CNC-Drehen hat die Bearbeitung von Teilen erleichtert, die vor Jahrzehnten eine Herausforderung gewesen wären. Diese Technik ist präzise und sorgt für Konsistenz bei der Herstellung hochwertiger Teile. Es wird ein Briefpapier verwendet Schneidewerkzeug um Material von einem rotierenden Werkstück zu entfernen. Dadurch entstehen Bauteile unterschiedlicher Form und Größe, die strenge Spezifikationen und Toleranzen erfüllen.
Es ist von entscheidender Bedeutung, die Grundlagen des Präzisions-CNC-Drehens zu verstehen, um seine Vorteile zu maximieren und die Produktivität zu steigern. Dieser Artikel enthält alle Antworten auf Fragen zum CNC-Drehen. Es erläutert ausführlich den Herstellungsprozess des Drehens, die Arten von Vorgängen, die Sie verwenden können, und die Anwendungen von CNC-gedrehten Teilen in der Fertigungsindustrie.
Was ist CNC-Drehen?
CNC-Drehen ist ein subtraktiver Bearbeitungsprozess Dabei wird Material von einem Werkstück entfernt, das sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Das Werkstück wird an einem Spannfutter befestigt, das eine unterschiedliche Anzahl von Umdrehungen pro Minute ausführt. Wenn das Schneidwerkzeug mit dem rotierenden Werkstück in Kontakt kommt, entfernt es Material und formt die gewünschte Form. CNC-Drehmaschinen bearbeiten überwiegend zylindrische oder längliche Bauteile. Es können auch andere Formen wie Scheiben, Bildkegel, Sechsecke oder ein Mix davon hergestellt werden.
So bedienen Sie eine CNC-Drehmaschine
Der Herstellungsprozess beim Drehen ist unkompliziert. Es erfolgt in 4 Phasen
Erstellen eines CAD-Modells
Der erste Schritt beim CNC-Drehen besteht darin, mithilfe einer CAD-Software ein 2D- oder 3D-Modell des endgültigen Entwurfs zu erstellen. Es gibt viele Arten von Software, die man verwenden kann. SOLIDWORKS, Fusion 360 und AutoCAD sind am häufigsten. Es ist einfach, CAD-Modelle für einfache Designs vorzubereiten. Komplexere Designs erfordern jedoch die Dienste eines Experten.
Konvertierung in ein CNC-kompatibles Format
Der nächste Schritt besteht darin, das elektronische Design in eine Sprache umzuwandeln, die die Maschine versteht. Sie tun dies mit CAM-Software wie Mastercam, solidCAM oder CAMWorks. Die CAM-Software prüft, ob das Modell Fehler aufweist, gibt Anweisungen für das Drehwerkzeug und stellt die erforderlichen Maschinenparameter ein.
Bereiten Sie die CNC-Drehmaschine vor
Bevor Sie den Drehvorgang durchführen, müssen Sie die Maschine einrichten und konfigurieren. Trotz der Automatisierung spielt ein Bediener eine entscheidende Rolle bei der Vorbereitung der CNC-Drehmaschine. Um dies zu tun,
- Stellen Sie die Maschine ab und laden Sie das Werkstück auf das Spannfutter.
- Wählen Sie anschließend die Werkzeuge aus und befestigen Sie sie am Werkzeugrevolver.
- Kalibrieren Sie, indem Sie die Werkzeuge und das Werkstück richtig einstellen.
- Überprüfen und optimieren Sie notwendige Parameter.
- Laden Sie den CNC-Code hoch und bereiten Sie den Drehvorgang vor.
Hinweis: Eine niedrige Drehgeschwindigkeit und ein hoher Vorschub sind für eine grobe Form besser. Für glattere Oberflächen und Teile mit präzisen Toleranzanforderungen wählen Sie eine hohe Drehgeschwindigkeit und einen niedrigeren Vorschub.
Produzieren Sie die CNC-Drehteile
Jetzt ist es an der Zeit, Ihre Idee wieder zum Leben zu erwecken. Es gibt viele Drehoperationen, die man verwenden kann. Sobald Sie das Programm ausführen, läuft die Maschine kontinuierlich, bis das Programm beendet oder ausgeschaltet wird. Die Lade-, Schnitt- und Leerlaufzeit bestimmt die Drehzykluszeit. Möglicherweise müssen Sie die Maschine mehr als einmal laufen lassen. Dies hängt von der Komplexität des Teils ab.
Arten von CNC Drehoperationen
CNC-Drehbearbeitungsvorgänge können entweder intern oder extern erfolgen. Äußere Bearbeitungen wirken auf den Außendurchmesser des Werkstücks, während innere Bearbeitungen auf den Innendurchmesser wirken. Allerdings ist es schwieriger, interne Vorgänge durchzuführen. Dadurch bilden sich mehr Späne und es werden längere Werkzeuge benötigt.
Lassen Sie uns beide Kategorien von CNC-Operationen im Detail untersuchen
Außendrehoperationen (spezifisch)
Drehung
Beim Drehvorgang trägt das Werkzeug nach und nach Material entlang der Seite des Werkstücks ab, um den Außendurchmesser zu verringern. Dieser Vorgang kann entweder grob oder fertig sein. Beim Schruppdrehen sind die fertigen Teile präzise und weisen eine raue Oberflächengüte auf. Allerdings ist die Oberfläche des Endteils beim Fertigdrehen fein und glänzend. Darüber hinaus kann die Oberfläche des Drehteils mehrere Merkmale aufweisen. Es kann von Stufen und Verjüngungen bis hin zu Fasen und Konturen reichen.
Hartes Drehen
Hartdrehen ähnelt normalen CNC-Drehvorgängen. Experten reservieren es jedoch gehärtetem Stahl mit Härtewerten zwischen 58 Rc und 68 Rc. Der Einpunkt-Einsatz produziert präzise Teile, die den engen Toleranzen der Industrie entsprechen. Hartdrehen ist eine Alternative zum CNC-Schleifen. Im Vergleich zum Schleifen ist Hartdrehen effizienter, schneller und kostengünstiger.
Zugewandt
Oftmals ist ein Werkstück länger als es sein sollte. Ziel des Plandrehens ist es, die Länge eines Teils zu reduzieren. Beim Plandrehen steht das Ende des Werkstücks senkrecht zur Drehachse und bewegt sich gegen das Werkzeug. Durch diesen Vorgang wird das Teil geglättet und die gewünschte Länge erreicht.
Einstechen
Beim Nutenvorgang wird ein schmaler Schnitt in einem Werkstück erzeugt. Die Größe des Schnitts hängt von der Breite des Schneidwerkzeugs ab. Je breiter das Werkzeug ist, desto größer ist die Nut, die es erzeugen kann. Sehr große Rillen erfordern mehrere Durchgänge und eine längere Zeit. Beachten Sie, dass sich die Nut entweder außen oder auf der Oberfläche des Werkstücks befinden kann.
Abschied
Beim Abstechen fährt das Schneidwerkzeug radial seitlich in das Werkstück ein. Sobald es den Innendurchmesser oder Kern erreicht, trennt oder schneidet es einen Teil des Rohmaterials ab. Bei diesem Vorgang handelt es sich um Teile, die durch maschinelle Bearbeitung auf die erforderliche Form und Größe gebracht wurden.
Interne Drehoperationen (nicht spezifisch)
Bohren
Beim Bohren wird ein vorgebohrtes Werkstück über einen Einsatz gedreht. Während sich das Teil dreht, schneidet der Einsatz in die Kanten des Lochs, um verschiedene Merkmale zu erzeugen. Bohrvorgänge helfen dabei, kleinere Löcher zu erweitern, Löcher zu begradigen und zu maskieren Druckgussfehler.
Bohren
Beim Bohren werden mit einem Bohrer Löcher in ein Werkstück geschnitten, indem überschüssiges Material langsam entfernt wird. Die Größe des Bohrwerkzeugs bestimmt den Durchmesser des Lochs. Es ist wichtig, die CNC-Drehmaschine richtig zu kalibrieren, um Genauigkeit zu gewährleisten.
Threading
Für diesen Vorgang wird ein spezielles Verfahren verwendet Gewindeschneidwerkzeug mit einer Wendeschneidplatte, die sich axial entlang der Seite des Werkstücks bewegt. Dieses Werkzeug verfügt über ein 60-Grad-Spitzengeräusch, das Gewinde an Außenflächen schneidet. Die Fäden sind unterschiedlich lang und einige erfordern möglicherweise mehr als einen einzigen Durchgang.
Rändeln
Durch den Rändelvorgang auf einer CNC-Drehmaschine entstehen gemusterte Rillen auf einem Metallwerkstück. Diese gezackten Muster sind funktional, da sie die Griffigkeit verbessern. Es kann auch ästhetischen Zwecken dienen und das Erscheinungsbild eines Teils verbessern.
Reiben
Beim Reiben werden Spezialwerkzeuge verwendet, um vorgebohrte Löcher zu vergrößern und deren Oberflächengüte zu verbessern. Es ähnelt dem Bohren und Bohren. Es entfernt jedoch eine geringere Menge an Material und dient hauptsächlich als Nachbearbeitungstechnik.
Arten von CNC-Drehmaschinen
Sie können für Ihr Projekt vier große CNC-Drehmaschinentypen verwenden. Sie beinhalten
Horizontale Drehzentren
Es handelt sich um eine geschlossene Maschine, die eine horizontale Spindelachse verwendet. Während sich das Werkstück dreht, formt es das Schneidwerkzeug. Es eignet sich besser für längere und zylindrische Teile. Dieses CNC-Drehzentrum profitiert nicht von der Schwerkraft. Dadurch sammeln sich Späne rund um die Schneidwerkzeuge an und können nur schwer entfernt werden. Dieser Maschinentyp findet Anwendung bei der Herstellung von Präzisionswerkzeugen und kundenspezifischen Autoteilen.
Vertikale Drehzentren
Dabei befindet sich das Werkstück auf einer vertikalen Spindel. Das Schneidwerkzeug arbeitet auch vertikal, um das Teil nach oben oder unten zu bearbeiten. Dieser Typ eignet sich für komplexe Teile, da er zusätzliche Fräs- und Bohrfunktionen beinhaltet. Es wird häufig in strukturellen Anwendungen und bei der Erstellung von Prototypen für experimentelle Zwecke eingesetzt. Die vertikale Ausrichtung dieses Maschinentyps erleichtert die Späneentfernung und beschleunigt den Werkzeugwechsel.
Horizontaldrehmaschinen
Dabei wird das Werkstück parallel zum Boden platziert, da sich die Spindel in horizontaler Position befindet. Diese Maschine verfügt über eine geringe Tragfähigkeit und begrenzte Steifigkeit, wodurch sie für kleine bis mittelgroße Bauteile geeignet ist. Bei der Herstellung elektrischer Armaturen und medizinischer Geräte werden enge Toleranzen erreicht.
Vertikale Drehmaschinen
Im Gegensatz zu Horizontaldrehmaschinen befindet sich die Spindel hier in vertikaler Position. Es ist eine perfekte Option für Geschäfte mit begrenztem Platzangebot. Diese Maschine verfügt über eine hervorragende Tragfähigkeit und eignet sich daher für schwere Komponenten wie Schiffs- und Windkraftanlagenteile. Der vertikale Aufbau erhöht die Flexibilität der Bearbeitungsvorgänge und passt sich unterschiedlichen Platz- und Gewichtsanforderungen an.
Komponenten einer CNC-Drehmaschine
Um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen, ist es wichtig zu verstehen, wie jedes Teil einer CNC-Drehmaschine funktioniert. Im Folgenden werden CNC-Drehmaschinen als das identifiziert, was sie sind
Spindelstock
Der Spindelstock ist das Kraftpaket einer CNC-Drehmaschine. Es beherbergt die Spindel, die das Werkstück dreht. Der Spindelstock bewegt sich entlang der X-Achse und befindet sich auf der linken Seite der Maschine. Sie bestimmt den maximalen Werkstückdurchmesser, der bearbeitet werden kann.
Reitstock
Der Reitstock befindet sich am gegenüberliegenden Ende des Spindelstocks und bewegt die gleiche Achse. Seine Hauptaufgabe besteht darin, lange Werkstücke zu stützen und ein Durchbiegen zu verhindern.
Spindel
Experten bezeichnen die Spindel als das Rückgrat der CNC-Drehmaschine. Es fixiert und dreht das Werkstück. Die meisten Maschinen verfügen über eine einzige Spindel. Einige benötigen jedoch mehr als eine, um einen Bearbeitungsvorgang abzuschließen.
