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Wie funktioniert CNC-Fräsen?

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Geschrieben von

Gloria

Veröffentlicht
Nov 18 2024
  • CNC-Fräsen

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Im Bereich der zeitgenössischen industriellen FertigungCNC-Frästechnik setzt auf computergesteuerte Werkzeugmaschinenund die präzise Programmierung und Planung von Werkzeugbahnen, um zum Kernmittel für das Präzisionsschneiden von Werkstücken zu werden. In diesem Artikel sollen der Funktionsmechanismus, der Implementierungsprozess und die wichtigstenVorteile des CNC-Fräsensim realen Betrieb, um den Lesern tiefe Einblicke in diese Technologie zu geben.

Was ist CNC-Fräsen?

CNC-Fräsen ist ein Verfahren, bei demCNC-Werkzeugmaschinenund Computersteuerungssysteme, die unabhängig von menschlicher Bedienung sind, um Material durch Bewegen rotierender Schneidwerkzeuge relativ zum Werkstück zu entfernen, um kundenspezifische Teile oder Produkte herzustellen. Das Grundprinzip besteht darin, dass der Prozessor die Verarbeitungstechnologie formuliert, die Verarbeitungsparameter auswählt und das kompilierte Verarbeitungsprogramm in dasCNC-Gerät. Der Servomotor steuert die Relativbewegung des Werkzeugs und des Werkstücks entsprechend einer bestimmten Bahn und realisiert so das Schneiden des Werkstücks und die automatische Bearbeitung.

Wie funktioniert CNC-Fräsen?

Der CNC-Fräsprozess ist ein hochpräziserund automatisierter Fertigungsprozess, der üblicherweise zur Herstellung komplex geformter Teile aus einer Vielzahl von Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Holz verwendet wird. Im Folgenden stellt das Longsheng-Team dieCNC-Fräsprozess Schritt für Schritt, einschließlich Konstruktionsproduktzeichnungen, wählen Sie das Schneidwerkzeug aus, entwerfen Sie den Schnittpfad, stellen Sie die Werkzeugmaschinenparameter ein, installieren Sie das Werkstück, den Verarbeitungsvorgang, die Verarbeitungsprüfung und die Nachbearbeitungsschritte:

  1. Design-Produktzeichnungen:Basierend auf den Produktanforderungen mittels computergestützterKonstruktionssoftware (z. B. CAD). Die Abmessungen und Positionen der zu fräsenden Löcher und Nuten sind auf den Zeichnungen deutlich gekennzeichnet.
  2. Wählen Sie das Schneidwerkzeug aus:Wählen Sie den geeigneten Fräskopf entsprechend den Material- und Verarbeitungsanforderungen des Produkts. Zum Beispiel für die SchaltflächeMaterial aus Aluminiumlegierungkann der starre Hartmetall-Gewindebohr- und Fräser ausgewählt werden.
  3. Entwerfen Sie den Schnittpfad:Bestimmen Sie den Schnittweg und die Bearbeitungsreihenfolge gemäß den Produktzeichnungen. Dies trägt dazu bei, den Verarbeitungsprozess zu optimieren und die Verarbeitungseffizienz zu verbessern.
  4. Stellen Sie die Parameter der Werkzeugmaschine ein:Stellen Sie die passende Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe entsprechend der Materialhärte und den Produktanforderungen ein. Bei Werkstoffen aus Aluminiumlegierungen ist beispielsweise dieGeschwindigkeit des Fräserskann auf 2.000 U/min eingestellt werden, die Schnittgeschwindigkeit beträgt 314 m/min, der Fräsvorschub beträgt 0,06 mm/Zahn usw.
  5. Werkstück einbauen:Befestigen Sie das zu bearbeitende Werkstück auf der Fräsmaschine, um Stabilität und Positioniergenauigkeit zu gewährleisten. Dies kann durch die Verwendung von Vorrichtungen oder anderen Werkzeugen erreicht werden.
  6. Verarbeitungsvorgang:Nachdem das Werkstück stabil ist und die Maschinenparameter korrekt eingestellt sind, starten Sie die Maschine und beginnen Sie mit dem Fräsen. Während des Verarbeitungsprozesses ist es notwendig, die Schnittsituation genau zu überwachen und die Schnittparameter rechtzeitig anzupassen, um die Verarbeitungsqualität zu gewährleisten.
  7. Prüfung der Verarbeitung: Überprüfen Sie nach dem Fräsen die Oberflächenoberfläche. Dazu gehören Maßprüfungen, Oberflächenqualitätsprüfungen usw., um sicherzustellen, dass die Verarbeitungsqualität den Anforderungen entspricht.
  8. Nachbearbeitung:Wenn bei der Verarbeitungsprüfung ein Problem festgestellt wird, verbessern oder schleifen Sie entsprechend, bis die Anforderungen erfüllt sind.

Welche verschiedenen Arten von Fräsoperationen gibt es?

CNC-Fräsen ist ein effizientes Metallbearbeitungsverfahren, bei dem computergesteuerte Werkzeugmaschinen und rotierende Fräser zum präzisen Materialabtrag eingesetzt werden. Obwohl die spezifischenArten von CNC-Fräsenkönnen je nach unterschiedlichen Klassifizierungsstandards und tatsächlichen Anwendungsszenarien variieren, im Folgenden sind einige gängige CNC-Frästypen aufgeführt:

  1. Planfräsen:Dies ist die gebräuchlichste Art des Fräsens und wird verwendet, um eine ebene Fläche zu fräsen, die parallel zur Werkzeugfläche verläuft.Häufig werden Fräser an der Spindel installiert. AbschließenPlanfräsenkönnen Sie entweder einen Fräser mit einem bestimmten Durchmesser verwenden, damit das Werkstück in einem Hub bearbeitet werden kann, oder Sie können einen Fräser mit einem Durchmesser verwenden, der mehrere Hübe benötigt, um das Werkstück zu vervollständigen. Messer.
  2. Schaftfräsen:Im Gegensatz zum Planfräsen ist die WerkzeugachseSchaftfräsensteht senkrecht zur Bearbeitungsebene. Sie wird häufig verwendet, um komplexe Formen wie Konturen, Rillen und Kavitäten zu bearbeiten.
  3. Kopierfräsen:Mit diesem Fräsverfahren werden Freiform- oder gekrümmte Flächen bearbeitet, bei denen die Werkzeugbahn der Kontur des Werkstücks folgt.
  4. Stufenfräsen:Auch als Eckfräsen oder Schaftfräsen bekannt, wird es hauptsächlich zur Bearbeitung von 90°-Schultern oder Stufenflächen verwendet. Die Flanken des Werkzeugs (der Einstellwinkel) sind parallel zur Drehachse.
  5. Kontur-Fräsen:Bei der Bearbeitung der Außen- oder Innenkonturen eines Werkstücks wird der Werkzeugweg genau nach der Form des Werkstücks geplant.
  6. Einstechfräsen:Das Tauchfräsen ist ein effektives Bearbeitungsverfahren in der tieferen Kavitätenbearbeitung. Es wird ein langes, dünnes Werkzeug verwendet, das vertikal in das Werkstück eingeführt wird, um zu schneiden.
  7. Spiralförmiges Fräsen:DasBei der Art des Fräsens wird eine spiralförmige Bahn zum Schneiden verwendetund wird häufig zur Bearbeitung von zylindrischen oder konischen Oberflächen eingesetzt.
  8. Punktfräsen: Wird hauptsächlich verwendet, um kleine Löcher oder kleine Flächen mit komplexen Formen zu bearbeiten, um durch winzige Bewegungen des Werkzeugs einen präzisen Schnitt zu erzielen.
  9. Nutenfräsen:Wird zur Bearbeitung von Schlitzen verschiedener Formen und Größen verwendet, wie z. B. T-Nuten, Schwalbenschwanzschlitze usw.
  10. Bohren und Fräsen: Obwohl das Bohren in der Regel als separate Bearbeitungsmethode betrachtet wird, kann es auch mit einem Fräser auf einemCNC-Fräsmaschine.
  11. Kavitätenfräsen:Wird verwendet, um komplexe interne Hohlräume wie Formen, Schalen usw. zu bearbeiten. Diese Art des Fräsens erfordert eine präzise Planung der Werkzeugbahn und eine entsprechende Werkzeugauswahl.
  12. Schruppfräsen und Feinfräsen:Beim Schruppfräsen wird hauptsächlich eine große Menge an Material mit großen Vorschüben und Schnitttiefen abgetragen. Beim Feinfräsen steht die Oberflächengüte des Werkstücks im Vordergrund, indem kleine Schnitttiefen und geeignete Werkzeug-Sekundärschneidenformen verwendet werden.

