Erklärte CNC-Maschinentypen:Auswahl des richtigen Werkzeugs für die Präzisionsbearbeitung

Wir schwärmen schon seit Jahren über die Fähigkeiten von CNC-Maschinen (Computer Numerical Control). Und das aus gutem Grund!

CNC-bearbeitete Teile erfüllen immer wieder exakte Spezifikationen und erreichen in großen Stückzahlen extrem enge Toleranzen. Die Umwandlung von Materialien in fertige, verwendbare Teile wird in zahlreichen Branchen auf der ganzen Welt geschätzt. Wie das genau geschieht, scheint ein Rätsel zu sein, daher widmet sich dieser Artikel der Vorstellung von vier Arten von CNC-Maschinen :wie sie funktionieren, mit welchen Materialien sie umgehen, Beispiele dafür und mehr.

Obwohl diese Liste nicht vollständig ist, stellen wir Ihnen hier die Arbeitspferde vor in der CNC-Bearbeitungsindustrie; Die Maschinen, die Sie am wahrscheinlichsten in seriösen CNC-Werkstätten finden.

Zwei Schlüsselaspekte der CNC-Bearbeitung

Um den Rahmen für die Diskussion von CNC-Maschinen zu schaffen, wollen wir zwei grundlegende Aspekte der CNC-Bearbeitung behandeln:Techniken und Bewegungsbereich . Diese zu kennen ist der Schlüssel zum Verständnis von Maschinentypen.

Techniken von CNC-Maschinen durchgeführt:

• Fräsen — Ein Schneidwerkzeug dreht sich und berührt ein stationäres Werkstück
• Drehen — Ein Werkstück dreht sich und berührt ein Schneidwerkzeug
• Bohren — Ein rotierendes Schneidwerkzeug bohrt ein Loch in ein Werkstück
• Langweilig — Ein Schneidwerkzeug entfernt Material im inneren Hohlraum eines Werkstücks
• Sägen — Ein Sägeblatt schneidet einen schmalen Schlitz in ein Werkstück

Bewegungsbereich bestimmt, was ein Werkzeug in einer CNC-Fräsmaschine tun kann, einschließlich 2-, 3-, 4- und vollständiger 5-Achsen-Optionen. Wir haben diese Abbildung und die folgende Erklärung aus unserem Blog mit dem Titel Was ist eine CNC-Fräsmaschine? übernommen

• 2-Achsen-Maschine — Die Bewegung erfolgt nur auf der x- und y-Achse
• 3-Achsen-Maschine — Bewegung auf der X-, Y- und Z-Achse
• 4-Achsen-Maschine — Bewegung auf den X-, Y- und Z-Achsen mit einer zusätzlichen B-Achse, um die Drehung des Tisches zu ermöglichen und so den Zugriff rund um das Werkstück zu ermöglichen; normalerweise auf horizontale Maschinen beschränkt (einige fortschrittliche Werkstätten verwenden 4-Achsen-Vertikalmaschinen)

Okay, ich habe gerade sowohl horizontale als auch vertikale Maschinen erwähnt. Dies sind die zwei primären Spindelkonfigurationen in einer CNC-Fräsmaschine, also fangen wir mit diesen Maschinentypen an.

1. CNC-Horizontal-Bearbeitungszentrum

Eine horizontale CNC-Maschine verfügt über eine horizontal ausgerichtete Spindel-Z-Achse, die normalerweise parallel zur Maschinenlänge verläuft. Die Spindel navigiert auf der vertikalen Y-Achse und der horizontalen X-Achse . Werkstücke werden auf Paletten und Vorrichtungen befestigt, die sich entlang der Z-Achse bewegen, wobei die B-Achse für die Drehung sorgt.

Die horizontale Ausrichtung bietet mehrere Vorteile, einschließlich der Möglichkeit, von vier Seiten zu bearbeiten , führen Sie mehrere Vorgänge durchohne Wechsel der Vorrichtungen und komplexe Teile fräsen. Das Design eignet sich besonders gut für einen unterbrechungsfreien Produktionsbetrieb, da die Späne vom Werkstück abfallen (weniger manueller Freiraum, bessere Produktivität).

