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Die CNC-Bearbeitung ist eine unverzichtbare und wichtige Technologiein der modernen Fertigung. Es verwendet Computersteuerungssysteme, um Werkzeugmaschinen genau zu führen, um verschiedene Verarbeitungsvorgänge durchzuführen. In diesem Artikel wird näher erläutertFunktionsweise der CNC-Bearbeitungvon den Grundprinzipien, dem Arbeitsablauf und den Schlüsseltechnologien der CNC-Bearbeitung.
Was ist CNC-Bearbeitung?
CNC-BearbeitungKurz gesagt, nutzt die computergestützte numerische Steuerungstechnologie, um Werkzeugmaschinen präzise zu steuern, um eine automatisierte Bearbeitung von Werkstücken zu erreichen. Das Aufkommen dieser Technologie hat die Mängel der traditionellen mechanischen Bearbeitung, die auf manuellen Eingriffen beruht und keine Genauigkeit garantieren kann, völlig verändert, wodurch der Verarbeitungsprozess standardisierter und präziser wird. Von komplexen dreidimensionalen Teilen bis hin zum Präzisionsformenbau,CNC-Bearbeitungerfüllt mit seiner hervorragenden Leistung die Anforderungen aller Lebensbereiche an eine qualitativ hochwertige und hocheffiziente Bearbeitung.
Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung Schritt für Schritt?
Und so funktioniert es:
Schritt 1: Erstellen einer CAD-Zeichnung
Der erste Schritt im Prozess der CNC-Bearbeitungstechnologie besteht darin, das Konzept des bearbeiteten Teils auf Papier zu skizzieren. Wir verwenden jedoch CAD-Software für die Präzisionsbearbeitung, die für die zweidimensionale (2D) und dreidimensionale (3D) Modellierung entwickelt wurde. Bei der CAD-Zeichnung sollte es sich um ein maßstabsgetreues Modell handeln, das Informationen zu inhärenten Parametern wie Dicke, Tiefe und anderen Abmessungen enthält.
Schritt 2: Konvertieren Sie von CAD- in CAM-Modell
Konvertieren Sie CAD-Modelle mit Hilfe der CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) in CNC-Code (G-Code). Dieser Code weist die Maschine an, wie sie sich bewegen und schneiden soll.
Schritt 3: Konfiguration der CNC-Maschine
In diesem Schritt richtet der CNC-Zerspaner die Präzisionsmaschine so ein, dass sie den programmierten G-Code und M-Code ausführt. Es handelt sich um eine Vorabprüfung der Eingabeparameter der Bearbeitung und die Fixierung des Werkstücks auf demCNC-Maschine.
Schritt 4: CNC-Maschinist führt das Programm aus
HeutzutageCNC-Maschine funktionierthauptsächlich durch Eingabe eines Codesmit der Produktion zu beginnen und sich entsprechend zu bewegen. Denken Sie daran, dass die CNC-Bearbeitungstechnologie automatisiert ist und erst stoppt, wenn der Maschinist die Stopptaste drückt. Daher muss der Bediener während der Beobachtung wachsam bleiben, falls plötzliche Fehler, Notfälle oder Situationen auftreten, die Anpassungen erfordern.
Welche Arten der CNC-Bearbeitung gibt es?
1. Schleifen Bearbeitung
Schleifen und Bearbeitenist eine Bearbeitungsmethode, bei der Schleifwerkzeuge (wie Schleifscheiben, Schleifsteine usw.) verwendet werden, um die Oberfläche des Werkstücks zu schleifen. Das Grundprinzip besteht darin, durch Reibung, Riefen und Schaben zwischen dem Schleifwerkzeug und der Oberfläche des Werkstücks Material auf der Oberfläche des Werkstücks abzutragen, um die gewünschte Größe, Form und Oberflächenqualität zu erreichen.
Die Schleifbearbeitung ist im Maschinenbau weit verbreitet, insbesondere dort, wo hohe Präzision und hohe Oberflächengüte gefordert sind. Sie kann sowohl zylindrische Innen- und Außenflächen, konische Flächen und flache Flächen verschiedener Werkstücke als auch spezielle und komplexe Umformflächen wie Gewinde, Zahnräder und Verzahnungen bearbeiten. Darüber hinaus können beim Schleifen auch Materialien bearbeitet werden, die mit anderen Werkzeugmaschinen nur schwer zu bearbeiten sind, wie z. B. gehärteter Stahl, Hartmetall, Glas, Keramik usw.
