Das Xtmade-Team fasst technische Aspekte im Zusammenhang mit der CNC-Bearbeitung zusammen

Die CNC-Bearbeitungsbranche muss Probleme wie Zerspanungstechnik, Werkzeugverschleiß, Genauigkeit der Werkzeugmaschinen und Materialwechsel lösen. Techniker sollten Erfahrungen zusammenfassen, sich mit neuen Technologien, Datenanalyse und Optimierung sowie Teamarbeit vertraut machen, um die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern und die Entwicklung der Branche voranzutreiben. Angesichts häufiger Probleme in der Zerspanungsindustrie benötigen Techniker einen systematischen Ansatz, um diese Herausforderungen zu bewältigen und eine kontinuierliche Verbesserung der Produktionseffizienz und -qualität sicherzustellen. Dieser Artikel ist eine Zusammenfassung häufiger Probleme und Lösungen von CNC-Zerspanern und Ingenieuren von Xtmade.

Allgemeiner Ablauf der CNC-Bearbeitung

In der CNC-Bearbeitungsbranche ist die Reihenfolge der Arbeitsschritte von großer Bedeutung. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Qualitätssicherung des Produkts. Ist ein Schritt falsch, kann dies leicht zu erheblichen Verlusten führen. In schweren Fällen müssen die Teile nachbearbeitet werden, und die zuerst bearbeiteten Produkte müssen verschrottet werden. Die Präzisionsbearbeitung ist ein Beispiel dafür. Wie sieht also die Abfolge aus?

1. Die Festlegung der Reihenfolge der Präzisionsbearbeitungsschritte sollte sich nach der Struktur der Teile und dem Zustand des Rohlings sowie nach den Anforderungen an die Positionierung und Einspannung richten. Entscheidend ist dabei, dass die Steifigkeit des Werkstücks nicht beeinträchtigt wird.

(1) Die Bearbeitung im vorherigen Arbeitsschritt darf die Positionierung und Einspannung im nächsten Arbeitsschritt nicht beeinträchtigen. Sollten dazwischen allgemeine Präzisionsbearbeitungsschritte liegen, sollten diese ebenfalls umfassend berücksichtigt werden.

(2) Zunächst sollte die Bearbeitung der Innenform und des Innenhohlraums erfolgen, anschließend die Bearbeitung der Außenform.

(3) Die Arbeitsschritte mit derselben Positionierung, derselben Spannmethode oder demselben Werkzeug werden vorzugsweise miteinander verknüpft, um die Anzahl der wiederholten Positionierungen, Werkzeugwechsel und Plattenbewegungen zu reduzieren.

(4) Werden in derselben Anlage mehrere Bearbeitungsvorgänge durchgeführt, sollte der Bearbeitungsvorgang, der die Steifigkeit des Werkstücks am wenigsten beeinträchtigt, an erster Stelle erfolgen. Bearbeitung von Präzisionsteilen

2. Bei der zentralisierten Werkzeugsortierung wird der Prozess entsprechend den verwendeten Werkzeugen unterteilt, wobei mit demselben Werkzeug alle Teile bearbeitet werden, die damit fertiggestellt werden können. Anschließend werden mit dem zweiten und dritten Werkzeug die übrigen Teile bearbeitet, die mit diesen Werkzeugen gefertigt werden können. Dadurch lassen sich die Anzahl der Werkzeugwechsel verringern, Leerlaufzeiten verkürzen und unnötige Positionierungsfehler reduzieren.
3. Die Sortiermethode auf der Grundlage der zu bearbeitenden Teile: Bei Teilen mit umfangreichem Bearbeitungsumfang können die zu bearbeitenden Teile entsprechend ihrer strukturellen Merkmale – wie z. B. Innenform, Außenform, gekrümmte Oberfläche oder ebene Fläche – in mehrere Teile unterteilt werden. Im Allgemeinen werden zunächst die ebenen Flächen und die Positionierungsflächen bearbeitet, danach die Bohrungen; einfache geometrische Formen werden vor komplexen geometrischen Formen bearbeitet; Teile mit geringerer Präzisionsanforderung werden vor Teilen mit höheren Präzisionsanforderungen bearbeitet. Dies ist die Reihenfolge bei der Bearbeitung von Präzisionsteilen. Sie müssen diese Schritte bei der Bearbeitung befolgen, wodurch sich Ihre Bearbeitungsrisiken erheblich verringern.

