Ein Defekt am CNC-bearbeiteten Teil.

CNC Bearbeitungsfehler sind unerwünschte Fehler, die die Qualität bearbeiteter Teile beeinträchtigen und oft durch Faktoren wie Spanbildung, Rattern, Absplittern, übermäßige Grate und Aufbauschneiden verursacht werden. Zu den häufigsten Ursachen gehört die Komplexität der technische Zeichnung, falsche Werkzeuganordnung, ungeeignete Bearbeitungsbedingungen, Fachwissen des Bedieners und schlechte Handhabung.

Diese Probleme können zu Maßungenauigkeiten, Oberflächenfehlern, Werkzeugbruch, Maschinenausfall und Sicherheitsrisiken führen. Die Ursache liegt in der Regel in ungeeigneten Schnittbedingungen, der Werkzeuggeometrie oder der Maschineneinstellung. Die Erkennung von Spanarten oder Schwingungsmustern hilft oft bei der Diagnose dieser Probleme.

Die Verwendung geeigneter Werkzeuge und Materialien ist unerlässlich, um Defekte zu vermeiden, die richtigen Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe sicherzustellen und die Maschinenstabilität zu gewährleisten. Regelmäßige Werkzeugprüfungen, effektives Span- und Gratmanagement sowie die Verwendung der richtigen Schmierstoffe spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle. 

Letztendlich ermöglicht das Verständnis des Verhaltens von Materialien unter bestimmten Bearbeitungsbedingungen eine bessere Fehlerkontrolle und eine verbesserte Produktqualität.

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In diesem Artikel werden häufige CNC-Bearbeitungsfehler, deren Ursachen und mögliche Lösungen zur Vermeidung dieser Fehler kurz erörtert.

Was versteht man unter CNC-Bearbeitungsfehlern?

Die CNC-Bearbeitungsfehler beziehen sich auf alle unerwünschte Ergebnisse und Ausfälle in fertigen Produkten aus dem Bearbeitungsprozess. Es enthält physische Beschädigung des Werkstücks, Maßfehler, schlechte Oberflächengüte, Materialfehler, Werkzeugbruch, Maschinenstörungund viele mehr.

Schlechte Bearbeitungsfehler können zu mehreren kleineren Fehlern im Endergebnis der bearbeiteten Teile führen. Dies kann zu Maßfehlern, minderwertiger Oberflächenbeschaffenheit, Hitzeentwicklung und vielen weiteren Problemen führen.

Die Hauptursachen für Bearbeitungsfehler beim Schneiden sind Späne, Rattern, Grate, Absplitterungen und Aufbauschneidenbildung. Da diese Defekte durch erzeugt werden "Metall mit einem Werkzeug schneiden" Der Mechanismus der Fehlergenerierung ändert sich nicht, selbst wenn sich die Art der Werkzeugmaschine oder die Bearbeitungsmethode ändert, z. B. Bearbeitungszentren, CNC-Drehmaschinen und automatische Drehmaschinen.

Lassen Sie uns die CNC-Bearbeitung besprechen Fehler durch Kategorisierung anhand der Ursache dieser Probleme, Späne, Rattern, Grate, Absplitterungen und Aufbauschneidenbildung.

Verwandt:

Der Einfluss von Werkzeugverschleiß auf CNC-Bearbeitungsfehler

Mängel durch Spanbildung:

Spanbildungsmechanismus

Ein Span ist der Abfall oder das Material, das entsteht, wenn ein Schneidwerkzeug Material von einem Werkstück entfernt. Spanbildung ist ein wesentlicher Bestandteil von subtraktive Fertigung Denn so erfolgt ein Materialabtrag, um das Rohmaterial in die gewünschte Form zu bringen. 

Späne müssen gleichmäßig und kontinuierlich abgeführt werden. Werden sie nicht ausreichend entfernt, führen sie zu Bearbeitungsfehlern und kurzzeitigen Unterbrechungen. Daher ist eine zuverlässige Abfuhr der Späne erforderlich.

Es gibt verschiedene Arten von Metallspänen: Spritziges Pulver, kontinuierlich, diskontinuierlich, gekräuselt, fädenförmig, lange Spiralen, und mehr. Da sich die Form je nach Bearbeitungsverfahren und Werkstück ändert, kann man ohne Übertreibung sagen, dass man die Bearbeitungsqualität anhand der Späne erkennen kann. 

FChips niedriger Qualität sind ideal und die Art der Späne kann Aufschluss über den Bearbeitungszustand geben. Ungleichmäßige Späne gelten hingegen bei der CNC-Bearbeitung als problematisch.

