12 Tipps zur CNC-Bearbeitung und was CNC-Bearbeitung ist

 

CNC-Bearbeitung, auch bekannt als Computer Numerical Control (CNC)-Bearbeitung, bezieht sich auf die Verwendung von CNC-Werkzeugen zur Bearbeitung. Da die CNC-Bearbeitung durch ein Computerprogramm gesteuert wird, bietet sie mehrere Vorteile: stabile Bearbeitungsqualität, hohe Bearbeitungsgenauigkeit, hohe Wiederholbarkeit, die Fähigkeit, komplexe Formen zu bearbeiten, und hohe Bearbeitungseffizienz. In der praktischen Bearbeitung können menschliche Faktoren und Betriebserfahrung die endgültige Qualität der bearbeiteten Teile erheblich beeinflussen. Im Folgenden sehen wir uns zwölf wertvolle Tipps an, die von einem erfahrenen CNC-Bearbeitungsexperten mit zehn Jahren Erfahrung zusammengefasst wurden.

 

 

 

IWie werden CNC-Bearbeitungsprozesse unterteilt?

 

CNC-Bearbeitungsprozesse können im Allgemeinen nach folgenden Methoden unterteilt werden:

 

1. Abteilung Werkzeugbasierte Prozesse:Gruppieren Sie Prozesse nach den verwendeten Werkzeugen. Stellen Sie alle Teile fertig, die mit demselben Werkzeug bearbeitet werden können, bevor Sie zum nächsten Werkzeug wechseln. Dies reduziert die Anzahl der Werkzeugwechsel, minimiert Leerlaufzeiten und reduziert unnötige Positionierungsfehler.

 

2. Bearbeitungsbereichsbasierte Prozessaufteilung:Teilen Sie bei Teilen mit umfangreichem CNC-Bearbeitungsanteil die Bearbeitungsbereiche anhand struktureller Merkmale auf, z. B. Innenformen, Außenformen, gekrümmte Oberflächen oder Ebenen. Bearbeiten Sie in der Regel zuerst Ebenen und Referenzflächen und dann Löcher. Bearbeiten Sie einfache geometrische Formen vor komplexen und bearbeiten Sie Bereiche, die eine geringere Präzision erfordern, vor Bereichen, die eine höhere Präzision erfordern.

 

3. Abteilung für Vor- und Fertigbearbeitung:Bei Teilen, die bei der CNC-Bearbeitung zu Verformungen neigen, trennen Sie die Grob- und Feinbearbeitung, um eine Korrektur der Verformungen zu ermöglichen. Stellen Sie sicher, dass die Prozessaufteilung die Struktur und Herstellbarkeit des Teils, die Maschinenfunktionen, die Anzahl der CNC-Bearbeitungsvorgänge, die Anzahl der Installationen und die Produktionsorganisation berücksichtigt.

 

IIGrundsätze für die Anordnung von CNC-Bearbeitungssequenzen

 

Die Reihenfolge sollte auf Grundlage der Struktur des Teils und des Zustands des Rohlings unter Berücksichtigung der erforderlichen Positionierung und Klemmung bestimmt werden, wobei die Aufrechterhaltung der Steifigkeit des Werkstücks im Mittelpunkt steht. Befolgen Sie im Allgemeinen diese Grundsätze:

 

1. Stellen Sie sicher, dass der vorhergehende Prozess die Positionierung und Klemmung nachfolgender Prozesse nicht beeinträchtigt.

2. Priorisieren Sie die Bearbeitung innerer Formen und Hohlräume vor der Bearbeitung äußerer Formen.

3. Verbinden Sie Prozesse mit denselben Positionierungs- und Spannmethoden oder demselben Werkzeug, um die Neupositionierungs- und Werkzeugwechselzeiten zu reduzieren.

4. Bei mehreren Prozessen in einer Aufspannung muss die Reihenfolge so gestaltet sein, dass die Steifigkeit des Werkstücks möglichst wenig beeinträchtigt wird.

 

Drittes KapitelZu beachtende Punkte bei der Festlegung von Werkstückspannmethoden

 

Bei der Festlegung des Referenz- und Klemmschemas ist folgendes zu beachten:

 

1. Stellen Sie sicher, dass Design-, Prozess- und Programmierreferenzen einheitlich sind.

2. Minimieren Sie die Anzahl der Spannvorgänge, um alle Flächen nach einer Positionierung bearbeiten zu können.

3. Vermeiden Sie Schemata, die manuelle Anpassungen erfordern.

4. Stellen Sie sicher, dass die Vorrichtungen geöffnet sind und dass ihre Positionierungs- und Klemmmechanismen die CNC-Bearbeitungsvorgänge nicht beeinträchtigen.

 

IVWie bestimmt man einen sinnvollen Werkzeugeinstellpunkt?

 

1. Der Werkzeugeinstellpunkt kann auf dem Werkstück liegen, muss aber auf einer Referenz oder einem fertigen Teil liegen. Wenn der Werkzeugeinstellpunkt im ersten Prozess zerstört wird, legen Sie eine relative Werkzeugeinstellposition fest, die eine feste dimensionale Beziehung zur Referenz beibehält. Diese relative Position hilft dabei, den ursprünglichen Werkzeugeinstellpunkt basierend auf ihren relativen Positionen zu finden.

 

Grundsätze für die Wahl des Werkzeug-Einstellpunkts:

1) Einfache Ausrichtung:Stellen Sie sicher, dass der Werkzeugeinstellungspunkt eine einfache Ausrichtung ermöglicht.

2) Programmierkomfort:Wählen Sie einen Punkt, der den Programmiervorgang vereinfacht.

3) Minimaler Werkzeugeinstellungsfehler:Stellen Sie sicher, dass der Punkt mögliche Fehler bei der Werkzeugeinstellung minimiert.

4)Einfache Inspektion:Die Spitze soll eine einfache und sichere Kontrolle während der Bearbeitung ermöglichen.

 

2. Der Ursprung des Werkstückkoordinatensystems wird vom Bediener nach dem Einspannen des Werkstücks durch die Werkzeugeinstellung festgelegt. Dieser Ursprung spiegelt die Entfernung und Positionsbeziehung zwischen dem Werkstück und dem Nullpunkt der Maschine wider. Nach der Festlegung bleibt das Werkstückkoordinatensystem im Allgemeinen unverändert. Das Werkstückkoordinatensystem und das Programmierkoordinatensystem müssen einheitlich sein, d. h. sie sollten während der Bearbeitung konsistent sein.

 

V Wie wählt man den Werkzeugpfad?

 

Der Werkzeugweg bezeichnet die Bahn und Richtung des Werkzeugs relativ zum Werkstück bei der CNC-Bearbeitung. Die rationale Auswahl des Bearbeitungswegs ist entscheidend, da er sich direkt auf die Präzision und Oberflächenqualität des bearbeiteten Teils auswirkt. Beachten Sie bei der Festlegung des Werkzeugwegs die folgenden Punkte:

 

1. Stellen Sie sicher, dass die Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit des Teils erfüllt sind.

2. Erleichtert numerische Berechnungen und reduziert den Programmieraufwand.

3. Suchen Sie nach dem kürzesten CNC-Bearbeitungsweg, um Leerlaufzeiten zu minimieren und die Effizienz der CNC-Bearbeitung zu steigern.

4. Minimieren Sie die Anzahl der Programmsegmente.

5. Stellen Sie nach der CNC-Bearbeitung sicher, dass die Rauheitsanforderungen der Werkstückkonturoberfläche eingehalten werden. Die endgültige Kontur sollte im letzten Durchgang kontinuierlich bearbeitet werden.

6. Überlegen Sie sich genau, welche Ein- und Austrittswege das Werkzeug hat, um Werkzeugspuren durch das Anhalten des Werkzeugs an der Kontur zu minimieren und ein vertikales Eindringen in die Konturoberfläche zu vermeiden, da dies das Werkstück zerkratzen kann.

 

VI Wie kann ich die CNC-Bearbeitung überwachen und anpassen?

 

Nachdem die Ausrichtung und das Programmdebuggen abgeschlossen sind, beginnt die Phase der automatischen Bearbeitung. Während der automatischen Bearbeitung müssen die Bediener den Schneidvorgang überwachen, um abnormales Schneiden zu verhindern, das die Werkstückqualität beeinträchtigen und andere Probleme verursachen könnte. Die Überwachung während des Schneidvorgangs berücksichtigt hauptsächlich die folgenden Aspekte:

 

1. Überwachung des Schruppbearbeitungsprozesses:Konzentrieren Sie sich auf die schnelle Entfernung überschüssigen Materials von der Werkstückoberfläche. Überwachen Sie während der automatischen Bearbeitung die Schnittlast mithilfe des Lastmessers und passen Sie die Schnittparameter entsprechend der Kapazität des Werkzeugs an, um die Maschineneffizienz zu maximieren.

 

2. Schnittgeräuschüberwachung:Zu Beginn des Schneidens sollte das Geräusch stabil, kontinuierlich und leicht sein, was auf einen reibungslosen Maschinenbetrieb hinweist. Wenn sich das Schneidgeräusch ändert und auf Instabilität aufgrund von harten Stellen im Werkstück, Werkzeugverschleiß oder unsachgemäßer Klemmung hinweist, passen Sie die Schneidparameter an. Wenn das Problem weiterhin besteht, halten Sie die Maschine an und überprüfen Sie Werkzeug und Werkstück.

 

3. Überwachung des Endbearbeitungsprozesses:Stellen Sie Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität sicher. Achten Sie auf Aufbaukanteneffekte auf der Oberfläche, Überschnitte an Ecken und Probleme beim Werkzeugrückzug. Passen Sie die Kühlmittelposition an, um die bearbeitete Oberfläche kühl zu halten, und beobachten Sie die Oberflächenqualität, um die Schnittparameter nach Bedarf anzupassen. Wenn die Probleme weiterhin bestehen, überprüfen Sie, ob das Programm sinnvoll ist. Vermeiden Sie Pausen während des Schneidens, um Werkzeugspuren durch plötzliche Spindelstopps zu vermeiden.

