Was Sie über mehrachsige CNC-Bearbeitung wissen müssen

Bei der Entscheidung, ob mehrachsige Werkzeuge für den Job geeignet sind, müssen Werkstattleiter zunächst verstehen, was sich gegenüber konventionelleren Bearbeitungswerkzeugen geändert hat, und dann, welche Faktoren zu berücksichtigen sind.

Die Auswahl einer computergesteuerten Drehmaschine oder eines Bearbeitungszentrums war früher eine einfache Aufgabe:Welche Verfahrwege sind erforderlich und wie viele Drehzahlen? Aber spulen Sie vor zu der heutigen erstaunlichen Auswahl an CNC-Werkzeugmaschinen und Werkzeugoptionen, die viele potenzielle Käufer dazu bringt, sich am Kopf zu kratzen, was jetzt benötigt wird, und sich eine Kristallkugel wünschen, um vorherzusagen, was morgen benötigt wird.

Willkommen in der Welt moderner Multitasker, Dreh-Fräs-Drehmaschinen und 5-Achs-Bearbeitungszentren. Ladenbesitzer und Management müssen entscheiden, welche der vielen CNC-Maschinenkonfigurationen für ihre Bedürfnisse am besten geeignet ist. Sie müssen auch herausfinden, wie man sie bearbeitet, wer am besten für die Bedienung der Ausrüstung qualifiziert ist, ob und wie sie automatisiert werden kann und welche Teile am besten auf diesen neuen mehrachsigen Werkzeugen bearbeitet werden.

Die Evolution der CNC-Ausrüstung

Was hat sich geändert und warum ist das wichtig?

CNC-Ausrüstung Phase 1:Die Drehmühle

Nicht lange nachdem die erste CNC-Drehmaschine in der Produktion stand, hatte ein cleverer Werkzeugmaschinenbauer die geniale Idee, den Reitstock durch eine Gegenspindel zu ersetzen. Plötzlich konnten Werkstätten beide Enden eines Werkstücks in einem Arbeitsgang drehen.

Nicht lange danach beschloss jemand, ein paar rotierende Werkzeughalter in den Revolverkopf zu stecken und der Drehmaschine eine indexierende Spindel zu geben, die grundlegende Fräs- und Bohrfunktionen bereitstellte.

Der nächste logische Schritt war natürlich, diese Maschinen mit C-Achsen-Spindeln und Y-Achsen-Schlitten auszustatten, sodass die Fertigungsabteilung die Fräsabteilung oft vollständig überspringen konnte. Während sie dabei waren, fügten viele Hersteller von Drehmaschinen einen oder zwei weitere Revolver hinzu, sodass die Bearbeitungszeit zwischen der linken und der rechten Spindel ausgeglichen werden konnte.

CNC-Ausrüstung Phase 2:Einstieg in Multitasking-Maschinen

Erst als Bauherren begannen, ihre Waren mit B-Achsen-Bearbeitung, Zentrumsspindeln und Werkzeugwechslern auszustatten, wurde der Begriff „Multitasking-Maschine“ weit verbreitet. Dies ist etwas ironisch, wenn man bedenkt, dass CNC-Drehmaschinen seit Jahrzehnten über Multitasking-Fähigkeiten verfügen.

Die Grenze zwischen den beiden ist verschwommen, aber Multitasking bezeichnet im Allgemeinen eine Maschine mit einer echten Frässpindel und einem Werkzeugwechsler, während Maschinen mit herkömmlichen Revolvern – egal wie komplex – einfach als Drehfräser bezeichnet werden.

Was die Dinge noch unschärfer macht, ist die Tatsache, dass einige Maschinenbauer ihre verschiedenen Maschinenmodelle mit Schleif-, Wälzfräs- oder additiven Fertigungsfunktionen ausstatten, wodurch die Fähigkeit zur Herstellung von Teilen in einem einzigen Arbeitsgang erhöht wird.

CNC-Ausrüstung Phase 3:5-Achsen-Fräsen

Auch das altbewährte 3-Achs-Bearbeitungszentrum erhielt ein neues Gesicht. In Anlehnung an Drehtische und programmierbare Indexer im Zapfenstil ermöglichen 5-Achsen-Bearbeitungszentren Werkstätten die Bearbeitung von fünf Seiten eines Werkstücks in einer einzigen Aufspannung (bekannt als 3+2-Bearbeitung).

