Wat is CNC-frezen? Een uitgebreide gids

CNC frezen

Veel producten vandaag de dag, van smartphonehoezen tot kritieke componenten voor supersonische straalvliegtuigen, worden gevormd door CNC-frezen. Dit is een geautomatiseerd subtractief productieproces waarbij een snijgereedschap wordt gebruikt om materiaal op een gecontroleerde, voorgeprogrammeerde manier te verwijderen. Vrijwel elk materiaal kan worden bewerkt, waaronder metaal, kunststof en hout. Het is een ideaal proces voor snelle prototyping en ondersteuning van grootschalige productie, en kan verschillende metalen en kunststoffen vormen. Lees meer over:metaal frezen

At ProleanTechWe combineren geavanceerde CNC-freesmachines met bekwame ingenieurs om telkens weer hoogwaardige, complexe onderdelen te leveren. fabrikanten vragen vaak Hoe je consistent complexe, uiterst nauwkeurige onderdelen produceert. Het antwoord is CNC-frezen. Door bewerkingsprocessen te automatiseren, verminderen we fouten, besparen we tijd en zorgen we ervoor dat onderdelen aan de exacte specificaties voldoen.

In tegenstelling tot handmatig frezen, verwijdert CNC-frezen automatisch materiaal uit een massief blok. Computerinstructies sturen dit. 3-, 4- en 5-assige freesmachines waarmee u ingewikkelde ontwerpen kunt maken, waaronder ondersnijdingen, groeven, gebogen oppervlakken en complexe contouren, terwijl nauwe toleranties en uniforme afwerkingen behouden blijven.

In dit artikel leert u de voordelen van CNC-frezen Soorten CNC-frezen Bij ProleanTech bieden we een overzicht van de beschikbare materialen en afwerkingen, ons proces van ontwerp tot levering, en de sectoren die profiteren van onze diensten.

Lees verder:China CNC-freesservice

 

Wat is CNC-frezen? Een korte blik

Acryl CNC-frezen

CNC-frezen op maat is een methode om onderdelen te maken door materiaal uit een massief blok te snijden. Een roterend snijgereedschap verwijdert het materiaal terwijl het werkstuk op een tafel blijft liggen. De tafel kan worden verplaatst of gedraaid om het gereedschap verschillende hoeken en vormen te laten bereiken.

Dit proces maakt gebruik van een computer om de machine te besturen. De computer bepaalt het pad, de snelheid en de volgorde van de sneden van het gereedschap. Dit zorgt voor nauwkeurige en consistente onderdelen, veel nauwkeuriger dan bij handmatig frezen.

Machines kunnen een verschillend aantal assen hebben. Basismachines hebben er drie, terwijl geavanceerde machines er vijf of meer kunnen hebben. Met meer assen kan de machine complexe vormen creëren zonder dat het werkstuk verplaatst hoeft te worden. CNC-frezen is toepasbaar op een breed scala aan materialen, waaronder metaal, kunststof, hout, glas en andere, waardoor het een veelzijdig gereedschap is voor veel industrieën. (Zie meer over: Basisprincipes van CNC-frezen).

 

Veelvoorkomende componenten van CNC-freesmachines

CNC-freesmachinecomponenten

Een freesmachine bestaat uit een aantal kernonderdelen die samen het ruwe materiaal omvormen tot afgewerkte onderdelen. Hieronder vindt u enkele standaard CNC-freescomponenten:

• Spindel: De spindel houdt het snijgereedschap vast en laat het met hoge snelheid ronddraaien. Het verwijdert feitelijk materiaal van het werkstuk.
• Gereedschapswisselaar: De gereedschapswisselaar wisselt automatisch van gereedschapsfrees. Dit bespaart tijd en voorkomt handmatig werk tijdens de productie.
• control panel: Het bedieningspaneel is waar u de machine bedient. U kunt programma's instellen en aanpassen om het freesproces te sturen.
• Werktafel:De werktafel zorgt ervoor dat het materiaal stabiel blijft. Vaak worden hiervoor klemmen of bankschroeven gebruikt om ervoor te zorgen dat het gereedschap nauwkeurig snijdt.

 

Wat zijn de stappen in het CNC-freesproces?

