Nutwerkzeuge für CNC-Drehmaschinen:Typen, Verwendungen und bewährte Methoden

Nutwerkzeuge werden mit einer CNC-Drehmaschine verwendet, um Kanäle oder Pfade in Löcher oder die Oberfläche eines Werkstücks zu schneiden. Dieser Nutenbearbeitungsprozess ist vollständig automatisiert, wodurch manuelle Eingaben und Fehler von Bedienern reduziert werden.

Teilehersteller in vielen Branchen verwenden Nutwerkzeuge, um Löcher zu erzeugen und Teile unterschiedlicher Größe zu formen. Es ist jedoch wichtig, die Tools vollständig zu verstehen, bevor Sie sie verwenden. Daher werden in diesem Artikel die verfügbaren Nutwerkzeuge beschrieben, wie man sie mit einer CNC-Drehmaschine verwendet und welche Faktoren bei der Auswahl des richtigen Werkzeugs zu berücksichtigen sind.

Was ist Grooven?

Das Einstechen (auch Einstechen genannt) ist ein Bearbeitungsvorgang, der mit einer CNC-Drehmaschine durchgeführt wird. Der Vorgang umfasst das Erstellen von Löchern mit Begrenzungen (einer Nut) in einem Material, Projekt oder Werkstück.

Der Nutenbearbeitungsprozess ist bei der Teilefertigung von entscheidender Bedeutung, da das Werkzeug lange und schmale Pfade auf der zylindrischen Oberfläche des Werkstücks erzeugt. Diese Pfade wiederum sorgen für eine präzise Passung beim Zusammenfügen von Teilen.

Darüber hinaus bestehen die verschiedenen Arten von Nutwerkzeugen, die bei der Teilefertigung verwendet werden, aus Materialien unterschiedlicher Härte und Textur und haben unterschiedliche Formen und Breiten, die wiederum die Form des Pfads oder der Nut bestimmen.

Es gibt verschiedene Arten von Nutwerkzeugen mit Formen, Größen und Eigenschaften, die für ihre Anwendungen hilfreich sind. Nachfolgend sind die am häufigsten in der Teilefertigung verwendeten Typen aufgeführt.

Werkzeuge zum Planeinstechen

Konstrukteure verwenden dieses Nutdrehwerkzeug, um die Oberfläche eines Materials zu bearbeiten. Beim Planstechen ist es wichtig, die Werkzeugspitze knapp über der Mittellinie des Werkstücks zu positionieren. Der Radius des Werkzeugs muss dem Radius des Schnitts am Werkstück entsprechen. Darüber hinaus ist es wichtig, die Späne zu entfernen, um einen Bruch des Einsatzes zu vermeiden.

Werkzeuge zum Nuten von Außendurchmessern

Das Einstechen des Außendurchmessers erfolgt an der Außenfläche des Materials oder eines Werkstücks. Außerdem liefert eine Nut mit Außendurchmesser die besten Ergebnisse, wenn die Spitze des Werkzeugs leicht unterhalb der Mittellinie platziert wird. Wie die Fräswerkzeuge gibt es diesen Nutwerkzeugtyp in verschiedenen Formen, Designs und mechanischen Eigenschaften. Darüber hinaus verfügen sie über Kühlmittelbohrungen, die die Verschleißfestigkeit erhöhen.

Werkzeuge zum Einstechen des Innendurchmessers

Bediener verwenden Nutwerkzeuge mit Innendurchmesser an der Innenfläche des Materials oder Werkstücks. Für genaue und konsistente Ergebnisse ist es am besten, den oberen Teil des Werkzeugs über der Mittellinie zu halten. Außerdem trägt es dazu bei, einen Bruch des Einsatzes zu verhindern.

Die meisten Innendurchmesser-Nutwerkzeuge bestehen aus harten Materialien wie Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Diamant und mehr.

Wie fräst man auf einer CNC-Drehmaschine?

