Die CNC-Bearbeitung – der Prozess und die Methode
Das Prinzip und die Abfolge der Bearbeitungsmethode
Wie der Name Computerized Numerical Control schon vermuten lässt, verwendet die CNC-Bearbeitung Maschinen mit numerischer Steuerung. Dies können zum Beispiel 3- bis 5-achsige Fräsmaschinen sein. Das Besondere an diesen Maschinen ist, dass sie computergesteuert und automatisiert sind. Die Materialentfernung ist hierbei der Hauptbestandteil des Bearbeitungsprozesses.
Die 3D-Datei bestimmt den Fräsverlauf der Anlage. Diese bearbeitet die Masse des Bauteils, durch die dreidimensionale Fertigung formt sie das Werkstück. Hierbei kommt bei Fräsmaschinen die sogenannte Schnittgeschwindigkeit mit der Schnittbewegung sowie auch die Vorschubgeschwindigkeit mit der Vorschubbewegung zum Ausdruck.
Im computergestützten Bearbeitungsprozess gibt es verschiedene Hauptschritte, die wir nacheinander abarbeiten:
- Erstellung des Fertigungsentwurfs
Zuerst kommt es zur Erstellung eines digitalen Entwurfs. Dies geschieht mithilfe einer geeigneten Software, dem CAD- oder CAM-Programm. CAD und CAM stehen in diesem Fall für: Computer Assisted Design und Computer Aided Manufacturing. Diese Datei ist sehr wichtig, denn sie enthält die Bestimmungen der Geometrie und die Abmessungen des zu fertigenden Objekts. - Vorbereitung der Halbzeuge
Beim computergestützten Bearbeitungsprozess verwenden die Unternehmen meistens sogenannte vorgefertigte Halbzeuge in den unterschiedlichsten Formen. Vorwiegend handelt es sich hierbei jedoch um Platten und Stangen. Die Halbzeuge bearbeiten die herstellenden Unternehmen je nach Werkstoff, Stückzahl und Abmessung im Voraus und bereiten sie auf den kommenden Fertigungsprozess vor. Dies geschieht mittels verschiedener Schneidverfahren wie dem Laserschneiden, dem Sägen, Brennschneiden oder Wasserstrahlschneiden. - Das Rüsten der Anlage
Danach erfolgt das Rüsten der Werkzeugmaschine für den Fertigungsprozess des Bauteils. Hierzu gehören die Einspannung der Halbzeuge und die Vorbereitung der Fräs- und Drehwerkzeuge. Die Geometrie des Halbzeugs und des Fertigteils ist ausschlaggebend für die Wahl der Einspannung. Zusätzlich sind weitere Details entscheidend, z. B. die zu erwarteten Bearbeitungskräfte. Wenn der Materialblock in die Anlage eingelegt ist, hält ihn meist eine hydraulische oder mechanische Klemmung in seiner vorgegebenen Position. - Die Programmierung der Maschine
Zur Programmierung der Anlage koppelt man die CNC-Maschine mit dem CAD/CAM-Rechner. Damit ist eine automatische Bedienung der Fräsmaschine mit der übertragenen Datei möglich. Dieses Bearbeitungsprogramm beschreibt, wie die Anlage das Fertigteil aus dem Halbzeug herstellen soll. - Der Bearbeitungsprozess
Daraufhin kann die Fräsanlage die Masse des Materialblocks bearbeiten und das gewünschte Teil herstellen. Das fertige Objekt wird entfernt und gegebenenfalls ein neuer Block eingelegt. - Die Oberflächenbearbeitung
Am Schluss steht die Oberflächenbearbeitung, bei der Arbeitsmethoden wie Lackieren oder Polieren zum Einsatz kommen.
Die CNC-Bearbeitung und CNC-Fertigung - die Vorteile
Die CNC-Fertigung ist geprägt von zahlreichen Vorteilen für die Produktion der Bauteile. Denn egal, um welche Branche es sich handelt – ob Maschinenbau, Automobilindustrie oder Medizintechnik – alle diese Wirtschaftszweige kennen die Vorteile und schätzen sie. Häufig setzen sie ausschließlich auf die Computerized Numerical Control Technik, denn bei dieser Art des Fertigungsprozesses steht Präzision im Vordergrund.
Die Gründe für den Siegesmarsch der computergestützten Verarbeitung sind sehr vielfältig und die Vorteile der CNC-Steuerung sind den meisten produzierenden Unternehmen geläufig. Vielleicht können ja auch Sie davon profitieren.
CNC-Teile: Fräsen und Drehen
CNC-Teile können durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise als CNC-Drehteile oder als CNC-Frästeile.