Wie Cund wir sorgen dafür dass Späne Bearbeitungsfehler verursachen

Folgende Hinweise deuten auf mögliche spanbedingte Bearbeitungsfehler hin:

• Späne wickeln sich um Werkzeuge und es entstehen überschüssige Späne im Bearbeitungsbereich.
• Beim Werkstückwechsel werden Späne gefangen.
• Wenn das Schneidwerkzeug unerwartet bricht, könnte das ein Hinweis darauf sein, dass Späne Defekte verursachen.
• Wenn der Bearbeitungsprozess häufig stoppt oder unerwartete Ausfallzeiten auftreten.
• Bohrerbruch durch Spanverstopfung beim Bohren.

Prävention

• Verwenden Sie scharfe und ausreichend gewartete Schneidwerkzeuge. Dadurch wird die Kraft verringert, die zum Schneiden des Materials erforderlich ist, wodurch die Bildung von Spänen verhindert wird.
• Verwenden Sie geeignete Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe. Wenn Sie zu langsam schneiden, reibt das Werkzeug am Werkstück, wodurch Hitze entsteht und möglicherweise Späne entstehen. Außerdem kann ein zu schnelles Schneiden die Abtragsrate einschränken, da das Material nicht schnell genug entfernt werden kann.
• Verwenden Sie Spanbrecher und Spanentfernungswerkzeuge.

Defekt durch Chatter

Rattern ist eine intermittierende Vibration, die während der Bearbeitung auftritt. Abhängig von der Vibrationsquelle kann es in zwei Typen eingeteilt werden: „erzwungenes Rattern“ und „selbsterregendes Rattern“.

Erzwungenes Geschwätz bezieht sich auf Vibrationen, die durch äußere Kräfte verursacht werden, die auf das Bearbeitungssystem einwirken, wie z. B. ein Ungleichgewicht im Schneidwerkzeug und Werkstück, ein instabiles Maschinenfundament, eine ungenaue Werkstückhaltung, eine schlechte Steifigkeit des Bearbeitungswerkzeugs und eine ungenaue Positionierung. Die gesamte Charge gefertigter Werkstücke könnte durch Rattern fehlerhaft sein (Chirag Kulkarni, 2017).

Es gibt mehrere Faktoren, die zum erzwungenen Chattering beitragen können, darunter:

1. 1. Maschinenspindel: Die Spindel der Maschine kann die Quelle von Vibrationen sein, die zu Rattern führen, wenn sie nicht mit der richtigen Drehzahl läuft oder nicht richtig ausgewuchtet ist.
   2. Werkzeughalter: Ein nicht richtig konstruierter oder verschlissener Werkzeughalter kann Vibrationen verursachen, die zu Rattern führen.
   3. Schnittbedingungen: Hohe Schnittgeschwindigkeiten, hohe Vorschübe und große Schnitttiefen können zum Rattern beitragen.
   4. Werkstückeigenschaften: Harte oder spröde Werkstückmaterialien können anfälliger für Rattern sein als weichere Materialien.

Um erzwungenes Rattern zu reduzieren oder zu beseitigen, können die folgenden Strategien verwendet werden:

1. 1. Maschinenspindel auswuchten
   2. Verwenden Sie einen Werkzeughalter höherer Qualität
   3. Verwenden Sie ein Schneidwerkzeug mit größerem Radius
   4. Verwenden Sie ein robusteres Schneidwerkzeugmaterial
   5. Verwenden Sie eine Schneidflüssigkeit
   6. Verwenden Sie einen ratterdämpfenden Werkzeughalter
   7. Verwenden Sie eine stabilere und robustere Maschine
   8. Verwenden Sie ein weicheres Werkstückmaterial
   9. Verwenden Sie einen Controller zur Vibrationsunterdrückung

Selbstaufgeregtes Geplapper ist ein Phänomen, das bei Bearbeitungsprozessen auftritt, wenn das Schneidwerkzeug unkontrolliert vibriert und dadurch a Reduzierung der Oberflächenbeschaffenheit und ein erhöhter Werkzeugverschleiß. Es handelt sich um eine selbsterregte Schwingung, da sie durch die Wechselwirkung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück und nicht durch eine externe Quelle verursacht wird.

