CNC Bearbeitung | Flühs
Die CNC Bearbeitung ist Teil der modernen Fertigungstechnik, durch welche die Produktivität durch computergesteuerte Maschinen erhöht wird. Flühs arbeitet mit einem Maschinenpark bestehend aus 130 CNC- und kurvengesteuerten Drehmaschinen, der täglich eine Produktion von etwa 1 Mio. Drehteilen ermöglicht.
Wir führen die CNC Bearbeitung mit Drehmaschinen durch, die komplexe Drehteile, Präzisionsdrehteile und Langdrehteile in Klein-, Mittel- und Großserie produzieren. Flühs Drehtechnik ist seit fast 100 Jahren in der Drehteileindustrie tätig und beliefert seit Jahrzehnten OEMs der Sanitär- und Haustechnik sowie der Automobilindustrie.
Die CNC (Computerized Numerical Control) Bearbeitung ermöglicht die wirtschaftliche und präzise Verarbeitung von verschiedenartigen Materialien (u.a. Metalle, NE-Metalle oder Kunststoffe). Die Steuerung der Werkzeuge wird von einem in der CNC Maschine integrierten Computer übernommen.
Die Vorteile der CNC Bearbeitungen liegen in der Wirtschaftlichkeit, Präzision und der gleichbleibend hohen Qualität. CNC Maschinen werden auf der Grundlage von CAD Dateien programmiert und halten die vorgegebenen Maße zuverlässig ein.
In der CNC Bearbeitung häufig eingesetzte Werkzeuge sind zum Beispiel Fräsen, Bohrwerkzeuge, Gewindeschneider, Drehmeißel und Schneidwerkzeuge, die mithilfe des aus den CAD Dateien generierten Programmiercodes (G-Code) gesteuert werden.
Dieser Text befasst sich mit den Grundlagen der CNC Bearbeitung, geht auf ihre Vorteile ein und beschreibt die geläufigsten Werkzeuge in der CNC Bearbeitung.
Was ist die CNC Bearbeitung?
Die CNC (Computerized Numerical Control) Bearbeitung ist ein subtraktives Bearbeitungsverfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Aluminium, Kupfer, Stahl, Kunststoffen und Verbundstoffen.
Es gibt verschiedene CNC Bearbeitungsverfahren, unter anderem das CNC Drehen, das CNC Fräsen und das CNC Bohren.
Das CNC Drehen ist ein automatisiertes Fertigungsverfahren, das auf der spanenden Bearbeitung eines rotierenden Werkstücks basiert, um rotationssymmetrische Bauteile, wie zum Beispiel Präzisionsdrehteile, herzustellen. Mit CNC Drehmaschinen lassen sich Bauteile wie Achsen, Wellen, Schrauben und Muttern in hohen Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität herstellen.
Das CNC Fräsen ist ein spanendes, computergesteuertes Fertigungsverfahren, bei dem ein Werkstück mit computergesteuerten Mehrpunktschneidwerkzeugen geschnitten wird. Dabei kommt eine rotierende Fräse zum Einsatz, die Material von der Oberfläche kontinuierlich abträgt. Je nach Maschinentyp bewegt sich entweder das Werkzeug, das Werkstück oder beides. CNC Frästeile werden unter anderem im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrttechnik und im Bauwesen verwendet.
Das CNC Bohren ist ein subtraktives, computergesteuertes Fertigungsverfahren, bei dem mit rotierenden Bohrwerkzeugen präzise Bohrungen in Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff eingebracht werden. Der Prozess basiert auf G-Code-Programmen, die aus den CAD-Daten abgeleitet werden. Die Steuerung legt Parameter wie Bohrtiefe, Drehzahl und Vorschub exakt fest. CNC Bohren wird häufig als Teilprozess beim CNC Fräsen oder CNC Drehen eingesetzt.
CNC Bearbeitungsschritte
Trotz der unterschiedlichen Fertigungsverfahren sind die Hauptschritte der CNC Bearbeitung weitestgehend gleich. Die CNC Bearbeitung umfasst im Wesentlichen 4 Schritte: die CAD Modellerstellung, die Konvertierung der CAD Dateien, die Einstellung der CNC Maschine und der Bearbeitungsprozess.
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CAD Modellerstellung
CAD (Computer Aided Design) ist eine computergestützte Technologie zur Erstellung von 3D Modellen und 2D Zeichnungen für Objekte und Systeme, zum Beispiel technische Bauteile. Konstrukteure und Ingenieure nutzen CAD Software, um nach Kundenvorgaben Bauteile in den richtigen Maßen und Formen zu modellieren.
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Konvertierung der CAD Dateien
Die CAD Dateien werden konvertiert, um einen Programmiercode zu generieren. Der Programmiercode gibt der Maschine vor, wie die Werkzeuge zu verfahren haben. Dabei handelt es sich meistens um G-Code-Befehle. G-Code ist eine standardisierte Programmiersprache zur Programmierung von CNC Maschinen und 3D Druckern, die Anweisungen für die Maschine oder den Drucker auflistet.
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Einstellung der CNC Maschine
Nach der Konvertierung der CAD Dateien wird der Programmcode auf die CNC Maschine geladen. Danach wird das Werkstück entweder manuell oder automatisch in die Maschine eingeführt.
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Bearbeitungsprozess
Der CNC Programmcode gibt Arbeitsanweisungen an den integrierten Computer in der CNC Maschine, der das Bearbeitungswerkzeug bedient und steuert.
Die CNC Bearbeitung hat im Bearbeitungsprozess einige qualitative und kostenbezogene Vorteile, die im Folgenden beschrieben werden.
Was sind die Vorteile der CNC Bearbeitung?