Das Nuten auf einer CNC-Drehmaschine umfasst eine Reihe von Schritten. Im Folgenden sind die Schritte aufgeführt, die während des Nutbearbeitungsprozesses ausgeführt werden müssen:

1. Sichern Sie das Werkstück

Die Sicherung des Werkstücks ist entscheidend für die Endqualität des Nutprozesses. Dies liegt daran, dass jede geringfügige Bewegung zu Fehlern im Endteil führen kann. Im Folgenden finden Sie einige Schritte, die Sie unternehmen sollten:

• Legen Sie das Werkstück in das Spannfutter der Drehmaschine;
• Arretieren Sie das Material im Spannfutter und ziehen Sie die Schrauben am Ende fest;
• Markieren Sie die Position der Nut.

2. Laden Sie die Werkzeuggeräte

Basierend auf der gewünschten Art der Nutung

• Wählen Sie das Nutdrehwerkzeug aus und laden Sie es in den Werkzeugrevolver;
• Kalibrieren Sie das Werkzeug.

Das Werkzeug wird automatisch gemäß dem geschriebenen Programm betrieben.

3. Richten Sie Ihre CNC-Drehmaschine ein

Dies ist der erste Schritt beim Durchführen einer Nutbearbeitung. Um dies zu tun

Schalten Sie die Maschine ein und bringen Sie alle Achsen in die Position der Ebene 0;
Stellen Sie die Drehmaschine auf die entsprechende Drehzahl ein. Dieser Schritt ist sehr wichtig, da jede Rille eine andere Drehzahleinstellung erfordert.

4. Geben Sie das Programm ein und führen Sie es aus

In diesem Schritt wird das Programm hochgeladen und ausgeführt. Das Nutwerkzeug bleibt stationär, während sich das Werkstück axial dreht. Um das Material präzise zu entfernen, befolgen Sie die folgenden Schritte:

• Befestigen Sie das Werkzeug ordnungsgemäß in der Mitte und suchen Sie das Nutwerkzeug, um mit der Arbeit zu beginnen;
• Platzieren Sie das Nutwerkzeug vorsichtig in der Nähe des Werkstücks, bis der Schnitt beginnt;
• Warten Sie, bis der Vorgang beendet ist.

5. Aufräumen

Nach einem erfolgreichen Nutvorgang,

• Stellen Sie die Maschine ab und entnehmen Sie das Werkstück;
• Reinigen Sie die Maschine und das Nutwerkzeug.

Hinweis:Es ist wichtig, die Tiefe der Nut zu überprüfen, bevor Sie mit dem Schneiden beginnen, und Schneidöle zu verwenden, um Verformungen zu vermeiden.

Verschiedene Nutbearbeitungsvorgänge auf einer CNC-Drehmaschine

Basierend auf der Position der Nut gibt es drei grundlegende Arten des Nutens auf einer CNC-Drehmaschine.

Außenstechen

Bei dieser Art des Nutenbearbeitungsprozesses erfolgt die radiale Bewegung des Werkzeugs entlang der Seite des Materials. Während des Nutbearbeitungsprozesses entfernt das Werkzeug unerwünschte Materialien entlang der Schnittpunkte.

Teilehersteller verwenden das Außenstechen hauptsächlich zur Herstellung breiter Nuten. Dieser Vorgang ist jedoch zeitaufwändig und wirkt sich stärker auf die Bearbeitungszeit der Drehmaschine aus als die kleineren Nuten. Daher benötigt man ein Kühlmittel und ein Werkzeug mit sehr hoher Genauigkeit.

Es gibt drei Arten von Außennuten

-Einstechen im Einzelschnitt

Diese Art des Außenstechens ist die am besten geeignete Art, Nuten an einem Werkstück zu erzeugen. Dabei wird ein einzelner, flacher Schnitt an einem Werkstück ausgeführt. Da die Oberflächenbeschaffenheit entscheidend ist, ist es wichtig, für die Massenproduktion eine Wendeschneidplatte mit präzisem Profil und Fase zu verwenden.