 

4.Werkzeugüberwachung:Die Werkzeugqualität beeinflusst maßgeblich die Werkstückqualität. Überwachen Sie Werkzeugverschleiß und -schäden mithilfe von Tonüberwachung, Schnittzeitkontrolle, Pauseninspektionen und Oberflächenanalyse. Ein rechtzeitiges Werkzeugmanagement ist entscheidend, um Qualitätsprobleme durch unbehandelten Werkzeugverschleiß zu vermeiden.

 

VII. Wie wählt man Bearbeitungswerkzeuge sinnvoll aus?

 

1. Flachfräsen:Verwenden Sie nicht nachschleifbare Schaftfräser oder Planfräser aus Hartmetall. Verwenden Sie für allgemeine Fräsarbeiten das Schneiden in zwei Durchgängen; grobes Fräsen mit einem Schaftfräser entlang der Werkstückoberfläche, wobei jeder Durchgang 60 %-75 % des Werkzeugdurchmessers abdeckt.

2. Schaftfräser und Schaftfräser mit Hartmetalleinsätzen:Verwenden Sie diese zum Bearbeiten von Vorsprüngen, Nuten und Taschenoberflächen.

3. Kugelkopf- und Rundkopfwerkzeuge:Wird für gekrümmte Oberflächen und Profile mit variablen Winkeln verwendet, mit Kugelkopfwerkzeugen hauptsächlich für die Vorschlicht- und Schlichtbearbeitung und mit Rundkopfwerkzeugen mit Hartmetalleinsätzen zum Schruppen.

 

VIII Welche Rolle spielt das Bearbeitungsprogrammblatt? Was sollte es enthalten?

 

1. Das Bearbeitungsprogrammblatt ist Teil der Gestaltung des CNC-Bearbeitungsprozesses und dient als Richtlinie für Bediener. Es erläutert Programminhalte, Klemmung, Positionierungsmethoden, Werkzeugauswahl und wichtige Überlegungen.

 

2. Es sollte enthalten: Zeichnungs- und Programmdateinamen, Werkstückname, Spanndiagramm, Programmname, in jedem Programm verwendete Werkzeuge, maximale Schnitttiefe, Art der Bearbeitung (grob oder fein) und theoretische Bearbeitungszeit.

 

IX Welche Vorbereitungen sollten vor der CNC-Programmierung getroffen werden?

 

Nach der Festlegung des Bearbeitungsprozesses sollte vor der Programmierung Folgendes klar sein:

 

1. Methode zum Spannen des Werkstücks.

2. Werkstückrohlinggröße zur Bestimmung des Bearbeitungsbereichs oder ob mehrere Aufspannungen erforderlich sind.

3. Werkstückmaterial, um geeignete Werkzeuge auszuwählen.

4. Verfügbare Werkzeuge im Inventar, um Programmänderungen während der Bearbeitung zu vermeiden. Wenn bestimmte Werkzeuge erforderlich sind, bereiten Sie diese im Voraus vor.

 

X Was sind die Grundsätze zum Festlegen sicherer Höhen beim Programmieren?

 

Die Sicherheitshöhe sollte grundsätzlich über der höchsten Fläche der Inseln liegen bzw. der Programmiernullpunkt auf der höchsten Fläche gesetzt werden, um die Gefahr einer Werkzeugkollision zu minimieren.

 

XI Warum ist nach der Generierung des Werkzeugpfads eine Nachbearbeitung erforderlich?

 

Verschiedene Maschinen erkennen unterschiedliche Adresscodes und NC-Programmformate. Die Wahl des richtigen Post-Processing-Formats für die Maschine stellt sicher, dass das generierte Programm ordnungsgemäß ausgeführt werden kann.

 

XII Was ist DNC-Kommunikation?

 

Programme können über CNC oder DNC übertragen werden. Bei CNC werden Programme mithilfe von Medien (z. B. Disketten, Bandlesegeräte, Kommunikationsleitungen) in den Speicher der Maschine übertragen und vom Speicher aus ausgeführt. Aufgrund der Speicherkapazitätsbeschränkungen verwenden große Programme DNC, wobei die Maschine während der Bearbeitung direkt vom Steuercomputer liest, unbeeinflusst von Speichergrößenbeschränkungen.

 

1. Schnittparameter:Die drei Schlüsselelemente sind Schnitttiefe, Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit. Das allgemeine Prinzip ist flacher Schnitt und schneller Vorschub.

 

2.Werkzeugmaterialien:Unterteilt in gewöhnlichen Schnellarbeitsstahl, beschichtete Werkzeuge (z. B. titanbeschichtet) und legierte Werkzeuge (z. B. Wolframkarbid, kubisches Bornitrid).