Was ist CNC-Bearbeitung?
An manchen Punkten der menschlichen Evolution bestand die Notwendigkeit, komplexe drei- und vierdimensionale Objekte zu schaffen. Natürlich können die meisten dieser 3D-Objekte nicht manuell erstellt werden. Dieses Problem inspirierte die Erfindung der Technologie, die sich zu CNC-Maschinen entwickelte. CNC an sich steht für Computer Numerical Control. CNC-Maschinen sind Geräte und Werkzeuge, die für Präzision, Schnitthaltigkeit und Reproduzierbarkeit in der dreidimensionalen Fertigung eingesetzt werden. Diese Maschinen sind eine Mischung aus Technologie und physischem Design. Der Überblick über die Bearbeitung ist einfach: Maschinisten wandeln Diagramme in Code um (dieser Code wird G-Code genannt) und geben die Codes in den Computer ein. Der Computer verarbeitet dann den Code und fordert die Maschine auf, das Bild in 3D zu reproduzieren. Im Wesentlichen kann eine CNC-Maschine ein Rohmaterial schneiden, bohren und glätten, um mithilfe der Anweisungen eines Maschinisten komplexe Winkel, Designs und Formen herzustellen.
Heutzutage gibt es jedoch mehrere Variationen von CNC-Maschinen auf dem Markt. Oberflächlich betrachtet kann es etwas schwierig sein, die beiden voneinander zu unterscheiden. Trotz der ähnlichen Funktionen dieser Technologien gibt es wichtige Unterschiede. Die Kenntnis dieser Unterscheidungen ist wichtig. Sie helfen einem Maschinisten, fundierte Entscheidungen zu treffen, um optimale Ergebnisse in Bezug auf bestimmte Projekte zu erzielen.
CNC-Fräsen und CNC-Drehen sind die vorherrschenden Arten der CNC-Bearbeitung, die oft miteinander verwechselt werden. In den folgenden Abschnitten untersucht der Artikel das CNC-Fräsen und -Drehen unter dem Gesichtspunkt ihrer Vor- und Nachteile. Außerdem werden die betrieblichen Unterschiede zwischen diesen beiden Bearbeitungstechnologien untersucht. Wenn Sie neugierig sind, welches für Sie am besten geeignet ist, möchten Sie vielleicht bis zum Ende lesen.
Was ist CNC-Fräsen?
Bearbeitungstechnologien wirken in unterschiedlicher Form. Eine Fräsbearbeitungstechnik kann für thermische Präzision, chemisches Design sowie elektrische und mechanische Prozesse nützlich sein. Beim CNC-Fräsen handelt es sich in den meisten Fällen um eine mechanische Bearbeitungstechnologie. Es ist nützlich, das Material durch Schneiden zu fertigen Produkten zu formen. Früher war Fräsen eine Handarbeit. Es erforderte Fachwissen, technisches Know-how und Gründlichkeit. Mit CNCs ist das Fräsen präziser, schneller und weniger stressig. Fräsmaschinen schneiden einen Teil des Rohmaterials in einem kontrollierten und sauberen Verhältnis ab.
Komponenten einer CNC-Fräsmaschine
Woran erkennt man eine CNC-Fräsmaschine, wenn man sie sieht? Hier sind einige der wichtigsten Komponenten, die es hat
1. Werkzeugmaschine – Dieses Bauteil wird von der Spindel einer Fräsmaschine gehalten. Die Hauptfunktion einer Werkzeugmaschine ist das Entfernen. Abhängig von der Art des Endprodukts, das Sie herstellen möchten, müssen Sie möglicherweise einige Teile des Rohmaterials herausschneiden. Das ist es, was die Werkzeugmaschinenkomponente tut. Verschiedene Arten von Fräsmaschinen verfügen über unterschiedliche Konstruktionen von Werkzeugmaschinen, und jede dieser Konstruktionen hat eine spezifische Bearbeitungsanwendung.
2. Spindel – Die Bedeutung dieser Komponente ist bei allen mechanischen Werkzeugen recht universell. Die Spindel hält die Werkzeugmaschine und treibt sie an. Diese Komponente wird von einer weiteren Komponente namens Säule getragen, die einen elektrisch angetriebenen Motor enthält, der die Spindel dreht.
