CNC-Präzisionsbearbeitung erklärt: Vorteile und praktische Anwendungen

„Die CNC-Bearbeitung ist präziser als herkömmliche Methoden zur Herstellung maßgeschneiderter Komponenten mit höherer Maßgenauigkeit und Konsistenz.“

Die meisten modernen Industrien verwenden Hochpräzise CNC-Bearbeitung um kundenspezifische Teile herzustellen, die spezielle Anforderungen erfüllen. Genauigkeit ist für verschiedene Anwendungen erforderlich, und deshalb besteht die Notwendigkeit, Teile herzustellen, die eine geringe Fehlertoleranz aufweisen. 

Die CNC-Präzisionsbearbeitung ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen mithilfe computergesteuerter Programme. Sie umfasst verschiedene Methoden und Materialien, weshalb ein umfassendes Verständnis unerlässlich ist, um optimale Ergebnisse bei der Projektdurchführung zu erzielen. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf den Präzisionsbearbeitungsprozess, die verschiedenen Werkzeugmaschinentypen, ihre Vorteile und Anwendungsbereiche. präzisionsbearbeitete Teile Bitte lesen Sie weiter, um nützliche Informationen von Experten zu erhalten.

Was ist CNC-Präzisionsbearbeitung?

Präzisions-CNC-Bearbeitung

CNC-Präzisionsbearbeitung bedeutet computergesteuerte Präzisionsbearbeitung. Präzisionsbearbeitung ist ein Prozess des Schneidens und Formens von Materialien, um Produkte durch Materialentfernung gemäß den Konstruktionsvorgaben von CAD oder CAM herzustellen. Dieser Prozess wird in verschiedenen Produktionszweigen angewendet und kann mit verschiedenen Materialarten verwendet werden. 

CNC-Bearbeitungsprozess 

Bevor überhaupt ein Produkt entwickelt wird, wird mithilfe von CAD oder CAM ein sehr detailliertes 3D-Modell erstellt. Diese unterstützen die Steuerung des Präzisionsbearbeitungsprozesses zur Nachbildung des Produkts. Die Bearbeitung wird zur Herstellung von Teilen für Spielzeuge, medizinische Geräte, Autos, Raumschiffe und zahlreiche andere Produkte eingesetzt. 

Das CNC-Bearbeitungsprozess umfasst unter anderem Schneiden, Fräsen, Drehen und Funkenerosion. Obwohl der Prozess vollautomatisch abläuft, überwachen erfahrene Bediener den Prozess, um sicherzustellen, dass die Produkte von guter Qualität sind. CAD ist der Prozess des Produktdesigns, während CAM der Prozess ist, bei dem das Design zur Erstellung von Fertigungsanweisungen verwendet wird. Diese Anweisungen werden dann von einem Postprozessor in eine Form umgewandelt, die von einer CNC-Maschine verstanden werden kann. Maschinisten verwenden diese Anweisungen dann, um die CNC-Maschine zu laden, damit die Produktion beginnen kann. 

Hochpräzise CNC-Bearbeitungstoleranzen

Toleranzen sind von Bedeutung in Hochpräzise CNC-Bearbeitung. Obwohl CNC-Präzisionsbearbeitungswerkzeuge bei ihrer Arbeit sehr genau sind, können sie keine perfekte Übereinstimmung mit den tatsächlichen Abmessungen der CAD-Blaupause bieten. Hier kommen Toleranzen ins Spiel. Toleranz wird als die akzeptable Abweichung von der festgelegten Standardgröße eines Teils der Maßgenauigkeit beschrieben. Der Grad der Toleranz wird durch die Anzahl der Dezimalstellen im Toleranzwert bestimmt, die das Maß der Toleranz angeben.  

Arten von Toleranzmessungen

Lassen Sie uns über Toleranzmessmethoden in der Präzision sprechen CNC Dienstleister;

Einseitige Toleranzmessung: Die Toleranz ist nur auf einer Seite des Nennwerts zulässig. Wenn eine Welle beispielsweise 20 mm groß sein soll, kann sie höchstens verkleinert werden, um Platz für ein Lager zu schaffen. 

Grenztoleranzen: Der Toleranzwert wird normalerweise mit einem Intervall angegeben. Beispielsweise muss eine Welle einen Nenndurchmesser von 15 mm und eine Toleranzgrenze von 15 + 0.05 mm und – 0.05 mm haben. 5 mm liegt in der Grenztoleranzkategorie. 

Bilaterale Toleranzen: Was die Abweichung betrifft, ist die bilaterale Toleranz die Abweichung vom Nennwert und kann entweder positiv oder negativ sein und wird in Form von +/- Werten gemessen. Beispielsweise kann ein Teil mit einer Abmessung von 25 mm und einer Toleranz von +/- 0.05 mm eine Endabmessung zwischen 24.95 mm und 25.05 mm haben. 

Die in jedem Teil zu verwendende Toleranz muss richtig bestimmt werden. Nicht alle Teile müssen sehr nah beieinander liegen, aber die Strukturelemente, die mit anderen Teilen in Kontakt stehen, müssen so nah wie möglich beieinander liegen, um Abstand zu wahren. 

Das CNC-Bearbeitungstoleranz ist bei der Präzisionsbearbeitung von entscheidender Bedeutung, da es zur Kostenkontrolle und Zeitersparnis im Herstellungsprozess beiträgt. Daher ist es keine einfache Aufgabe, das richtige Toleranzniveau zu erreichen, da es Geschick und Zeit erfordert. Die Toleranzen herkömmlicher CNC-Maschinen liegen normalerweise in der Größenordnung von 0.005 Zoll, einige der hochentwickelten Maschinen können jedoch auf 0.002 Zoll genau sein. Daher ermöglicht die Anwendung von Toleranzen die Herstellung von Teilen mit der erforderlichen Genauigkeit und den notwendigen Funktionseigenschaften.

Arten von Präzisions-CNC-Werkzeugmaschinen

Bei der Präzisions-CNC-Bearbeitung werden verschiedene Methoden eingesetzt, um die Herstellung hochwertiger Teile zu gewährleisten. Jede dieser Techniken erfordert den Einsatz unterschiedlicher Geräte, damit die Ergebnisse genau sind. Einige der Verfahren erfordern möglicherweise den Einsatz einer einzigen CNC-Maschine, während andere den Einsatz mehrerer Maschinen erfordern, um die besten Ergebnisse zu erzielen. 

1. CNC-Fräsmaschinen 

CNC-Fräsmaschinen sind Kleinserien-CNC-Bearbeitung Verfahren zum Schneiden oder Formen von Materialien, die sich nicht bewegen, mithilfe eines rotierenden Fräsers. Sie werden hauptsächlich bei der Herstellung von plangefrästen und peripher gefrästen Teilen verwendet. Plangefräste Merkmale sind glatt und flach und weisen andere kleine und schmale Hohlräume auf, und peripher gefräste Merkmale sind tief, wie Gewinde und Schlitze. Diese Maschinen werden bei der Herstellung quadratischer und rechteckiger Komponenten mit Merkmalen verwendet. 

2. Die Drehzentren und Drehmaschinen 

Drehen ist ein Mikrobearbeitung Vorgang, bei dem das Material stationär gehalten wird und die Schneidwerkzeuge auf einer rotierenden Spindel montiert sind. Die Schneidwerkzeuge bewegen sich parallel zum Drehstangenmaterial und entfernen Material bis zum gewünschten Durchmesser und anderen Eigenschaften. CNC-Schweizer Drehmaschinen sind eine Unterkategorie von CNC-Drehmaschinen, die dem Werkstück mehr Halt bieten und somit Teile mit höherer Genauigkeit produzieren. Diese Maschinen werden verwendet, um Außen- und Innenmaße wie Bohrungen, Reiblöcher, Gewinde und Schlitze herzustellen und sind daher für Bolzen, Schrauben, Wellen usw. geeignet. 

3. CNC-Bohrmaschinen 

CNC-Präzisionsbohren 

CNC-Bohrmaschinen erfordern die Verwendung eines rotierenden Bohrers, um kreisförmige Löcher in das Material zu bohren. Diese Maschinen verwenden Mehrpunktwerkzeuge, um die Wahrscheinlichkeit des Kontakts von Spänen mit Werkstücken zu verringern und so die Bearbeitung von Löchern zu erleichtern. Zu den Bohrern, die bei der CNC-Präzisionsbearbeitung verwendet werden, gehören Anbohrer zum Bohren von flachen Löchern, Bohrmaschinen für spezielle Zwecke, Schraubmaschinenbohrer für Löcher, die nicht vorgebohrt wurden, Spannreibahlen zum Vergrößern der Löcher und Lochsägen zum Minimieren der Spanbildung. 