-Mehrfaches Einstechen

Hierbei werden mehrere tiefe Nuten in ein Werkstück eingebracht. Für ein einwandfreies Endteil ist es notwendig, den Vorschub bei der Materialbearbeitung auf etwa 30–50 % zu erhöhen. Außerdem sollten die für die letzten Zuschnitte verbleibenden Materialien schmaler sein als die Breite der Einsätze.

-Ramping

Beim Rampenverfahren handelt es sich um einen externen Nutentyp, der sich auf die aufeinanderfolgende axiale und radiale Bewegung zum Erzeugen einer Nut auf einem Material bezieht. Die axiale Bewegung ähnelt dem Schaftfräsvorgang. Für eine hervorragende Spankontrolle ist es wichtig, den axialen Schnittstoß und den Kerbverschleiß zu reduzieren.

Inneneinstechen

Beim Innenstechen wird ein Nutwerkzeug entlang der inneren Teile eines Materials bewegt.

Es ist wichtig, das Kühlmittel mit einer hohen Durchflussrate präzise aufzutragen. Dies erhöht die Materialabtragsrate und kontrolliert die Spanbildung. Um eine optimale Spanabfuhr zu erreichen, beginnen Sie außerdem mit der Innennutbearbeitung vom hinteren Teil der Bohrung nach vorne.

Planeinstechen

Bei diesem Prozess wird die CNC-Drehmaschine entlang der Materialoberfläche bewegt. Für seine Verfahren werden Werkzeuge zum Planeinstechen verwendet. Um eine hohe Stabilität zu erreichen, verwenden Sie ein Plannutwerkzeug mit der geringsten Schnitttiefe. Verwenden Sie zusätzlich Planstechwerkzeuge mit hochpräziser Kühlmittelzufuhr. Dies führt zu einer verbesserten Spankontrolle und -entfernung.

Überlegungen bei der Auswahl eines Nutwerkzeugs

Bei der Auswahl eines Stechdrehwerkzeugs müssen bestimmte Faktoren verstanden und berücksichtigt werden. Im Folgenden sind einige sehr wichtige Faktoren aufgeführt, die Sie berücksichtigen sollten:

1. Arten von Groove

Wie bereits erwähnt, gibt es drei Hauptnuttypen, die auf den gängigen Nutwerkzeugen basieren. Die meisten verfügbaren Nutwerkzeuge sind speziell für verschiedene Nuttypen geeignet. Zum Planstechen werden beispielsweise Plannutwerkzeuge verwendet. Diese Werkzeuge können sich präzise in einem axialen Muster bewegen, wenn sie leicht über der Mittellinie platziert werden.

2. Werkstückmaterial

Einige Materialeigenschaften wie Steifigkeit, Zugfestigkeit, Hitzebeständigkeit usw. spielen bei der Auswahl eines Nutwerkzeugs eine große Rolle. Bei der Auswahl eines Nutwerkzeugs müssen die oben genannten Faktoren beachtet werden. Je härter das Material, desto robuster das Nutwerkzeug. Für sehr harte Werkstücke eignen sich beispielsweise Werkzeuge aus Hartmetall oder Stahl.

3. Die gewünschte Form

Die Form der Nut ist ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor. Dies liegt daran, dass unterschiedliche Arten von Nutwerkzeugen eine einzigartige Form ergeben. Allerdings verwenden Hersteller oft mehr als ein Werkzeug für ein einzelnes Teil.

Wie kann die Nutbearbeitung verbessert werden?