3. Kolonne – Dies kann mit dem Hauptkörper der Maschine verglichen werden. Es ist die Grundlage der strukturellen Integrität der Maschine. Die Säule stützt alle anderen Komponenten der Fräsmaschine. Normalerweise ist sie mit einer Basis und Platz für andere Dinge ausgestattet, die für einen erfolgreichen Fräsvorgang erforderlich sind.
4. Arbeitstisch – Wie der Name schon sagt, ist es die Oberfläche, auf der Sie Ihr Rohmaterial platzieren und (falls erforderlich) befestigen. Normalerweise befindet sich auf dem Sattel der Fräsmaschine ein Arbeitstisch. Der Arbeitstisch ist für verschiedene Fräsmaschinentypen unterschiedlich ausgelegt. Einige können angepasst werden, andere nicht. Sie sind auch in verschiedenen Winkeln erhältlich – vertikal, horizontal oder in beide Richtungen.
5. Sattel – Diese Maschinenkomponente befindet sich direkt auf dem Knie. Es ist maßgeblich daran beteiligt, den Arbeitstisch entsprechend den Umständen zu halten und anzupassen.
6. Knie – Das Knie ist ein zentraler Bestandteil der Fräsmaschine. Es gehört zu den Komponenten, die für präzise und reibungslose Arbeitsergebnisse notwendig sind. Das Knie ist in der Regel verstellbar und dient in erster Linie der Unterstützung des Maschinensattels und der Säule.
7. Interface – Diese Komponente wird vollständig als Maschinenschnittstelle bezeichnet. Es ist der Teil der Maschine mit den Knöpfen und den Eingabetasten. Hier geben Sie die notwendigen Codespezifikationen ein, die Sie in der Ausgabe sehen möchten.
8. Laube – Nicht alle Fräsmaschinen haben einen Aufsteckdorn. Es ist nur bei horizontalen Maschinen vorhanden und dient in erster Linie als Plattform für die Montage mehrerer Werkzeugmaschinen. Es gibt verschiedene Arten von Dornen, die normalerweise bei Bedarf in der Spindel befestigt werden.
9. Widder – Diese Komponente ist wie der Arbor nicht in allen Maschinen zu finden. Es ist in Vertikalmaschinen vorhanden und wird hauptsächlich zur Spindelunterstützung verwendet.
Vorteile des CNC-Fräsens
Das Fräsen hat einige Vorteile, die es von anderen Bearbeitungsverfahren unterscheiden. Was sind diese Vorteile?
• Vielseitigkeit – CNC-Fräsmaschinen sind auch für ihre Reichweite bekannt. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Fähigkeiten werden CNC-Fräsen zur Ausführung einer Vielzahl von Designs eingesetzt, unabhängig von Form und Komplexität. Im Gegensatz zu jedem anderen Bearbeitungsprozess führen sie auch eine Reihe von Vorgängen aus. Aus diesem Grund sind sie nützlich, um schnell hintereinander verschiedene Prototypen herzustellen
• Wirtschaftlichkeit – CNC-Fräsmaschinen gehören heute zu den günstigsten CNC-Maschinen der Welt. Sie sind optimal für kleine Hersteller und Produktionsanläufe.
• Schnell und präzise – Diese Maschinen sind beliebt, weil sie in kurzer Zeit genaue Ergebnisse liefern. Ein Beweis dafür ist, dass einige Fräsmaschinen im Laufe der Produktion über bis zu 30 verschiedene Werkzeuge mit automatisierter Funktionalität verfügen können. Darüber hinaus sind CNC-Fräsmaschinen für die absolute Nachbildung des Inputs bei kontinuierlicher Rohmaterialversorgung bekannt. Im Wesentlichen produzieren sie feinere Designs mit geringer oder keiner Fehlertoleranz.
• Mehrere Rohstoffe zur Auswahl– Es gibt eine beträchtliche Auswahl an Rohstoffen, aus denen Hersteller bei CNC-Fräsmaschinen wählen können. Zu den wichtigsten Beispielen zählen Glas, Metalle, Aluminium, Kunststoffe, Acrylmaterialien usw.
• Spart Rohstoffe – Die Mühle arbeitet so präzise, dass die Verschwendung von Rohmaterial erheblich minimiert wird. Dadurch ist der Herstellungsprozess relativ günstig und kostengünstig.
Nachteile des CNC-Fräsens
Natürlich gibt es auch Nachteile bei der Verwendung von CNC-Fräsmaschinen. Was sind diese Nachteile und welche möglichen Nachteile ergeben sich daraus für die Hersteller?
