Auswahl der richtigen CNC-Werkzeugmaschinen: Die einfache Anleitung

Die CNC-Bearbeitung hat die Fertigung revolutioniert, indem sie eine präzise, automatisierte Steuerung der Schneidwerkzeuge ermöglicht und ein hohes Maß an Genauigkeit und Effizienz gewährleistet.Die Wahl der richtigen CNC-Werkzeugmaschinen für ein bestimmtes Projekt kann eine komplexe Aufgabe seinDer Auswahlprozess hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Materialart, Bearbeitungsbedarf, Werkzeugbeständigkeit und gewünschtem Präzisionsgrad.Wir werden Ihnen dabei helfen, die richtigen CNC-Werkzeugmaschinen für Ihre Bedürfnisse auszuwählen..

Warum Werkzeugwahl bei der CNC-Bearbeitung wichtig ist

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control) wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Automobilindustrie, Elektronik und Medizin.GeschwindigkeitDie Verwendung eines falschen Werkzeugs kann zu schlechten Oberflächenveredelungen, zu Verschleiß, zu Ausfallzeiten der Maschine oder sogar zu Materialverschwendung führen.Die Auswahl der geeigneten CNC-Werkzeugmaschinen ist unerlässlich, um eine optimale Leistung zu erzielen und Produktionsprobleme zu minimieren.

1- Verständnis für das Werkzeug

Das Material, mit dem Sie arbeiten, wird Ihre Wahl der Werkzeuge erheblich beeinflussen. Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften, wie z. B. Härte, Duktilität und Schleiffähigkeit.die Auswirkungen auf die Reaktion auf das Schneiden haben.

• Metalle: Zu den üblichen mit CNC-Werkzeugen bearbeiteten Metallen gehören Aluminium, Edelstahl, Titan und Legierungen.während weichere Metalle wie Aluminium mit Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS) oder Karbidwerkzeugen mit höheren Geschwindigkeiten bearbeitet werden können.
• Kunststoffe: Kunststoffe sind weicher und neigen dazu, mehr formbar zu sein. Scharfe Schneidwerkzeuge aus Karbid oder HSS sind ideal zum Schneiden von Kunststoffen geeignet, um Reize oder übermäßige Materialdeformation zu vermeiden.
• Verbundwerkstoffe: Diese Materialien umfassen häufig Kohlenstofffasern oder Glasfasern und können abrasiv sein,die mit Diamanten beschichtete oder polykristalline Diamantwerkzeuge (PCD) erfordern, um eine längere Werkzeuglebensdauer und bessere Oberflächenbearbeitung zu gewährleisten.

Wenn Sie die Eigenschaften Ihres Materials kennen, können Sie das geeignete Werkzeugmaterial und die geeignete Geometrie auswählen, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

2. Wählen Sie die richtige Werkzeugart für den Job

CNC-Werkzeugmaschinen sind in vielen Formen und Größen erhältlich, die jeweils für bestimmte Bearbeitungsaufgaben konzipiert sind.

• Endmühlen: Endmühlen sind eines der am häufigsten verwendeten Werkzeuge in der CNC-Bearbeitung. Sie sind zum Schneiden von Schlitzen, Konturen und Profilen konzipiert.Kugelspinnmaschinen für geschwungene Oberflächen, und Eckradius-Endmühlen zur Verbesserung der Werkzeugfestigkeit beim Schneiden scharfer Kanten.

• Bohrgeräte: Bohrstücke werden verwendet, um Löcher im Material zu schaffen. Die Wahl des Bohrstücks hängt von der Größe des Lochs, dem Material und der erforderlichen Präzision ab.Während HSS Bohrstücke für weichere Materialien wie Kunststoff und Aluminium geeignet sind.

• Schleifmaschinen: Reamers werden verwendet, um den Durchmesser eines vorhandenen Lochs zu vergrößern und zu glätten. Sie bieten eine hohe Präzision und sind nützlich, wenn die Toleranzen eng sind.

• Klopfen und Würfel: Wasserhähne werden verwendet, um innere Fäden in einem Loch zu erzeugen, während Stäbe verwendet werden, um äußere Fäden auf einer Welle zu erzeugen.Die richtige Wahl von Tap oder Strich hängt vom Material und den spezifischen Anforderungen an die Gewinde ab.

• Einträge: Einfügungen werden in Drehwerkzeugen und Fräsmaschinen verwendet. Sie sind in der Regel austauschbar und kommen in verschiedenen Formen und Materialien wie Karbid, Keramik oder PCD.Einfügungen werden häufig in der Produktion mit hohem Volumen verwendet, wenn schnelle Werkzeugwechsel erforderlich sind.

Die Auswahl des richtigen Werkzeugtyps ist entscheidend, um die richtige Geometrie und Genauigkeit in Ihrem Bearbeitungsprozess zu erreichen.

3Auswahl des Werkzeugmaterials: Karbid, HSS oder Keramik?

Das Material des Werkzeugs selbst ist ein entscheidender Faktor.

