CNC-Bearbeitung 101:Beherrschung der Kernoperationen des Fräszentrums

Präzisionsbearbeitung, insbesondere CNC (Computer Numerical Control) Die Bearbeitung ist in der heutigen Wirtschaft von entscheidender Bedeutung, insbesondere für Branchen, die Teile mit beispielloser Genauigkeit und Komplexität benötigen.

Welche Branchen ? Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin, Verteidigung, Industriemaschinen, Elektronik und viele mehr. Unternehmen in diesen Branchen verlassen sich auf die CNC-Bearbeitung, da sie in der Lage ist, hochpräzise Komponenten zuverlässig und effizient herzustellen, was für ihre speziellen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist .

CNC-Maschinen führen unglaubliche Aufgaben die effizient komplizierte Komponenten herstellen und dabei herkömmliche Bearbeitungsmethoden sowohl in Bezug auf Präzision als auch Kosteneffizienz übertreffen. In diesem Artikel werfen wir einen allgemeinen Blick an CNC-Maschinenteilen und -funktionen. Die Links, die Sie sehen, bieten weitere Details zu diesem Thema.

Was ist eine CNC-Maschine?

Eine CNC-Maschine nutzt Computerprogrammierung, um die Werkzeugfunktionen und -bewegungen einer Maschine zu steuern. Diese Programme, entweder vorab geschrieben oder automatisch generiert, enthalten codierte programmierte Anweisungen (Erfahren Sie hier mehr über G-Code und M-Code), dem die CNC-Maschine folgt, um die richtigen Vorgänge für die Teileproduktion auszuführen.

Der Computer bewegt das Werkzeug oder Werkstück und steuert die Vorschubgeschwindigkeit, die Schnitttiefe, die Geschwindigkeit und den Kühlmittelfluss. Während des Betriebs trägt die Maschine Material präzise ab Schicht für Schicht das Werkstück formen. CNC-Maschinen können verschiedene Materialien bearbeiten , einschließlich Metalle, Kunststoffe, Hölzer und Verbundwerkstoffe.

Es gibt viele verschiedene Arten von CNC-Maschinen, die jeweils unterschiedliche Funktionen ausführen. Zu den Standard-CNC-Bearbeitungsprozessen gehören die folgenden Bearbeitungstechniken:

• Fräsen — Ein rotierendes Schneidwerkzeug nimmt Kontakt mit einem festen Werkstück auf
• Drehen — Drehen des Werkstücks, während ein Schneidwerkzeug es formt; normalerweise mit Drehmaschinen durchgeführt
• Bohren — Ein rotierendes Schneidwerkzeug schneidet Löcher in ein Werkstück
• Langweilig — Erstellen eines präzisen inneren Hohlraums in einem Werkstück durch Materialabtrag
• Räumen — Sequentielle Materialentfernung mit flachen Schnitthüben
• Sägen — Schneiden eines Werkstücks mithilfe der Hin- und Herbewegung eines Sägeblatts

Obwohl die Arten von CNC-Maschinen sehr unterschiedlich sind, zeichnet sich eine CNC-Maschine unabhängig von der Aufgabe eindeutig in zweierlei Hinsicht aus:Wiederholbarkeit (die Fähigkeit, Zehntausende identischer Teile herzustellen) und Präzision (Auftreffpositionstoleranzen von +/- 0,001 Zoll oder enger).

Aus welchen Teilen besteht eine CNC-Maschine?

Bett :Typischerweise aus Gusseisen für erhöhte Haltbarkeit und Festigkeit gefertigt, ist das Bett das Fundament der Maschine und trägt alle Komponenten.

Spindel: Im Bearbeitungsbereich befindet sich die elektrisch angetriebene Spindel dreht Werkzeuge, die die Teile schneiden und formen. Die Innenseite der Spindel ist konisch, um dem konischen Winkel des Werkzeughalters zu entsprechen und so den Oberflächenkontakt zu maximieren, der erforderlich ist, um das Werkzeug beim Schneiden an Ort und Stelle zu halten. Eine Deichsel Innerhalb der Spindel greift und zieht der Rückhalteknopf am Werkzeughalter, um das Werkzeug in der Spindel zu sichern. Die Spindel einer horizontalen Maschine hält das Werkzeug horizontal, und eine vertikale Maschine hält es vertikal, daher der Name für jedes.