Er zijn enkele cruciale stappen nodig om een ​​CAD-ontwerp om te zetten in een fysiek onderdeel. Zo werkt het proces:

Maak uw CAD-model

Technische tekening

Het eerste proces omvat het creëren van een 3D CAD-tekening van uw gewenste stuk. Voeg alle essentiële informatie toe, zoals afmetingen, vorm en geometrie. Houd ook rekening met de mogelijkheden van de CNC-freesmachine. De kenmerken, zoals ondersnijdingen en diepe of verdiepte delen, vereisen mogelijk speciale apparatuur of meerassige machines. Door deze te plannen en het onderdeel correct te produceren, kunt u deze kosten beter dekken.

Converteer CAD naar CNC-programma

CNC-programmering

Zodra u uw CAD-model hebt, moet u het overzetten naar de instructies die de CNC-machine moet volgen. Met CAM-software kunt u nauwkeurige programma's maken die de beweging van het gereedschap sturen. Dergelijke programma's zijn meestal in G-code en M-code. G-code regelt de snijactiviteiten, waaronder de spindelsnelheid, gereedschapsbeweging en snijdiepte. M-code Verwerkt hulpfuncties, zoals gereedschapswisselcommando's en start-stopcommando's voor machines. De meeste CAM-software bevat simulatoren. Deze zorgen ervoor dat het programma het onderdeel correct genereert voordat het daadwerkelijk wordt bewerkt.

De CNC-freesmachine voorbereiden

Horizontale CNC-freesmachine met bedieningspaneel

Vervolgens wordt de freesmachine geïnstalleerd om het onderdeel te produceren. Het CNC-programma is geladen en het ruwe materiaal of de plaat is stevig vastgeklemd of vastgezet op de werktafel. De benodigde spindels, opspanningen en het juiste gereedschap worden geïnstalleerd om aan de eisen van het onderdeel te voldoen. Deze zorgvuldige voorbereiding zorgt ervoor dat de machine nauwkeurig en effectief snijdt.

Voer het programma uit

Ten slotte wordt het CNC-programma uitgevoerd. De machine werkt lijn voor lijn en snijdt het materiaal exact volgens het CAD-model. Menselijke tussenkomst is minimaal, omdat de machine alle bewegingen automatisch uitvoert. Nadat het programma is voltooid, worden de onderdelen verder geïnspecteerd.

Hoe een op maat gemaakte freesdienst productieproblemen oplost

CNC-frezen op maat vereist geen meerdere instellingen om complexe onderdelen te produceren. Eén machine kan in één cyclus boren, contouren, sleuven maken en uitsparingen maken.

• Het bespaart tijd ten opzichte van traditionele opstellingen, waarbij meerdere bewerkingen nodig zijn.
• Vermindert de kans op maatfouten tijdens het opnieuw klemmen.

Bereikt nauwe toleranties

Eenmaal geprogrammeerd, herhaalt een CNC-freesmachine dezelfde snede tot op de micron nauwkeurig. Dit is cruciaal bij het maken van samenstellingen waarbij niet-overeenkomende toleranties tot storingen kunnen leiden.

• Het zorgt ervoor dat onderdelen goed passen, zonder dat ze later opnieuw bewerkt hoeven te worden.
• Geschikt voor beugels in de lucht- en ruimtevaart, motorbehuizingen en chirurgische implantaten.

Ideaal voor moeilijk te snijden metalen

Materialen zoals titanium of Inconel zijn zwaar voor snijgereedschappen. CNC-freesmachines kunnen echter stabiele snijsnelheden en een goede koelmiddelstroom handhaven om deze effectief te beheren.

• Deze voorkomen gereedschapsbreuk door de spindelsnelheid en de snijdiepte op peil te houden.
• Het biedt een betere oppervlakteafwerking dan veel alternatieve methoden.

Lagere schrootprijzen

Maatwerk frezen vermindert afval omdat elke snede een geprogrammeerd pad is. In tegenstelling tot gieten of handmatig bewerken minimaliseert CNC-frezen fouten, wat leidt tot minder afgekeurde onderdelen.

• Het bespaart kostbare grondstoffen zoals legeringen voor de lucht- en ruimtevaart
• De kosten voor op maat gemaakte CNC-freesbewerkingen zijn op de lange termijn lager, omdat er minder materiaal verspild wordt.

