Das CNC Fräsen ist ein Bearbeitungsverfahren zur Herstellung geometrisch definierter Rohlinge. Wie bei allen Schneidprozessen wird das Material in Form von Spänen vom Werkstück entfernt. Während des Fräsens wird der Rohstoff mit einem Fräswerkzeug abgetragen. Dabei rotiert das Fräsinstrument mit hoher Geschwindigkeit um seine Achse, während entweder das Werkzeug zur bearbeitenden Kontur geschoben oder das Werkstück entsprechend bewegt wird. Diese Vorschubbewegung verläuft beim CNC Fräsen senkrecht oder schräg zur Drehachse des Werkzeugs beim Drehen dreht sich das Werkstück um seine Achse, während das Werkzeug über die Kontur fährt.
Das CNC Fräsen wird insbesondere zur Herstellung von ebenen Flächen eingesetzt. Dazu gehören Führungen oder Nuten zum Bewegen von Maschinenteilen. Moderne Fräsmaschinen können jedoch auch komplexe dreidimensionale Formen wie Gesenke oder Turbinenschaufeln herstellen.
Das CNC Fräsen weist einige Merkmale im Vergleich zu anderen Bearbeitungsprozessen auf. Beim Fräsen kommen einzelne Schneiden nicht immer mit dem Werkstück in Berührung. In einer Umdrehung dringen sie in das Material ein, entfernen dabei Späne und lösen sich wieder vom Werkstück. Diese Eigenschaft wird in der Literatur als unterbrochener Abschnitt bezeichnet. Dies führt zu starken Schwankungen der auf das Werkzeug wirkenden Schnittkraft. Die Spandicke ändert sich während des Umschlags und ist wie bei den meisten Prozessen nicht konstant. Daher werden Klingen, die nicht mit dem Werkstück in Kontakt kommen, gekühlt und erwärmen sich daher nicht so stark. Außerdem brechen aufgrund des unterbrochenen Schnittes Späne in Form eines Kommas, die sich in die Maschine nicht verfangen können. Daher sind keine gesonderten Maßnahmen zum Spanbruch erforderlich.
CNC-Frästeile werden auf CNC-Fräsmaschinen mit rotierenden Werkzeugen bearbeitet. Eingesetzt werden CNC-Fräsmaschinen mit unterschiedlichen Bewegungsfreiheitsgraden: Fräsmaschinen mit 3, 4 und 5 Achsen.
3-Achs-Fräsmaschinen können CNC-Frästeile nur in eine Richtung bearbeiten. Sie sind billiger als andere Arten von Fräsmaschinen. 4-Achs-Fräsmaschinen haben eine zusätzliche Drehachse für das Frästeil, beispielsweise zur Herstellung von Spindeln und unterschiedlichen Wendelgeometrien. 5-Achs-Fräsmaschinen können je nach Aufspannung allseitig CNC-Frästeile bearbeiten sowie komplexe geometrische Formen erzeugen.
Dank moderner und effizienter Frästechnologie können präzise Teile herstellt werden. Auch hier verarbeiten Fräsen verschiedene Materialien, sei es Kunststoff, Metall oder Sonderwerkstoffe. Sie finden diverse Beispiele für das CNC-Fräsen von Werksoffen wie Metall, Buchenholz oder Plexiglas. CNC Anwendung in Metallvarianten wie Messing, Aluminium und sogar Stahl und Edelstahl sind auch möglich.
Das CNC-Fräsen ist eine der Hauptanwendungen der CNC-Maschinen. Verschiedene Bearbeitungsverfahren, wie Synchronfräsen und Gegenstromfräsen, werden in einer Reihe von Anwendungen verwendet. Es gibt viele solche Beispiele, die auf CNC-Fräsmaschinen implementiert wurden. Entdecken Sie die unzähligen Möglichkeiten für Portalfräsmaschinen aus dem großen Angebot an Werkzeugmaschinen.
Die Herstellung von Metallstücken ist eine der häufigsten Anwendungen für CNC-Fräsmaschinen auf der ganzen Welt. Einige Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Bearbeitung der Frontplatte, die Anfertigung von Teilen für die Modell-Eisenbahn oder die industrielle Fertigung von Schaltschränken. Egal ob Aluminium, Messing oder auch Stahl und Edelstahl verarbeitet werden. Zuverlässige und stabile Portalfräsmaschinen bearbeiten diese Metalle mit der gleichen Präzision wie das Fräsen auf Holz oder Kunststoff. Aus diesem Grund erfordert die Metallbearbeitung häufig ein Modell aus der kostengünstigen High-Z T-Serie, da die gewählten Bewegungspfade für diese CNC Fräsen Serie fast immer die Bearbeitung der vom Anwender vorgesehenen Materialgröße umfassen.
