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In der heutigen boomenden modernen Fertigungslandschaft sind CNC-Werkzeugmaschinen zum Kernstück der Metallzerspanung geworden und spielen eine unverzichtbare Schlüsselrolle. Dank ihrer hochpräzisen automatischen Steuerung können CNC-Werkzeugmaschinen Metallmaterialien äußerst präzise zerspanen und sind in vielen Spitzenbranchen wie der Automobilherstellung, der Luft- und Raumfahrt und der elektronischen Kommunikationsinnovation weit verbreitet und zu einer starken treibenden Kraft des industriellen Fortschritts geworden. Dieser Artikel analysiert detailliert das Funktionsprinzip von CNC-Werkzeugmaschinen für die Metallbearbeitung und erläutert die Funktionsweise. Außerdem werden die technischen Vorteile erläutert.

Wie funktionieren CNC-Maschinen?

Der Funktionsmechanismus einer CNC-Maschine basiert im Wesentlichen auf einem vorprogrammierten Computerprogramm, meist dem G-Code. Mithilfe dieses Verfahrens können die beweglichen Teile in der Maschine, wie die für die Hochgeschwindigkeitsrotation zuständige Spindel und die für die Positionsgenauigkeit zuständige Vorschubachse, präzise gesteuert werden. So ist die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück präzise und fehlerfrei möglich und die automatische Bearbeitung von Metallwerkstoffen kann abgeschlossen werden. Der gesamte Prozess umfasst die folgenden Schlüsselschritte:

1. Programmeingabe:Zuerst muss der Techniker wandelt die Konstruktionsabsicht in CNC-Code um, der von der CNC-Werkzeugmaschine anhand des Teileentwurfs mithilfe professioneller Programmiersoftware erkannt werden kann. Diese Codes werden dann geordnet in die CNC-Steuerung der CNC-Maschine eingegeben und bieten so eine detaillierte Anleitung für den späteren Maschinenbetrieb.
2. Befehlsanalyse: Sobald der Code in die Steuerung gelangt, analysiert ihn das System schnell und gründlich. Dabei berechnet und generiert die Steuerung basierend auf dem Codeinhalt präzise eine Reihe wichtiger Bearbeitungsparameter, darunter die Werkzeugbahn, den Vorschub beim Schneiden und die Drehzahl des Spindel, die direkt die Qualität und Effizienz der Bearbeitung bestimmt.
3. Bewegungssteuerung:Nachdem die Bearbeitungsparameter ermittelt wurden, beginnt der Antrieb der Werkzeugmaschine, Kraft auszuüben. Durch einen Servo- oder Schrittmotor wird die Spindel mit einer festgelegten Geschwindigkeit hochgedreht, während gleichzeitig die Vorschubspindel gleichmäßig in die vorgegebene Richtung bewegt wird. Dadurch stellt die Maschine sicher, dass das Werkzeug das Werkstück präzise schneidet und den Entwurf der Zeichnung schrittweise und präzise gemäß der vorgegebenen Bahn in ein physisches Objekt umwandelt.
4. Feedback-Anpassung: Um eine stets hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten, ist die CNC-Maschine mit verschiedenen Sensoren ausgestattet.Diese Sensoren überwachen die Statusparameter des Bearbeitungsprozesses in Echtzeit. Weichen die tatsächlichen Parameter von den voreingestellten Werten ab, reagiert das System schnell, passt die Bearbeitungsparameter dynamisch an und kompensiert die Fehler effektiv. So wird eine gleichbleibende Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet.

Welche CNC-Maschinen gibt es?

CNC-Werkzeugmaschinen gehören zu den wichtigsten Maschinen der modernen Fertigungsindustrie und ermöglichen eine hochpräzise Steuerung mit vorprogrammierten Befehlen. Sie überzeugen in der Metallverarbeitung, im Maschinenbau und anderen Branchen. Die wichtigsten Typen:

Wie schneidet eine CNC-Maschine Metall?

In der modernen Fertigung sind CNC-Maschinen ein Schlüsselprozess für das Metallschneiden, da sie hochautomatisiert, präzise und steuerbar sind. Der Prozess des Metallschneidens mit CNC-Maschinen läuft wie folgt ab:

• Vorbereitung vor dem Schneiden: Wählen Sie die Werkzeugmaschinen und Werkzeuge entsprechend den Bearbeitungsanforderungen aus. Berücksichtigen Sie den Maschinentyp und die Werkzeuganpassung. Stabile Werkstückspannung, präzise Positionierung; CAD/CAM-Software wird verwendet, um Bearbeitungsprogramme zu erstellen und in das CNC-System zu importieren.
• Planung des Werkzeugwegs: Der Werkzeugweg bestimmt die Bearbeitungsqualität und -effizienz und muss unter Berücksichtigung von Werkstückform, Material, Werkzeugtyp und Bearbeitungsparametern sorgfältig entworfen werden.
• Festlegen der Bearbeitungsparameter: einschließlich Schnittgeschwindigkeit,Vorschub, Schnitttiefe und Kühlmittelfluss usw. werden in Abhängigkeit von Werkstück, Werkzeugeigenschaften und Bearbeitungsanforderungen berechnet.
• Schneiden: CNC-Werkzeugmaschinen schneiden gemäß der geplanten Bahn und den eingestellten Parametern. Das CNC-System überwacht und regelt in Echtzeit. Der Bediener überwacht den Schneidstatus und passt die Parameter rechtzeitig an.
• Nachbearbeitung: Entfernen von Schnittresten, Messen von Größe und Form des Werkstücks, Vergleich mit den Konstruktionsanforderungen, Erkennen von Abweichungen, rechtzeitige Nachbearbeitung und Korrektur, um die Qualität zu gewährleisten.

Welche physikalischen Prinzipien ermöglichen CNC-Metallschneiden?

1. Energieumwandlung und und Mitverwendung-Nutzung

Mitmitder data-bm="5078">hHilfe of the sSpindel MMotor, tdie eelektrische eEnergie is cleicht cumgewandelt into the mmechanische energy of the hhoch-sGeschwindigkeit RDrehung Of Ter TWerkzeug, pBereitstellung sstarke pstarke foder MMetall cSchneiden. In the SchneidenSchneiden PProzess, ter friktion zzwischen ter tool and ter wWerkstück and the pElastik deformation of the mMaterial wkrank gerzeugen a lot of hessen, wwich will llocally soft the metal, reduce ter shören sStärke, undund ferleichtern cschneiden. At ter sName ZeitZeit, ter cKühlsystem sSystem plegt a key role in rEntfernen hessen von the cSchneiden aBereich in a trechtzeitig Art und Weise tdurch hessen cLeitung aund hessen dAbleitung mMechanismen, sstrikt ckontrolliert der temperatur and preventing dSchaden to ter tWerkzeug and wWerkstück due to oÜberhitzung.

2.Tdas mmikroskopisch mmysteriös of mMaterial EntfernungEntfernung

Ter tWerkzeug eextrudiert ter mMetall under tdie eineFunktion of cSchneiden fKraft, causing it to undergo pelastische deformation. Ter mmetall cerzeugt ein shören sLippe einlange the cutting edge, graduell forming cHüften and dAblösen vvom tdem wWerkstück. Foder bspröde mMaterialien, such as cast iron, under the iimpact of cutting fforce, the iinterne mMikrorisse of dasMaterial eerweitern rschnell, wwelche eschließlich lführt to the fStruktur and sPalling of the mMaterial, and the mMaterial is rentfernt and pverarbeitet.

3. PPräzisionKontrolleSteuerungSteuerungmechanischeAFunktion

KontrolleSchneiden data-bm="5492">ey force driving metal dInformation undund EExzision, aund its mGröße aund dRichtung are abetroffen by a variety of factors, such as tool GGeometrie, CSchnitt PParameter, Aund MMaterial PEigenschaften. Dwährend mBearbeitung, ter iintern sSpannung and sZug stats of tdie mMaterial pgenau cKontrolle tdie deformation and fStruktur bVerhalten of tdas mMaterial. Wwenn diedie Spannung übertrifft diedie Spannung die dieFeldstärke of tdas mMaterial, tdas mMaterial undergoes pelastisch deformation; Wenndie Spannungweiterübersteigt data-bm="5635">he tensile sStärke, ter mMaterial bBruchstellen aund ter mBearbeitung is cabgeschlossen.