2. Bearbeitung der Drehmaschine
Das Grundprinzip der Bearbeitung von Drehmaschinen besteht darin, Drehmaschinen zu verwenden, um überschüssiges Material vom Werkstück zu entfernen, indem das Werkstück gedreht und relativ zu einem festen oder beweglichen Schneidwerkzeug (z. B. einem Drehwerkzeug) bewegt wird, um die erforderliche Form, Größe und Oberflächenqualität zu erhalten. Teile oder Werkstücke. Die Bearbeitung von Drehmaschinen kann eine Vielzahl von Bearbeitungsaufgaben ausführen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Bearbeitung des Außenkreises, die Bearbeitung des inneren Kreises (z. B. Bohren), die Bearbeitung von Stirnflächen, das Einstechen, das Abtrennen, die Bearbeitung von Formoberflächen usw.
3. Fräsen Bearbeitung
Beim Fräsen wird mit einem rotierenden Werkzeug Material aus einem Werkstück geschnitten, um die gewünschte Form und Größe zu erzeugen. Die Auswahl der Zerspanungswerkzeuge und die Einstellung der Bearbeitungsparameter haben einen wesentlichen Einfluss auf die Bearbeitungswirkung. Im Allgemeinen eignen sich Schnellarbeitsstahlwerkzeuge zum Fräsen der meisten metallischen Werkstoffe, während Hartmetallwerkzeuge für härtere Werkstoffe geeignet sind. Darüber hinaus müssen auch die Einstellungen von Parametern wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubmenge und Schnitttiefe auf der Grundlage spezifischer Materialien und Verarbeitungsanforderungen sinnvoll gewählt werden.
Fräsen Bearbeitungeignet sich für Werkstücke aus verschiedenen Materialienund Formen, einschließlich flacher Oberflächen, Rillen, spiralförmiger Oberflächen, Zahnoberflächen, geformter Oberflächen und äußerer Kreise usw. In der Massenproduktion werden neben der Verarbeitung von langen und schmalen EbenenBearbeitung von Fräsmaschinenkann das Hobeln fast ersetzen und zu einer gängigen Methode für die Bearbeitung von Ebenen, Nuten und geformten Oberflächen werden.
Was ist das Prinzip der CNC-Bearbeitung?
Das Prinzip der CNC-Bearbeitungist es, die Bewegung der Werkzeugmaschine zu steuern und zu bedienendurch ein Computersteuerungssystem, um eine präzise Bearbeitung des Werkstücks zu erreichen. Zunächst wird eine CAD-Software (Computer-Aided Design) am Computer verwendet, um das Werkstück mathematisch zu beschreiben und geometrisch zu modellieren, um ein geometrisches Modell des Werkstücks zu erstellen. In diesem Schritt werden mathematische Ausdrücke wie Kurven und Oberflächengleichungen verwendet, um die Form und Abmessungen des Werkstücks zu beschreiben. Anschließend wird das entworfene Modell in G-Code konvertiert, der von der Werkzeugmaschine erkannt werden kann. Der G-Code beschreibt detailliert die Bewegungsbahn des Werkzeugs, die Verarbeitungsgeschwindigkeit, die Werkzeugauswahl und andere Informationen während des Bearbeitungsprozesses.
Was sind die Vorteile der CNC-Bearbeitung?
Fähigkeiten: Die CNC-Bearbeitung kann eine Vielzahl von Teilen, Formen, Merkmalen und hochkomplexen Geometrien herstellen. Die Technologie ermöglicht es Herstellern, sowohl in sich geschlossene Endverbrauchsteile als auch voll funktionsfähige Baugruppen zu erstellen, was eine enorme Designfreiheit und Flexibilität bietet. Darüber hinaus können Groß- und Kleinstteile hergestellt werden.
Genauigkeit und Präzision:Solange das CNC-Design optimiert ist,CNC-Bearbeitungkann das Design mit extrem hoher Genauigkeit replizieren. CNC-Maschinen sind hochpräzise und können Teile mit extrem engen Toleranzen herstellen. Die meisten Aspekte des CNC-Prozesses sind computergesteuert, wodurch Fehler minimiert und Konsistenz gewährleistet werden.