Bei vielen Nuttypen hängt die Leistung von der Effizienz der Maschine und dem Prozess selbst ab. Im Folgenden finden Sie jedoch einige Möglichkeiten, wie Sie die Effizienz der Nutbearbeitung steigern können:

1. Prüf- und Messverfahren

Teilehersteller und Ingenieure verwenden je nach Präzisionsgrad unterschiedliche Messwerkzeuge. Verwenden Sie in der Regel für Nuten, die eine sehr geringe Präzision erfordern, Stahllineale und Messschieber. Verwenden Sie hingegen Messschieber, Lehrdorne und Mikrometer für diejenigen, die ein hohes Maß an Präzision erfordern.

2. Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit

Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit spielen eine entscheidende Rolle für die Bearbeitungszeit und die Oberflächenbearbeitung des Werkstücks. Daher ist es wichtig, die richtigen Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten zu verwenden. Um das Einstechen zu verbessern, können Sie mit einem niedrigen Vorschub beginnen und dann zu einem höheren Vorschub übergehen, um den Spanbruch und die Spanabfuhr zu verbessern. Außerdem sollten Sie mit der empfohlenen Schnittgeschwindigkeit arbeiten, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen.

3. Auswahl an Nutwerkzeugen

Es gibt viele verschiedene Arten von Nutwerkzeugen. Das verwendete Werkzeug hat direkten Einfluss auf das Erscheinungsbild des endgültigen Teils. Es empfiehlt sich die Verwendung von CNC-Schneidwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl. Dadurch wird Verschleiß bei der Bearbeitung vorgebeugt. Darüber hinaus eignet sich ein Nutdrehmeißel mit einer Breite, die der Nut entspricht, ideal für Nuten mit geringerer Breite und niedrigen Wendepunkten.

4. Verwendung von Schneidflüssigkeit

Schneidflüssigkeiten wie Öle, Pasten und Aerosole tragen dazu bei, die Temperatur der Schneidoberfläche des Werkstücks während des Einstechens zu senken. Darüber hinaus tragen sie zur Schmierung des Werkstücks bei, um den Schneidprozess zu unterstützen, was wiederum die Spanabfuhr unterstützt.

Schlussfolgerung

Nutwerkzeuge sind Mehrzweckgeräte, mit denen Hersteller Vertiefungen erzeugen und Teile formen. Der Nutenbearbeitungsprozess ist in der Fertigung wichtig, da die Nut ein anderes Teil dazu führt, sich gegen das Hauptwerkstück zu bewegen.

Mit der richtigen Einrichtung und Auswahl der richtigen Nutwerkzeuge können Sie Probleme wie schlechte Oberflächenbehandlungen, Grate, Werkzeugbruch und vieles mehr verhindern. Wenn Sie weitere Fragen oder Bedenken zu Nutwerkzeugen und deren Anwendungen haben, wenden Sie sich bitte an WayKen, um CNC-Drehdienstleistungen zu erhalten.

FAQs

Was ist der Unterschied zwischen einem Schlitz und einer Nut?

Ein Schlitz ist ein gerades, langes Loch mit einem vollständigen Radius an den Kanten. Außerdem wird es oft senkrecht zu den axialen Punkten des Zylinders geschnitten. Andererseits ähnelt eine Nut einem zylindrischen Schlitz. Es wird normalerweise am Außen- oder Innendurchmesser eines Zylinders geschnitten.

Welches Material eignet sich am besten für die Herstellung von Nutwerkzeugen?

Da das Werkstück meist aus harten Materialien besteht, müssen die Nutwerkzeuge in Festigkeit und Beschaffenheit aufeinander abgestimmt sein. Das empfohlene Material ist Diamant aufgrund seiner hohen Härte und Wärmeleitfähigkeit. Allerdings ist es teuer. Teilehersteller verwenden relativ günstigere Alternativen wie Hartmetalle und Stahl.

Muss eine Beschichtung von Nutwerkzeugen erforderlich sein?

Nutwerkzeuge bestehen meist aus Metall. Aus diesem Grund beschichten die Hersteller sie häufig. Eine Beschichtung von Nutwerkzeugen ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Beschichtung verhindert Korrosion und verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs.