Cnc-fräs zentrum

Arten von CNC-Fräsmaschinen

Eine CNC-Fräsmaschine ist ein häufig in Metallverarbeitungsbetrieben eingesetztes Gerät. Auch Verbundwerkstoffbetriebe können über eine CNC-Fräsmaschine verfügen, die sich jedoch in der Regel von den für die Metallbearbeitung ausgelegten Maschinen unterscheidet. CNC steht für Computer Numerical Control (computergestützte numerische Steuerung), d. h., die Maschine wird von einem Computerprogramm gesteuert, das ihr genau vorgibt, was zu tun ist und wann es zu tun ist.

Standardmäßige CNC-Fräsmaschinen sind in 3 Achsen individuell anpassbar, in der Regel einschließlich der X-, Y- und Z-Vertikalrichtung. Generell gibt es jedoch verschiedene Arten von CNC-Fräsmaschinen, z. B. 3-Achs-CNC-Fräsmaschinen, 4-Achs-CNC-Fräsmaschinen, 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen sowie andere Arten von CNC-Fräsmaschinen, darunter die so genannten Center-CNC-Maschinen.

• 3-Achs-CNC-Fräsmaschine: Die gängigste Art von CNC-Fräsmaschine, die 3-Achs-Maschine, arbeitet in drei verschiedenen linearen Richtungen. Die Maschine verfügt über Schneidwerkzeuge, die sich entlang der X-Achse nach links und rechts, entlang der Y-Achse nach vorn und hinten sowie entlang der Z-Achse nach oben und unten bewegen können. Bei einer 3-Achs-CNC-Maschine wird das Werkstück zur Position des Schneidwerkzeugs bewegt. Einfachere, weniger fortschrittliche CNC-Fräsmaschinen verfügten möglicherweise nur über eine zweiachsige Funktionsfähigkeit und wurden in der Regel als Turmdrehbänke bezeichnet.
• 4-Achs-CNC-Fräsmaschine: Eine fortschrittliche Art von CNC-Fräsmaschine, die im Vergleich zu ihrem 3-Achs-Pendant über eine zusätzliche Rotationsachse verfügt, ist die 4-Achs-Maschine. Die zusätzliche Achse, die in der Regel temperatur- und druckbeständig ist, wird als A-Achse bezeichnet. Bei einer 4-Achs-CNC-Fräsmaschine kann sich das Schneidwerkzeug zur Position des Werkstücks bewegen und umgekehrt. Darüber hinaus können durch den Einsatz eines Drehtisches präzisere und schnellere Bearbeitungen erzielt werden.
• 5-Achs-CNC-Fräsmaschine: Die als fortschrittlichste Art von CNC-Fräsmaschine geltende 5-Achs-Maschine verfügt im Vergleich zur 4-Achs-Maschine über zwei zusätzliche Rotationsachsen. Neben den bereits genannten X-, Y- und Z-Richtungen sind zusätzlich eine B- bzw. A-Achse enthalten. Jetzt kann nicht nur die Richtung des Werkstücks verändert werden, sondern auch das Schneidwerkzeug seine Richtung ändern, so dass es in der Lage ist, komplexere Bearbeitungsaufgaben durchzuführen. Mit einer 5-Achs-CNC-Fräsmaschine können präzisere Arbeiten mit höheren Genauigkeitsstufen erzielt werden. Tatsächlich können Quadranten und Neigungen direkt gefräst werden, so dass keine Vorrichtung mehr erforderlich ist, um die Arbeit zu erleichtern. Aufgrund ihres komplizierteren Aufbaus ist eine 5-Achs-CNC-Maschine jedoch vergleichsweise teurer als ihre 3- und 4-Achs-Pendants.
• Andere Typen: Neben den 3-, 4- und 5-Achs-Funktionsunterschieden gibt es auch einige andere Arten von CNC-Fräsmaschinen im Vergleich zu denen, die als Center-CNC-Fräsmaschinen gelten. Eine FX-CNC-Fräsmaschine kann schneller arbeiten und verfügt über effizientere Energie- und Zeitumwandlungssysteme. Einige der fortschrittlicheren CNC-Central-Fräsmaschinen verfügen möglicherweise über eine HMI-Benutzeroberfläche, auf der Designkonzepte direkt in die Maschine eingegeben werden können, die diese Konzepte dann nutzt, um das Objekt, an dem sie arbeitet, mit dem gewünschten Muster oder Design zu fräsen.

Spezifikationen und Wartung

• Bearbeitungszentrum CNC: Bearbeitungszeit. Die Zeit, die CNC-Maschinen für ihre Arbeit benötigen, bestimmt, wie viele Teile in einem kürzeren Zeitraum hergestellt werden können. Dies ist entscheidend für jedes Zentrum mit einem Fräs-CNC-Budget; eine Maschine mit einer schnelleren Vorschubgeschwindigkeit fräst in der Regel schneller. Einige Aspekte der Arbeit können jedoch langsam sein; beispielsweise können Werkzeugwechsel und Schnelllauf die Bearbeitungszeit erheblich beeinflussen. Das Material und die Komplexität der Teile können ebenfalls die Bearbeitungsgeschwindigkeit bestimmen, daher ist es immer sinnvoll zu verstehen, wie sich die Vorschubgeschwindigkeit einer Maschine auf ihre Gesamtbearbeitungszeit auswirken kann.
• CNC-Fräsmaschinen-Größe: Generell gilt, dass selbst die endgültigen Abmessungen des Bauteils, das innerhalb der Maschine geformt wird, einschließlich der Vorschubmechanismen und Schneidwerkzeuge, implizieren, dass eine CNC-Maschine in der Regel größer sein muss als ein Zentrum, das manuell fräst. Wie groß eine CNC-Fräsmaschine sein muss, hängt von der Größe der Bauteile ab, die sie verarbeitet oder ein- und ausgeben muss. Dennoch wiegt die Maschine selbst sehr viel, ähnlich wie eine Spindel. Maschinen mit größeren Räumen benötigen auch länger zum Bewegen, da sie über größere Bereiche verfügen, die sie innerhalb der Maschine durchfahren müssen.
• CNC-Steuerung: CNC-Steuerungen sind das Gehirn von computergesteuerten Maschinen und geben alles vor, was die Maschine tun muss, vom Schneidwerkzeug über die Vorschubgeschwindigkeit bis hin zu den zu verarbeitenden Bauteilen. Welcher Teil eines Bauteils wird zerspant? Wenig muss abgetragen werden, und wie lange dauert die Gesamtbearbeitungszeit für ein Bauteil? Sie definieren die Konfiguration aller komplexen Teile, Mechaniken und Elektronik, einschließlich der endgültigen, verarbeiteten Teile, die die Führung leiten. CNC-Steuerungen lassen sich im Allgemeinen in zwei Typen einteilen: Integrierte Steuerungen mit allen Prozessen in einer einzigen Einheit, die in der Regel Computer einschließen, und externe Steuerungen, z. B. Clouds, die den Computern sagen, was sie tun müssen.

Wartung

Wie das Herz eines Hauses beschrieben wird, muss immer eine wichtige Wartungsaufgabe durchgeführt werden. Die wichtige Wartung besteht darin, alle beweglichen Teile zu ölen und zu fetten. Dadurch werden die Gleitelemente wie Führungen und Schienen so glatt wie möglich gehalten und gleichzeitig ihre Lebensdauer verlängert, da die Reibung durch die häufige Bewegung überwunden wird.

Ein weiterer Aspekt, bei dem es schnell kompliziert werden kann, insbesondere bei der Anweisung einer Maschine, was sie tun soll, und der Zufuhr der richtigen Komponenten, ist die Pflege der Spindel und ihrer Lager. Es sollte darauf geachtet werden, dass keine übermäßige Hitze entsteht, und es wird daran erinnert, dass sie inspiziert werden müssen, da sie nur wenige wasserbeständig sind.

Während sich Teile einer Maschine wie ein Herz in ihr befinden, sind andere Teile exponiert und werden manchmal erheblichen äußeren Kräften ausgesetzt, wie z. B. Führungsbahnen. Flache und V-förmige Führungsbahnen haben unterschiedliche Führungsformen, und auch hier hilft die Schmierung, neben dem Schutz vor dem Abtragen von Metall an den Stellen, an denen es sich bewegt.

Dann gibt es noch die Riemen, Zahnräder und Riemenscheiben einer Maschine. Manchmal müssen andere Dinge kritische Toleranzen aufweisen, um abgedichtet und geschützt zu sein, wie z. B. integrale Teile der Maschinenfunktion, die dringend Wasser benötigen und wo Schmierung eine absolute Voraussetzung ist, wie z. B. Lager und Spindeln. Funktionieren und Lagern, wieder einmal anders als ein anderer Teil einer Maschine, der mit Luft in Kontakt steht, müssen trocken und sauber gehalten werden, um zu vermeiden, dass etwas in sie gelangt, was gereinigt werden muss, insbesondere wenn sie der Außenwelt ausgesetzt sind. Führungen, Schienen und Lager im Inneren müssen zwangsläufig sauber sein, um Schmutz zu vermeiden, und geschmiert werden, damit alles reibungslos funktioniert. Aber prüfen Sie, ob das verwendete Öl immer als schonend bekannt ist, denn einige verwenden Fett, und andere benötigen mehr als nur die Rennelemente, Führungen und beweglichen Bereiche, die bei reibungslosen Abläufen und Prozessen, einschließlich derer, die damit in Berührung kommen, viel Bewegung erfahren werden. Wesentliche Teile müssen entscheidend sein.

Szenarien

Ein CNC-Bearbeitungszentrum kann eine Vielzahl von Funktionen ausführen. Es wird häufig in der Automobilindustrie eingesetzt, um Motorteile wie Zylinderköpfe, Kurbelwellen und Motorblöcke herzustellen. Weitere gängige Anwendungen sind die Herstellung komplexer Teile in der Luftfahrt-, Elektronik- und Medizinindustrie. In diesen Branchen stellt eine typische CNC-Fräsmaschine unter anderem Gehäuse, Halterungen, Montageplatten, Düsen, Verteiler, Laufräder und Ventile her.

Da sie computergesteuert ist, kann eine CNC-Fräsmaschine bei hohen Geschwindigkeiten Präzision beim Bohren von Löchern, Senken, Gewindeschneiden und Tiefbohren erreichen. Sie kann sogar komplexere Aufgaben wie 3D-Modellieren und Bohren mehrerer Materialschichten ausführen. CNC-Maschinen können mit Metall, Holz, Glas, Schaumstoff, Kunststoff und sogar Schaltkreisen arbeiten. Bei der Bearbeitung von Metallen wie Titan, Aluminium oder Kohlenstoff verwenden CNC-Maschinen häufig eine integrierte Plasmaschneidmaschine, um 1/2 Zoll dickes Stahl zu schneiden.

Da CAD-Programme (Computer-Aided Design) immer ausgefeilter werden, können CNC-Maschinen immer komplexere Designs und Aufgaben bewältigen. Einige CNC-Maschinen können 3D-Dateien lesen und verfügen über ein Tastsystem. So können sie fast jedes dreidimensionale Objekt kopieren, indem sie das Objekt selbst scannen lassen und eine digitale Datei erstellen, der es folgen kann. Diese Funktion ist in der Schmuckherstellung nützlich, wo Einzelstücke schnell und präzise nachgebildet werden müssen.

Produktmerkmale -

• Mehrfachbearbeitung: Eine einzige CNC-Maschine kann mehrere Funktionen wie Drehen, Fräsen und Bohren ausführen, wodurch mehrere Einrichtvorgänge entfallen und die Produktivität gesteigert wird.
• Automatisierung und einfache Bedienung: CNC-Maschinen sind automatisch gesteuert. Daher tragen sie dazu bei, menschliche Eingriffe zu reduzieren. Auf diese Weise verbessern sie die Konsistenz und halten die Produktionslinien in einfacheren und schnelleren Abständen aufrecht. Im Vergleich zu älteren, manuelleren Techniken ermöglichen neuere CNC-Techniken auch einfachere und effizientere Arbeiten.
• Höhere Genauigkeit: Da sie computergesteuert sind, können CNC-Maschinen eine hohe Genauigkeit und Präzision mit engen Toleranzen erreichen, was zu einer gleichmäßigen und wiederholbaren Qualität führt. Die Genauigkeit liegt immer innerhalb von 0,01 mm bis 0,1 mm.
• Reduzierte Produktionszeit: CNC-Maschinen können Teile schneller produzieren als herkömmliche Methoden, wodurch die Zeit reduziert wird, die Unternehmen für Produktentwicklung und Prototyping benötigen.
• Reduzierte Arbeitskosten: Obwohl ein oder zwei Bediener gleichzeitig anwesend sein können, ist die Anzahl der Mitarbeiter, die für die Verwaltung einer Produktionslinie in einem Werk benötigt werden, minimal. Dies senkt die Arbeitskosten und trägt dazu bei, dass die Branche eine höhere Gewinnmarge erzielt.