Geschwindigkeit: Die CNC-Bearbeitung kann komplexe Geometrien schnell liefern. Diese Funktion ist besonders vorteilhaft für Prototyping-Anwendungen. Die CNC-Bearbeitung verkürzt die Durchlaufzeit vom Design bis zum fertigen Produkt im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden, die zahlreiche zeitaufwändige Prozesse erfordern.
Vielseitigkeit und Skalierbarkeit:Die CNC-Bearbeitung ist vielseitig und eignet sich sowohl für einmalige Prototypen als auch für die Produktion mittlerer Stückzahlen. Diese Technologie ermöglicht die konsistente Produktion von mehreren Einheiten in gleichbleibender Qualität. Durch die Bandbreite an Verfahren und Technologien innerhalb der CNC-Bearbeitung gibt es für nahezu jede Anwendungsanforderung das passende Verfahren.
Materialverträglichkeit: Die CNC-Bearbeitung ist mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel, darunter Metall, Glas, Kunststoff, Stein und Holz. Wenn das Material in Stücken beschafft werden kann, ist es wahrscheinlich für die CNC-Bearbeitung geeignet. Diese Kompatibilität beschränkt sich nicht nur auf technische Standardmaterialien, sondern umfasst auch speziellere Optionen, die Flexibilität für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen bieten.
Was sind die Nachteile der CNC-Bearbeitung?
Hohe Rüstkosten:Die anfänglichen Einrichtungskosten für die CNC-Bearbeitung können recht hoch sein. CNC-Maschinen sind relativ teuer, und die Kosten für fortschrittliche Industriemodelle machen sie nur für die industrielle Großproduktion geeignet.
Produktionsgeschwindigkeit bei hohen Stückzahlen: Mit der CNC-Bearbeitung können Einzelteile relativ schnell hergestellt werden. Die Serienproduktion kann jedoch sehr zeitaufwändig sein, da die meisten CNC-Maschinen in der Regel nur eine Einheit auf einmal herstellen können.
Kosten komplexer Geometrien:Die Komplexität eines Teils ist direkt proportional zu seiner Bearbeitungszeit, seinem Aufwand und seinen Kosten. Die Herstellung komplexer Konstruktionen kann die Produktionskosten erheblich erhöhen, da längere Betriebszeiten und der Einsatz fortschrittlicherer CNC-Maschinen erforderlich sind.
Materialverschwendung:Die CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess, bei dem große Mengen an Abfall anfallen. Bei diesem Prozess werden Materialien modelliert, um fertige Teile herzustellen, was im Vergleich zu Additiv- und Formtechnologien viel Abfall erzeugt.
Einschränkungen beim Design:D Trotz der CNC-Bearbeitungsmöglichkeiten gibt es inhärente Designbeschränkungen. Bestimmte Merkmale und Geometrien, wie z. B. gebogene Löcher, extrem dünne Wände und gerade Innenkanten, können nicht effizient bearbeitet werden. Diese Einschränkungen erfordern Designanpassungen und Optimierungen, die manchmal die ursprüngliche Designabsicht beeinträchtigen können.
Was sind die Faktoren, die sich auf die CNC-Bearbeitungskosten auswirken?
| Faktor | Illustration |
| Materialkosten | Die Preise der verschiedenen Materialien variieren stark, wie z.B. Aluminium, Stahl, Edelstahl, Messing, Kunststoff, Titanlegierung usw. Jedes Material hat seine spezifischen Kosten und Verwendungsmöglichkeiten. |
| Ausrüstungskosten | High-End-Werkzeugmaschinen haben in der Regel eine höhere Genauigkeit, eine höhere Effizienz und mehr Funktionen, kosten aber auch mehr. Die Kosten für die regelmäßige Wartung und Abschreibung der Ausrüstung müssen ebenfalls in die Bearbeitungskosten einbezogen werden. |
| Arbeitskosten | Erfahrene Techniker können Programme schreiben und Werkzeugmaschinen effizienter bedienen, wodurch Fehler und Ausfallzeiten reduziert werden. |
| Werkzeug- und Vorrichtungskosten | Bestimmte Werkzeuge können Anpassungen oder eine spezielle Handhabung erfordern, und Werkzeugverschleiß und -austausch können ebenfalls die Kosten erhöhen. Die Vorrichtung wird verwendet, um das Werkstück zu fixieren, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu gewährleisten, und ihre Konstruktion und Herstellung sind ebenfalls mit Kosten verbunden. |
| Kosten für die Nachbearbeitung | Nachbearbeitungsschritte wie Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung, Reinigung und Inspektion könnenPreis der CNC-Maschine. |
| Logistik- und Transportkosten | Bei großen oder schweren Teilen sind auch die Logistik- und Transportkosten ein Teil, der nicht ignoriert werden kann. |
| Energie- und Hilfsstoffkosten | Der Stromverbrauch, das Kühlmittel, die Schmiermittel usw., die bei der CNC-Bearbeitung verbraucht werden, muss ebenfalls in die Kosten eingerechnet werden. |
| Verwaltungs- und Verwaltungskosten | einschließlich Management- und Verwaltungskosten im Zusammenhang mit Projektmanagement, Qualitätskontrolle, Aufzeichnungen über die Wartung der Ausrüstung usw. |
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Häufig gestellte Fragen
1.Wie funktionieren CNC-Maschinen Schritt für Schritt?