Diese Maschinen können eine breite Palette von Materialien verarbeiten :Aluminium, Stahl, Titan und verschiedene Verbundwerkstoffe, was sie zu vielseitigen Werkzeugen in vielen Branchen macht :Automobil, Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte und Energie.

Beispiele für CNC-Horizontal-Bearbeitungszentren

Der Toyoda FH500J (wird nicht mehr angeboten, die neueste Version finden Sie hier:Der FJ5000S) ist kompakt, schnell, effizient und präzise. Es verfügt über eine Spindel mit 15.000 U/min, eine schnelle Vorschubgeschwindigkeit von 2.362 ipm und einen B-Achsentisch mit Direktantrieb, sodass die B-Achse innerhalb einer vollständigen 360-Grad-Drehung auf 360.000 verschiedene Positionen programmiert werden kann. Die maximale Werkstückhöhe beträgt über 39 Zoll bei einer maximalen Belastung von 1.540 Pfund.

Der Doosan NHP 5500 ist auf hohe Produktivität, Präzision und Effizienz ausgelegt. Es verfügt über eine Spindel mit 10.000 U/min, eine schnelle Vorschubgeschwindigkeit von 2.362 ipm und bietet Platz für eine maximale Werkstückhöhe von 43,3 Zoll und eine maximale Last von 1.763 Pfund.

2. CNC-Vertikal-Bearbeitungszentrum

Bei vertikalen CNC-Maschinen ist die Spindelachse (die Z-Achse) vertikal ausgerichtet. Diese Maschinen verfügen über ein C-Säulen-Design, bei dem sich die Spindel vertikal bewegt , während sich der Tisch, der das Werkstück trägt, in der x- und y-Achse horizontal verschiebt.

Diese Maschinen eignen sich perfekt für die Bearbeitung großvolumiger, schneller Projekte und sind in der Lage, eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen mit hoher Präzision durchzuführen und Effizienz . Vertikale CNC-Maschinen werden wegen ihrer Vielseitigkeit, Automatisierung und Fähigkeit, enge Toleranzen einzuhalten, geschätzt.

Die meisten vertikalen Bearbeitungszentren haben keine Palettenwechsler , sodass das Laden und Schneiden der Teile im selben Bereich erfolgt; Die Maschine kann nicht laufen, wenn der Bediener sie be-/entlädt.

Hinzufügen eines Indexers Bei einer CNC-Drehmaschine wird eine A-Rotationsachse eingeführt (normalerweise bietet eine vertikale CNC-Maschine nur X-, Y- und Z-Bewegungen). Dadurch wird die Maschine effektiv in ein 4-Achsen-CNC-System umgewandelt Dadurch kann die Drehmaschine das Werkstück während der Bearbeitung in verschiedenen Winkeln drehen.

Diese Maschinen können ein breites Spektrum an Materialien verarbeiten :Metalle (Aluminium, Stahl, Titan), Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und bestimmte Hölzer, und sie sind in mehreren Industrien von wesentlicher Bedeutung :Automobil, Luft- und Raumfahrt, Medizin, Elektronik sowie allgemeine Fertigung.

Beispiel eines CNC-Vertikal-Bearbeitungszentrums

Der Doosan DNM 750L II ist vielseitig, effizient und hochpräzise, mit einer Spindel mit 12.000 U/min, einer Eilganggeschwindigkeit von 945 ipm und einem automatischen Werkzeugwechsler. Es bietet Platz für eine maximale Belastung von 3.306 Pfund. und verfügt über ein fortschrittliches Kühlmittel- und Spänemanagement, anpassbare Werkzeug- und Automatisierungsoptionen sowie Fernüberwachungsfunktionen.

3. CNC-Drehmaschine (CNC-Drehzentrum)

Entwickelt für Präzision und Wiederholbarkeit Bei CNC-Drehmaschinen wird ein Schneidwerkzeug verwendet, um Material von einem rotierenden Werkstück zu entfernen. CNC-Drehmaschinen können so konfiguriert werden, dass sie zusätzlich zum Drehen zusätzliche „angetriebene Werkzeuge“ für bestimmte Fräsaufgaben – Schneiden, Plandrehen, Gewindeschneiden, Bohren – enthalten. Das Spannfutter und die Backen der Maschine Halten Sie das Teil radialsymmetrisch. Ein Turm enthält Werkzeuge zur Bearbeitung von Außen- und Innenflächen durch Drehen, Bohren oder Bohren. 