So wählen Sie ein CNC-Bearbeitungszentrum aus

Beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine sollten Käufer die strukturelle Stabilität der Maschine priorisieren. Dies können sie tun, indem sie Maschinen mit hochwertigen Gusseisenmaterialien und großen Gehäusegrößen beziehen. Eine zusätzliche Möglichkeit, die strukturelle Stabilität des Zentrums zu gewährleisten, ist der Kauf von Fräsmaschinen mit effektiven Dämpfungssystemen.

Die Sicherheit des Bedieners ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Käufer sollten Fräsmaschinen kaufen, die über Sicherheitsmerkmale wie Not-Aus-Knöpfe und Sicherheitsabdeckungen verfügen. Berücksichtigen Sie auch Fräsmaschinen mit Bedienungsanleitungen, die die richtigen Handhabungs- und Installationsrichtlinien für die Maschine beschreiben.

Beim Kauf einer CNC-Fräsmaschine sollten Käufer das maximale Werkstückvolumen und -gewicht der Maschine berücksichtigen. Daher sollten sie das maximale Werkstückgewicht und die maximalen Abmessungen ermitteln, die ihre Bediener bewältigen können. Wenn ein Bediener mit großen Werkstücken arbeitet, benötigt er eine CNC-Fräsmaschine im Großformat.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Auswahl einer CNC-Fräsmaschine ist die Art des Steuerungssystems. Ist das Bedienerteam mit einer bestimmten Art von CNC vertraut? Wenn ja, kaufen Sie ein Zentrum, das diesen bestimmten Steuerungstyp verwendet, um den Schulungsbedarf zu minimieren. Berücksichtigen Sie außerdem die Softwarefunktionen der Maschine. Stellen Sie sicher, dass sie die bestehenden Designs, die das Unternehmen verwendet, importieren und verarbeiten kann.

Da dieser Artikel die Verwendung von CNC-Maschinen für geschäftliche Zwecke betont, ist die Produktionsgeschwindigkeit der Maschine ein wichtiger Aspekt. Käufer sollten sich für CNC-Fräsmaschinen mit höheren Spindelgeschwindigkeiten entscheiden, um eine schnellere Bearbeitungszeit pro Einheit zu erreichen.

Berücksichtigen Sie die Leistung der Fräsmaschine beim Kauf. Hochleistungsmaschinen ermöglichen die Verwendung robusterer Schneidwerkzeuge und -prozesse. Sie erreichen auch höhere Schnittgeschwindigkeiten. Berücksichtigen Sie die Anzahl der Achsen, die die CNC-Fräsmaschine hat. Fortschrittliche Modelle mit mehr Achsen bieten mehr Flexibilität und verfügen über Automatisierungsfunktionen wie automatische Werkzeugwechsler.

CNC-Bearbeitungszentrum Fragen und Antworten

F1: Was ist der Unterschied zwischen einer CNC-Fräse und einem CNC-Bearbeitungszentrum?

A1: Generell ist eine CNC-Fräsmaschine nicht unbedingt eine automatische Maschine. Eine ältere CNC-Fräsmaschine hätte einen gewissen manuellen Betrieb erfordert. Ein CNC-Bearbeitungszentrum würde alle Funktionen einer Fräsmaschine umfassen und über automatisierte Werkzeugwechsel- und Spindelgeschwindigkeitsregelungsfunktionen verfügen.

F2: Sind CNC-Fräsmaschinen nur für Metalle?

A2: Nein, CNC-Fräsmaschinen können für eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, nicht nur für Metall, obwohl dies die häufigste Verwendung ist. CNC-Maschinen können Schaumstoff, Holz, Acryl und andere Kunststoffe sowie Verbundwerkstoffe wie Graphit und Aluminium fräsen.

F3: Was ist die größte Art von CNC-Fräsmaschine?

A3: Die größte Art von CNC-Fräsmaschine wäre die vertikale CNC-Fräsmaschine in Bezug auf die Größe. Generell ist die vertikale die größte Art von CNC-Maschine, da sie einen großen Raum von etwa 90 Grad senkrecht zur Basis der Maschine einnimmt. Horizontale CNC-Maschinen sind für größere Teile besser geeignet, aber sie sind in der Regel teurer und haben nicht die gleiche Kapazität wie vertikale Maschinen.