• Hochgeschwindigkeitsstahl: HSS-Werkzeuge sind robust und kostengünstig, was sie zu einer guten Wahl für die Produktion von geringen Mengen und weicheren Materialien wie Aluminium oder Kunststoff macht.Sie verschleiern sich schneller als härtere Materialien wie Karbid..

• Karbid: Karbidwerkzeuge sind wesentlich härter als HSS und können bei höheren Temperaturen scharfe Schneide halten.Sie eignen sich hervorragend für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und für das Schneiden von harten Metallen wie Stahl oder TitanObwohl Werkzeuge aus Karbid teurer sind, rechtfertigen ihre Langlebigkeit und Leistung oft die Investition.

• aus Keramik: Keramikwerkzeuge sind extrem hart und können sehr hohe Temperaturen aushalten, was sie für das Schneiden von hochfesten Legierungen und anderen anspruchsvollen Materialien geeignet macht.Keramikwerkzeuge sind spröder als Karbid, so daß sie vorsichtig verwendet werden müssen, um Werkzeugbruch zu vermeiden.

Die Wahl des richtigen Werkzeugmaterials ist unerlässlich, um die richtige Balance zwischen Leistung, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit zu erreichen.

4. Werkzeugbeschichtungen: Verbesserung der Werkzeuglebensdauer und -leistung

Werkzeugbeschichtungen können die Werkzeugleistung erheblich verbessern, indem sie die Härte erhöhen, Reibung reduzieren und eine bessere Wärmebeständigkeit bieten.

• Titannitrid (TiN): TiN ist eine goldfarbene Beschichtung, die die Werkzeughärte und Verschleißbeständigkeit erhöht.

• Titankarbonitrid (TiCN): TiCN ist eine härtere und verschleißbeständige Beschichtung als TiN, weshalb es ideal für härtere Materialien wie Edelstahl und Titan geeignet ist.

• Aluminium-Titannitrid (AlTiN): Diese Beschichtung bietet eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und ist somit ideal für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und das Schneiden von harten Materialien wie Edelstahl oder Hochtemperaturlegierungen geeignet.

• Diamantbeschichtung: Diamantbeschichtungen werden zum Schneiden von hoch abrasiven Materialien wie Composites, Glasfasern und Keramik verwendet.

Die Wahl der richtigen Beschichtung hängt vom zu bearbeitenden Material und den Schneidbedingungen ab.

5. Werkzeuggeometrie: Das Design an die Aufgabe anpassen

Die Geometrie des Werkzeugs, einschließlich des Rake-Winkels, des Relief-Winkels und des Flötendesigns, spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Schneidleistung.

• Positiver Rakewinkel: Werkzeuge mit einem positiven Rakewinkel reduzieren die Schneidkräfte und eignen sich hervorragend für weichere Materialien.

• Negativer Rakewinkel: Bei härteren Materialien wird ein negativer Rake-Winkel verwendet, um stärkere Schneide zu schaffen, die höheren Schneidkräften standhalten können.

• Anzahl der Flöten: Endmühlen zum Beispiel sind in verschiedenen Flötenkonfigurationen erhältlich.Für härtere Materialien wie Stahl werden mehr Flöten (4-6) verwendet, wo eine höhere Festigkeit und Oberflächenveredelung erforderlich sind.

Die Wahl der richtigen Geometrie sorgt für eine wirksame Entfernung von Splittern, reduziert den Verschleiß des Werkzeugs und verbessert die Gesamtleistung.

6Die Fähigkeiten der Maschine

Es ist wichtig, die Werkzeugwahl an die Fähigkeiten der CNC-Maschine selbst anzupassen.

• Spindelgeschwindigkeit und Drehmoment: Wenn Ihre Maschine eine hohe Spindelgeschwindigkeit aufweist, eignet sie sich besser für Werkzeuge, die schneller schneiden können, wie z.B. Karbidwerkzeuge.Maschinen mit höherem Drehmoment eignen sich besser zum Schneiden von härteren Materialien.

• Werkzeughalter: Stellen Sie sicher, dass die Werkzeughalter mit Ihrer CNC-Maschine kompatibel sind und die notwendige Stabilität und Genauigkeit bieten können.

• Kühlmittel- und Schmiersysteme: Bei Materialien, die viel Wärme erzeugen, ist die Auswahl von Werkzeugen, die mit Kühlmitteln oder Schneidflüssigkeiten umgehen können, wichtig, um die Lebensdauer des Werkzeugs zu verlängern und die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern.

Die Übereinstimmung des Werkzeugs mit den Spezifikationen Ihrer CNC-Maschine sorgt für maximale Effizienz und Leistung.

Schlussfolgerung

Bei der Auswahl der richtigen CNC-Werkzeugmaschinen sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen, darunter die Materialeigenschaften, Werkzeugart, Werkzeugmaterial, Beschichtungen, Geometrie und Maschinenfähigkeiten.Durch fundierte Entscheidungen zu diesen Faktoren, können Sie die Bearbeitungseffizienz verbessern, die Werkzeuglebensdauer verlängern und hochwertigere Teile herstellen.