Technische Anforderungen an die Präzisions-CNC-Bearbeitung

Wenn Sie Präzisionsteile bearbeiten möchten, müssen Sie mit den entsprechenden technischen Anforderungen vertraut sein, um mechanische Teile herzustellen, die den Anforderungen entsprechen. Welche technischen Anforderungen gelten also für die Präzisionsbearbeitung mechanischer Teile? Im Folgenden haben wir die relevanten Aspekte und Anforderungen zusammengefasst.

Konturbearbeitung von Bauteilen

1. Die Formtoleranz von nicht gekennzeichneten Teilen muss den Anforderungen der Norm GB1184-80 entsprechen.
2. Die zulässige Abweichung bei nicht gekennzeichneten Längenmaßen beträgt ±0,5 mm.
3. Der Radius der nicht gekennzeichneten Verrundungen beträgt R5.
4. Alle nicht gekennzeichneten Fasen entsprechen der Klasse C2.
5. Scharfe Kanten werden abgerundet.
6. Scharfe Kanten werden abgestumpft, um Grate und Überschüsse zu entfernen.

Oberflächenbehandlung von Bauteilen

1. An der bearbeiteten Oberfläche der Teile dürfen keine Kratzer, Abriebspuren oder sonstige Mängel vorhanden sein, die die Oberfläche beschädigen.
2. Die bearbeitete Gewindeoberfläche darf keine Mängel wie schwarze Verfärbungen, Unebenheiten, zufällige Verformungen und Grate aufweisen. Alle Stahlteile, die lackiert werden sollen, müssen vor dem Lackieren frei von Rost, Zunder, Fett, Staub, Schmutz, Salz und Verunreinigungen sein.
3. Vor der Rostentfernung sollten Sie organische Lösungsmittel, Laugen, Emulgatoren, Dampf usw. verwenden, um Fett und Schmutz von der Oberfläche der Stahlteile zu entfernen.
4. Der Zeitabstand zwischen der zu lackierenden Oberfläche nach dem Kugelstrahlen oder der manuellen Rostentfernung und dem Auftragen der Grundierung sollte nicht mehr als 6 Stunden betragen.
5. Die Oberflächen der miteinander in Kontakt stehenden, vernieteten Teile müssen vor dem Verbinden mit Rostschutzfarbe in einer Schichtdicke von 30 bis 40 μm beschichtet werden. Die überlappenden Kanten sollten mit Farbe, Spachtelmasse oder Klebstoff versiegelt werden. Durch Bearbeitung oder Schweißen beschädigte Grundierung sollte neu gestrichen werden.

Wärmebehandlung von Bauteilen

1. Nach dem Härten und Anlassen: HRC 50–55.
2. Teile aus Kohlenstoffstahl mittlerer Kohlenstoffgehalt (45 oder 40Cr) werden hochfrequenzgehärtet, bei 350–370 °C angelassen und erreichen eine Härte von HRC 40–45.
3. Aufkohlungstiefe 0,3 mm.
4. Hochtemperatur-Alterungsbehandlung.

Technische Anforderungen an die Präzisionsbearbeitung

1. Nach Abschluss der Arbeiten dürfen die Teile nicht direkt auf den Boden abgestellt werden; es sind die erforderlichen Stütz- und Schutzmaßnahmen zu treffen.
2. Die bearbeitete Oberfläche darf weder Rost noch Mängel wie Unebenheiten und Kratzer aufweisen, die die Leistung, Lebensdauer oder das Erscheinungsbild beeinträchtigen.
3. Die Oberfläche, die dem Walzveredelungsprozess unterzogen wurde, darf sich nach dem Walzen nicht ablösen.
4. Nach der abschließenden Wärmebehandlung darf die Oberfläche der Teile keine Oxidschicht aufweisen. Die Passfläche und die Zahnfläche dürfen nach der Endbearbeitung keine Glühspuren aufweisen.