Drehmaschinen können ein breites Spektrum an Materialien bearbeiten :Metalle (Aluminium, Stahl, Titan), Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, und sie sind integraler Bestandteil mehrerer Industrien :Automobil, Luft- und Raumfahrt, Medizin, Elektronik, Energie und Verteidigung.

Beispiel einer CNC-Drehmaschine

Die Muratec MW200 und MW400 Bei den Drehmaschinen handelt es sich jeweils um Doppelspindeldrehmaschinen mit Portalvorschub. Das Portal nimmt das Teil auf; Eine Spindel hält das Teil innen und schneidet die Außenseite, während die andere Spindel die Außenseite hält und die Innenseite schneidet. Außerdem übernimmt das Portal das gesamte Be- und Entladen.

4. CNC-Zahnradformer

Zum Schneiden der Zähne kommt ein CNC-Wälzfräser zum Einsatz einer Vielzahl von Zahnradtypen, einschließlich Stirnrädern, Schrägverzahnungen und Innenrädern. Das CNC-System ist für seine hohe Präzision, Automatisierung und Flexibilität bekannt und ermöglicht es der Maschine, komplexe Bewegungen und Anpassungen automatisch durchzuführen, was insbesondere bei kleinen Produktionsläufen zu kürzeren Zykluszeiten und erhöhter Effizienz führen kann.

Ausrüstungsmaterial wird aufgrund seiner Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und Fähigkeit, die Schärfe über einen längeren Zeitraum beizubehalten, ausgewählt. Typische Branchen Zum Einsatz kommen Zahnradformer in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, im Schwermaschinenbau und in anderen Bereichen, die für die Leistung und Zuverlässigkeit ihrer Produkte auf Präzisionszahnradkomponenten angewiesen sind.

Beispiel eines CNC-Zahnradformers

Der Gleason GP300ES ist eine führungslose CNC-Wälzstoßmaschine mit einer Kapazität von 300 mm Durchmesser, vertikaler Positionierung und beweglichem Säulendesign zum Formen verschiedener Zahnradtypen.

Es gibt auch eine Vielzahl anderer Maschinentypen werden in der CNC-Bearbeitung verwendet, einschließlich CNC-programmierter Unterlegscheiben, CNC-Bohrmaschinen, Plasma- und Laserschneider sowie Funkenerosionsmaschinen (elektrische Entladungsmaschinen, die elektrische Funken verwenden, um Material von einem Werkstück zu erodieren).

Natürlich verwenden die meisten High-End-CNC-Maschinenwerkstätten irgendeine Art von Robotik und Automatisierung, um den CNC-Bearbeitungsprozess zu unterstützen. Roboter führen schwere Hebearbeiten aus, unterstützen Bediener und steigern die Produktivität.

Wie wäre es mit der Kombination von Operationen? um die Effizienz zu steigern? Viele CNC-Maschinen ermöglichen die Kombination mehrerer Vorgänge. Beispielsweise entfernt eine Drehmaschine einen Teil des Materials eines Teils, dann wird das Teil gefräst (z. B. Löcher gebohrt). Ein Bediener kontrolliert beide Aufgaben innerhalb eines Arbeitsplatzes, um ein komplettes Teil zu erstellen.

Sind Sie bereit, mehr über die bei Stecker Machine verwendeten Maschinentypen zu erfahren? In diesem Leitfaden finden Sie eine lange Liste von CNC-Geräten (die ständig wachsen), die von Stecker ausgewählt wurden. Klicken Sie auf den Link unten mal reinschauen.

Über den Autor

Taylor fungiert als Mitarbeiterentwicklungsmanager bei SMC, wo er Schulungs- und Sicherheitsinitiativen überwacht. Mit einem praktischen, praxisnahen Ansatz passt er Schulungsprogramme individuell an und stellt sicher, dass alle neuen Mitarbeiter ordnungsgemäß für ihre Aufgaben geschult werden. Taylor leitet außerdem das Sicherheitsteam des Unternehmens und setzt sich für eine Sicherheitskultur im gesamten Unternehmen ein.