Computergestützte Drehmaschinen
Die Drehteile werden auf computergestützten Drehmaschinen mittels einer Drehbewegung des Werkstücks und in Verbindung mit der translatorischen Bewegung der bearbeitenden Werkzeuge hergestellt. Das computergestützte Drehen ist sehr kosteneffizient, da es einen hohen Materialabtrag erzielt.
Im Gegensatz zum CNC-Fräsen ist beim computergestützten Drehen das Werkzeug permanent in der Verwendung und nicht unterbrochenen Schnittbedingungen ausgeliefert. Das bedeutet insgesamt, dass Drehmaschinen nicht nur mechanisch einfacher aufgebaut sind als Fräsmaschinen, sondern dass sie zum Teil auch kostengünstiger arbeiten können.
Bei der computergestützten Bearbeitung kommen häufig auch kombinierte Maschinen zum Einsatz. Das heißt, dass es sich hierbei nicht um reine Drehmaschinen handelt, sondern vielmehr um Anlagen mit Frässpindeln und angetriebenen Werkzeugen. Diese Kombi-Anlagen ermöglichen die Komplettbearbeitung der Werkstücke mit nur einer Aufspannung.
Computergestützte Fräsmaschinen
Computergestützte Fräsmaschinen bearbeiten Frästeile mithilfe von rotierenden Werkzeugen. Hierbei kommt eine variierende Anzahl an Achsen zum Einsatz. Es gibt sie als 3-Achs-, 4-Achs- und 5-Achs-Fräsanlagen.
Die Anlagen mit drei Achsen können Frästeile nur aus einer Zugänglichkeitsrichtung bearbeiten. Sie sind häufig weitaus kostengünstiger als die anderen Anlagentypen. Geräte, die mit vier Achsen ausgestattet sind, verfügen über eine weitere Rotationsachse. Diese Rotationsachse hilft beispielsweise bei der Bearbeitung von helixförmigen Geometrien. 5-Achs-Fräsmaschinen haben Zugriff auf alle Seiten und können deshalb auch mit sehr komplizierten Geometrien umgehen und diese entsprechend herstellen.
Computergestützte Fertigung: Fazit der Bearbeitungsmethode mit CNC-Maschinen
Die CNC-Bearbeitung, die mechanische Verarbeitung oder das CNC-Fräsen verwenden die numerische Computersteuerung als Bearbeitungstechnik. Dieses Verfahren zeichnet sich durch Subtraktion in der Materialbearbeitung aus. Es erlaubt das direkte Einschneiden in die Masse des Fertigungsteils mittels numerischer Geräte.
Die Methode besticht mit Kosteneffizienz und Schnelligkeit, da hier die Erstellung von Gussformen außer Acht gelassen wird. Ein Vorteil ist außerdem, dass man mit dieser Methode Teile von identischer Qualität und Bauweise herstellen kann. Deshalb ist sie nicht nur für die Einzel-, sondern auch für die Serienfertigung perfekt nutzbar.
Das bedeutet, in Kürze zusammengefasst, dass sich die computergestützte Fertigung durch folgende Merkmale auszeichnet:
- Sie präzisiert die Herstellung von Werkstücken durch die direkte Übermittlung der Daten aus dem Computer an die Anlage.
- Die CAD/CAM-Software entlastet bei der Bedienung der Maschinen. Sie macht einen Programmierungsaufwand direkt an der Maschine überflüssig. Das vorliegende Programm kann beliebig oft verwendet werden.
- Der Materialausschuss ist durch das hochpräzise Arbeiten sehr gering. Das senkt die Produktionskosten.
- Die computergestützte numerische Steuerung macht die Anfertigung von neuen Produkten durch den unkomplizierten Herstellungsprozess unproblematisch.
- Die Computerized Numerical Control automatisiert den Herstellungsprozess. Damit fertigen die Anlagen die Werkstücke weitestgehend allein. Es reicht meist aus, das Material einmalig einzuspannen und die Anlage kann dadurch schon mehrere Arbeitsschritte hintereinander ausführen. Das reduziert zeitintensives Rüsten enorm - das Umspannen von Materialien kann teilweise ganz entfallen.
- Diese Technik ermöglicht den Bearbeitungsprozess an mehreren Werkstücken auf einer Anlage ohne Umrüstung. Hierbei reicht häufig ein einfacher Programmwechsel.
Konnte Sie das überzeugen? Konnten wir Ihnen Effizienz und Produktivität des computergestützten numerischen Steuerungsprozesses näherbringen? Wollen Sie nicht auch Ihre Anlagen automatisieren und von diesem vorteilhaften Prozess profitieren? Treten Sie einfach mit uns in Kontakt - wir haben Antworten auf Ihre Fragen und erstellen Ihnen gerne ein entsprechendes Angebot.
78559Gosheim
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