CNC-Fräsen

Der Fräsvorgang beginnt mit dem Einlegen des Werkstücks in die Arbeitsfläche bzw. Haltevorrichtung der CNC-Maschine. Anschließend erfolgt die Platzierung der Fräswerkzeuge auf der Spindel der Maschine. Die Richtung des Fräsvorgangs kann je nach den im CAD programmierten Anforderungen entweder horizontal oder vertikal sein. Sobald das Werkstück befestigt, die Programmierung heruntergeladen und das Werkzeug angebracht ist, aktiviert der Bediener das Programm und der Fräsvorgang beginnt.

Abhängig von den CAD-Anweisungen wird das Werkstück für die Arbeit des Schneidwerkzeugs manipuliert, verschoben, gedreht und positioniert. Die Schnitte können in drei möglichen Formen erfolgen: langsamer Vorschub in ein stationäres Werkzeug, Bewegung des Werkzeugs über ein stationäres Werkstück oder beide Methoden kombiniert. Die meisten CNC-Maschinen verwenden den Gleichlauffräsvorgang, bei dem sich Werkstück und Fräser in die gleiche Richtung bewegen. Bei der anderen konventionellen Fräsmethode bewegen sich Fräser und Werkstück in entgegengesetzte Richtungen.

Fräsen wird in der Regel als Nachbearbeitungs- oder Sekundärprozess für ein bereits bearbeitetes Werkstück eingesetzt, bei dem spezielle Merkmale wie Löcher, Schlitze oder Gewinde hinzugefügt werden. Die allgemeine Verwendung des Fräsens ist das Grundkonzept des CNC-Prozesses, bei dem nach und nach Material vom Werkstück entfernt wird, um die gewünschte Form oder Gestalt zu erzeugen.

In der ersten Phase des Fräsens führt das Schneidwerkzeug kleine Schnitte aus, um eine Annäherung an die herzustellende Form zu erzielen. Nach dem ersten Durchgang fährt das Werkzeug mehrmals über das Werkstück und macht bei jedem Durchgang genaue und präzise Schnitte, um die genauen Merkmale und Spezifikationen für das endgültige Teil zu erreichen. Komplexe und komplizierte Teile erfordern möglicherweise mehrere Maschineneinstellungen, um die Fertigung abzuschließen.

Ein Fräser kann sich entlang mehrerer Achsen bewegen und verschiedene Formen, Schlitze, Löcher und andere Eindrücke erzeugen. Der Prozess ist darauf ausgelegt, sich über eine Reihe von Achsen zu bewegen, wobei X und Y die horizontale Bewegung darstellen. Die Z-Achse ist eine vertikale Bewegung, während die W-Achse eine diagonale Bewegung über eine vertikale Ebene ist. CNC-Fräsmaschinen verfügen über drei bis fünf Achsen und können Teile herstellen, die mit anderen Methoden nicht herzustellen wären.

CNC-Fräsmaschinen gibt es je nach Hersteller und gewünschter Bearbeitungsart in verschiedenen Ausführungen. Sie können speziell für die Ausführung spezifischer Aufgaben entsprechend der Art des herzustellenden Teils konstruiert werden. Der Grund, warum Fräsmaschinen so beliebt sind, ist ihre Fähigkeit, komplizierte Vorgänge genau und präzise auszuführen. Im Folgenden werden typische Fräsmaschinen beschrieben.

Säulen-Kniefräsmaschine- Unter den verschiedenen Arten von Fräsmaschinen ist die Säulen-Knie-Fräsmaschine die gebräuchlichste. Der Tisch ist auf dem Knieguss montiert, der auf dem vertikalen Schlitten der Hauptsäule montiert ist. Das Knie an der Säule kann nach oben und unten verstellt werden, um je nach den Spezifikationen des Werkstücks in unterschiedlichen Höhen arbeiten zu können.

Einfache Fräsmaschine -Der einfache Typ verfügt über eine horizontale Spindel, was einer einfachen Maschine den alternativen Namen „Horizontalspindelfräsmaschine“ verleiht. Der Tisch kann in Längs- oder Vertikalstellung beschickt werden. Es handelt sich um eine Längsbewegung, wenn sich der Tisch im rechten Winkel zur Spindel bewegt.

Universalfräsmaschine -Dieser Maschinentyp kann für eine Vielzahl von Fräsvorgängen angepasst werden. Der Tisch kann in einem Winkel von bis zu 45 Grad gegenüber seiner normalen Position gedreht werden. Universalmaschinen ermöglichen vier verschiedene Bewegungen und können Helixfräsen durchführen. Der Begriff „Universal“ bezieht sich auf die verschiedenen Anbaugeräte, die hinzugefügt werden können, darunter Vertikal-, Dreh-, Schlitz- und Teilkopf-Aufsätze.