Welche Materialien werden üblicherweise für das individuelle Fräsen verwendet?

Aluminium

Aluminium ist ein weit verbreitetes Metallmaterialmit geringem Gewicht, hoher Festigkeit, einfacher Verarbeitung und guter Korrosionsbeständigkeit. Aluminium hat eine Dichte von ca. 2,7g/cm³, nur ein Drittel von Kupfer und Stahl, aber die Festigkeit ist sehr hoch. Darüber hinaus hat Aluminium eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, so dass es in der elektrischen Energie, Elektronik, Wärmetauscher und anderen Bereichen weit verbreitet ist.

Es gibt viele Arten von gängigen Aluminiumlegierungen und ihrer üblichen Aluminiumlegierung, wie z. B. 2024, 5052, 6061, 7075 und so weiter.2024 Aluminiumlegierung hohe Festigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit, häufig in Flugzeugstrukturen verwendet; 5052 Aluminiumlegierung gute Korrosionsbeständigkeit, häufig bei der Herstellung von Öltanks, Rohren usw. verwendet; 6061 Schweißen und Verarbeiten von Aluminiumlegierungen, die häufig bei der Herstellung von Karosseriestrukturen verwendet werden; 7075 Aluminiumlegierung mit hoher Festigkeit, die häufig bei der Herstellung von hochfesten Teilen verwendet wird.

Stahl

Eine Vielzahl von Stahllegierungen kann für die CNC-Bearbeitung verwendet werden. Die Stahllegierung kann gewählt werden, wenn Teile eine höhere Umformbarkeit und eine bessere Schweißbarkeit erfordern, wie z. B. Zahnräder, Wellen oder bestimmte Anwendungen mit hoher Beanspruchung. Edelstahl, kohlenstoffarmer Stahl, legierter Stahl und Werkzeugstahl sind die wichtigstenArten von CNC-Stahl. Edelstahl wird dringend empfohlen, wenn Teile eine hohe Festigkeit, hohe Duktilität, hervorragende Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Darüber hinaus hat Edelstahl eine gute Verarbeitbarkeit und lässt sich leicht schweißen und polieren. Kohlenstoffarmer Stahl (kohlenstoffarmer Stahl) ist geeignet, wenn die Kosten eine wichtige Rolle spielen und die Anwendung für den allgemeinen Gebrauch bestimmt ist. Kohlenstoffstahl hat auch eine gute Schweißbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Legierter Stahl und TiSCO sind die Ausnahmen, wenn man eine höhere Härte, eine höhere Steifigkeit und Hitzebeständigkeit berücksichtigt.

