CNC-Werkzeugmaschinen

CNC-Maschinen haben die Fertigung revolutioniert, indem sie verschiedene Bearbeitungsvorgänge mit unübertroffener Präzision und Konsistenz ausführen.

Diese Fähigkeit ist größtenteils auf die Vielfalt der CNC-Bearbeitungswerkzeuge zurückzuführen, jeweils auf spezifische Aufgaben zugeschnitten.

Diese Tools reduzieren die Notwendigkeit manueller Eingriffe, Minimierung von Fehlern, die durch Ermüdung oder Inkonsistenzen menschlicher Bediener verursacht werden.

Unter den verschiedenen Werkzeugen, Aufgrund ihrer Vielseitigkeit sind CNC-Schneidwerkzeuge die am häufigsten verwendeten Werkzeuge.

Jedoch, CNC-Werkzeugmaschinen umfassen noch viel mehr, inklusive Drehen, Bohren, und Schleifwerkzeuge, Jedes davon verfügt über einzigartige Funktionen, die den unterschiedlichen Bearbeitungsanforderungen gerecht werden.

In diesem Artikel werden die verschiedenen Arten von CNC-Werkzeugmaschinen untersucht, Aufschlüsselung ihrer Funktionen und Anwendungen.

Wenn Sie daran interessiert sind, diese wesentlichen Werkzeuge zu verstehen, Lesen Sie weiter für eine umfassende Anleitung.

1. CNC-Fräswerkzeuge (CNC-Schneidwerkzeuge)

CNC-Fräsen Werkzeuge sind vielseitig und können ein breites Spektrum an Arbeiten ausführen, inklusive Schneiden, Bohren, und gestalten.

Sie werden in Fräsmaschinen eingesetzt, die ein Mehrpunkt-Schneidwerkzeug drehen, um Material vom Werkstück zu entfernen.

Hier sind einige der gängigsten Arten von CNC-Fräswerkzeugen:

Schaftfräser

Definition und Grundfunktion: Schaftfräser werden zum Schlitzen verwendet, Profilierung, und Konturierung.

Sie gehören zu den am häufigsten verwendeten Fräswerkzeugen und können vielfältige Bearbeitungen am Werkstück durchführen.

Merkmale:

• Flötenzählung: Schaftfräser gibt es mit unterschiedlicher Anzahl an Spannuten (Schneiden).
  Weniger Flöten (z.B., 2-Flöte) eignen sich besser für Schruppbearbeitungen, während mehr Flöten (z.B., 4-Flöte) eignen sich besser für Endbearbeitungsvorgänge.
• Helixwinkel: Der Spiralwinkel beeinflusst die Spanabfuhr und die Schnittkraft. Höhere Spiralwinkel (z.B., 45°) sorgen für eine bessere Spanabfuhr und glattere Schnitte.
• Material: Schaftfräser werden üblicherweise aus Schnellarbeitsstahl hergestellt (HSS), Hartmetall, oder beschichtete Materialien zur Leistungssteigerung.

Brammenmühlen

Definition und Grundfunktion: Brammenmühlen werden für schwere Mahlarbeiten eingesetzt, wie zum Beispiel große Schnitte, flache Oberflächen.

Sie sind darauf ausgelegt, große Materialmengen schnell und effizient zu entfernen.

Merkmale:

• Großer Durchmesser: Brammenmühlen haben im Vergleich zu anderen Mahlwerkzeugen einen größeren Durchmesser, So können sie in einem einzigen Durchgang einen größeren Bereich abdecken.
• Mehrere Zähne: Sie verfügen über mehrere Zähne für einen schnellen Materialabtrag und glatte Oberflächen.
• Starke Konstruktion: Brammenwalzwerke sind so gebaut, dass sie den hohen Kräften standhalten, die bei schweren Schneidarbeiten entstehen.

Planfräser

Definition und Grundfunktion: Planfräser werden für die Feinbearbeitung flacher Oberflächen verwendet. Sie sind so konzipiert, dass sie einen reibungslosen Ablauf gewährleisten, hochwertiges Finish des Werkstücks.

Merkmale:

• Austauschbare Einsätze: Planfräser verwenden häufig austauschbare Wendeschneidplatten, die bei Verschleiß gewechselt werden kann, Reduzierung von Ausfallzeiten und Kosten.
• Mehrere Einsätze: Sie verfügen über mehrere am Umfang angeordnete Einsätze, Dies ermöglicht eine große Schnittbreite und glatte Oberflächen.
• Verstellbare Einsätze: Einige Planfräser verfügen über verstellbare Einsätze, Ermöglicht eine Feinabstimmung der Schnitttiefe und des Schnittwinkels.