Es gibt mehrere Faktoren, die zu selbsterregtem Geplapper beitragen können, darunter:

1. 1. Schneidwerkzeuggeometrie: Bestimmte Werkzeuggeometrien, beispielsweise ein Werkzeug mit einem kleinen Radius, können das Werkzeug anfälliger für Rattern machen.
   2. Schnittbedingungen: Hohe Schnittgeschwindigkeiten, hohe Vorschübe und große Schnitttiefen können zum Rattern beitragen.
   3. Maschinenzustände: Lockere oder verschlissene Maschinenkomponenten können zu Vibrationen führen, die ein Rattern verursachen können.
   4. Werkstückeigenschaften: Harte oder spröde Werkstückmaterialien können anfälliger für Rattern sein als weichere Materialien.

Um selbsterregtes Geplapper zu reduzieren oder zu eliminieren, können folgende Strategien angewendet werden:

1. 1. Schnittgeschwindigkeit und Vorschub reduzieren
   2. Verwenden Sie ein Schneidwerkzeug mit größerem Radius
   3. Verwenden Sie ein robusteres Schneidwerkzeugmaterial
   4. Verwenden Sie eine Schneidflüssigkeit
   5. Verwenden Sie einen ratterdämpfenden Werkzeughalter
   6. Verwenden Sie eine stabilere und robustere Maschine
   7. Verwenden Sie ein weicheres Werkstückmaterial
   8. Verwenden Sie einen Controller zur Vibrationsunterdrückung

Rattern führt zu schlechter Bearbeitung, aber auch zu Schäden an der Maschine. Zu den Fehlern des Ratterns bei der CNC-Bearbeitung gehören Werkstückverformung, schlechte Maßhaltigkeit, minderwertige Oberflächengüte, Werkzeugbruch, Sicherheitsprobleme und mehr. Daher sind dringend Gegenmaßnahmen erforderlich, um diesen Defekt zu verhindern.

Wie können wir sicherstellen Dass Die Bearbeitungsfehler werden durch Rattern verursacht?

Folgende Hinweise deuten auf mögliche Bearbeitungsfehler durch Rattern hin:

• • Eine spürbare Vibration im Bearbeitungsprozess mit einem lauten rhythmischen Geräusch.
  • Verschlechterung der Oberflächenbeschaffenheit bearbeiteter Teile
  • Schäden an Maschine und Werkzeugen
  • Reduzieren Sie die Bearbeitungsgenauigkeit.
  • Oberflächenfehler am Werkstück, wie Kratzer oder Lochfraß.

Prävention

• • Setzen Sie das Werkzeug mit einem positiven Spanwinkel ein, der ein Rattern verhindern und die Schnittkräfte reduzieren kann.
  • Stellen Sie sicher, dass das Fundament der CNC-Maschine stabil ist.
  • Stellen Sie sicher, dass der Aufbau keine Lockerheit oder Spiel aufweist.
  • Behalten Sie die perfekte Werkzeugausrichtung bei. Werkzeuge mit einer Fase oder einer abgerundeten Kante können das Risiko von Rattern verringern, indem sie die Vibrationen absorbieren.

Mängel durch Absplitterung

Absplitterungen sind Materialabtragungen vom Werkstück in kleinen Spänen oder Fragmenten, die an der Schneide eines Schneidwerkzeugs entstehen. Sie treten fast immer bei Schneidarbeiten auf, aber eine frühzeitige Erkennung ist wichtig, da selbst kleine chipsconnect kann zu unerwarteten Maschinenstopps und Schäden an CNC-Bearbeitungsvorgängen führen.

Zu den Hauptursachen für durch Absplitterungen verursachte Defekte zählen unzureichende Werkzeugfestigkeit, hohe Schnittkräfte, ungeeignete Werkzeugbahn und -geometrie sowie die Härte des Werkstücks.

Wie kann sichergestellt werden, dass die Bearbeitungsfehler durch Absplitterungen verursacht werden?

Die folgenden Hinweise deuten auf die Möglichkeit von Bearbeitungsfehlern aufgrund von Absplitterungen hin.

• Häufiges Anhalten oder unerwartete Ausfallzeiten des CNC-Bearbeitungsprozesses.
• Eine raue, unebene Oberfläche mit mattem, satinartigem Aussehen.
• Übermäßiger Verschleiß der Schneidwerkzeuge
• Geringe Produktivität oder kurze Bearbeitungszykluszeit.

Verhütung:

• Pflegen und schärfen Sie Ihre Schneidwerkzeuge regelmäßig und stellen Sie deren Zustand sicher, damit saubere, spanfreie Schnitte möglich sind.
• Verwenden Sie ein Werkzeug mit einer harten Beschichtung, beispielsweise Diamant oder Hartmetall.
• Verwenden Sie ein Werkzeug mit vielen Schneidkanten. Dadurch werden die Schnittkräfte gleichmäßig verteilt und die Gefahr von Spanfehlern verringert.