Flexibiliteit in materialen en projecten

Of het nu gaat om aluminium prototypes of gehard stalen gereedschappen, maatwerk freeswerk past zich aan zonder nieuwe processen. Een aanpassing van de gereedschappen en programmering is vaak voldoende.

• Verwerkt zowel eenmalige prototypes als grootschalige productieseries.
• Geschikt voor automobielen tot medische apparatuur.

 

Wat is het verschil tussen CNC-frezen versus draaien Technieken?

CNC-frezen versus draaien

CNC-bewerking, frezen en draaien zijn computergestuurde bewerkingsprocessen. Ze presteren echter verschillend en zijn geschikt voor verschillende onderdelen. In CNC draaien, Het werkstuk draait op een draaibank en wordt gevormd met een enkelpunts snijgereedschap. Dit is het meest geschikt voor cilindrische of conische onderdelen, zoals assen, bussen of schroefdraadcomponenten. Het instrument snijden, boren, draden en draaien, altijd in contact met het materiaal.

CNC frezen Het freesproces omvat een roterend meerpuntsfreesgereedschap dat materiaal van een vast werkstuk verwijdert. Dit maakt de productie van vlakke oppervlakken, groeven, uitsparingen en complexe 3D-vormen mogelijk. Frezen is effectiever bij onregelmatige vormen, fijne details en onderdelen die meer dan één hoek of kromming vereisen. Lees meer:CNC-freestechnieken

Kort gezegd zijn ronde of symmetrische componenten het meest geschikt om te draaien, terwijl complexere en meerdimensionale ontwerpen het beste geschikt zijn om te frezen. (Gerelateerd aan: Frezen versus draaien)

3-assige, 4-assige en 5-assige CNC-freesmachines? Wat is het verschil?

5-assig CNC-frezen

• 3-assige freesmachines: Dit type machine beweegt het snijgereedschap in drie richtingen: X, Y en Z. Ze kunnen worden gebruikt voor eenvoudige vormen of vlakke oppervlakken op eenvoudige onderdelen. Ze zijn eenvoudig te installeren, goedkoper en waardevol voor kleine series of eenvoudige ontwerpen.
• 4-assige freesmachines: Een 4-assige machine is uitgerust met een extra rotatie-as, meestal de A-as genoemd. Hierdoor kan het werkstuk draaien, waardoor het gereedschap meer zijden of afgeronde oppervlakken kan bereiken zonder het werkstuk opnieuw uit te lijnen. Dit is ideaal voor componenten die complexer zijn dan die welke een 3-assige machine aankan.
• 5-assige freesmachines: Deze machines bewegen in drie lineaire richtingen en twee roterende assen. Hierdoor kan het gereedschap het onderdeel vanuit vrijwel elke hoek benaderen. Ze worden gebruikt bij extreem complexe onderdelen, zoals componenten voor de lucht- en ruimtevaart, medische implantaten en precisieonderdelen van titanium. Bij 5-assig frezen worden de complexe onderdelen soms binnen dezelfde opspanning bewerkt, wat tijd bespaart en de nauwkeurigheid verhoogt. (Zie ook: CNC frezen versus boren)

 

Waar moet u op letten bij het ontwerpen van onderdelen voor CNC-frezen?

CNC-freesonderdeel 

Bij het ontwerpen van onderdelen voor CNC-frezen kunt u tijd en geld besparen en de kwaliteit verbeteren door de onderstaande tips te volgen. Bijvoorbeeld:

• Minimaliseer instellingen: Probeer het aantal opstellingen zoveel mogelijk te beperken. Minder opstellingen betekent een snellere productie, lagere kosten en eenvoudigere outsourcing.
• Binnenhoeken: Binnenhoekradiussen mogen niet groter zijn dan een kwart van de snijdiepte, bij voorkeur minder dan de helft. Radiussen met grotere afmetingen zijn goedkoper te bewerken en te snijden. Geboorde gaten moeten worden gebruikt in plaats van draad frezen diepe zakken.
• Dunne wanden en secties: In micro-frezenDunne delen kunnen tijdens het bewerken verbuigen of kromtrekken, zelfs bij zachte metalen. Verdikte onderdelen verbeteren de stabiliteit, oppervlakteafwerking en efficiëntie.
• Onderdeelgrootte: Kleine onderdelen vereisen delicaat gereedschap, dat langzaam snijdt en duurder is. De grotere onderdelen zijn gemakkelijker te bewerken en goedkoper, mits het ontwerp dit toelaat.
• Standaardisatie: Standaard schroefdraadmaten, hoekradiussen, materiaal en toleranties. Dit verlaagt de kosten en versnelt de productie, omdat onderdelen gemakkelijker bij meerdere leveranciers kunnen worden ingekocht.