Der Arbeitsprozess von CNC-Werkzeugmaschinen ist ein vollständiger Prozess vom Produktdesign bis zur Fertigstellung der Verarbeitung, der mehrere Glieder und Schritte umfasst. Durch präzise Programmierung, vernünftige Werkstück- und Werkzeugvorbereitung, genaue Einstellungen und Inbetriebnahme von Werkzeugmaschinen sowie strenge Überwachung und Einstellung des Verarbeitungsprozesses können CNC-Werkzeugmaschinen eine effiziente und präzise Bearbeitung gewährleisten.
2.Was ist der Arbeitsprozess der CNC-Bearbeitung?
Der erste Schritt im Prozess der CNC-Bearbeitungstechnologie besteht darin, das Konzept des bearbeiteten Teils auf Papier zu skizzieren. Wir verwenden CAD-Software für die Präzisionsbearbeitung, die für die zweidimensionale (2D) und dreidimensionale (3D) Modellierung entwickelt wurde. Im zweiten Schritt wird das CAD-Modell mithilfe der CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) in CNC-Code (G-Code) umgewandelt, im dritten Schritt richtet der CNC-Maschinist die Präzisionsmaschine so ein, dass sie den programmierten G-Code und M-Code ausführt, im vierten Schritt führt der CNC-Maschinist das Programm aus, der Bediener muss während des Beobachtungszeitraums bei plötzlichen Fehlern wachsam bleiben. Notfälle oder Situationen, die Anpassungen erfordern.
3.Was ist das Prinzip der CNC-Bearbeitung?
Das Prinzip der numerisch gesteuerten Bearbeitung besteht darin, den Bearbeitungsprozess der Werkzeugmaschine über das Computersteuerungssystem genau zu steuern und die Relativbewegung oder Positionsänderung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück zu realisieren, um die Bearbeitung des Werkstücks abzuschließen. In diesem Prozess bilden die Programmierung, die Bearbeitung von CNC-Geräten, der Antrieb des Servosystems, die Aktuatoraktion und die Überwachung und Rückmeldung des Bearbeitungsprozesses sowie andere Verknüpfungen zusammen das Kernprinzip der CNC-Bearbeitung.
4.Warum CNC-Bearbeitung verwenden?
Die Hauptgründe für den Einsatz der CNC-Bearbeitung sind die hohe Präzision, die hohe Effizienz, die Flexibilität, der hohe Automatisierungsgrad und das breite Anwendungsspektrum. Diese Vorteile machen die CNC-Bearbeitung zu einer der unverzichtbaren und wichtigen Technologien in der modernen Fertigung.
Zusammenfassung
Die CNC-Bearbeitungstechnik spielt mit ihren Vorteilen der hohen Präzision, der hohen Effizienz und der hohen Flexibilität eine immer wichtigere Rolle in der Fertigungsindustrie. Durch die enge Zusammenarbeit einer Reihe von Schritten wie Konstruktion und Zeichnung, Prozessplanung, Programmierung, Programmverifizierung, Einrichtung der Werkzeugmaschine und Werkstückspannung, formale Bearbeitung und Qualitätsprüfung kann die CNC-Bearbeitung eine präzise Bearbeitung komplexer Teile erreichen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der TechnologieCNC-Bearbeitungstechnikwird weiterhin eine wichtige Rolle in der verarbeitenden Industrie spielen und die Transformation, Modernisierung und qualitativ hochwertige Entwicklung der verarbeitenden Industrie fördern.
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