4.A delicate balance of heat and tRibologie

Eeffiziente hessen tÜbertragung aund hessen dVerlust sSysteme are key to mAufrechterhaltung a sTabelle tTemperatur in ter cschneiden aBereich and span data-bm="5710">vermeidenng dAbbau of the tWerkzeug and wWerkstück due to oÜberhitzung. Tdie fReibung zzwischen tder tWerkzeug data-bm="5747">not onur gerzeugt hessen, baber aauch abeschleunigt tool wOhr. Tdaher ist ess nnotwendig to ooptimieren das TWerkzeug mMaterial, cschwimmend pProzess aund cSchneiden pParameter (such as cSchneiden sGeschwindigkeit and feed) to eeffektiv rreduzieren friction, eextend the sserve life of the tool, iVerbesserung tder Maschinenqualität undund underreichendiediedieperfekteundBalanceundzwischenundhermal undundtribologischeeAuswirkungen.

Wie wirkt sich die Spanbildung aus? Bearbeitungsgenauigkeit?

Die Spanbildung beeinflusst die Genauigkeit der Metallbearbeitung in vielerlei Hinsicht und spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden Punkten wider:

Die Spanmorphologie beeinträchtigt die Bearbeitung

Späne wickeln sich leicht um Werkzeug oder Werkstück und verursachen dadurch Vibrationen, Verformungen oder sogar Werkzeugbrüche. Dies beeinträchtigt die Bearbeitungsgenauigkeit und die Oberflächenqualität. Die Späne werden zersplittert, und der schnelle Aufprall der Werkzeugschneide beschleunigt den Werkzeugverschleiß und verkürzt dessen Lebensdauer. Der durch die Späne entstehende Staub belastet zudem die Bearbeitungsumgebung.Die Funktion der Werkzeugmaschine wird beeinträchtigt und die Bearbeitungsgenauigkeit wird indirekt verringert.

Die Spangröße beeinflusst die Genauigkeit

Ist der Span zu lang oder zu dick, erhöht sich die Schnittkraft, was zu Werkzeugverformungen, Werkstückvibrationen und Maßabweichungen des bearbeiteten Produkts führt. Die Spangröße ist instabil, die Schnittkraft schwankt und die bearbeitete Oberfläche ist uneben. Dies erschwert die Einhaltung hoher Präzisionsstandards.

Genauigkeit im Zusammenhang mit Werkzeugverschleiß und -bruch

Wenn Späne austreten, reiben sie am Werkzeug, beschleunigen dessen Verschleiß, verändern Form und Größe der Werkzeugschneide und beeinflussen somit die Bearbeitungsgröße des Werkstücks. Unter schwierigen Schneidbedingungen können Spanschlagkräfte zu Werkzeugbrüchen, Bearbeitungsunterbrechungen, Werkstückschäden und wirtschaftlichen Verlusten führen.

Die Bearbeitungsumgebung wird durch Späne beeinträchtigt

Späneansammlungen behindern die Wärmeableitung der Werkzeugmaschine, erhöhen die Temperatur wichtiger Komponenten, beeinträchtigen deren Genauigkeit und Stabilität, behindern den Betrieb beweglicher Teile und verringern die Bewegungsgenauigkeit. Kann die durch die Späne abgeführte Schnittwärme nicht rechtzeitig abgeleitet werden, verformt sich das Werkstück thermisch und die anschließende Bearbeitungsgenauigkeit wird beeinträchtigt.

Welche versteckten Kosten entstehen bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung?