Wer hauptsächlich Bleche schneiden möchte, sollte sich mit einem Plasmaschneider vertraut machen. In diesem Fall übernimmt die Fräsmaschine die Funktion des Plasmaschneidens, kann aber jederzeit als Fräs-, Gravier- und Prägemaschine wiederverwendet werden. Der Unterschied zwischen dem Plasmaschneiden und dem Fräsen bestimmter Stahlblechformen liegt hauptsächlich in der Qualität der Kanten. Das Plasmaschneiden erzeugt saubere Ränder, die nicht bearbeitet werden müssen. Das CNC-Fräsen hinterlässt an den Kanten dickerer Bleche immer Grate, die anschließend entfernt werden müssen.
Ein gutes Beispiel für eine kombinierte Verwendung sind Bildbausteine. Sie müssen oft nicht nur mit gefrästen Aussparungen, sondern auch mit Beschriftungen versehen werden. Die Fräsmaschine führt beide Materialhandhabungsvorgänge mit einem CNC-Programm aus. Und nur auf einer Maschine.
Der Betrieb einer CNC-Fräsmaschine erfordert keine ständige Unterstützung, da diese Maschinen ihre Arbeit völlig unabhängig ausführen. Aus diesem Grund sind auf diesen Vorrichtungen nur noch sehr wenige Mitarbeiter beschäftigt. Sogar die Qualitätskontrolle wird von ihr durchgeführt. Das CNC-System bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, die den gesamten Produktionsprozess integrieren können. Die Überwachung von Werkzeugbruch und Verschleiß erfolgt ebenfalls vollautomatisch und eigenständig. Grundsätzlich kann jede Maschine durch Hinzufügen standardisierter Komponenten zu einer CNC-Fräsmaschine umgebaut werden.
Die Fräsmaschine ist ein multifunktionales Werkzeug, das in einer Vielzahl von Handwerksbetrieben sowie in der Industrie eingesetzt wird. In der Regel werden Bohr- und Universalwerkzeugfräsmaschinen gebraucht. Dies ist eine der komplexesten Maschinen, die heutzutage zur Verarbeitung einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise Metalle, verschiedene Holzarten und diverser Kunststoff. Darüber hinaus arbeitet es mit rotierenden Schneidwerkzeugen und kann daher Materialien verschiedener Formen verarbeiten.
Die CNC Fräsen oder Fräsmaschinen sind vergleichbar mit Bohrern, aber da sie in drei unterschiedlichen Vorschubrichtungen tätig sind, können ebenso äußerst große Werkstoffe problemlos gefräst werden. Neben der Bearbeitung von sehr umfangreichen Materialien können diese Maschinentypen außerdem einfache Aufgaben wie Reibung oder Bohren bewältigen. Eine simple Fräsmaschine wird mit einem CNC-Frästisch eingesetzt, der sowohl horizontal als auch vertikal benutzt wird. Der darauf befindliche Fräskopf ist beweglich, was verschiedene Anwendungen ermöglicht. Es werden auch geneigte Tische verwendet, die jedoch normalerweise nur zum CNC Fräsen benutzt werden. Wenn an angeneigten Flächen gearbeitet wird, müssen zwei Fräsköpfe auf ihren Winkel eingestellt werden. Ebenso erleichtern die Computertabellen die Arbeit mit der CNC Fräse. Tischfräsmaschinen werden ausschließlich zur Bearbeitung von Holzformen eingesetzt.
Heutzutage wird häufig ein CNC-Bearbeitungszentrum verwendet, eine komplette Bearbeitungsmaschine, die über ein erweitertes Angebot an CNC-Fräsmaschinen verfügt, die das Bohren von tiefen Löchern sowie das Schneiden von Zahnrädern bewerkstelligen kann.