 

Beste softwarepraktijken voor CNC-freesbewerkingen

CNC-software voor CNC-bewerking

Innovatieve toepassing van CAD-software kan de kosten van onderdelen vereenvoudigen en verlagen. Zo maken tools zoals Hole Wizard in SolidWorks het mogelijk om snel en nauwkeurig gaten van standaardformaat te maken. Features die zijn gemaakt van eenvoudige vormen, zoals Extrude of Revolve, zijn gemakkelijker te bewerken dan features die zijn gemaakt van complexe vormen, zoals Loft of Sweep.

Over het algemeen zijn componenten met minder functies beter voorspelbaar en kunnen ze in grotere volumes worden geproduceerd. Dit komt doordat, mits een complex ontwerp niet nodig is, een eenvoudigere aanpak tijd bespaart, kosten minimaliseert en mogelijke fouten voorkomt.

Soorten aangepaste freesmachines voor industrieel gebruik

Het kiezen van de juiste freesmachine is vaak een uitdaging vanwege de vele soorten. Hier zetten we de meest voorkomende soorten freesmachines en hun toepassingen op een rij.

Horizontale freesmachine

De spindel is parallel aan de tafel van een horizontale freesmachine geplaatst. Deze configuratie is ideaal voor hoge materiaalafname, zoals het frezen van spiebanen, sleuven en tandwielen.

Verticale freesmachine

Een verticale freesmachine heeft een verticale spindel die naar beneden is gericht. Deze wordt over het algemeen gebruikt voor vlak-, kop- en boorbewerkingen. Vanwege de veelzijdigheid en eenvoudige installatie is dit het meest gebruikte type in veel werkplaatsen.

Universele freesmachine

De universele freesmachine heeft een zwenktafel. Deze machines maken het mogelijk om het werkstuk onder verschillende hoeken te draaien. Dit maakt het mogelijk om verschillende zijden van een onderdeel te bewerken zonder het telkens te hoeven verplaatsen.

Bedfreesmachine

Bij een bedfreesmachine beweegt de tafel niet en blijft deze tijdens het frezen stationair. In plaats daarvan beweegt de spindel langs de X-, Y- en Z-assen. Dit ontwerp zorgt voor stabiliteit en maakt het mogelijk om grote en zware werkstukken te bewerken.

Torentje freesmachine

De revolverfreesmachine maakt gebruik van een bewegende kop die op een revolver is gemonteerd. De operator kan de kop eenvoudig en met hoge snelheid naar verschillende posities bewegen, wat handig is voor onderdelen die frequente gereedschapswisselingen en verschillende snijhoeken vereisen.

Kniefreesmachine

De kniefrees heeft een beweegbare knie die de tafel omhoog en omlaag brengt. Dit maakt nauwkeurige controle over de snijdiepte mogelijk. Dit maakt hem geschikt voor het bewerken van sleuven, holtes en geprofileerde oppervlakken.

Gantry freesmachine

Het frame van de portaalfreesmachine is gebouwd in de vorm van een brug en is bij uitstek geschikt voor CNC-bewerkingen met grote volumes en onderdelen met een grote diameter. De spindel is boven het werkgebied gemonteerd. Het snijgereedschap beweegt, terwijl het werkstuk vastzit, waardoor nauwkeurige bewerkingen mogelijk zijn van omvangrijke en zware onderdelen, zoals mallen, matrijzen en constructies voor de lucht- en ruimtevaart.

 

Veelvoorkomende CNC-freestypen die u moet kennen

CNC-frezen kan in verschillende vormen worden uitgevoerd, afhankelijk van het onderdeel en de gewenste afwerking.