Defekt durch übermäßige Grate

Übermäßige Grate in einem CNC-bearbeiteten Teil.

Unter Graten versteht man die winzigen, scharfen Vorsprünge oder Kanten, die auf der Oberfläche eines bearbeiteten Teils zurückbleiben. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um die hervorstehenden Teile des Werkstücks, die ungeschnitten bleiben und bei denen Späne herausgedrückt werden. Man kann ohne Übertreibung sagen, dass bei Schneidprozessen immer große bis kleine Grate entstehen.

Grate so zu belassen, wie sie sind, können im folgenden Prozess zu Problemen und Verletzungen führen. Daher ist eine Verarbeitung, die die Entstehung von Graten unterdrückt und eine zuverlässige Entgratung gewährleistet, unerlässlich.

Eine schlechte Oberflächengüte ist der Hauptfehler bei der Gratbildung bei der CNC-Bearbeitung. Zu den weiteren Mängeln gehören eine geringe Produktqualität, ein erhöhter Ausschuss und Abfall sowie eine längere Produktionszeit.

Wie können durch übermäßige Grate verursachte Bearbeitungsfehler vermieden werden?

Folgende Hinweise deuten auf mögliche Bearbeitungsfehler durch übermäßige Grate hin:

• Sichtbare Grate auf der bearbeiteten Oberfläche.
• Raue Oberfläche mit vielen Unvollkommenheiten.
• Schlechte Passform und Funktion
• Der Abfluss fehlerhafter Produkte.

Prävention

• Verwenden Sie je nach zu bearbeitendem Material das passende Schneidwerkzeug.
• Erwägen Sie das Entgratungswerkzeug, um die bei der Bearbeitung entstandenen Grate zu entfernen.
• Ein Werkzeug mit einem größeren Spitzenradius kann Gratfehler verhindern.

Defekte durch Aufbauschneidenbildung

Aufbauschneide (BUE)

Unter Aufbauschneidenbildung versteht man das Phänomen, dass sich aufgrund des hohen Schnittdrucks und der Reibungswärme Späne an der Spitze der Schneidkante festsetzen.

Der Hauptgrund für Aufbauschneiden sind ungeeignete Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, ungeeignetes Kühl- oder Schmiermittel sowie schlechte Werkzeugbedingungen und -geometrie. Darüber hinaus neigen einige Materialien zu Aufbauschneidenproblemen, beispielsweise duktile Materialien, die leicht kaltverfestigt werden können (Baustahl, Messing, Edelstahl, Aluminium usw.), die dazu neigen, eine Aufbauschneide zu erzeugen.

Die Aufbaukanten führen zu schlechter Passform und Funktion, rauer Oberflächenbeschaffenheit, Sicherheitsproblemen und Maßungenauigkeiten.

Wie können durch Aufbauschneiden verursachte Bearbeitungsfehler vermieden werden?

Die folgenden Hinweise deuten auf die Möglichkeit von Bearbeitungsfehlern aufgrund von Aufbauschneiden hin.

• Modernste Zerspanung
• Das sichtbare Vorhandensein von Aufbauschneiden am Werkstück.
• Unerwarteter Maschinenstillstand.
• Schlechte Passform und Funktion

Verhütung:

• Verwenden Sie ein Werkzeug mit dämpfender Beschichtung oder dämpfender Geometrie.
• Tragen Sie geeignete Schmier- und Kühlmittel auf.

Tipps zum Vermeiden aller Arten von CNC-Bearbeitungsfehlern.

Da einige häufige Fehler zu verschiedenen Fehlern bei CNC-Bearbeitungsvorgängen führen können, gibt es einige grundlegende Tipps, um diese Auswirkungen zu vermeiden.

Kennen Sie Ihr Material

Überprüfen Sie immer, dass Sie die richtige Einstellung und Drehmaschine für die betreffende Metallart verwenden. Berücksichtigen Sie die verschiedenen physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Werkstückmaterials, bevor Sie das Werkzeugmaterial und die Geometrie auswählen. Wenden Sie außerdem je nach Materialtyp die entsprechende Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit an.

Beispielsweise kann Ihre Drehmaschine bei sehr harten Metallen möglicherweise nicht arbeiten, wie dies bei Gusseisen der Fall ist. Berücksichtigen Sie daher vor der Programmierung das Modell und die technischen Daten der Ausrüstung.

Die Sorgfalt und das Engagement Ihres Teams sind in dieser Zeit von entscheidender Bedeutung, aber Sie benötigen auch einen Partner, der Sie bei prädiktiven, präventiven oder korrigierenden Wartungsfällen unterstützt.