Neben den expliziten Kosten für die Beschaffung von Ausrüstung und Rohstoffen gibt es bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung auch viele weitere versteckte Kosten:

1. Hohe Kosten durch Werkzeugverlust

Die Werkzeugstandzeit verkürzt sich bei hohen Geschwindigkeiten erheblich, z. B. um 15 bis 30 Minuten bei der Titanbearbeitung. Häufige Werkzeugwechsel erhöhen die Maschinenausfallzeiten, verringern die Produktionseffizienz und erhöhen gleichzeitig die Beschaffungskosten erheblich. Dies kann sich negativ auf die Produktproduktion auswirken. Zyklus.

2. Die Kosten für den Energieverbrauch sind erheblich.

Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert leistungsstarke Maschinen, wie beispielsweise eine 20-kW-Spindel, die im Betrieb viel Strom verbraucht. Das Kühlsystem macht bis zu 35 % des Energieverbrauchs der Maschine aus, um die Temperatur von Werkzeug und Werkstück zu gewährleisten, was langfristig einen wichtigen Teil der Betriebskosten des Unternehmens ausmacht.

3. Die Wartungskosten der Maschinen steigen.

Die Maschinen arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten, und die internen Komponenten sind enormen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt, was zu beschleunigtem Verschleiß, insbesondere bei empfindlichen Komponenten, führt. Reparaturen und der Austausch von Präzisionskomponenten sind kostspielig, und häufige Wartungsarbeiten können zudem die Ausfallzeiten verlängern und die Produktion beeinträchtigen.

4.Effizienzverluste sind Kosten

Vor der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung dauert die Fehlersuche an den Anlagenparametern und die Optimierung des Bearbeitungsprozesses sehr lange. Dies erhöht die Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen und den Zeitaufwand des Unternehmens, verringert die Produktionseffizienz und verursacht versteckte Kosten für Effizienzverluste.

5. Steigende Kosten für die Qualitätskontrolle

Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der großen Schnittkraft anfällig für Qualitätsprobleme. Unternehmen müssen ihre Qualitätskontrollen verstärken, mehr Personal und Materialressourcen investieren und Probleme nach ihrer Entdeckung nachbearbeiten und beheben. Erhöhte Ausschussraten führen zu Rohstoffverschwendung.

6. Steigende Arbeitskosten

Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert hochqualifizierte Bediener und erhebliche Schulungsinvestitionen. Hoher Arbeitsdruck kann leicht zu Personalfluktuation führen, und Unternehmen müssen höhere Kosten für die Bindung von Fachkräften aufbringen.

7. Steigende Kosten für Sicherheit und Umweltschutz

Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung birgt Sicherheitsrisiken, und Unternehmen müssen Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, was die Kosten für die Anschaffung und Installation von Geräten erhöht. Die Entsorgung der bei der Verarbeitung anfallenden Abfälle muss den Umweltschutzstandards entsprechen, was wiederum die Sicherheits- und Umweltschutzkosten der Unternehmen erhöht.

Wie wirken sich Schwingungsmuster auf die Oberflächengüte aus?

Der Einfluss des Schwingungsmodus auf die Oberflächengüte spiegelt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten wider:

1. Flattern verursacht Oberflächenwellen:

• Flattermechanismus: Flattern in der Zerspanung ist eine selbsterregte Schwingung, die durch die dynamische Instabilität des Werkzeug-Werkstück-Systems verursacht wird.
• Oberflächeneffekte: Flattern macht die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück instabil, was zu Wellen oder Rattermarken auf der bearbeiteten Oberfläche führt und die Oberflächengüte erheblich reduziert.

2. Faktoren für die Entstehung von Oberflächenwellen:

• Vorschub pro Zahn: Ein zu hoher Vorschub pro Zahn hinterlässt tiefere Spuren auf der Die Werkstückoberfläche und die Oberflächenrauheit (z. B. Ra-Wert) nehmen zu.
• Rundlauffehler: Der Rundlauffehler der Spindel oder des Werkzeugs führt zu periodischen Werkzeugverschiebungen während der Bearbeitung, was zu sichtbaren Rattermarken führt. Beispielsweise führt ein Rundlauffehler von > 0,005 mm zu sichtbaren Rattermarken.