Fliegenschneider

Definition und Grundfunktion: Schlagfräser werden zum Schruppen und Erstellen ebener Flächen verwendet. Sie sind einfach und schnell effektiv, Vorarbeit.

Merkmale:

• Einzelne Klinge: Schlagschneider haben typischerweise eine einzelne Klinge, die auf einer Welle montiert ist, die rotiert, um das Material zu schneiden.
• Verstellbare Klinge: Die Klinge kann eingestellt werden, um die Schnitttiefe und den Schnittwinkel zu steuern.
• Niedrige Kosten: Schlagfräser sind im Allgemeinen günstiger als andere Fräswerkzeuge, Dies macht sie zu einer kostengünstigen Option für Schruppbearbeitungen.

Hohlmühlen

Definition und Grundfunktion: Hohlfräser werden zur Innenbearbeitung eingesetzt, wie Reiben und Bohren. Sie sind für die Erstellung präziser interner Merkmale unerlässlich.

Merkmale:

• Hohles Design: Das hohle Design ermöglicht eine Innenbearbeitung, B. die Vergrößerung vorhandener Löcher oder die Schaffung glatter Innenflächen.
• Mehrere Schneidkanten: Hohlfräser haben mehrere Schneiden, die um den Innendurchmesser herum angeordnet sind, sorgt für ein glattes und präzises Finish.
• Verstellbare Einsätze: Einige Hohlmühlen verfügen über verstellbare Einsätze, ermöglicht eine Feinabstimmung des Schnittdurchmessers.

2. CNC-Drehwerkzeuge

CNC-Drehen Werkzeuge sind für die Formung zylindrischer Teile unerlässlich. Sie entfernen Material vom Werkstück, während es rotiert, Herstellung präziser Durchmesser und Längen.

Diese Werkzeuge werden häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, Automobil, und Herstellung medizinischer Geräte.

Hier sind einige der gängigsten Arten von CNC-Drehwerkzeugen:

Langweilige Werkzeuge

Definition und Grundfunktion: Mit Bohrwerkzeugen werden bestehende Löcher im Werkstück vergrößert. Sie sind für die Erzielung hoher Präzision unerlässlich und können sehr kleine Toleranzen erzeugen.

Merkmale:

• Einpunkt-Bohrstangen: Dies sind die gebräuchlichsten Arten von Bohrwerkzeugen, bestehend aus einer einzelnen Schneide, die an einer Stange befestigt ist. Sie sind vielseitig einsetzbar und können verschiedene Lochgrößen verarbeiten.
• Einstellbare Bohrköpfe: Diese ermöglichen eine Feinanpassung des Lochdurchmessers, Damit sind sie ideal für Präzisionsarbeiten.
• Modulare Bohrsysteme: Diese Systeme bestehen aus austauschbaren Komponenten, Dies ermöglicht Flexibilität bei der Einrichtung und Verwendung.

Anfaswerkzeuge

Definition und Grundfunktion: Anfaswerkzeuge werden zum Erstellen von Fasen verwendet (abgeschrägte Kanten) auf dem Werkstück.

Das Anfasen verbessert die Ästhetik und Funktionalität des Teils, Reduzierung von Stresskonzentrationen und Verbesserung von Passform und Finish.

Merkmale:

• Einpunkt-Anfaswerkzeuge: Diese Werkzeuge verfügen über eine einzelne Schneide und sind einfach zu bedienen.
• Mehrpunkt-Anfaswerkzeuge: Diese Werkzeuge verfügen über mehrere Schneiden, Dies ermöglicht einen schnelleren Materialabtrag und glattere Oberflächen.
• Einstellbare Anfaswerkzeuge: Diese ermöglichen eine Feineinstellung des Winkels und der Tiefe der Fase.

Rändelwerkzeug

Definition und Grundfunktion: Rändelwerkzeuge werden verwendet, um ein Muster auf der Oberfläche des Werkstücks zu erzeugen, typischerweise für Greifzwecke.

Rändelungen sind bei Handwerkzeugen und Konsumgütern weit verbreitet.

Merkmale:

• Gerade Rändelungen: Erstellen Sie gerade Muster auf der Oberfläche des Werkstücks.
• Diamant-Rändel: Erstellen Sie rautenförmige Muster, die aggressiver sind und einen besseren Halt bieten.
• Gebogene Rändel: Erstellen Sie geschwungene Muster, die weniger aggressiv und dekorativer sind.

Trennwerkzeug

Definition und Grundfunktion: Mit Trennwerkzeugen wird das Werkstück auf eine bestimmte Länge zugeschnitten. Sie sind für die Herstellung präziser Längen und das Trennen von Teilen unerlässlich.