Versiegelung von Bauteilen

1. Jede Dichtung muss vor dem Einbau in Öl eingeweicht werden.
2. Überprüfen Sie vor der Montage sorgfältig, ob bei der Bearbeitung der Teile scharfe Kanten, Grate und Fremdkörper zurückgeblieben sind, und entfernen Sie diese. Achten Sie darauf, dass die Dichtung beim Einbau nicht zerkratzt wird.
3. Entfernen Sie nach dem Verkleben den überschüssigen Klebstoff, der herausgelaufen ist.

Technische Anforderungen an die Ausrüstung

1. Nach der Montage des Zahnrads müssen die Kontaktstellen und das seitliche Spiel der Zahnfläche den Bestimmungen der Normen GB10095 und GB11365 entsprechen.
2. Die Referenzstirnfläche des Zahnrads (Schneckengetriebe) sollte bündig mit der Wellenanschlagfläche (bzw. der Stirnfläche der Positionierhülse) abschließen; mit einer Fühlerlehre von 0,05 mm ist zu prüfen, dass diese nicht eindringt. Die Anforderungen an die Senkrechte zwischen der Referenzstirnfläche des Zahnrads und der Achse sind sicherzustellen.
3. Die Verbindungsfläche zwischen Getriebe und Deckel sollte einen guten Kontakt aufweisen.

Spezifikation des CNC-Bearbeitungsprozesses

Für CNC-Bearbeitungsverfahren Anhand der Spezifikation legen die Techniker den anzuwendenden Prozess entsprechend der Produktmenge, dem Zustand der Anlagen und der Qualifikation der Mitarbeiter fest und halten die entsprechenden Inhalte in einem Prozessdokument fest, das als Prozessspezifikation bezeichnet wird. Um die Erstellung, Durchführung und das Management der Produktionsorganisation der Prozessspezifikation zu erleichtern, muss der Prozess in Einheiten auf verschiedenen Ebenen unterteilt werden. Diese sind: Prozess, Anlage, Station, Arbeitsschritt und Werkzeugweg. Dabei ist der Prozess die Grundeinheit des gesamten Ablaufs. Der Bearbeitungsprozess von Bauteilen besteht aus mehreren Prozessen. Im Folgenden finden Sie eine vom Xtmade-Team zusammengefasste vollständige Beschreibung des Ablaufs der CNC-Bearbeitung.

Prozess

Der Teil des Arbeitsablaufs, den ein Mitarbeiter (oder eine Gruppe von Mitarbeitern) kontinuierlich an einem (oder mehreren) Werkstück(en) an einem Arbeitsplatz (oder einer Werkzeugmaschine) ausführt, wird als Arbeitsgang bezeichnet. Die Grundlage für die Einteilung der Arbeitsgänge ist, ob der Arbeitsplatz wechselt und ob der Arbeitsablauf kontinuierlich ist.
Beispiel: Bei der Bearbeitung einer Charge von Wellen auf einer Drehmaschine kann jede Welle nacheinander vor- und fertigbearbeitet werden, oder die gesamte Charge kann zunächst vorbearbeitet und anschließend nacheinander fertigbearbeitet werden.
Im ersten Fall umfasst die Bearbeitung nur einen Arbeitsgang; im zweiten Fall handelt es sich aufgrund der Unterbrechung des Bearbeitungsablaufs um zwei Arbeitsgänge, obwohl die Bearbeitung auf derselben Werkzeugmaschine erfolgt. Der Arbeitsgang ist die Grundeinheit des Bearbeitungsprozesses und die Grundeinheit des Produktionsplans.

Installation

Im Bearbeitungsprozess wird der Vorgang, bei dem das Werkstück in der richtigen Position auf der Werkzeugmaschine oder in der Vorrichtung eingespannt wird, als „Einspannen“ bezeichnet. Manchmal muss das Werkstück mehrmals auf der Werkzeugmaschine eingespannt werden, um den Arbeitsumfang eines Arbeitsschritts abzuschließen. Als „Einrichten“ wird der Teil des Arbeitsumfangs bezeichnet, der nach dem ersten Einspannen des Werkstücks ausgeführt wird.
Wenn man beispielsweise eine Welle auf einer Drehmaschine bearbeitet, bearbeitet man zunächst einen Teil der Oberfläche an einem Ende, dreht das Werkstück dann um und bearbeitet das andere Ende. In diesem Fall umfasst der Arbeitsablauf zwei Aufspannvorgänge.