4. Funkenerosionsmaschinen (EDM) 

EDM-Präzisionsbearbeitung

EDM ist ein Verfahren, bei dem Material durch elektrische Funken entfernt wird, die vom Bediener gesteuert werden. Andere verwandte Begriffe sind Funkenerosion, Funkenbearbeitung, Senkerodieren oder Drahtbrennen. Bei diesem Verfahren wird das Werkstück mit einem Elektrodendraht in Kontakt gebracht. Die Maschine erzeugt Elektrizität und dies wiederum erzeugt Wärme, die zum Schmelzen des Materials verwendet wird. Eine Elektrolytflüssigkeit reinigt das geschmolzene Material und verleiht ihm die gewünschte Form. EDM ist am effektivsten beim Erstellen von Mikro- und kleinen, komplizierten Lochschlitzen und Merkmalen in einem Winkel auf schwierigen Materialien. 

5. CNC-Plasmaschneidmaschinen 

Präzises CNC-Plasmaschneiden

CNC-Plasmaschneidmaschinen verwenden Hochleistungsplasmabrenner zum Schneiden der Materialien, und der Betrieb des Brenners wird von einem Computer automatisiert. Er ist in der Lage, ein Plasma mit Temperaturen über 50,000 °F zu erzeugen, um das Werkstück zu sintern und die Schnitte auszuführen. Diese Maschinen benötigen Materialien mit elektrischer Leitfähigkeit wie Stahl, Aluminium, Edelstahl, Kupfer und Messing. 

6. CNC-Präzisionsschleifmaschinen 

CNC-Präzisionsschleifen 

In Fällen, in denen eine Oberflächengüte erforderlich ist, sind Präzisionsschleifmaschinen wie die CNC-Präzisionsschleifmaschinen nützlich. Diese Schleifmaschinen sind nützlich, um ein hohes Maß an Genauigkeit und eine glatte Oberfläche des zu bearbeitenden Materials zu erreichen. In der Vergangenheit wurden CNC-Drehmaschinen und -Fräsen typischerweise verwendet, um raue Oberflächen zu erzeugen, während Präzisionsschleifmaschinen zum Veredeln der Oberflächen verwendet wurden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Endprodukt die richtige Oberflächenrauheit aufweist, die für das Produkt erforderlich ist.

Anwendungen der CNC-Präzisionsbearbeitung

Präzisionsschneiden wird häufig in der Fertigung eingesetzt, da es flexibel, kostengünstig und zeitsparend ist. Diese Technologie findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter: 

Medizintechnik 

Der medizinische Bereich ist ein expandierender Sektor und es besteht immer die Herausforderung, neue Geräte zu entwickeln und die vorhandenen in großen Mengen herzustellen. Der wichtigste Faktor bei der Herstellung von Produkten wie Orthesen, Sicherheitsgehäusen, Implantaten, MRT-Geräten und Forschungsinstrumenten ist hohe Genauigkeit. 

Automobilindustrie 

Das tun Automobilhersteller immer und integrieren neue Funktionen in die späteren Modelle ihrer Autos. Damit diese Funktionen jedoch in die Fertigungslinie integriert werden können, werden Prototypen von CNC-gefrästen Teilen entwickelt, die den spezifischen Anforderungen entsprechen. Durch Präzisionsbearbeitung werden auch Teile für andere Transportmittel hergestellt, darunter Schiffe und Lastwagen. 

Luft-und Raumfahrtindustrie 

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist sehr sensibel, was die darin verwendeten Teile betrifft, da eine kleine Änderung großen Schaden anrichten kann. Die maschinelle Bearbeitung ist bei der Entwicklung einiger Teile von Luft- und Raumfahrzeugen wie Fahrwerksöffnungen, Buchsen, Verteilern und Tragflächen von entscheidender Bedeutung. 

Militär- und Verteidigungsindustrie 

Da verschiedene Länder neue Munitions- und Verteidigungssysteme entwickeln, ist es notwendig, solche Konzepte durch CNC-Bearbeitung umzusetzen. Bei diesem Verfahren werden Komponenten für Flugzeuge, Transport, Kommunikation und Munition entwickelt.  