Verticaal frezen

Verticaal frezen houdt in dat de spindel boven het werkstuk wordt geplaatst, zodat deze langs de Z-as op en neer kan bewegen. De tafel beweegt over de X- en Y-as.

• Torenverticale molen: De spil blijft stilstaan, maar de tafel wordt verplaatst.
• Verticale bedmolen: De arm wordt door de spindel bewogen, de tafel wordt alleen over X bewogen.

Verticaal frezen is geschikt voor een aanzienlijk aantal matig complexe onderdelen.

Horizontaal frezen

Horizontaal frezen maakt gebruik van een spindel die horizontaal draait. Dit werkt het beste met zwaardere of langere componenten en zorgt ervoor dat de spanen van het materiaal van het werkstuk glijden, waardoor het frezen gemakkelijker wordt.

Gezichtsfrezen

Gezichtsfrezen

Bij vlakfrezen wordt een loodrechte frees gebruikt. Het vlak van het gereedschap en de snijkanten zijn voorzien van tanden die vlakke oppervlakken en een gladde afwerking vormen. Het frezen werkt zowel op verticale als horizontale machines.

Gewoon frezen

Gewoon frezen

Bij vlakfrezen staat de frees haaks op het oppervlak. Hierdoor kan dieper worden gefreesd en meer oppervlakken worden bewerkt. Grove frezen snijden sneller, terwijl fijnere frezen een fijnere afwerking opleveren.

Hoekig frezen

Hoekig frezen

De frees wordt gehoekt met behulp van hoekfrezen. Dit wordt toegepast om schuine vormen te vormen, zoals groeven, afschuiningen en kartelingen.

Vormfrezen

Onregelmatige of gecontourde oppervlakken worden in vorm gefreesd. Speciale frezen, zoals concave, afgeronde of halfronde vormen, worden gebruikt voor complexe vormen. Deze zijn het meest geschikt voor gebogen of complexe ontwerpen.

Einde frezen

Bij kopfrezen wordt een frees met meerdere snijkanten gebruikt die verticaal en zijwaarts materiaal kan verwijderen. Het wordt vaak gebruikt voor het bewerken van sleuven, holtes en 3D-oppervlakken. Over het algemeen zijn kopfrezen verkrijgbaar in vlakke, bolvormige of hoekradiussen en zijn ze geschikt voor verschillende detail- en afwerkingsniveaus.

Slot frezen

Sleuffrezen omvat het frezen van lange groeven of kanalen in een werkstuk. Afhankelijk van het ontwerp kunnen deze sleuven open of gesloten zijn. Diepere sleuven vereisen speciale frezen met een goede stijfheid om trillingen te voorkomen. Dit proces wordt vaak gebruikt in spiebanen, geleiderails en oliekanalen van mechanische onderdelen.

Profiel frezen

Profielfrezen omvat het frezen van interne en externe contouren volgens een geprogrammeerd pad. Het wordt vaak gebruikt in de matrijzenbouw, beugels in de lucht- en ruimtevaart en onderdelen met gebogen oppervlakken. Bij het voorfrezen wordt het grootste deel van het materiaal verwijderd, terwijl bij het afwerken met bolkopgereedschap details en een glad oppervlak worden verkregen.

Afschuining frezen

Afschuinen wordt gebruikt om schuine randen, afschuiningen en verzonken randen te frezen. Het wordt vaak gebruikt aan het einde van een bewerking om onderdelen voor te bereiden op montage en om scherpe randen te verwijderen. Afschuinen vervullen ook een functioneel doel: het verminderen van spanningsconcentraties en het verbeteren van de pasvorm van bevestigingsmiddelen.

Spiraalvormig frezen

Spiraalfrezen maakt groeven of schuine gaten in een spiraalvorm door de frees langs een spiraalvormige baan te bewegen. Dit verdeelt de snijkrachten gelijkmatig en verlengt de standtijd. Het wordt veel gebruikt bij het produceren van smeerpaden in motoronderdelen en schuine boringen in lucht- en ruimtevaartcomponenten.

Draadfrezen

Draadfreesmachines worden gebruikt om binnen en buiten een werkstuk te tappen met behulp van een roterend gereedschap. In tegenstelling tot tappen biedt het een betere controle over de spaanafvoer. Met één gereedschap produceert het zowel rechtse als linkse draad en draden met een grote diameter.