1. Fähigkeit zur geringen Lautstärke – CNC-Fräsmaschinen sind effektiver für Prototyping, Nachbearbeitung oder Fertigungsprozesse mit geringen Stückzahlen. Meistens sind CNC-Fräsmaschinen konstruktionsbedingt nicht in der Lage, große Stückzahlen zu produzieren, sie fallen aus.
2. Nicht viele Leute können es bedienen – Es stimmt, dass der größte Teil der Produktion auf einer CNC-Fräse automatisch arbeitet. Trotz der Automatisierung benötigt ein Hersteller erhebliche Kenntnisse über G-Codes, technische Zeichnungen, Winkel, Formen, Designs und vieles mehr, um eine CNC-Fräse erfolgreich zu betreiben.
Anwendungen des CNC-Fräsens
Die folgenden Teile wurden mit CNC-Frästechnik hergestellt;
• Zahnräder – CNC-Fräsen sind maßgeblich an der Herstellung der Zähne eines Zahnrads beteiligt. Diese Maschinen werden sowohl für die Herstellung von geraden als auch spiralförmigen Zahnrädern verwendet.
• Hydraulikpumpen – Mit dieser Technologie können Wasserpumpenlaufräder präzise hergestellt werden
• Medizinische Geräte – Einige medizinische Geräte wie MRT-Scanner, Pinzetten, Ultraschallgeräte, Katheter und viele mehr werden mit CNC-Fräsmaschinen hergestellt
• Motorblöcke – Diese und viele andere Teile von Automotoren werden auf CNC-Fräsmaschinen hergestellt
• Elektrische Bauteile – Einige elektrische Komponenten wie Leiterplatten und sogar Tastaturlöcher für Laptops werden mit CNC-Fräsen als Prototypen hergestellt
• Herstellungsausrüstung – Fertigungsgeräte wie Formstempel werden mit CNC-Fräsen hergestellt
• Gehäuse – Einige Häuser verfügen über geschlossene elektrische Komponenten. Ein erheblicher Anteil der Gehäuse wird auf CNC-Fräsmaschinen gefertigt
• Wand- und Deckenhalterungen – Gefräste Halterungen sind in verschiedenen Bereichen wie Innendekoration, Elektronik usw. wichtig. Sie können mit diesen Maschinen hergestellt werden
• Zubehör – Mit diesen Maschinen können andere Werkzeuge hergestellt werden, die ein sanfteres Fräsen ermöglichen, beispielsweise Formwerkzeuge.
• Weitere Beispiele sind Beschläge und Stahlschrauben.
Was ist CNC-Drehen?
CNC-Drehen ist eine weitere Art der Bearbeitung, die es Herstellern ermöglicht, perfekte Kegel, Kreise und Zylinder aus Rohmaterial herzustellen. Neben Fräsen und Fräsen ist es heute eine der beliebtesten Bearbeitungstechniken. Im Gegensatz zum Fräsen gehören zu den Fähigkeiten der Drehmaschine Bohren, Bohren, Abstechen, Rändeln, Plandrehen, Nuten usw. Dabei handelt es sich um ein feststehendes Werkzeug, das das Rohmaterial formt, und ein Spannfutter, das das Rohmaterial dreht und hält. Während das Rohmaterial in einem rotierenden Spannfutter gehalten wird, wird es einem feststehenden Formwerkzeug zugeführt, das das gewünschte Ergebnis erzielt. Manche Experten nennen es stattdessen die Subtraktionsmaschine. CNC-Drehmaschinen werden im Volksmund auch CNC-Drehmaschinen genannt.
Komponenten einer CNC-Drehmaschine
Was sind einige der physikalischen Merkmale einer CNC-Drehmaschine?
1. Hauptspindel – Die meisten Maschinisten bezeichnen diesen Teil als das Herzstück der Drehmaschine. Die Hauptspindel verfügt neben den anderen Komponenten, die die Drehmaschine bewegen, wie dem rotierenden Motor, dem Drehmaschinengetriebe und dem Spannfutter, über weitere Spindeln. Die Hauptspindel enthält auch weitere Werkzeughalter. Diese Werkzeughalter können je nach Art der Drehmaschine fest oder beweglich sein.