Kupfer

Kupfer ist ein beliebtes CNC-Bearbeitungsmaterial mit einzigartigen Eigenschaften, einschließlich einer hervorragenden elektrischen und thermischen Leitfähigkeit. Aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit betrachten Produktingenieure Kupfer und seine Legierungen als ideal für elektrische und elektronische Bauteile. In ähnlicher Weise ist Kupferlegierung aufgrund ihrer hervorragenden Schönheit das perfekte CNC-Material für die Schmuckherstellung. Draht, Schmuckherstellung und magnetische Ausrüstung sind typische Anwendungen von Kupfer.
Messing, Bronze und Kupfer sind für die CNC-Bearbeitung von Werkstoffen unverzichtbar. Messing und Bronze sind gängige Kupferlegierungen mit einzigartigen Eigenschaften. Messing setzt sich aus Kupfer und Zink zusammen. Es ist ein sehr weiches Metall, das ohne Schmierung verarbeitet werden kann. Es hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit. Hersteller verwenden Messing häufig für Anwendungen, die keine hohe Festigkeit erfordern, wie z. B. die Herstellung von niedrigfesten Befestigungselementen, elektrischen Geräten, Konsumgütern und Rohrleitungsgeräten.
Bronze hingegen besteht aus Kupfer, Zinn und anderen Verbundstoffen. Es ist stark und langlebig und hat eine starke Korrosionsbeständigkeit. Bronze hat eine hervorragende Verarbeitbarkeit, die sich perfekt für die Bearbeitung von Präzisionsteilen wie Lagern und Zahnrädern eignet. Darüber hinaus kann die Zugabe von Aluminium und Phosphor die Schlagfestigkeit, Zähigkeit und Festigkeit von Bronze verbessern.

Titan

DasCNC-Metall ist sehr starkund leicht im Gewicht, mit einem hervorragenden Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Die Korrosionsbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Biokompatibilität von Titan machen es mit der CNC-Bearbeitung in der biomedizinischen Industrie kompatibel. Titan ist mit Schweiß-, Passivierungs- und Eloxalprozessen kompatibel, um das Aussehen und den Schutz zu verbessern. Obwohl Titan eine schlechte elektrische Leitfähigkeit aufweist, hat es eine gute Wärmeleitfähigkeit und einen hohen Schmelzpunkt.
Darüber hinaus eignet sich Titan gut für die Herstellung von mechanischen Hochleistungsteilen in der Medizin-, Militär-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie. Bemerkenswerter ist, dass Titan für die Herstellung von Schneidwerkzeugen fürCNC-Werkzeugmaschinen.

Kunststoff

Kunststoffe sind aufgrund ihrer großen Auswahl auch eine sehr beliebte Option für die CNC-Bearbeitung, einen relativ niedrigeren Preis und eine deutlich schnellere Bearbeitungszeit erforderlich. Je nach unterschiedlichen Eigenschaften und Verwendungszwecken werden Kunststoffe in viele Arten unterteilt, wie z. B. POM, ABS, PVC usw. Kunststoffe zeichnen sich durch geringe Dichte, hohe Festigkeit und starke Plastizität aus und werden häufig in der Elektronik, im Automobilbau, im Umweltschutz und in anderen Bereichen eingesetzt.

Keramik

Keramik ist ein weiteres gängiges nichtmetallisches Material mit den Vorteilen einer hohen Festigkeit, hohen Härte, hohen Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit. Unter ihnen sind Aluminiumoxidkeramiken, Siliziumnitridkeramiken, Siliziumkarbidkeramiken und andere Typen in der industriellen Fertigung, Elektronik, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen üblich.


Was sind die Vorteile des CNC-Fräsens?

Das CNC-Fräsen hat viele wesentliche Vorteile, deren Hauptvorteile in der folgenden Tabelle aufgeführt sind.