Wenn Sie dieses Konzept etwas weiterführen, ermöglicht die gleichzeitige 5-Achsen-Bearbeitung die einfache Herstellung von Turbinenschaufeln, orthopädischen Implantaten und ähnlichen Freiformformen. Diese Fähigkeit macht diese Maschinen schnell zu Spitzenreitern in vielen Fräsabteilungen.

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Vor dem Kauf einer mehrachsigen Maschine zu berücksichtigende Faktoren

Welche Dinge sollten Sie angesichts der Kenntnis der neuesten CNC-Bearbeitungswerkzeuge vor dem Kauf einer Supermaschine beachten und welche Vorbereitungen müssen getroffen werden, bevor neue Geräte eintreffen?

Schritt 1:Aufrüsten mit der richtigen CNC-Ausrüstung

Seien wir ehrlich:Viele Betriebe kaufen bei weitem nicht genug Werkzeuge für ihre neuen Maschinen und verlassen sich stattdessen auf die Schraubstöcke, Vierkanthalter oder CAT-40-Kegel, die bereits vor Ort sind. Das ist eine schlechte Idee, besonders bei einer Supermaschine.

Für den Anfang besteht eine gute Chance, dass sich die Werkzeugschnittstelle von der aktuellen Ausrüstung unterscheidet. Capto, VDI und HSK sind weit verbreitet – wissen Sie, wie diese modularen Tools funktionieren, und gibt es genug davon, um Dutzende (vielleicht Hunderte) von Werkzeugpositionen vollständig zu bearbeiten?

Sie möchten auch einen möglichst steifen Griff, um die größeren Metallentfernungsfähigkeiten einer neuen Maschine zu nutzen. Werfen Sie einen genauen Blick auf Schrumpfpassung oder hydraulische Werkzeughalterung für rutschfeste Schnittstellen. Denken Sie auch an einen Offline-Voreinsteller. Es gibt nichts Schlimmeres, als ein teures Gerät ungenutzt herumstehen zu haben, während man nach Werkzeugen sucht oder sie an der Maschine anfasst.

Dasselbe gilt für die Arbeitshaltung. Drehmaschinen sollten mit hochwertigen Schnellwechselfuttern oder Spannzangensystemen (eines für jede Seite) ausgestattet sein. Und denken Sie nicht einmal daran, einen 6-Zoll-Schraubstock für Maschinenbediener auf ein neues 5-Achs-Bearbeitungszentrum zu setzen. Es braucht einen hochkarätigen Schraubstock, der uneingeschränkten Zugang zu allen Seiten des Werkstücks bietet. Und auch hier sollten Sie ein Schnellwechsel-, Kugelarretierungs- oder Nullpunkt-Befestigungssystem und ebenso schnelle Schraubstockbacken in Betracht ziehen.

Schritt 2:Bewerten Sie die Fähigkeiten der CAM-Software

Was ist mit Ihrer computergestützten Fertigungssoftware? Wenn eine Werkstatt voller 2-Achsen-Drehmaschinen und 3-Achsen-Fräsmaschinen ist, ist die CAM-Software wahrscheinlich nicht auf der Höhe der Zeit. Es könnte Zeit für ein Upgrade oder ein komplett neues System sein.

Stellen Sie sicher, dass Sie jetzt Schulungen planen, damit die Benutzer nicht am ersten Tag herumfummeln müssen. Wenn ein vollständiger Systemaustausch geplant ist, schnappen Sie sich eine Handvoll CAD-Dateien und fangen Sie an, ein paar Reifen zu treten. Bewerten Sie, wie schnell der CAM-Anbieter die mehrachsigen Teile programmieren kann. Stellen Sie unbedingt sicher, dass für die neue Maschine ein kugelsicherer Postprozessor verfügbar ist.

Eine letzte Sache:Erwägen Sie auch die Investition in eine Werkzeugweg-Simulationssoftware, da mehrachsige Maschinen komplexer sind als herkömmliche Drehmaschinen und Fräser. Die Simulation ist eine gute Möglichkeit, Pläne vor der Bearbeitung zu bewerten und potenzielle Fallstricke zu identifizieren, bevor sie zu Problemen in der Fertigung werden.

Ichf Sie haben den Wechsel zu einer CNC-Supermaschine vollzogen. Welchen Tipp teilen Sie immer wieder?