3. Schwingungsfrequenz und Oberflächenmorphologie:

• Hochfrequente Schwingungen: Dies kann zu einer Zunahme mikroskopischer Oberflächenunebenheiten führen und so die Oberflächengüte und den Glanz beeinträchtigen.
• Niederfrequente Schwingungen: Erzeugen in der Regel große Oberflächenwellen, die die Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit erheblich beeinträchtigen.

4. Werkzeug-Werkstück-Interaktion:

Vibrationen verändern die Kontaktbedingungen zwischen Werkzeug und Werkstück, was zu Schwankungen der Schnittkräfte führt, die wiederum die Oberflächentopographie und -güte beeinflussen.

Welche technischen Vorteile bietet die CNC-Metallbearbeitung von LS?

Im Bereich der Metallzerspanung hat sich LS mit folgenden Kernvorteilen zum Branchenführer entwickelt:

✅ Intelligentes Bearbeitungssystem:Integrierte KI-Algorithmen überwachen Werkzeugverschleiß und Bearbeitungsstatus in Echtzeit und passen Parameter automatisch an, um die Werkzeugstandzeit zu verlängern.

✅ Mehrachsige Verkettungstechnologie:Die fünfachsige CNC-Maschine kann komplexe Oberflächenbearbeitungen durchführen, die Anzahl der Spannzeiten reduzieren und die Effizienz steigern.

✅ Umweltfreundliche Fertigungslösungen:Minimalmengenschmierung (MMS) und Spänerückgewinnungssysteme reduzieren Energieverbrauch und Umweltbelastung.

Zusammenfassung

CNC-Metallbearbeitung ist eine unverzichtbare Technologie in der modernen Fertigung. Dank hochpräziser CNC-Systeme und einer Vielzahl von Schneidwerkzeugen ermöglichen CNC-Maschinen präzises Schneiden und eine effiziente Bearbeitung von Metallwerkstoffen. Gleichzeitig eröffnen ihre technischen Vorteile vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Metallbearbeitung.
Die Zerspanungsleistung von CNC-Werkzeugmaschinen wirkt sich direkt auf die Produktqualität und die Produktionseffizienz aus. Mit fortschrittlicher CNC-Technologie, umfassender Branchenerfahrung und perfektem Kundendienst kann LS seinen Kunden hochpräzise, ​​hocheffiziente und kostengünstige Lösungen zur Metallverarbeitung bieten.Ob Massenproduktion oder anspruchsvolle Sonderanfertigungen – LS erfüllt Ihre Anforderungen mit hervorragender technischer Kompetenz.

Haftungsausschluss

Der Inhalt dieser Seite dient ausschließlich zu Informationszwecken. LS-Serie Es wird keine ausdrückliche oder stillschweigende Zusicherung oder Gewährleistung hinsichtlich der Richtigkeit, Vollständigkeit oder Gültigkeit der Informationen übernommen. Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Leistungsparameter, geometrischen Toleranzen, spezifischen Konstruktionsmerkmale, Materialqualität und -art sowie die Verarbeitung, die der Drittanbieter oder Hersteller über das Longsheng-Netzwerk bereitstellt, identisch sind. Es liegt in der Verantwortung des Käufers, die spezifischen Anforderungen für diese Teile zu ermitteln. Fordern Sie ein Angebot für Teile an. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen. Mit über 20 Jahren Erfahrung und der Betreuung von mehr als 5.000 Kunden konzentrieren wir uns auf hochpräzise CNC-Bearbeitung, Blechverarbeitung, 3D-Druck, Spritzguss, Metallstanzen und andere Fertigungsdienstleistungen aus einer Hand.
Unser Werk ist mit über 100 hochmodernen 5-Achs-Bearbeitungszentren ausgestattet und nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Wir bieten Kunden in über 150 Ländern weltweit schnelle, effiziente und hochwertige Fertigungslösungen. Ob Kleinserienfertigung oder individuelle Massenproduktion – wir erfüllen Ihre Anforderungen mit schnellster Lieferung innerhalb von 24 Stunden. Entscheiden Sie sich für LS Technology. Das bedeutet Effizienz, Qualität und Professionalität.
Weitere Informationen finden Sie auf unserer Website: www.lsrpf.com

