Welche Arten von CNC-Maschinen gibt es?

Die CNC-Bearbeitung hat sich zu einer der beliebtesten Methoden zum Schneiden und Herstellen von Teilen und Komponenten in der Fertigungsindustrie entwickelt, da die computergesteuerten Prozesse schnell und genau ausgeführt werden können und gleichzeitig im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsverfahren erhebliche Kosteneinsparungen bieten. Es gibt jedoch viele verschiedene Arten von CNC-Maschinen, einschließlich Maschinen zum Fräsen, Bohren und Drehen. Einige dieser Maschinen basieren auch auf den verwendeten Schneidverfahren wie Werkzeugen, Laser, Plasma und elektrischer Entladung. Für Ladenbesitzer und Verarbeiter kann es schwierig sein zu wissen, welche CNC-Maschine sie für ihre spezifische Branche verwenden sollten.

In diesem Artikel erklären wir die Anwendungen und Einschränkungen der einzelnen CNC-Maschinentypen, um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, welche für Ihre Bearbeitungsanforderungen am besten geeignet ist.

Arten von CNC-Maschinen

CNC-Maschinen können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden:3-Achsen-CNC-Maschinen und Mehrachsen-CNC-Maschinen.

Eine 3-Achsen-CNC-Maschine kann entweder zum Fräsen oder Drehen verwendet werden, während eine Mehrachsen-CNC-Maschine drei verschiedene Klassifizierungen hat:

• Indizierte CNC-Bearbeitung 3+2 Achsen
• Kontinuierliche 5-Achsen-CNC-Maschine
• Drehen

3-Achsen-CNC-Maschinen

Dies sind die häufigsten Arten von CNC-Maschinen, die in Werkstätten zu finden sind. Diese Maschinen ermöglichen es dem Werkzeug, sich relativ zum Werkstück in drei verschiedene Richtungen zu bewegen:X-, Y- und Z-Achse. Die grundlegende Nomenklatur dieser Achsen lautet wie folgt:

• X-Achse: links-rechts
• Y-Achse: zurück-vor
• Z-Achse: hoch-runter

Es gibt zwei Arten von 3-Achsen-CNC-Maschinen:Fräsmaschinen und Drehmaschinen.

CNC-Fräsmaschinen

In diesem Fall wird das Werkstück stationär über dem Schraubstock gehalten und Materialien werden mit speziellen Schneidwerkzeugen daraus entfernt. Diese Schneidwerkzeuge sind an einer Spindel befestigt, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit um drei Linearachsen dreht:X, Y und Z.

Vorteile:

• Relativ einfach zu programmieren
• Funktioniert besser als andere Konfigurationen
• Kostengünstig

Anwendungen:

• Gut zur Herstellung von Standardgeometrien

Einschränkungen:

• Nicht geeignet für Anwendungen, bei denen zwei oder mehr Kombinationen der Achsen erforderlich sind, um die erforderliche Form zu erzeugen

CNC-Drehmaschinen (Drehmaschinen)

CNC-Drehmaschinen können mehr Arbeitsvolumen zu geringeren Kosten pro Stück produzieren als die Fräsmaschine. In diesem Fall wird das Werkstück stationär auf einer Spindel gehalten, während ein Schneidwerkzeug seinen Außen- und Innenumfang bearbeitet, um die erforderliche Form zu erreichen. Die Drehmaschine kann mit Zentrierbohrern und Innenschneidwerkzeugen auch Löcher in der Mitte des Werkstücks bohren.

Vorteile:

• Niedrige Kosten pro Einheit
• Ausgezeichnete Genauigkeit

Anwendungen:

• Nützlich für die Herstellung von Schraubengewinden, ebenen Oberflächen oder dreidimensionalen, komplexen Produkten

Einschränkung:

• Kann nur Teile in zylindrischer Form herstellen

5-Achsen-CNC-Maschine

Eine 5-Achsen-CNC-Maschine überwindet problemlos die Einschränkungen einer CNC-Drehmaschine. Wie der Name schon sagt, dreht sich dieser CNC-Typ in fünf Richtungen; X, Y, Z, A und B. Die A-Achse wird als vierte Achse bezeichnet und bezeichnet die Drehung um das Bett oder die X-Achse. Ebenso ist die B-Achse die fünfte Achse und bezeichnet die Drehung um den Werkzeugkopf oder die Y-Achse.