Überprüfen Sie die digitalen Anweisungen

Der häufigste Fehler bei der Eingabe des Codes bei der CNC-Bearbeitung ist ein einfacher Rechtschreib- oder Syntaxfehler. Obwohl die meisten modernen Drehmaschinen über Mechanismen verfügen, die Ausfälle verhindern, kann ein einfaches Detail wie dieses die gesamte Produktionskette stoppen und Ihre Ausrüstung beschädigen (10 häufige Probleme mit CNC-Werkzeugmaschinen, 2021). Daher ist eine Gegenprüfung des G-Codes unerlässlich.

Regelmäßige und vorbeugende Wartung der Ausrüstung

Für die Reparatur und Wartung Ihrer CNC-Maschine ist es unerlässlich, über ein Team hochqualifizierter Fachleute zu verfügen. Halten Sie die regelmäßige und geplante Wartung auf dem neuesten Stand, einschließlich Services zur Verbesserung der Geräteleistung, wie zum Beispiel:

• Schmierung beweglicher Teile
• Flüssigkeitsstände prüfen und auffüllen
• Extraktion oder Austausch von Filtern.

Summieren

Gegenmaßnahmen gegen Bearbeitungsfehler beschränken sich nicht nur auf den Einfallsreichtum vor Ort. Erwerben Sie ein breites Wissensspektrum, von Metallwerkstoffen bis hin zu Werkzeugeigenschaften, und ergreifen Sie Gegenmaßnahmen.

Bei Prolean verfügen unsere CNC-Experten über langjährige Erfahrung in der CNC-Bearbeitung. Und sie wissen genau, wie sich Bearbeitungsfehler vermeiden lassen. So können Lieferzeit und Teilequalität gewährleistet werden. 

Falls Sie welche suchen CNC-Bearbeitungsservice Für Ihr Projekt stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung Kontakt aufnehmen. Wir erhalten Ihren Produktionsplan und Ihr Angebot in wenigen Stunden.

Häufig gestellte Fragen

Wie hoch ist die Lebenserwartung von CNC?

Bei ordnungsgemäßer Wartung halten CNC-Maschinen in der Regel 10 bis 15 Jahre, High-End-Modelle können jedoch auch über 20 Jahre halten. Nutzungshäufigkeit, Arbeitsbelastung und Wartungsintervalle beeinflussen die Lebensdauer maßgeblich.

Was ist die grundlegende Wartung einer CNC-Maschine?

Zur grundlegenden CNC-Wartung gehören die tägliche Reinigung, das Schmieren beweglicher Teile, die Kontrolle des Flüssigkeitsstands, das Festziehen loser Komponenten und die Überprüfung der Werkzeuge auf Verschleiß, um Ausfälle zu vermeiden und Präzision sicherzustellen.

Kostenvergleich für CNC-Bearbeitung? 

Die Kosten für die CNC-Bearbeitung variieren je nach Material, Designkomplexität und Stückzahl. Aluminium ist günstiger als Titan; 3-Achs-Maschinen sind günstiger als 5-Achs-Maschinen. CNC ist kostengünstig für Prototypen und die Massenproduktion.

Wie können CNC-Bearbeitungsfehler behoben werden?

CNC-Fehler lassen sich durch die Optimierung der Werkzeugwege, den Einsatz scharfer Werkzeuge, die Einhaltung korrekter Vorschubgeschwindigkeiten und die Sicherstellung der Kalibrierung beheben. Regelmäßige Inspektionen und Bedienerschulungen tragen ebenfalls zur Reduzierung von Bearbeitungsfehlern bei.

Was sind die häufigsten Ursachen für CNC-Bearbeitungsfehler?

Zu den häufigsten Ursachen für CNC-Bearbeitungsfehler gehören die Komplexität des CAD-Modells, falsche Werkzeuganordnung, ungeeignete Bearbeitungsbedingungen, Fachwissen des Bedieners und schlechte Handhabung.

Was sind die häufigsten CNC-Bearbeitungsfehler?

Es gibt mehrere Fehler bei der CNC-Bearbeitung, sie können jedoch in Spänefehler, Ratterfehler, Absplitterungsfehler, Gratfehler und Aufbaukantenfehler eingeteilt werden.

Wie kann man häufige CNC-Bearbeitungsfehler verhindern?

Dies kann je nach Art der Mängel verhindert werden. Einige gängige Strategien umfassen jedoch die Berücksichtigung von Materialeigenschaften, korrektem G-Code, regelmäßiger und vorbeugender Wartung der Ausrüstung sowie geeigneter Bearbeitungsvariablen.