Palette: Die Palette einer horizontalen Mühle dient zur Montage der Bearbeitungsvorrichtungen für bestimmte Teile, um die zu bearbeitenden Teile zu halten. Spielpläne Halten Sie das Teil fest an einer genauen Stelle und Position. Die Paletten verfügen über Ausrichtblöcke an zwei Seiten, die dazu dienen, die Vorrichtung an einem Ort zu positionieren, bevor sie festgeschraubt wird. Ein horizontales Bearbeitungszentrum verfügt über zwei Paletten . Der Bediener kann Teile auf der Palette in der Ladestation bearbeiten, während sich die zweite Palette in der Bearbeitungsstation befindet und Teile bearbeitet werden.

Systemsteuerung :Das Bedienfeld umfasst das Eingabegerät, die Anzeigeeinheit, die Tastatur und die Steuertasten. Normalerweise ist es zur einfachen Positionierung an einem ausziehbaren Arm montiert und spielt eine entscheidende Rolle bei der Eingabe von Programmieranweisungen in die Maschine und ergänzt die Funktionen der Maschinensteuerung.

Anzeige :Dieser Bildschirm variiert in Größe und Auflösung und zeigt wichtige Informationen für die Bedienerinteraktion:G-Code, Einstellungen und den Betriebsstatus der Maschine. Durch die Darstellung von Programmen, Anweisungen und dem Echtzeit-Maschinenstatus gewährleistet dieses Gerät eine effektive Verwaltung und Steuerung der CNC-Maschine.

Maschinensteuerung :Die MCU interpretiert G-Code und verarbeitet Vorgänge wie Aufgabeninitiierung, Spindelgeschwindigkeit, Werkzeugwechsel und Vorschubgeschwindigkeitsverwaltung. Es übersetzt G-Code in Anweisungen für Werkzeugtreiber und koordiniert die Bewegungen des Servomotors über alle Achsen und Gewährleistung der Werkzeuggenauigkeit mit Feedback-Sensoren. 

Wegbeschreibungen: Die sich aus- und zusammenklappenden Metallbleche, die den Mechanismus zum Bewegen der Spindel oder des Arbeitstisches abdecken, werden als Wegabdeckungen bezeichnet. Ihr Zweck besteht darin, Späne und andere Verunreinigungen von den Präzisionsmaschinenteilen fernzuhalten die leicht beschädigt werden können, wenn sie nicht richtig geschmiert und sauber gehalten werden. Es deckt die Wege und Kugelumlaufspindeln ab.

Waylube-System: Das Waylube-System schmiert die Wege dass der Verfahrtisch darauf gleitet und die Kugelumlaufspindel, die ihn bewegt.

Späneförderer: Bei der Bearbeitung eines Teils entstehen Metallspäne, die sich ansammeln und die Bewegung des Werkzeugs, der Maschine oder des Teils beeinträchtigen und/oder einen Kühlmittelstau verursachen können. Der Späneförderer ist ein Mechanismus zum Entfernen von Spänen aus dem Bearbeitungsbereich und trennen sie vom Kühlmittel, um einen ordnungsgemäßen Kühlmittelfluss sicherzustellen, der für eine erfolgreiche Bearbeitung von entscheidender Bedeutung ist. Es schickt die Späne in einen Müllcontainer und lässt das saubere Kühlmittel zurück in den Kühlmitteltank fließen.

Kühlmittelsystem: Um die Bearbeitungsqualität zu verbessern, verwendet eine CNC-Maschine Kühlmittel für zahlreiche Zwecke, jeweils mit einer separaten Kühlmittelpumpe. Ein Gartenschlauchsprüher besprüht die Bearbeitung mit Kühlmittel und sorgt so für eine gründliche Spindelwerkzeugkühlung beim Spänewaschen Späne werden in den Späneförderer geleitet und zur Schmierung auf die Werkzeuge geleitet .