Vorteile:

• Aufgrund der zusammengesetzten Winkelpositionierung lassen sich komplexe Geometrien einfach und schneller entwerfen
• Reduzierte Zykluszeit zur Optimierung der Bearbeitungskosten
• Verbesserte Dimensionsstabilität

Anwendungen:

• Teile mit komplexen Formen und winzigen Abständen wie Laufräder, Turbinen, Einlassöffnungen usw.

Einschränkungen:

• Erfordert eine kostspielige Einrichtung und erfahrene Bediener

Es ist wichtig zu wissen, dass es zwei Arten von 5-Achsen-CNC-Maschinen gibt:den indexierten Typ und den kontinuierlichen Typ. Der kontinuierliche Typ ermöglicht die gleichzeitige Bewegung aller fünf Achsen gleichzeitig, während der indexierte Typ keinen kontinuierlichen Kontakt um die A- und B-Achse herum bietet. Es dreht sich um sie herum, bleibt während des Betriebs stationär und richtet sich für die neue Schnittposition wieder neu aus.

CNC-Fräsdrehzentrum

Fräsdreh-CNC-Zentren sind CNC-Drehmaschinen gleichwertig, verfügen jedoch über Fräsfunktionen. Somit wird es relativ einfacher, Materialien von dem Werkstück zu entfernen. Die Spindel hält das Werkstück und kann sich wie eine Drehmaschine drehen, um eine höhere Produktivität zu erreichen. Fräsdreh-CNC-Zentren können auf komplexe geometrische Flexibilität wie eine 5-Achsen-CNC-Fräsmaschine abzielen.

Vorteile:

• Reduziert Spannzeiten
• Senkt Beschaffungskosten
• Spart Werkzeugwechselzeit
• Steigert die Prozesseffizienz

Anwendungen:

• Nützlich zum Erstellen runder Teile, die gefräst oder gebohrt werden müssen

Einschränkungen:

• Rotation um die z-Achse ist nicht möglich

7-Achsen-CNC-Maschine

Manchmal erfordert das Entwerfen komplexer Topographien für Luft- und Raumfahrt- und Militärteile eine Drehung um das Werkstück oder eine Drehung des Werkzeugkopfs. Diese Funktionen sind bei 5-Achsen-CNC-Maschinen nicht verfügbar. Hier sind 7-Achs-CNC-Maschinen unerlässlich. Zusätzlich zu allen Achsen einer 5-Achsen-Maschine bieten sie eine Bewegung entlang der Z-Achse und eine Drehung des Arms, um Zeit beim Übertragen des Werkstücks auf eine andere Maschine zu sparen.

Vorteile:

• Rotation um das Werkstück
• Spart Zeit beim Maschinenwechsel
• Verbessert die Verarbeitungsgeschwindigkeit

Anwendungen:

• Wird zum Entwerfen komplexer Luft- und Raumfahrt- und Militärkomponenten verwendet

Einschränkungen:

• Teurer als 5-Achsen-Maschinen

12-Achsen-CNC-Maschinen

Unter allen verfügbaren Arten von CNC-Maschinen sind 12-Achsen-CNC-Maschinen die fortschrittlichsten. Diese Maschinen bieten eine große Bearbeitungsautonomie, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Sie können Fräs-, Bohr- und Schneidoperationen an Leichtmetalllegierungen wie Aluminium durchführen. Das Beste daran ist, dass diese CNC-Maschinen mit zwei Köpfen ausgestattet sind:einem vertikalen Bearbeitungszentrum (VMC) und einem horizontalen Bearbeitungszentrum (HMC). Somit können sie Präzision in 12 verschiedenen Winkeln erreichen, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Vorteile:

• Unvergleichliche Designflexibilität
• Schnelle Setup-Änderungen

Anwendungen:

• Ideal für anspruchsvollste Bearbeitungsprozesse

Einschränkungen:

• Erfordert ein hochentwickeltes Setup und erfahrene Operatoren

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