Merkmale:

• Einpunkt-Trennwerkzeuge: Diese Werkzeuge verfügen über eine einzelne Schneide und sind einfach zu bedienen.
• Mehrpunkt-Trennwerkzeuge: Diese Werkzeuge verfügen über mehrere Schneiden, Dies ermöglicht einen schnelleren Materialabtrag und glattere Schnitte.
• Einstellbare Trennwerkzeuge: Diese ermöglichen eine Feineinstellung der Schnitttiefe und -breite.

3. Bohrwerkzeuge

CNC-Bohrwerkzeuge sind speziell für die Herstellung von Löchern in einem Werkstück konzipiert.

Sie werden häufig in Verbindung mit einer Bohrmaschine oder einer Fräsmaschine verwendet, und sie spielen in vielen Herstellungsprozessen eine entscheidende Rolle.

Hier sind einige der gängigsten Arten von CNC-Bohrwerkzeugen:

Zentrierbohrer

Definition und Grundfunktion: Zentrierbohrer werden verwendet, um einen Ausgangspunkt für Bohrarbeiten zu schaffen.

Sie sorgen dafür, dass der Bohrer in der richtigen Position startet, Verhindert, dass das Gebiss den vorgesehenen Ort verlässt oder verlässt.

Merkmale:

• Pilotpunkt: Die Spitze eines Zentrierbohrers ist so konzipiert, dass ein kleiner Bohrer entsteht, Präzises Pilotloch. Dieses Pilotloch führt den Hauptbohrer, Gewährleistung einer genauen Ausrichtung.
• Mehrere Winkel: Zentrierbohrer haben häufig mehrere Winkel an den Schneidkanten, um einen sauberen und präzisen Beginn des Lochs zu ermöglichen.
• Kurze Länge: Sie sind typischerweise kurz und starr, Dies trägt zur Aufrechterhaltung der Genauigkeit und Stabilität während der ersten Bohrphase bei.

Auswerferbohrer

Definition und Grundfunktion: Auswerferbohrer werden zum Tieflochbohren eingesetzt.

Zur Späneabfuhr und Kühlung des Werkstücks nutzen sie ein Zweirohrsystem, Dadurch wird sichergestellt, dass der Bohrer scharf bleibt und das Loch sauber und präzise ist.

Merkmale:

• Zwei-Röhren-System: Das Innenrohr enthält die Schneidkanten, während das Außenrohr einen Kanal für Kühlmittel und Spanabfuhr bietet.
• Hohe Effizienz: Das Zweirohrsystem ermöglicht eine kontinuierliche Spanabfuhr und Kühlung, Dadurch sind Auswerferbohrer besonders effizient für das Tieflochbohren.
• Lange Länge: Auswerferbohrer sind in großen Längen erhältlich, Dadurch eignen sie sich zum Bohren tiefer Löcher in verschiedenen Materialien.

Spiralbohrer

Definition und Grundfunktion: Spiralbohrer sind die gebräuchlichste Art von Bohrern, Wird für allgemeine Bohrzwecke verwendet.

Sie sind vielseitig einsetzbar und können eine Vielzahl von Materialien verarbeiten, von Metallen bis zu Kunststoffen.

Merkmale:

• Spiralflöten: Die spiralförmigen Nuten am Bohrer helfen dabei, Späne abzutransportieren und das Werkstück zu kühlen, Gewährleistung eines sauberen und präzisen Lochs.
• Spitzenwinkel: Der Spitzenwinkel variiert je nach zu bohrendem Material.
  Zum Beispiel, Für allgemeine Bohrarbeiten ist ein Spitzenwinkel von 118 Grad üblich, während für härtere Materialien ein Spitzenwinkel von 135 Grad verwendet wird.
• Material: Spiralbohrer werden üblicherweise aus Schnellarbeitsstahl hergestellt (HSS), Kobalt, oder Hartmetall, Jedes bietet ein unterschiedliches Maß an Haltbarkeit und Leistung.

4. Schleifwerkzeuge

Schleifen Werkzeuge sind unerlässlich CNC-Bearbeitung zur Erzielung hoher Präzision und feiner Oberflächen.

Sie verwenden eine Schleifscheibe, um Material von einem Werkstück zu entfernen, sorgt für hohe Genauigkeit und glatte Oberflächen.

Hier sind einige der gängigsten Arten von Schleifwerkzeugen:

Flachschleifmaschinen

Definition und Grundfunktion: Flachschleifmaschinen werden zum Schleifen von ebenen Flächen eingesetzt. Sie sorgen für einen reibungslosen Ablauf, Sie zeichnen sich durch eine hochwertige Verarbeitung aus und sind für die Erzielung präziser Ebenheit und Parallelität unerlässlich.