Futter
Das Spannfutter ist ein wichtiger Teil der Maschine, da es das Werkstück während der Bearbeitung festhält. Das Spannfutter ist am Spindelstock befestigt und wird von der Spindel gedreht. Bei der Drehung wird das Werkstück in die gleiche Richtung abgetragen.
Drehbett
Dies ist die Basis der Maschine, an der das Werkstück montiert wird. Es dient als Fundament, das andere Komponenten trägt und verbindet. Normalerweise verfügt es über Löcher, die der Maschinist zum Anbringen von Werkstückhaltevorrichtungen verwenden kann. Dadurch wird sichergestellt, dass das Werkstück an Ort und Stelle bleibt, um Fehler zu vermeiden.
Schlossschrauben
Der Schlitten montiert und steuert die Bewegung des Drehwerkzeugs. Es hält den Werkzeugrevolver hoch und führt ihn gegen das Werkstück. Die Hauptteile eines Schlittens sind der Turm, der Querschlitten und der Sattel. Der Schlitten bewegt sich relativ zum Werkstück entlang des Bettes.
Werkzeugturm
Werkzeugrevolver sind die Werkzeughalter. Sie können mehrere Werkzeuge gleichzeitig in der richtigen Reihenfolge aufbewahren. Dies ermöglicht einen schnellen Wechsel zwischen Schneidwerkzeugen und reduziert die Anzahl der Schritte, die zur Bearbeitung eines Teils erforderlich sind.
Systemsteuerung
Dies ist das Gehirn hinter allen CNC-Drehvorgängen. Das Bedienfeld interpretiert den G-Code und übersetzt ihn in Anweisungen. Es bestimmt die Position des Werkzeugs und ermöglicht dem Bediener die Anpassung von Programmen vor Beginn des Bearbeitungsprozesses.
Vorteile des CNC-Drehens
Der CNC-Drehprozess bietet viele Vorteile, darunter:
- Beim CNC-Drehen entstehen präzise Teile, da menschliche Fehler durch den Einsatz von CAD und CAD-Software vermieden werden.
- Drehzentren bieten Flexibilität in der Fertigung, da sie mit vielen Materialien und unterschiedlichen Teilegrößen kompatibel sind.
- CNC-Drehmaschinen sind effizient und schnell, sodass Teile ohne Qualitätseinbußen pünktlich auf den Markt kommen.
- Darüber hinaus ist das CNC-Drehen eine präzise Methode, da es die Konsistenz der Produktionschargen gewährleistet.
- Die Drehbearbeitung ist ein sicherer Prozess, da sie vollständig geschlossen ist und verhindert, dass Materialien herumfliegen.
Nachteile des CNC-Drehens
Trotz der zahlreichen Vorteile weist das CNC-Drehen einige Nachteile auf. Im Folgenden sind einige Nachteile des Herstellungsprozesses von Drehteilen aufgeführt
- Die Kosten für die Einrichtung und Wartung einer CNC-Drehmaschine sind hoch.
- Die CNC-Drehbearbeitung unterliegt Größenbeschränkungen und ist möglicherweise nicht in der Lage, sehr große Werkstücke aufzunehmen.
- Da es sich beim Drehvorgang um ein subtraktives Verfahren handelt, entsteht eine erhebliche Menge an Abfall.
Welche Materialien eignen sich am besten für das CNC-Drehen?
CNC-Drehen kann mit einer Vielzahl von Materialien arbeiten, um hochwertige Endteile zu erhalten. Unterschiedliche Materialien erfordern spezifische Überlegungen hinsichtlich Drehgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeugausstattung. Hier ist eine Aufschlüsselung einiger gängiger Präzisions-CNC-Drehmaterialien:
Metallindustrie
Die meisten CNC-gedrehten Teile bestehen aus Metallen, da sie hart sind und den Strapazen des Betriebs standhalten. Maschinenbauer verwenden häufig Messing, Aluminium, Titan und Stahl.
Kunststoffe
Kunststoffe wie Nylon, ABS, PTFE und Acryl finden beim CNC-Drehen Anwendung. Sie sind leicht, stabil und einfach zu bearbeiten.