Hydrauliksystem :Hydraulikpumpen liefern Hochdrucköl, um die Palette anzuheben, festzuklemmen, die Zugstange zu betätigen und eine Teilehaltevorrichtung festzuklemmen. Für jede Aufgabe gibt es separate Pumpen, eine für die Maschine und eine für die Vorrichtung. Die untenstehende Pumpe ist für Maschinenfunktionen vorgesehen , mit einem Schauglas am Behälter, das den aktuellen Füllstand des Hydrauliköls anzeigt.

Werkzeugmaschinen :Werkzeugmaschinen führen Aufgaben an Werkstücken durch, typischerweise Schneiden. Wie oben erwähnt, variieren diese Werkzeuge je nach CNC-Typ (Drehmaschinen, Fräsmaschinen usw.). In der Maschine sind mehrere Schneidwerkzeuge untergebracht; 60 Werkzeuggürtel sind üblich und es gibt Möglichkeiten, mehr oder weniger Werkzeuge aufzunehmen. Der Werkzeugwechsel erfolgt automatisch durch einen Werkzeugwechsler. Wesentliche Komponenten wie Schiebetische, Spindeln sowie deren Antriebe und Motoren werden über X-, Y- und Z-Achsen gesteuert. Weitere Informationen zur Funktionsweise einer CNC-Maschine (einschließlich 2- bis 5-Achsen-Maschinen) finden Sie in diesem Artikel.

Antriebssystem :Die Bewegung wird durch elektrische Antriebe, Servomotoren, Kugelumlaufspindeln und Linearführungen gesteuert und sorgt so für exakte Präzision. In einer CNC-Fräse bewegt sich die Palette horizontal in z-Richtung und das Schneidwerkzeug horizontal und vertikal in x- und y-Richtung.

Fußschalter oder Pedal :CNC-Bediener verwenden Fußpedale zum Öffnen und Schließen des Spannfutters, was ein einfaches Be- und Entladen von Teilen ermöglicht.

Zusätzliche CNC-Maschineninformationen, die ein Anfänger kennen sollte

Bei der erstklassigen CNC-Bearbeitung geht es nicht nur um die Teile der Maschine. CNC-Maschinen erfordern eine richtige Wartung damit sie effizient laufen. Hier finden Sie einige Tipps. Ebenso sollten CNC-Maschinenschneidwerkzeuge vollständig verwaltet und bei Bedarf verfügbar sein.

Wie in vielen Fertigungsbereichen vermitteln einige Mythen einen falschen Eindruck über die CNC-Bearbeitung. In Wirklichkeit sind die Arbeitsumgebungen sauber, die Arbeitssicherheit hat Priorität, neue Leute sind willkommen und die CNC-Bearbeitung ist eine solide Berufswahl .

CNC-Maschinen nutzen fortschrittliche Technologie komplexe Teile zu bearbeiten, ist aber nicht besonders schwer zu erlernen und zu verstehen. Tatsächlich haben viele Oberstufenschüler und Absolventen direkt eine Karriere in der CNC-Bearbeitung begonnen. Wie bei jedem Beruf kommt es jedoch auf die Erfahrung an, und in der Regel sind zwei bis drei Jahre Bearbeitungszeit erforderlich, um ein kompetenter Maschinenbediener zu werden.

Und schließlich die Zusammenarbeit mit einer erfahrenen, zuverlässigen CNC-Maschinenwerkstatt ist ein Muss, egal wie groß sie sind. Mithilfe dieser Ressource können Sie feststellen, ob eine High-End-Shop-Beziehung für Ihre Fertigungsanforderungen am besten geeignet ist.

Nachdem Sie nun über die Teile und Funktionen von CNC-Maschinen Bescheid wissen, erkunden Sie unsere Ressourcenseite Hier geht es um den Austausch von CNC-Bearbeitungsinformationen, Bedienerpflichten und Branchentrends:CNC-Bearbeitungsleitfaden . Klicken Sie unten für sofortigen Zugriff.

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.