2. Unterspindel – Diese andere Spindel befindet sich innerhalb der Hauptspindel. Das Vorhandensein und die Verwendung dieser Spindel sind optional und hängen vollständig vom Maschinisten ab. Eine Unterspindel synchronisiert die Hauptspindel, um die Drehgeschwindigkeit zu erhöhen. Konstruktionsbedingt hat sie die gleiche Leistung wie die Hauptspindel.
3. Werkzeugrevolver – An diesem Bauteil sind die Schneidwerkzeuge montiert. Es ermöglicht dem Maschinisten einen einfachen Wechsel zwischen den Werkzeugen. Abhängig vom Hersteller der Drehmaschine bietet ein Werkzeugrevolver möglicherweise Platz für mehrere Werkzeuge gleichzeitig.
4. Spindelstock – Die Stärke und Leistung einer Drehmaschine hängen stark davon ab, wie gut diese befestigt ist. Der Spindelstock ist das Bauteil, das die Hauptspindel an der Stelle hält, an der das Spannfutter der Drehmaschine montiert ist. Beim Kauf einer hochwertigen Drehmaschine achten Maschinisten auf das Drehmoment und die Drehzahlkapazität des Spindelstocks.
5. Reitstock - Der Reitstock ist am Ende eines Bauteils angebracht, um zusätzliche Unterstützung zu bieten. Er ist besonders nützlich beim Drehen langer Werkstücke in großem Maßstab.
6. Führung – Dieses Werkzeug befindet sich mit dem Spannfutter und dem Motor in der Spindel. Die Funktionsweise dieser Komponente ist einfach; Es führt die Werkzeuge durch horizontale und vertikale Bewegungen. Mit der Führungsbahn erfolgen Schneiden und Formen reibungsloser und präziser.
7. Futter - Dieses Bauteil dient in erster Linie zum Halten der Werkstücke. Es ist mit dem Motor in der Spindel verbunden. Dieser Motor hilft dabei, das feste Werkstück und die Spindel zu drehen.
8. Maschinenbett – Dies ist nicht unbedingt eine Komponente. Es ist vielmehr die Basis der gesamten Drehmaschine. Auf dieser Basis werden alle anderen Komponenten montiert.
Vorteile des CNC-Drehens
Welche Vorteile könnte ein Maschinist möglicherweise aus der Verwendung einer CNC-Drehmaschine ziehen?
1. Erstellt komplexe Designs – Aufgrund des Designs kann diese Methode im Vergleich zu den anderen Bearbeitungstechnologien komplexere und schönere Designs erzeugen.
2. Ermöglicht schnelleres Design – Die CNC-Drehtechnik ist schnell. Tatsächlich ist es schneller als die CNC-Frästechnologie. Es formt das Rohmaterial einfacher und schneller.
3. Kann große Produktionsmengen bewältigen – Im Gegensatz zu den CNC-Fräsmaschinen, die für Prototypen und Einzelprojekte geeignet sind, können CNC-Drehmaschinen große Produkte bearbeiten und mehrere Bearbeitungsprozesse ohne Ausfall ausführen.
4. Sehr präzise Formgebung – Keine andere Maschine erreicht die Präzision einer Drehmaschine, insbesondere wenn es um abgerundete Designs geht. Es ist von hoher Relevanz und aus diesem Grund meist sehr gefragt.
5. Verbraucht weniger Energie – Eine Drehmaschine ist so konzipiert, dass sie vergleichsweise weniger Energie verbraucht als die meisten anderen Maschinen.
Nachteile des CNC-Drehens
Welche Nachteile bringt eine Drehmaschine für den Maschinisten mit sich?
1. Verschwendung – Die Drehmaschine spart nicht so viel Rohmaterial wie andere Bearbeitungstechnologien. Während des Formgebungsprozesses werden Materialbrocken herausgeschnitten, die mit einer Fräse oder einer Oberfräse konserviert werden können.
2. Nicht so vielseitig – Die Drehmaschine ist nicht so vielseitig wie die Fräse. Es ist nur auf runde Formen beschränkt.
3. Hohe Betriebskosten – Die Anschaffungskosten und die Hauptkosten für die Wartung sind für eine Drehmaschine hoch. HINWEIS: Es ist wichtig, dass Maschinisten Kontrollroutinen an einer Drehmaschine durchführen, mehr als bei jedem anderen Maschinentechniker.
4. Sehr technisch in der Anwendung – Um eine Drehmaschine zu benutzen, muss ein Maschinist für jede Aktion einen neuen Codesatz eingeben. Daher muss der Bediener über Kenntnisse in den Bereichen Codierung, Design, Messung, Kreisgeometrie und verwandten Konzepten verfügen.