In der Regel finden Sie in verschiedenen Werkstätten und Fabriken eine Fräsmaschine, die dem Typ der CNC-Universalfräsmaschine entspricht. Dank des entsprechenden Designs ist es in Bett-, Konsole und Spezialfräsmaschinen unterteilt. Die Universal-Werkzeugfräs- und Bohrmaschine ist Bestandteil der Konsolenfräsmaschinen und bietet dem Anwender die Möglichkeit einer Erweiterung. Dieser Fräsmaschinentyp ist mit einer vertikalen und horizontalen Frässpindel ausgestattet. Die Konsole befindet sich in der Maschine im vorderen Teil und geht in vertikaler Richtung. Der Maschinentisch wird jedoch horizontal eingesetzt. Die Fräsmaschine wird von ihrem Motor angetrieben, der den Fräsbetrieb mit Vorschub versorgt. Die genauen Einstellungen dieses Systems müssen jedoch manuell vorgenommen werden.
Beim normalen CNC Fräsen ist es auch möglich, die Fräse mit Kurbeln oder automatischen Zuführungen zu steuern. In den Dimensionen werden die sogenannten Nonien, die an den Armen befestigt sind, gelesen. Gleichzeitig ist fast jede produktive Fräsmaschine mit einem optoelektronischen Positionsmesssystem ausgestattet.
Die Herstellung von Präzisionsteilen ist eine der alltäglichsten Aufgaben. Hierfür werden CNC-Fräsmaschinen der neuesten Generation eingesetzt. Moderne und leistungsstarke CNC-Fräsoperationen sind hervorragend und zeichnen sich durch Geschwindigkeit, Genauigkeit und vor allem Flexibilität aus. Um Bauteile ohne Formen und Fertigungsteile fertigen zu können, setzen CNC Fräser auf moderne Arbeitsaufgaben mit einer computergesteuerten Fräsmaschine. Die meisten aktuellen Arbeitsbereiche sind mit leistungsstarken 5-Achs-Fräsmaschinen ausgestattet.
Durch den Materialabtrag bilden die Fräsmaschinen die Komponenten, die Sie benötigen. Sie verlassen die Produktion nur, wenn sie die höchsten Anforderungen erfüllen, die an die Aufgabe und die Maschinen gestellt werden. Dank der beträchtlichen Geschwindigkeit, die die Fräsmaschinen erreichen und realisieren können, werden ebenso Materialien wie Edelstahl mit CNC Fräsen optimal verarbeitet. So können CNC Fräser nicht nur komplexe Aufträge annehmen, sondern auch individuell auf Wünsche eingehen.
Das CNC Drehen ist neben dem CNC Fräsen, Bohren und Schleifen einer der wichtigsten technologischen Bearbeitungsprozesse. Wie bei all diesen Prozessen werden die Späne vom Werkstück getrennt, um die gewünschte Form zu erhalten. Während des Drehens dreht sich das Werkstück – es ist das rotierende Teil – um seine Achse, während ein Schneidwerkzeug – das Drehwerkzeug – die zu erstellende Kontur abfährt. Die zum CNC Drehen erforderliche Maschine ist eine Drehmaschine; es gibt keine manuelle Option. Da bei Drehwerkzeugen alle Ecken und Radien der Schneide bekannt sind, bezeichnet CNC Drehen eine Bearbeitungsgruppe mit einer geometrisch definierten Schneide, zu der auch das Bohren und Fräsen gehört. Grundsätzlich können alle zerspanbaren Materialien gedreht werden.
Das CNC Drehen ist in zahlreiche Bearbeitungsmöglichkeiten unterteilt. Neben dem Flach- und Runddrehen für die Herstellung flacher oder runder Oberflächen gibt es Möglichkeiten zum Gewindeschneiden oder für beliebige rotationssymmetrische Formen (wie Kegel oder Kugeln), die mittels dem CNC-Drehen hergestellt werden können. Eingesetzt werden CNC-Drehmaschinen, deren CNC-Steuerung die Werkzeuge auf die gewünschten Bahnen führt.
Mit dem CNC-Drehverfahren können einzelne Prototypen und Produktionsteile für den endgültigen Einsatz oftmals an nur einem Arbeitstag hergestellt werden. Beim Drehen verwendet eine CNC-Drehmaschine Werkzeuge zur Herstellung von Axial- und Radialbohrungen, Planflächen, Nuten und Rillen.
Während des CNC-Drehens dreht sich das Stangenmaterial. Das Schneidwerkzeug wird gegen das Werkstück gedrückt, um Material zu entfernen und fertige Teile herzustellen. Beim CNC Drehen fertigt eine Drehmaschine mit einem Elektrowerkzeug Arbeitsteile in kurzer Zeit. Es ist auch möglich, Gewinde basierend auf Außendurchmesser- (OD) und Innendurchmesser- (ID) herzustellen. Anschließend können die bearbeiteten Teile mit den Markierungen des benutzten Werkzeugs im verarbeiteten, unbearbeiteten Zustand belassen oder mit Kugeln bearbeitet werden. Am Ende des Produktionszyklus werden die Werkstücke kurz geprüft, verpackt und versandt.
