder Werkstücks) zu entfernen, bis die gewünschte benutzerdefinierte Form (oder Funktion) hergestellt ist.

Herkömmliche Fräsmaschinen verfügen normalerweise über eine bewegliche Tischplatte (oder Klemmvorrichtung), die das Werkstück an Ort und Stelle hält, sodass die Maschinenbediener das Werkstück in verschiedene Richtungen gegen das rotierende Schneidwerkzeug bewegen können.

Wie die herkömmlichen Fräsmaschinen sind auch CNC-Fräsmaschinen auf eine bewegliche Tischplatte und rotierende Fräser angewiesen, um Materialien zu entfernen und Teile zu erstellen. Sie unterscheiden sich jedoch in der Art und Weise, wie diese Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden.

CNC-Fräsmaschinen verwenden computergesteuerte Steuerungen, um Bearbeitungsvorgänge auszuführen, während herkömmliches Fräsen eine manuelle Bedienung des rotierenden Fräsers erfordert, um Teile zu erstellen.

Schauen wir uns den Mahlprozess genauer an.

Der CNC-Fräsprozess

Der Mahlvorgang kann in drei verschiedene Phasen unterteilt werden.

Phase Nr. 1 Erstellen Sie ein 2D- oder 3D-CAD-Modell

Der erste Schritt des CNC-Fräsprozesses besteht darin, 3D- (oder 2D-) Zeichnungen Ihres gewünschten Teils mit CAD/CAM-Software wie Autodesk Inventor, Fusion 360 und SolidWorks zu erstellen. Mit diesen Werkzeugen für computergestütztes Design (CAD) oder computergestützte Fertigung (CAM) können Sie Ihre Abmessungen und Toleranzanforderungen angeben.

Stufe 2 Konvertieren Sie das CAD-Modell in ein CNC-Programm

Exportieren Sie Ihr CAD-Modell mit der in Schritt 1 erwähnten CAM-Software in eine CNC-kompatible Datei. CAM-Tools verfügen über Funktionen, mit denen Sie Ihr 3D-CAD-Modell in ein Computerprogramm namens G-Code umwandeln können.

Der G-Code automatisiert dann alle Aktionen, die zur Herstellung Ihres Teils erforderlich sind, z. B. Schnittfolge, Werkzeugweg, Werkzeugmaschinengeschwindigkeit, Werkstückbewegung, um nur einige zu nennen.

Stufe 3 Einrichten der CNC-Fräsmaschine und Ausführen des Fräsvorgangs

In dieser Phase legen Sie Ihr Werkstück in die Arbeitsfläche der CNC-Maschine ein, befestigen Ihre Schneidwerkzeuge an der Spindel der CNC-Maschine und laden den G-Code herunter, den Sie bereits in Stufe 2 erstellt haben.

Sobald alle diese Schritte abgeschlossen sind, fahren Sie fort, um das Bearbeitungsprogramm zu starten. Und die Fräsmaschine führt alle erforderlichen Operationen aus, um Ihr Werkstück in Ihr gewünschtes Teil zu verwandeln.

3 gängige CNC-Fräsoperationen

#1 Planfräsen

Planfräsen ist wohl die häufigste Art von Fräsoperationen, die zum Erstellen ebener Oberflächen verwendet wird. Dieser Bearbeitungsvorgang wird so durchgeführt, dass die Rotationsachse des Schneidwerkzeugs senkrecht zur Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks steht.

Wie der Name schon sagt, wird beim Planfräsen ein Planfräser verwendet. Diese Fräser haben mehrere austauschbare Schneideinsätze, sodass Sie Ihre gewünschte Oberfläche effizient in einem Durchgang herstellen können.

Im Vergleich zum Umfangsfräsen können Sie mit Planfräsen auch hochwertigere Oberflächen erzielen. Dies liegt daran, dass Ihnen das Design des Planfräsers eine genaue Kontrolle über den Bearbeitungsvorgang gibt, sodass Sie im Vergleich zum Umfangsfräsen eine geringere Materialmenge entfernen können.

Weitere Informationen: Stirnfräsen 101

#2 Einfaches Fräsen

Glattfräsen, auch Plattenfräsen genannt, ist ein Fräsvorgang zur Herstellung ebener, horizontaler Flächen. Der Bearbeitungsvorgang wird so durchgeführt, dass die Achse des Schneidwerkzeugs parallel zur bearbeiteten Oberfläche ist.

Das Verfahren verwendet eine spezielle Art von Fräsern (glatte Fräser), die ihre Zähne an der Peripherie haben, wodurch Maschinisten Schneidvorgänge ausführen können.

Weitere Informationen: Einfaches Fräsen verstehen

#3 Winkelfräsen

Wie das Planfräsen hilft Ihnen auch das Winkelfräsen, ebene Flächen zu erzeugen. Diese beiden Operationen unterscheiden sich nur in der Einstellung des Schneidwerkzeugs.

Beim Winkelfräsen steht die Achse des Schneidwerkzeugs in einem Winkel zur Oberfläche des Werkstücks. Dadurch können Sie Merkmale wie Rillen, Verzahnungen und Fase erstellen.

Weitere Informationen: Winkelfräsen verstehen

Einige Vorteile des CNC-Fräsens

1. CNC-Fräsmaschinen bieten im Vergleich zu vielen modernen Fertigungstechnologien eine höhere Genauigkeit und Präzision.
2. Mehrachsen-CNC-Maschinen können extrem komplexe Geometrien erstellen und gleichzeitig Toleranzanforderungen von bis zu +/-0,004 mm erfüllen.
3. CNC-Maschinen sind mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, einschließlich Kunststoff, Verbundwerkstoffen und Metallen.

Weitere Informationen: Die Vor- und Nachteile des CNC-Fräsens

Schlussfolgerung

Ohne Zweifel können CNC-Maschinen komplexe Geometrien präzise erstellen und enge Toleranzen einhalten. Aber wie bei anderen Bearbeitungstechnologien hängt der Erfolg Ihres CNC-Fräsprojekts in erster Linie von Ihren CNC-Fräsmaschinenbedienern, Technikern und Ingenieuren ab. Deshalb müssen Sie den richtigen Hersteller für Ihr Projekt finden.

Gensun Precision Machining ist ein weltweit führender Anbieter von CNC-Bearbeitungsdiensten. Wir haben ein Team hochqualifizierter Techniker und Ingenieure, die Ihnen bei der Herstellung der benötigten Teile helfen.

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