Arbeitsplatz

Bei der Bearbeitung mit einer Transfer- (oder Schalt-)Vorrichtung, einem Drehtisch oder einer mehrachsigen Werkzeugmaschine wird das Werkstück einmal auf der Werkzeugmaschine eingespannt und anschließend nacheinander in mehreren Positionen bearbeitet. Der Teil des Bearbeitungsvorgangs, der an jeder Position ausgeführt wird, die das Werkstück auf der Werkzeugmaschine einnimmt, wird als Arbeitsstation bezeichnet.

Vereinfacht ausgedrückt wird der Teil des Prozesses, der abgeschlossen ist, wenn sich das Werkstück in einer Bearbeitungsposition relativ zur Werkzeugmaschine oder zum Werkzeug befindet, als Arbeitsstation bezeichnet.

Arbeitsschritt

Unter der Voraussetzung, dass die Bearbeitungsfläche, das Schneidwerkzeug, die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub unverändert bleiben, wird der Teil des Prozesses, der kontinuierlich ausgeführt wird, als Arbeitsschritt bezeichnet. In der Produktion wird er oft auch als “Vorschub” bezeichnet.
Zur Steigerung der Produktivität wird der Arbeitsschritt, bei dem mehrere Werkzeuge zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Oberflächen eingesetzt werden, als kombinierter Arbeitsschritt bezeichnet, der ebenfalls als ein einziger Arbeitsschritt betrachtet werden kann.

Werkzeugdurchgang

Der Teil des Bearbeitungsvorgangs, der von der Bearbeitungsmaschine auf der Bearbeitungsfläche ausgeführt wird, wird als Werkzeugdurchgang bezeichnet.
Ist beispielsweise die von einem Wellenteil abzutragende Metallschicht sehr dick, muss sie in mehreren Durchgängen abgetragen werden. In diesem Fall wird jeder einzelne Schnitt als „Werkzeugdurchgang“ bezeichnet. Bei unveränderter Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit führt das Werkzeug daher eine Vorschubbewegung aus, die als „Werkzeugdurchgang“ bezeichnet wird.

Zusammenfassung

Aufgrund der Komplexität der CNC-Bearbeitung (z. B. unterschiedliche Werkzeugmaschinen, unterschiedliche Werkstoffe, unterschiedliche Werkzeuge, unterschiedliche Zerspanungsverfahren, unterschiedliche Parametereinstellungen usw.) dauert es lange, bis man nach dem Einstieg in die CNC-Bearbeitung (sei es in der Bearbeitung oder in der Programmierung) ein bestimmtes Niveau erreicht hat. Dieser Artikel ist eine Zusammenfassung der Kenntnisse und Erfahrungen hinsichtlich CNC-Bearbeitungstechnologie, -Verfahren usw., die das Team aus Ingenieuren und Zerspanungsfachkräften von xtmade im Rahmen des langjährigen praktischen Produktionsprozesses zusammengetragen hat und die Ihnen als Referenz dienen kann.

Zusammenarbeit mit Xtmade

Das Obige sind die wichtigsten Kenntnisse zu den Bearbeitungsverfahren, die vom Team aus Ingenieuren und Zerspanungsfachkräften bei Xtmade zusammengefasst wurden. Wenn Sie eine CNC-Bearbeitung benötigen, kann unser Expertenteam Ihre Konstruktionszeichnungen mit Ihnen durchgehen und Ihnen dabei helfen, das für Ihr Projekt am besten geeignete Verfahren auszuwählen. Als zuverlässiger Partner für die CNC-Bearbeitung bietet Xtmade zudem hochwertige CNC-Bearbeitungsleistungen mit CNC-Maschinen wie Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Bohrmaschinen und Fräszentren an. Kontaktieren Sie uns noch heute, um loszulegen. Besuchen Sie unser Ressourcencenter, um mehr über die CNC-Bearbeitung zu erfahren, einschließlich Tipps zur Kostensenkung und bewährter Verfahren bei der Konstruktion.