Duikfrezen

Plungefrezen (ook wel Z-asfrezen genoemd) is het direct inbrengen van het gereedschap in het werkstuk. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het voorfrezen van diepe holtes en pockets, waar zijdelingse krachten tot een minimum moeten worden beperkt. Dit maakt het een goede optie voor het repareren van mallen en matrijzen of wanneer het bewerken van moeilijk bereikbare plaatsen vereist is.

Meelopend frezen

Meelopend frezen voert de frees in dezelfde richting als de frees draait. Dit zorgt voor een gladdere afwerking, vermindert gereedschapsslijtage en minimaliseert de verharding van het materiaal. Het vereist machines met weinig speling en wordt daarom veel gebruikt in moderne CNC-opstellingen.

Veelgestelde Soorten frezen Machines en hun toepassingen

Verschillende freesmachines zijn specifiek ontworpen voor taken en onderdelen met specifieke geometrieën. Dit zijn de belangrijkste typen:

Ram-type

Bij machines met een ram-type is de spindel bevestigd aan een beweegbare arm op de kolom. Deze heeft twee assen waarover de arm kan bewegen: de X- en Y-as. Dit is typisch van toepassing bij horizontaal frezen en biedt flexibiliteit bij het positioneren van het snijgereedschap.

Knie-type

Bij machines met een kniefrees blijft de spindel stilstaan ​​en beweegt niet; de werktafel beweegt op en neer. De knie tilt of laat de tafel omhoog of omlaag langs de kolom zakken om het te bewerken onderdeel uit te lijnen. Dit type wordt vaak toegepast bij vlakfrezen.

Planner-type

De schaafmachines hebben een vaste werktafel in de Y- en Z-richting en de spindel kan in de X-, Y- en Z-richting bewegen. Specifieke schaafmachines kunnen vier spindels tegelijk laten draaien, waardoor meer dan één gereedschap tegelijk kan werken.

Bedtype

Bij machines met een bedtype wordt het gereedschap aan de onderkant aan het werkstuk bevestigd. De machine kan langs de X-, Y- en Z-as bewegen om het onderdeel te bewerken. Deze categorie wordt vaak toegepast op zware of brede werkstukken.

 

Welke soorten onderdelen kunnen CNC-freesmachines produceren?

CNC gefreesde onderdelen

CNC-freesmachines zijn nauwkeurig en kunnen onderdelen met complexe vormen en nauwe toleranties produceren.

Enkele veelvoorkomende voorbeelden van onderdelen zijn:

• Lucht- en ruimtevaartcomponenten zoals landingsgestellen en rompstructuren
• Auto-onderdelen zoals bedieningspanelen, assen en mallen (zie meer: CNC-frezen voor auto-onderdelen)
• Behuizingen en behuizingen voor consumentenelektronica
• Medische instrumenten, chirurgische instrumenten en ortheses
• Olie- en gascomponenten zoals kleppen, stangen en pennen
• Prototypes en modellen voor productontwikkeling
• Sculpturen, meubels en houtsnijwerk

Met CNC-frezen kunt u veel materialen bewerken, waaronder aluminium, brons, koper, staal, keramiek, steen, hout, zink, titanium, kunststoffen en andere technische materialen.

Laat uw CNC-gefreesde onderdelen op tijd leveren: ProleanTech's CNC-freesdiensten

Om tijd te besparen en freeskostenHoud uw ontwerpen eenvoudig. Onderdelen met standaardfuncties en gangbare gereedschappen zijn sneller te bewerken en vergen minder tijd. Complexe ontwerpen zijn mogelijk, maar duren langer en zijn duurder. Zo is een onderdeel met een nauwe tolerantie in aluminium gemakkelijker te maken dan hetzelfde onderdeel in kunststof voor grote series. Eenvoudige, standaardontwerpen werken het beste. Speciale functies of materialen moeten alleen worden toegevoegd als dat nodig is.

ProleanTech maakt gebruik van geavanceerde 3-assige, 3+2-assige en 5-assige freescentra. Wij leveren snel en nauwkeurig hoogwaardige onderdelen met gratis directe offertes om u te helpen bij het plannen van uw productie.