Holz
Durch präzises CNC-Drehen können auch Holzmaterialien wie Walnuss, Eiche und Ahorn bearbeitet werden. Durch diesen Prozess entstehen detaillierte künstlerische Holzarbeiten mit einem makellosen Finish.
Glas
Obwohl Glas möglicherweise nicht so verbreitet ist wie andere Materialien, ist es für bestimmte CNC-Drehanwendungen machbar. Mit den richtigen Parametern ist es möglich, verschiedene Glasarten mit unterschiedlichen Dicken zu bearbeiten.
Wachs
Wachs findet Anwendung im Prototyping bei CNC-Drehverfahren. Es ist kostengünstig und lässt sich leicht durchschneiden, um Details herzustellen schnelle Prototypen.
Anwendungen des CNC-Drehens
Das CNC-Drehen ist ein wichtiger Prozess im Fertigungssektor. Fast alle zylindrischen und konisch geformten Teile sind das Ergebnis des Prozesses. In diesem Abschnitt werden einige Branchen kurz besprochen, die stark auf CNC-Drehen angewiesen sind
Luft- und Raumfahrtkomponenten
Das CNC-Drehen hat die Luft- und Raumfahrtindustrie revolutioniert. Es ist eine Methode von unschätzbarem Wert, da sie leichte Luft- und Raumfahrtkomponenten ohne Fehlertoleranz herstellt. Bei der Herstellung von Gewinden, Schrauben, Wellen, Verbindungsstiften und Muttern nutzen Hersteller die Drehbearbeitung.
Autoteile
Die Drehbearbeitung spielt in der Automobilindustrie eine entscheidende Rolle. Es ist wiederholbar, beschleunigt die Produktion und steigert den Umsatz. CNC-Drehmaschinen sind nützlich bei der Herstellung von Autoteilen wie Zylinderblöcken und Armaturenbrettkomponenten.
Elektronische Industrie
Da keine speziellen Werkzeuge erforderlich sind, hilft das CNC-Drehen dabei, Teile in der Elektronikindustrie innerhalb kurzer Zeit herzustellen. Es ist sowohl mit Metallen als auch mit Kunststoffen kompatibel, um elektronische Studienkomponenten herzustellen.
Öl-und Gasindustrie
Präzisions-CNC-Drehen hilft bei der Herstellung, Reparatur und Wartung von Teilen schwerer Maschinen in der Öl- und Gasindustrie. Es ist die zuverlässigste und präziseste Methode bei der Herstellung von Teilen wie Bolzen, Kolben, Stangen und Zylindern.
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Schlussfolgerung
Das CNC-Drehen ist im Fertigungsgeschäft von entscheidender Bedeutung und bietet Präzision und Vielseitigkeit für eine Vielzahl von Komponenten. In diesem Artikel wurden die verschiedenen verfügbaren Drehmaschinentypen, CNC-Drehvorgänge sowie deren Vor- und Nachteile erläutert. Bitte kontaktieren Sie mich wenn Sie Fragen zu CNC-Bearbeitung haben.
FAQs
Was sind die wichtigsten Parameter beim CNC-Drehen?
Einige Parameter bestimmen das Ergebnis und die CNC-Drehoperationen. Dazu gehören Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe, Werkzeuggeometrie, Kühlmittelfluss und Spindeldrehzahl.
Welche Werkzeuge werden beim CNC-Drehen verwendet?
Gängige Werkzeuge beim CNC-Drehen sind Drehmeißel, Bohrstangen, Stechmesser, Gewindeschneidwerkzeuge und Reibahlen.
Wie viel kostet das CNC-Drehen?
Die Kosten für die Anschaffung und Einrichtung einer CNC-Drehanlage variieren. Es deckt die Kosten ab, die durch Maschinen, Softwaretools, Werkzeugkosten, Energieverbrauch und Arbeitskosten entstehen.
Wie sind CNC-Drehen und Fräsen im Vergleich?
Obwohl Drehen und Fräsen beliebte CNC-Bearbeitungstechniken sind. Trotz ihrer Ähnlichkeiten unterscheiden sie sich in vielerlei Hinsicht. Beim CNC-Fräsen ist es das Schneidwerkzeug, das rotiert, um ein stationäres Werkstück zu formen. Dadurch ist es ideal für unregelmäßige und flache Oberflächen.
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