Vorteile Beschreibung
Hoher Automatisierungsgrad und Präzision Durch vorgefertigte Programme können CNC-Werkzeugmaschinen komplexe Bearbeitungsaufgaben automatisch ohne manuelle Eingriffe erledigen, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert und die Möglichkeit menschlicher Fehler verringert.
Hohe Flexibilität CNC-Systeme können sich durch einfache Programmieränderungen an unterschiedliche Produktdesigns anpassen und sind damit ideal für die diversifizierte Produktion in kleinen Serien.
Verbessern Sie die Produktionseffizienz Die CNC-Bearbeitung kann Mehrkoordinatenverknüpfungen durchführen und Teile mit komplexen Formen bearbeiten. Wenn die Form und Größe des Teils geändert werden müssen, muss nur das CNC-Programm geändert werden, wodurch die Zeit für die Produktionsvorbereitung gespart wird. Darüber hinaus laufen CNC-Maschinen oft während des gesamten Bearbeitungszyklus unbeaufsichtigt, was die Produktionseffizienz weiter verbessert.
Hohe Sicherheit Die meisten Vorgänge von CNC-Werkzeugmaschinen während der Bearbeitung sind automatisiert, wodurch der direkte Kontakt der Arbeiter mit gefährlichen Maschinen reduziert und die Sicherheit am Arbeitsplatz verbessert wird.
Breites Anwendungsspektrum Deckt die Luft- und Raumfahrt, den Automobilbau, medizinische Geräte, den Formenbau und andere Branchen ab.

Was sind die Nachteile des CNC-Fräsens?

Während das CNC-Fräsen viele wesentliche Vorteile hat, hat es auch einige Nachteile. In der folgenden Tabelle finden Sie eine detaillierte Zusammenfassung der Nachteile des CNC-Fräsens:

Benachteiligungen

Beschreibung
Hohe Qualitätsanforderungen an Bedienungs- und Wartungspersonal Obwohl die CNC-Bearbeitung geringere Qualitätsanforderungen an die Bediener stellt, stellt sie höhere technische Anforderungen an das Wartungspersonal.
Der Verarbeitungsweg ist schwer zu kontrollieren Der Bearbeitungsweg der CNC-Bearbeitung ist nicht so intuitiv wie bei gewöhnlichen Werkzeugmaschinen und erfordert bestimmte Fähigkeiten und Erfahrungen für die Programmierung und das Debuggen.
Unbequem zu reparieren Da CNC-Werkzeugmaschinen eine große Anzahl elektronischer und mechanischer Geräte integrieren, können Reparaturen nach einem Fehler komplex und schwierig sein.
Mögliche Verarbeitungsprobleme Einschließlich schlechter Oberflächengüte, Vibrationen oder Rattern, gebrochenen Werkzeugen, Teilen außerhalb des Toleranzbereichs, schlechter Maßgenauigkeit usw. Diese Probleme können durch verschiedene Faktoren wie Werkzeugverschleiß, falsche Schnittparameter, schlechte Steifigkeit der Werkzeugmaschine usw. verursacht werden.

Häufig gestellte Fragen

1.Wie funktioniert das CNC-Fräsen Schritt für Schritt?

DasDer CNC-Fräsprozess ist ein hochpräziserund automatisierter Fertigungsprozess, der üblicherweise zur Herstellung komplex geformter Teile aus einer Vielzahl von Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Holz verwendet wird. Im Folgenden stellt das Longsheng-Team den CNC-Fräsprozess Schritt für Schritt vor, einschließlich Design-Produktzeichnungen, Auswahl des Schneidwerkzeugs, Entwerfen des Schnittpfads, Einstellen der Werkzeugmaschinenparameter, Installieren des Werkstücks, Verarbeitungsvorgang, Verarbeitungsprüfung und Nachbearbeitungsschritte.