Festbettfräsmaschinen -Die meisten Festbettmaschinen sind sehr groß und schwer. Der Tisch ist nur sehr begrenzt beweglich und steht im rechten Winkel zur Spindelachse. Er kann nicht an Quer- oder Vertikaländerungen angepasst werden. Festbettmaschinen können über Einzel-, Doppel- oder Dreifachspindeln verfügen.

Hobel- oder Planfräsmaschine-Die typische Hobelfräsmaschine ist sehr groß und für schwere Arbeiten ausgelegt. Sie verfügt über verstellbare Spindelköpfe, die sich in vertikaler oder transversaler Richtung bewegen können. Die Maschine verfügt über eine anheb- und absenkbare Querschiene, die den Fräser trägt. Da mehrere Schneidspindeln vorhanden sind, können mehrere Oberflächen gleichzeitig bearbeitet werden, wodurch Produktionszeit gespart wird.

Bevor wir uns mit den grundlegenden Teilen einer CNC-Fräsmaschine befassen. Lassen Sie uns den Herstellungsprozess erklären, indem wir einen Überblick über den Arbeitsablauf geben:

Entwerfen der Teile im CAD
In diesem ersten Schritt wird in der CAD-Software der virtuelle Prototyp des Endprodukts erstellt. Der Code steht zur Prüfung und ggf. Anpassung an die Leistungsfähigkeit der Maschine zur Verfügung. Außerdem können Fertigungsingenieure mit dieser Art von Software den gesamten Schneidprozess simulieren.
Übersetzen der CAD-Dateien in Code für die Bearbeitung.

Aufstellen der Maschinen
Obwohl der Großteil des Prozesses automatisch abläuft, gibt es in dieser Phase viele Aspekte des Prozesses, die einen erfahrenen Bediener erfordern.

Herstellung der Teile
Es gibt verschiedene Arten von Fräsmaschinen mit unterschiedlichen Funktionen, die auf bestimmten Komponenten basieren. Nachfolgend erwähnen wir die Teile, die üblicherweise auf einer CNC-Fräsmaschine zu finden sind.

Äxte
Je nach Maschinentyp können es drei, vier, fünf oder sogar sechs Achsen sein. Tatsächlich bestimmt es die Größe und auch die Funktion, die es erfüllen soll. Aber lassen Sie uns völlig klarstellen, was jeder bedeutet:

3-Achsen-Vertikalfräser bedeutet, dass sich der Tisch in zwei Richtungen bewegen kann – X und Y. Dies ermöglicht die Positionierung des Werkstücks relativ zum Schneidwerkzeug, während der Abstand gleich bleibt. Die dritte Achse, die Z-Achse, wird hinzugefügt, indem das Schneidwerkzeug abgesenkt werden kann.
4-Achsenfräser verfügt über alle drei Achsen, wie zuvor beschrieben. Aber es kommt noch eine hinzu – die A-Achse.
5-Achse. Hier fügen wir die B-Achse hinzu, die eine Rotationsbewegung um die Y-Achse ergibt.
6-Axis Mill verfügt über einen stationären Arbeitstisch und die gesamte Bewegungsfreiheit ist für den Schneidkopf vorgesehen. Es kann sich in drei Richtungen bewegen und sich um alle diese Achsen drehen. 6-Achsen-CNC-Fräszentren sind aufgrund des hohen Preises nicht allzu verbreitet.

Spalte
Die Säule ist die Komponente, die sich entlang einer Achse bewegt und zum Halten des Teils dient, das schneidet oder fräst.

Bedienfeld
Das Bedienfeld ist der Teil, der den Computer hält. Hier können G-Codes in die Maschine programmiert werden.

Schneidwerkzeug
Das Schneidwerkzeug ist mit der Säule verbunden und wird zum Schneiden der Teile auf die gleiche Weise verwendet, wie es der Bediener befiehlt. Kurz gesagt könnte man sagen, dass es das Gehirn der Maschine ist.

Spindel
Wir können sagen, dass es der Motor der Maschine ist. Abhängig von der Arbeit, die Sie ausführen möchten, sind die Leistung und die Umdrehungen der Spindel sehr wichtig.

Die Spindel besteht aus einem Motor, einem Kegel zum Halten von Werkzeugen und einer Welle, die alle einzelnen Komponenten zusammenhält. Spindeln drehen sich um eine Achse, die Bewegungseingaben von der zugehörigen CNC-Steuerung erhält.

Kühlmittelversorgung
Kühlmittel ist ein wesentlicher Bestandteil des Fräsens. Es trägt zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer bei und sorgt für eine verbesserte Oberflächengüte der bearbeiteten Teile. Wenn Sie die Rolle und Art des Kühlmittels kennen, können Sie das richtige Kühlmittel für Ihre Maschine und Ihren Betrieb auswählen.

Tisch
Der Tisch ist die flache Plattform, auf der das Werkstück mit einer Schraubzwinge befestigt wird. Dies ist der Ort, an dem das Werkstück beim Fräsen aufbewahrt wird.