Die Vorteile der CNC Bearbeitung sind ihre hohe Präzision und Genauigkeit, bedingt durch die Automatisierung, die Steigerung des Umsatzes bei reduziertem Personalaufwand, ihre Vielseitigkeit, die Integration in digitale Produktionsprozesse, schnellere Produktionszeiten und Wiederholgenauigkeit.
Einer der größten Vorteile der CNC Bearbeitung ist die erhöhte Präzision und Genauigkeit im Vergleich zur konventionellen Bearbeitung. CNC Maschinen sind dazu in der Lage, enge Toleranzen zu bewältigen und stellen durch automatisierte und computergesteuerte Bearbeitung sicher, dass alle Bauteile über die erforderliche Passgenauigkeit verfügen, um montiert zu werden.
Die CNC Bearbeitung führt zu einer Steigerung des Umsatzes, weil sie rund um die Uhr umsetzbar ist, dabei minimale Überwachung benötigt und einen kontinuierlichen Output liefert. Insbesondere bei großen Stückzahlen ermöglichen CNC Maschinen eine sehr wirtschaftliche Produktion.
Ein Vorteil der CNC Bearbeitung ist, dass es sich um einen vielseitigen Bearbeitungsprozess handelt, der mit einer Vielzahl an Materialien durchführbar ist. Mit CNC Maschinen lassen sich metallische Werkstoffe wie Titan, Aluminium oder Stahl bearbeiten sowie Kunststoffe wie POM (Polyoxymethylen) oder PE (Polyethylen). Dadurch ist die CNC Bearbeitung für viele unterschiedliche Branchen ein relevanter Faktor im Fertigungsprozess.
Durch die CNC Bearbeitung ist eine hohe Wiederholgenauigkeit realisierbar. Ist die CNC Maschine einmal programmiert, ist es möglich, dasselbe Teil in beliebiger Stückzahl ohne Abweichungen in der Qualität herzustellen.
CNC Bearbeitung bei Flühs
Die CNC-Bearbeitung bei Flühs erfolgt mit modernen CNC-Drehmaschinen.
Auf unseren CNC Drehmaschinen werden unter anderem Langdrehteile, Präzisionsdrehteile und komplexe Drehteile in Klein-, Mittel- und Großserie gefertigt. Ein zentrales Anwendungsfeld ist die Herstellung unseres breiten Produktspektrums an Ventilen, für die wir Drehteile auf unseren CNC Drehmaschinen inhouse herstellen.
Unsere CNC-Drehmaschinen sind mit automatischen Lademagazinen ausgestattet, die das Stangenmaterial zuführen. Anschließend wird das Werkstück eingespannt und in Rotation versetzt. Je nach Maschinentyp erfolgt die Bearbeitung entweder über Werkzeugschlitten oder über einen oder mehrere Werkzeugrevolver. Beim Aufbau über Werkzeugschlitten sind die Werkzeuge fest montiert und bewegen sich linear am rotierenden Werkstück entlang. Der Werkzeugrevolver ermöglicht durch seine drehbare Anordnung den schnellen Wechsel zwischen mehreren Werkzeugen und steigert so die Flexibilität und Produktivität. In beiden Fällen wird der Span präzise abgetragen, bis die geforderte Geometrie maßhaltig erreicht ist.
Die Endkontrolle erfolgt automatisiert mit Glasrutschen und Bildverarbeitungssystemen wie zum Beispiel Highspeed Kameras. Die Bildverarbeitungssysteme prüfen, ob die Drehteile den vorgegebenen Maßen entsprechen und sortieren Teile mit Abweichungen aus.
Dank der CNC Bearbeitung ist es für Flühs Drehtechnik möglich, täglich etwa 1 Millionen Drehteile zu produzieren.
Welche Werkzeuge werden bei der CNC Bearbeitung verwendet?
Bei der CNC Bearbeitung werden Werkzeuge wie Schneid-, Fräs-, Dreh-, Bohr- und Schleifwerkzeuge verwendet, wie zum Beispiel Schaftfräser, Spiralbohrer oder Gewindedrehmeißel.
Die Werkzeuge sind in der CNC Bearbeitung computergesteuert. Die CNC-Maschine regelt neben den Werkzeugbewegungen auch Spindeldrehzahl, Vorschub, Kühlmittelzufuhr und die Überwachung von Prozessparametern. Je nach Bearbeitungsvorgang werden unterschiedliche Werkzeuge bei der CNC Bearbeitung verwendet.
Fräswerkzeuge wie zum Beispiel Schaftfräser, Planfräser und Scheibenfräser werden bei der CNC Bearbeitung verwendet, um Material von der Werkstückoberfläche abzutragen. Fräswerkzeuge sind vielseitig einsetzbar. Sie eignen sich unter anderem zur Herstellung von Profilen, Nuten und Gewinden sowie zum Glätten oder Planen von Oberflächen.
In der CNC Bearbeitung werden Bohrwerkzeuge, unter anderem Spiralbohrer, Kernbohrer oder Zentrierbohrer, zum Erzeugen von Löchern verwendet. Typische Anwendungen von CNC Bohrern sind Bohrlöcher für Schrauben, Gewindebohrungen oder Tieflochbohrungen im Werkzeugbau.
Drehwerkzeuge wie Gewindedrehmeißel, Abstechwerkzeuge oder Innendrehwerkzeuge werden in der CNC Bearbeitung zur Herstellung von rotationssymmetrischen Bauteilen verwendet. CNC Drehwerkzeuge werden beispielsweise zur Herstellung von Sicherungsnuten, Dichtflächen, Schrauben, Spindeln und zum Abstechen von Stangenmaterial verwendet.