2.Wie funktioniert die CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist eine Technologiedie computergesteuerte Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Teilen verwendet. Sein Funktionsprinzip ähnelt dem CNC-Fräsen, wobei beide eine präzise Bearbeitung von Werkstücken durch präzise Programmierung und Werkzeugmaschinensteuerung erreichen. Der Unterschied besteht darin, dass die CNC-Bearbeitung ein breiteres Spektrum an Bearbeitungsmethoden abdeckt, wie z. B. Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen usw. Während derCNC-Bearbeitungsprozessmuss der Bediener entsprechend den Verarbeitungsanforderungen geeignete Werkzeugmaschinen, Werkzeuge und Bearbeitungsparameter auswählen und entsprechende Bearbeitungsprogramme zusammenstellen. Dann wird das Programm in das CNC-Gerät eingegeben, und der Computer steuert die Werkzeugmaschine für die automatische Bearbeitung.

3.Wie funktioniert der Fräsprozess?

Fräsen ist ein Zerspanungsverfahrenauf einer Fräsmaschine durchgeführt. Sein Funktionsprinzip besteht darin, dass sich das Werkzeug dreht und der Rohling oder das Werkstück fixiert wird. Während der Bearbeitung wird ein Klemmer verwendet, um den Rohling oder das Werkstück auf der Bearbeitungsplattform zu fixieren, und dann dreht die Spindel das Werkzeug, und das Werkzeug bewegt sich um die Richtungsachse, um den Rohling oder das Werkstück zu schneiden, das eine Vielzahl von Formen bilden kann. Die Fräsbearbeitung hat die Vorteile einer starken Anpassungsfähigkeit, einer guten Flexibilität und einer hohen Bearbeitungspräzision. Es eignet sich besonders für die Bearbeitung von flachen und unregelmäßigen Oberflächen mit komplexen Formen oder Merkmalen.

4.Wie funktioniert die CNC-Schleifmaschine?

Die CNC-Schleifmaschine ist eine computergesteuerte SchleifmaschineWird hauptsächlich zum Präzisionsschleifen von Werkstücken verwendet. Sein Funktionsprinzip ähnelt dem CNC-Fräsen, aber der Schleifprozess ist komplexer und filigraner. Beim CNC-Schleifprozess muss der Bediener die geeignete Schleifscheibe, die Schleifparameter und den Bearbeitungspfad entsprechend den Bearbeitungsanforderungen auswählen und das entsprechende Bearbeitungsprogramm zusammenstellen. Dann wird das Programm in das CNC-Gerät eingegeben, und der Computer steuert die Schleifmaschine für das automatische Schleifen. Durch eine präzise Schleifbahnplanung und Schleifscheibenwahl können CNC-Schleifmaschinen ein hochpräzises und qualitativ hochwertiges Schleifen von Werkstücken realisieren.

Zusammenfassung

Als hochpräzise, hocheffiziente fortschrittliche VerarbeitungstechnologieCNC-Fräsen spielt in der modernen Fertigung eine immer wichtigere Rolle. Der Arbeitsablauf umfasst hauptsächlich das Entwerfen von Produktzeichnungen, das Auswählen des Schneidwerkzeugs, das Entwerfen des Schnittpfads, das Einstellen der Werkzeugmaschinenparameter, das Installieren des Werkstücks, den Verarbeitungsvorgang, die Verarbeitungsprüfung und die Nachbearbeitungsschritte. Durch das Verständnis des Funktionsprinzips, der Hauptfunktionen und der Vorsichtsmaßnahmen für einen sicheren Betrieb können wir diese Technologie besser nutzen und die Produktionseffizienz und Verarbeitungsqualität verbessern. Ich hoffe, dass dieser Artikel Ihnen eine nützliche Referenz zum Verständnis des CNC-Fräsens bieten kann.

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Dieser Artikel wurde von mehreren Longsheng-Mitwirkenden verfasst. Longsheng ist eine führende Ressource im verarbeitenden Gewerbe mitCNC-Bearbeitung,Blechbearbeitung,3D-Druck,Spritzgießen,Stanzen von Metallund vieles mehr.

 

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Experte für Rapid Prototyping und Rapid Manufacturing

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