Während des CNC-Drehens dreht sich das Stangenmaterial. Das Schneidwerkzeug wird gegen das Werkstück gedrückt, um Material zu entfernen und fertige Teile herzustellen. Beim CNC Drehen fertigt eine Drehmaschine mit einem Elektrowerkzeug Arbeitsteile in kurzer Zeit. Es ist auch möglich, Gewinde basierend auf Außendurchmesser- (OD) und Innendurchmesser- (ID) herzustellen. Anschließend können die bearbeiteten Teile mit den Markierungen des benutzten Werkzeugs im verarbeiteten, unbearbeiteten Zustand belassen oder mit Kugeln bearbeitet werden. Am Ende des Produktionszyklus werden die Werkstücke kurz geprüft, verpackt und versandt.
Die CNC-Drehen eignet sich am besten für das Prototyping, das Prüfen und Einrichten von Formen, Zubehör und Funktionsteilen für den Endgebrauch. Es gibt Hunderte von CNC-Drehmaschinen und Fräsmaschinen, die alle Teile mit Hochgeschwindigkeit rechtzeitig und vorzeitig produzieren.
CNC-Drehteile werden auf der CNC-Drehmaschinen mit der Drehbewegung des Werkstücks in Kombination mit den Translationsbewegungen des Werkzeugs geschaffen. Das CNC-Drehen bietet einen hohen Abtragsgrad und ist daher sehr wirtschaftlich. Im Gegensatz zum CNC-Fräsen ist das Werkzeug beim CNC-Drehen ständig eingeschaltet und unterliegt keinen intermittierenden Schnittbedingungen. Darüber hinaus sind CNC-Drehmaschinen mechanisch konstruiert und kosten daher weniger als Fräsmaschinen mit der gleichen Kapazität und denselben Abmessungen. Neben sauberen Drehmaschinen werden häufig Kombinationsmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen und Frässpindeln eingesetzt. Mit derartigen Dreh- und Fräsmaschinen ist eine Komplettbearbeitung von Werkstücken in einer Aufspannung möglich.
Eine CNC-Drehmaschine ist eine CNC-Maschine und eine Drehmaschine zugleich, also eine drehende Maschine, bei der die Bewegungen des Werkzeugs durch numerisch gespeicherte Programme dirigiert werden. Meistens verfügen CNC-Maschinen, im Gegensatz zu NC-Drehmaschinen, über einen Programmspeicher und ein Interface, über die CAD-Zeichnungen gelesen und codiert werden.
Computerisiert bedeutet, dass die Verarbeitungsinformationen in den Steuerspeicher eingelesen und immer wieder zum Bearbeiten verwendet werden können, ohne dass weitere Informationen bereitgestellt werden. Numerisch sagt aus, dass alle Steuerungseinstellungen in digitaler Form verschlüsselt übertragen und im Workflow beim CNC Drehen ständig mit Steuergeräten verglichen werden:
Werkzeuge für das CNC-Drehen gibt es viele und für fast alle gängigen Operationen. Wichtigstes Arbeitshilfen sind verschiedene Wechselplatten zur Bearbeitung von Rund- oder Vierkantmaterial sowie Bohrer und Gewindebohrer. Seit einigen Jahren gibt es sogar Elektrowerkzeuge mit denen sich z. B. auch auf herkömmlichen CNC-Drehmaschinen fräsen lässt oder Gravuren einbringen lassen. Erwähnenswert sind ebenso spezielle Messwerkzeuge zur Vermessung hergestellter Teile. Eines der wichtigsten Merkmale einer CNC-Maschine ist die Möglichkeit, mehrere verschiedene Werkzeuge für unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge in einem Arbeitsgang zu verwenden, ohne dass Werksmonturen während eines Arbeitsgangs erneut ausgerüstet werden müssen. Selbst auf einfacheren Maschinen können Sie bis zu 99 Werkzeuge programmieren.
Der Nachteil solcher Vorrichtungen ist jedoch häufig ein Platzmangel im Arbeitsraum der Maschine, sodass oft nicht mehr als vier oder fünf Werkzeughalter verwendet werden. Spezialmaschinen (CNC mit Revolverköpfen, Bearbeitungszentren) können bis zu 50 Werkzeuge in bereits verbauten Haltern platzieren.