FAQs

1. Wie schneidet eine CNC-Maschine?

Die CNC-Werkzeugmaschine steuert die Bewegungsbahn und Geschwindigkeit des Werkzeugs über ein digitales Programm, sodass das Werkzeug das Werkstück präzise entlang der vorgegebenen Bahn schneidet. Dieser Prozess umfasst typischerweise die Programmeingabe, Werkzeugauswahl und -installation, Werkstückspannung, Werkzeugeinstellung und -positionierung, automatisches Schneiden sowie Überwachung und Einstellung.

2. Wie läuft der Prozess einer Metallschneidemaschine ab?

Der Prozess einer Metallschneidemaschine umfasst viele Schritte, darunter Materialvorbereitung, Auswahl des Schneidverfahrens, Parametereinstellung, Schneidvorgang und Nachbearbeitung. Je nach Metallart und Bearbeitungsanforderungen wird das geeignete Schneidverfahren (z. B. Brennschneiden, Plasmaschneiden, Laserschneiden usw.) ausgewählt und die entsprechenden Schneidparameter wie Schnittgeschwindigkeit und Gasdruck eingestellt. Anschließend wird das Metallmaterial auf dem Tisch der Schneidemaschine fixiert und entlang einer vorgegebenen Bahn oder Form geschnitten. Abschließend wird das geschnittene Werkstück den notwendigen Nachbearbeitungen wie Entgraten und Schleifen unterzogen.

3.Wie funktioniert CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist eine Technologie, die Werkzeugmaschinen für die automatisierte Bearbeitung durch Computerprogramme steuert. Zunächst werden mithilfe von CAD/CAM-Software Bearbeitungsanweisungen (z. B. G-Code) generiert, die die Bewegungsbahn, Geschwindigkeit, Schnittparameter usw. des Werkzeugs während des Bearbeitungsprozesses beschreiben. Die Bearbeitungsanweisungen werden anschließend in die Steuerung der CNC-Maschine eingegeben. Die Steuerung steuert die Bewegung der verschiedenen Achsen der Werkzeugmaschine entsprechend den Anweisungen, sodass das Werkzeug das Werkstück entlang einer vorgegebenen Bahn bearbeiten kann. Während des Bearbeitungsprozesses wird der Bearbeitungsstatus in Echtzeit durch Sensoren und Rückkopplungssysteme überwacht. Bei Abweichungen wird die Bewegung der Werkzeugmaschine automatisch angepasst, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten.

4. Wie funktioniert Metallbearbeitung?

Die Metallbearbeitung ist ein komplexer Prozess, der mehrere Schritte umfasst. Zunächst wird der geeignete Metallwerkstoff entsprechend den Bearbeitungsanforderungen ausgewählt und die notwendige Vorbehandlung (z. B. Schneiden, Richten, Entrosten usw.) durchgeführt. Anschließend wird das Metall durch Schmieden, Gießen, Walzen, Extrudieren usw. in die gewünschte Form und Größe gebracht. Anschließend wird das Metall mit Werkzeugmaschinen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Bohrmaschinen usw. zugeschnitten, um die genauen Größen- und Formvorgaben zu erreichen. Zusätzlich kann eine Wärmebehandlung (z. B. Abschrecken, Anlassen usw.) erforderlich sein, um die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit des Metalls zu verbessern. Abschließend wird die bearbeitete Metalloberfläche einer notwendigen Behandlung (z. B. Sprühen, Galvanisieren, Polieren usw.) unterzogen, um ihre Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik zu verbessern.Eine Qualitätsprüfung wird durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Werkstück den Bearbeitungsanforderungen entspricht.

Ressource

Fräsen (Bearbeitung)

Metalldrehmaschine

Computergestützte numerische Steuerung