Einzigartige Vorteile der hochpräzisen CNC-Bearbeitung 

Der Einsatz hochpräziser CNC-Maschinen in der Fertigung bietet zahlreiche Vorteile: Folgende Vorteile können durch den Einsatz hochpräziser CNC-Maschinen in der Fertigung erzielt werden: 

Kosteneffizienz 

CNC-Bearbeitung ist relativ billiger, insbesondere wenn es um die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen geht. In der Anfangsphase ist es billiger als Spritzguss, da letzterer die Verwendung teurer Formen erfordert. 

Erhöhte Produktionsgeschwindigkeit 

CNC-Maschinen arbeiten schneller als Spritzgussmaschinen. Mit der CNC-Bearbeitung können die Teile in Wochen hergestellt werden, während beim Spritzguss die Konstruktion und Entwicklung der Form Monate dauern kann.

Verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit 

Einige Bereiche erfordern sehr enge Passungen, die mit den üblichen Verfahren der Materialentfernung nicht erreicht werden können. CNC-Bearbeitung ist präzise und es ist einfach, viele gleiche Teile auf einmal herzustellen, und alle sind gleich gut. Diese Wiederholbarkeit stellt sicher, dass alle Teile von gleicher Qualität sind, und das ist in Branchen, die hohe Standards erfordern, sehr wichtig. 

Vielseitige Anwendungen 

Diese Art der Bearbeitung ist recht allgemein und kann auf eine Vielzahl von Materialien wie Metalle und Kunststoffe der neuen Generation angewendet werden. Diese Vielseitigkeit hilft verschiedenen Branchen, spezifische Lösungen für den Markt bereitzustellen. Der andere Vorteil für die Entwicklung eines positiven Rufs bei den Kunden der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Schifffahrts- und anderer Branchen ist die Fähigkeit, die Einhaltung der Toleranzen mit hoher Genauigkeit sicherzustellen. 

Gleichbleibende Teilequalität 

CNC-Präzisionsbearbeitung ist sehr vorteilhaft, da Abweichungen bei manuellen Vorgängen auftreten und eliminiert werden. Die Anwendung computergestützter Software und der geringe Wartungsaufwand garantieren, dass selbst komplizierte Teile nach den erforderlichen Spezifikationen hergestellt werden, die die Kunden zufriedenstellen.   

Bei der CNC-Präzisionsbearbeitung verwendete Materialarten

Die CNC-Präzisionsbearbeitung ist auch bei der Anwendung auf verschiedene Materialien flexibel und schnell, obwohl alle je nach Projekt ausgewählt werden. Dieses Verfahren kann mit hoher Genauigkeit auf Metalle und Kunststoffe angewendet werden und ist gleichzeitig schnell und vielseitig. Hier ist ein genauerer Blick auf die typischerweise verwendeten Materialien: Dies ist ein kurzer Blick auf einige der verwendeten Materialien: 

Metallindustrie 

CNC-Präzisionsbearbeitung kann bei verschiedenen Metallen durchgeführt werden. Diese werden je nach Eigenschaften und Verwendungszweck ausgewählt. Zu den gängigen Metallen gehören: 

• Aluminium: Aluminium ist ein leichtes Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit und wird in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und bei langlebigen Konsumgütern verwendet. Dadurch ist es möglich, komplexe und sogar komplizierte Strukturen zu entwerfen. 
• Stahl: Im Bauwesen wird es für die Konstruktion von Strukturteilen verwendet, während es im Maschinenbau aufgrund seiner Härte eingesetzt wird. Es ist vielseitig einsetzbar, kann in mehrere Klassen eingeteilt werden und seine Eigenschaften können durch Wärmebehandlung verändert werden. 
• Rostfreier Stahl: Dieses Metall korrodiert nicht so leicht und bekommt auch nicht so leicht Flecken, daher kann es unter sehr rauen Bedingungen sowie in der Medizin- und Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. 
• Kupfer: Kupfer ist ein ausgezeichneter Wärme- und Stromleiter und wird deshalb in elektrischen Geräten und Wärmeaustauschsystemen verwendet. Es lässt sich gut bearbeiten, was die Entwicklung komplexer Muster erleichtert. 
• Messing: Messing weist eine gute Festigkeit und Optik auf und wird für kosmetische und tragende Anwendungen wie Ventile, Rohre und Autoteile verwendet. 
• Bronze: Es ist sehr hart und rostet nicht; es wird in Produkten verwendet, die in Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit, wie beispielsweise in Küstengebieten, eingesetzt werden und in Teilen, die unter Druck und Beanspruchung eingesetzt werden. 
• Titan: Titan ist ein sehr nützliches Material, da es stark, leicht, hitze- und korrosionsbeständig ist und daher in der Luftfahrt und Medizin verwendet wird. 

