CNC-Drehen meistern: Umfassender Leitfaden für hochpräzise Teile

CNC-Drehen lässt sich in einige grundlegende Anwendungen unterteilen, die einen bestimmten Werkzeugtyp, Schnittdaten und Programmierung erfordern, damit der Vorgang am effizientesten durchgeführt werden kann. Bei CNC-Drehteilen wird das Werkzeug auf einem Revolver montiert, um die korrekte Platzierung gegen den Stangenwerkstoff zu gewährleisten. CNC-Drehzentren können angetriebene Werkzeuge nutzen, was es dem Bediener ermöglicht, eine umfangreiche Reihe von Merkmalen am selben Bauteil zu programmieren/schneiden, wie Bohrungen, Nuten und gefräste Flächen. CNC-Drehzentren ohne Live-Tooling sind in der Anzahl und Art der Merkmale begrenzt, die an einem Bauteil erzeugt werden können.

Der CNC-Drehzyklus

Die CNC-Drehzykluszeit lässt sich in die folgenden vier Abschnitte unterteilen, in denen CNC-Drehteile bearbeitet werden:

• Be- / Entladen

Die Zeit, die für das Laden und Sichern des Werkstücks an der Drehmaschine und für die Entnahme des fertigen Teils benötigt wird. Die Ladezeit kann von der Größe des zu bearbeitenden Teils, dem Gewicht, der Komplexität und der Art der Spannung abhängen.

• Schneiden

Die Zeit, die benötigt wird, um einen Schnitt in den bearbeiteten Teilen für jede Bearbeitung des Schneidwerkzeugs durchzuführen. Die Schnittzeit für jeden bestimmten Vorgang wird berechnet, indem die Gesamtschnittzeit für diesen Vorgang durch die Vorschubrate, also die Geschwindigkeit des Werkzeugs im Vergleich zum Werkstück, geteilt wird.

• Leerlauf

Dies wird auch als unproduktive Zeit bezeichnet und ist die Zeit, die für alle Prozesszyklusaufgaben erforderlich ist, die nicht das Werkstück betreffen und folglich kein Material entfernen. Diese Leerlaufzeit umfasst das Anfahren und Zurückziehen der Werkzeuge vom Werkstück, die Bewegung der Werkzeuge zwischen den Funktionen, die Maschinenjustierung und den Werkzeugwechsel.

• Werkzeugwechsel

Die Zeit zum Ersetzen eines Werkzeugs, das seine Lebensdauer überschritten hat und somit nicht mehr effektiv schneidet. Normalerweise wird diese Zeit nicht in jedem Zyklus durchgeführt, sondern nur nach Erreichen der Werkzeuglebensdauer.

:: Siehe Produkte: CNC-Drehzentren

CNC-Drehparameter

Beim Drehen legen mehrere Parameter die Geschwindigkeit und Bewegung des Schneidwerkzeugs fest. Diese Parameter basieren auf dem Werkstückmaterial, dem Werkzeugmaterial, der Werkzeuggröße und mehr und werden für jeden Vorgang ausgewählt.

• Schnittvorschub

Gemessen in Zoll oder cm pro Umdrehung, ist der Schnittvorschub die Strecke, die das Schneidwerkzeug oder das Werkstück während einer Spindeldrehung zurücklegt. Bei manchen Vorgängen wird das Werkzeug in das Werkstück eingespeist, bei anderen das Werkstück in das Werkzeug. Bei einem Mehrschneidenwerkzeug entspricht der Vorschub pro Zahn (gemessen in Zoll oder cm pro Zahn) dem Vorschub pro Zahn multipliziert mit der Anzahl der Zähne am Werkzeug.

• Schnittgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit der Oberfläche des Teils, das bearbeitet wird, relativ zur Schneide des Werkzeugs.

• Spindeldrehzahl

Die Umdrehungen pro Minute (RPM) der Spindel und des Werkstücks. Die Spindeldrehzahl entspricht der Schnittgeschwindigkeit geteilt durch den Umfang des Werkstücks an der Schnittstelle. Die Spindeldrehzahl sollte je nach Durchmesser des Schnitts variieren, um eine konstante Schnittgeschwindigkeit beizubehalten. Die Spindeldrehzahl würde variieren, wenn sie konstant gehalten würde.