Anwendungen des CNC-Drehens
Was sind praktische Beispiele für Materialien, die durch Drehen hergestellt werden?
• Schusswaffen und andere Schusswaffen – Der rohrförmige Lauf von Gewehren und anderen Schusswaffen kann mit einer Drehbank hergestellt werden.
• Schrauben und Muttern – Unter Berücksichtigung der Form und der Toleranzen von Schrauben und Muttern können sie im Drehverfahren hergestellt werden.
• Düsen – Die zylindrische Form und der Hohlkörper der Düsen können mit einer Drehmaschine ausgeschnitten werden.
• Turbinenschaufeln – Bei abgerundeten Turbinenschaufeln mit Toleranz ist es sinnvoll, diese mit Drehmaschinen zu konstruieren.
• Kugelgelenke – Drehverfahren werden zur Herstellung runder Verbindungen zwischen Teilen eines funktionierenden Motors eingesetzt.
• Weitere Beispiele sind Flansche, Rollen usw.
CNC-Fräsen vs. CNC-Drehen: Vergleich und Unterschiede
• Schnelligkeit – Natürlich sind beide schnell. Für eine schnellere Bearbeitung verwenden Maschinisten jedoch die Drehmaschine (also das CNC-Drehen). Es funktioniert schneller und relativ einfach.
• Konservierung – Die CNC-Fräsmaschinen sind konservatorischer als die Drehmaschinen. Sie reduzieren die Rohstoffverschwendung um einen erheblichen Prozentsatz.
• Vielseitigkeit – CNC-Fräsen sind vielseitiger und können mehr Formen herstellen als die anderen Bearbeitungstechnologien zusammen.
• Präzision und Komplexität – CNC-Drehmaschinen sind präziser und können komplexere Designs effektiver gestalten als eine CNC-Fräse.
• Wirtschaftlichkeit – CNC-Drehmaschinen sind teuer in der Anschaffung; Sie sind teurer als Mühlen. Mit CNC-Drehmaschinen ist die Produktion jedoch kostengünstiger und kostengünstiger.
• Umfang des Betriebs – In den meisten Fällen eignen sich Mühlen für die Nachbearbeitung, Veredelung, Prototypenherstellung und Produktionsprozesse im kleinen Maßstab. Für die Massen- und Schwerproduktion ist ein CNC-Dreher effektiver.
Welches solltest du wählen?
Sie müssen Folgendes berücksichtigen, bevor Sie sich für die oben genannten Maschinentechniker entscheiden.
1. Art der Operation – Als Faustregel gilt: Für Rundbearbeitungen ist es am besten, die Drehmaschine zu wählen. Für andere komplexe und unregelmäßige Formen ist eine CNC-Fräse genau das Richtige.
2. Umfang des Betriebs – Mühlen eignen sich eher für kleine und mittlere Betriebe. Bei größeren Operationen ist eine CNC-Drehmaschine die beste Möglichkeit für eine schnelle und präzise Produktion.
3. Kostenziele– Wenn ein Maschinist günstigere Kosten wünscht, ist eine CNC-Fräse die beste Wahl. Für kostengünstige Produktionsprozesse eignet sich jedoch eine Drehmaschine besser.
Aber wer sagt, dass Sie sich entscheiden müssen? Als Maschinist ist die Integration der beiden Bearbeitungstechnologien der Schlüssel zur Perfektion. Sie können Drehmaschinen für komplexe Rundungsbearbeitungen und Fräsmaschinen für den letzten Schliff verwenden. Es kann auch sein, dass Sie nach dem Fräsen eines Rohmaterials Löcher bohren müssen. Unabhängig vom Projekt verbessert die Kombination der beiden Bearbeitungsarten die Glätte, Effizienz und Ästhetik.
Fazit
Zur maschinellen Bearbeitung gehört mehr als nur das Fräsen und Drehen. Sie sollten nie zögern, Fragen zu stellen, sich weiterzulesen und mehr zu erfahren. Schließlich gibt es Maschinen, die Dreh- und Fräszentren kombinieren. Wenn Sie die Mittel dazu haben, können Sie diese Motoren ausprobieren; Sie sind eine lohnende Investition, insbesondere wenn die maschinelle Bearbeitung Ihr Hauptgeschäft ist.