Kunststoffe 

Die CNC-Präzisionsbearbeitung umfasst auch andere Kunststoffarten mit je nach Art unterschiedlichen Eigenschaften. Zu den wichtigsten Kunststoffen gehören: 

• Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS): Dieses Material wird aufgrund seiner Schlagfestigkeit geschätzt und eignet sich daher für den Einsatz in Teilen, die mechanischer Belastung ausgesetzt sind, wie etwa Autoteilen und Haushaltswaren. 
• Polycarbonat (PC): Es ist robust und weist eine gute Klarheit auf und wird daher überall dort eingesetzt, wo das Material klar und robust sein muss, wie etwa bei Schutzdeckeln und optischen Linsen. 
• Polymethylmethacrylat (PMMA): Da PMMA ein klares Material ist, wird es als Glasersatz verwendet, verfügt über eine gute Lichtdurchlässigkeit und Wetterbeständigkeit und wird in der Schilder- und Displayindustrie eingesetzt. 
• Polyoxymethylen (POM): POM wird auch Acetal genannt. Dieses Material weist eine geringe Reibung und eine hohe Steifigkeit auf und wird in Zahnrädern und mechanischen Teilen verwendet, bei denen Steifigkeit erforderlich ist. 
• Polyamid (PA): Polyamid wird auch Nylon genannt und wird aufgrund seiner Festigkeit, Flexibilität, Abriebfestigkeit und chemischen Beständigkeit in Zahnrädern, Lagern und Kraftfahrzeugen verwendet. 

Die Art des zu verwendenden Materials hängt von den erforderlichen mechanischen Eigenschaften, der Umgebung, in der das Produkt eingesetzt wird, und den Materialkosten ab.

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Fazit: Der Wert der präzisen CNC-Metallbearbeitung

CNC-Bearbeitung mit hoher Präzision ist eine Technik zur Herstellung von Teilen mit geringen Toleranzen und bietet Vorteile wie hohe Geschwindigkeit und niedrige Kosten. Dieses Verfahren, insbesondere die Einführung von automatischen Drehmaschinen im Schweizer Stil, ist daher zu einem Standardmerkmal in der modernen Fertigung und in Maschinenwerkstätten geworden. 

CNC-Bearbeitung im Schweizer Stil ist beim Schneiden von Merkmalen wie Gewinden, Löchern und Stufen sehr schnell und fast so präzise wie viele der neuen Technologien wie 3D-Laserdruck. Diese Methode erfüllt nicht nur die Maßanforderungen, sondern übertrifft sie häufig sogar. 

Mithilfe der genannten Werkzeuge und Techniken kann die Schweizer Bearbeitung des Werkstücks mithilfe von CNC in einem einzigen Durchgang mit der erforderlichen Genauigkeit abgeschlossen werden. Diese Fähigkeit kann weniger eingesetzt werden, da die CNC-Automatisierung präzise und konsistent ist und im Vergleich zur manuellen Methode weniger Zeit in Anspruch nimmt.

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Häufig gestellte Fragen

F1. Wie präzise können CNC-Maschinen sein? 

CNC-Maschinen sind sehr genau und es ist nicht sehr schwierig, sehr kleine Genauigkeiten zu erreichen. Sie sind ideal für die Herstellung von Teilen mit komplizierten Formen und engen Toleranzen und daher ideal für präzise Anwendungen. 

F2. Welche Abweichungen sind bei der CNC-Bearbeitung akzeptabel? 

Im Allgemeinen liegt die Toleranz bei der CNC-Bearbeitung normalerweise in der Größenordnung von etwa ±0 Zoll (005 mm). Die Genauigkeit der CNC-Bearbeitung beträgt bis zu ±0 Zoll (127 Millimeter). Die Dicke des Glases beträgt 0. 

F3. Welche CNC-Maschine ist die genaueste? 

5-Achs-Maschinen gelten als die genauesten aller CNC-Maschinen. Diese Maschinen verfügen über drei gerade Bewegungen, nämlich die X-, Y- und Z-Bewegungen, und zwei Drehbewegungen, A und B, mit denen die Teile in nahezu beliebiger Weise und mit hoher Geschwindigkeit und einem hohen Grad an Genauigkeit ausgerichtet werden können.