• Vorschubgeschwindigkeit

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs relativ zum Teil, während das Werkzeug schneidet. Die Vorschubgeschwindigkeit ist das Produkt aus Schnittvorschub und Spindeldrehzahl (RPM).

• Axiale Schnitttiefe

Axiale Schnitttiefe des Werkzeugs entlang der Werkstückachse während des Schneidens. Eine große axiale Schnitttiefe erfordert eine niedrige Vorschubgeschwindigkeit, andernfalls resultiert eine hohe Belastung der Werkzeuge und die Werkzeugstandzeit wird verkürzt. Ein Merkmal wird daher typischerweise in mehreren Durchgängen bearbeitet, während das Werkzeug zur axialen Schnitttiefe jedes Durchgangs vordringt.

• Radiale Schnitttiefe

Die Tiefe des Werkzeugs über den Werkstückradius beim Schneiden, wie beim Drehen. Eine große radiale Schnitttiefe erfordert eine niedrige Vorschubgeschwindigkeit, andernfalls verursacht sie eine hohe Werkzeugbelastung und verringert die Werkzeugstandzeit. Ein Merkmal wird daher häufig in mehreren Stufen bearbeitet, während das Werkzeug bei der radialen Schnitttiefe jeweils vordringt.

• CNC-Drehoperationen

Im Folgenden haben wir einige der typischen Drehoperationen aufgeführt, die bei der Herstellung von Werkstücken durchgeführt werden. Bitte beachten Sie, dass dies keine abschließende Liste ist; es gibt andere, spezialisierte Arten von Bearbeitungsprozessen.

• Standarddrehen

Der Standarddrehvorgang wird mit einem Einzelschneidenwerkzeug durchgeführt, das sich axial entlang der Werkstückseite bewegt. Er entfernt Material vom Teil und erzeugt verschiedene Schnittmerkmale wie Stufen, Konen, Fasen und Konturen. Diese werden meist bei einer kleinen radialen Schnitttiefe bearbeitet und mehrmals wiederholt, bis der Enddurchmesser erreicht ist.

• Plandrehen

Ein Einzelschneidenwerkzeug entfernt eine dünne Materialschicht, um eine glatte Oberfläche zu erzielen, indem es sich in radialer Bewegung entlang des Werkstückendes bewegt. Die Tiefe (meist geringe Tiefe) des Plandrehens kann in einem oder mehreren Prozessen bearbeitet werden.

• Nuten

Das Einzelschneidenwerkzeug bewegt sich in radialer Richtung zur Werkstückseite und schneidet eine Nut mit der gleichen Breite wie das Schneidwerkzeug. Mehrere Schnitte können gemacht werden, um Nuten zu formen, die breiter sind als die Werkzeugbreite, und speziell geformte Werkzeuge können verwendet werden, um Nuten mit unterschiedlichen geometrischen Formen zu erstellen.

• Abstechen

Ähnlich wie beim Nuten bewegt sich das Einzelschneidenwerkzeug in radialer Richtung zur Werkstückseite und fährt fort, bis es die Mitte oder den Innendurchmesser des Werkstücks erreicht, wodurch ein Teil des Werkstücks abgetrennt oder abgestochen wird.

• Gewindeschneiden

Ein Einzelschneidengewindewerkzeug mit einer 60-Grad-Spitze bewegt sich normalerweise axial entlang der Werkstückseite, um das Gewinde auf die Außenfläche zu schneiden. Das Gewinde kann auf eine bestimmte Länge und Steigung geschnitten werden, und mehrere Durchgänge können erforderlich sein.

• Gewindebohren

Das Werkzeug dringt axial von einem Ende in das Werkstück ein und schneidet das Innengewinde in das vorhandene Loch. Vorhandene Löcher werden meist in der gewünschten Kernlochgröße gebohrt, die das gewünschte Gewinde aufnehmen kann.