Merkmale:

• Schleifrad: Die Schleifscheibe besteht aus miteinander verbundenen Schleifpartikeln. Zu den gängigen Materialien gehört Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, und Diamant.
• Hin- und hergehender Tisch: Das Werkstück ist auf einem hin- und hergehenden Tisch montiert, der sich unter der Schleifscheibe hin und her bewegt.
• Kühlmittelsystem: Um eine Überhitzung zu verhindern und Späne zu entfernen, wird ein Kühlmittelsystem eingesetzt (Metallpartikel).

Zylinderschleifmaschinen

Definition und Grundfunktion: Zylinderschleifmaschinen dienen zum Schleifen zylindrischer Flächen.

Sie eignen sich ideal zum Erstellen präziser Durchmesser und Längen und können sowohl Außen- als auch Innenflächen bearbeiten.

Merkmale:

• Rotierender Arbeitskopf: Das Werkstück wird in einem rotierenden Werkstückkopf gehalten, der das Teil unter der Schleifscheibe dreht.
• Mehrere Räder: Einige Rundschleifmaschinen verfügen über mehrere Räder für unterschiedliche Aufgaben, wie Schruppen und Schlichten.
• Kühlmittelsystem: Um eine Überhitzung zu verhindern und Späne zu entfernen, wird ein Kühlmittelsystem eingesetzt.

Spitzenlose Schleifmaschinen

Definition und Grundfunktion: Spitzenlose Schleifmaschinen werden zum Schleifen von Kleinststücken verwendet, zylindrische Teile ohne die Notwendigkeit von Spitzen.

Sie sind effizient und präzise, Damit eignen sie sich ideal für die Massenproduktion.

Merkmale:

• Regulierrad: Die Regelscheibe steuert die Rotation des Werkstücks und führt es der Schleifscheibe zu.
• Schleifrad: Die Schleifscheibe trägt Material vom Werkstück ab.
• Klinge: Ein Messer stützt das Werkstück zwischen der Schleifscheibe und der Regelscheibe.

Interne Mühlen

Definition und Grundfunktion: Innenschleifmaschinen dienen zum Schleifen von Innenflächen.

Sie sind für die Erstellung präziser interner Merkmale unerlässlich und können eine Vielzahl von Lochgrößen und -tiefen bewältigen.

Merkmale:

• Schleifrad: Die Schleifscheibe ist auf einer Spindel montiert, die in das Werkstück eingeführt werden kann.
• Verstellbare Spindel: Die Spindel kann an unterschiedliche Lochgrößen und -tiefen angepasst werden.
• Kühlmittelsystem: Um eine Überhitzung zu verhindern und Späne zu entfernen, wird ein Kühlmittelsystem eingesetzt.

5. Verschiedene Arten von Materialien, die bei der Herstellung von CNC-Werkzeugmaschinen verwendet werden

Die beim Bau von CNC-Werkzeugmaschinen verwendeten Materialien spielen eine entscheidende Rolle für deren Leistung, Haltbarkeit, und Effizienz.

Jedes Material verfügt über einzigartige Eigenschaften, die es für bestimmte Anwendungen geeignet machen.

Hier sind einige der am häufigsten bei der Herstellung von CNC-Werkzeugmaschinen verwendeten Materialien:

Kohlenstoffstahl

Definition und grundlegende Eigenschaften: Kohlenstoffstahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff, mit Kohlenstoffgehalt typischerweise im Bereich von 0.1% Zu 2.1%.

Es ist für seine Stärke bekannt, Haltbarkeit, und relativ geringe Kosten.

Merkmale:

• Stärke: Kohlenstoffstahl bietet eine gute Zugfestigkeit und Härte, Dadurch eignet es sich für Allzweckwerkzeuge.
• Zähigkeit: Es ist stoß- und verschleißfest, Dadurch ist es bei verschiedenen Bearbeitungsvorgängen langlebig.
• Kostengünstig: Kohlenstoffstahl ist im Allgemeinen günstiger als andere Werkzeugmaterialien, Dies macht es für viele Anwendungen zu einer kostengünstigen Wahl.

Schnellarbeitsstahl (HSS)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Schnellarbeitsstahl (HSS) ist ein Werkzeugstahl, der für seine Fähigkeit bekannt ist, seine Härte bei hohen Temperaturen beizubehalten.

Es enthält Legierungselemente wie Wolfram, Molybdän, Chrom, und Vanadium, die seine Leistung steigern.

Merkmale:

• Hitzebeständigkeit: HSS kann seine Härte und Schneidkante bei hohen Temperaturen beibehalten, Dadurch ist es für Hochgeschwindigkeitsschneidvorgänge geeignet.
• Zähigkeit: Es ist robust und resistent gegen Absplittern und Brechen, Dadurch ist es auch bei anspruchsvollen Anwendungen langlebig.
• Vielseitigkeit: HSS-Werkzeuge sind vielseitig und können für eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden, einschließlich Metalle, Kunststoffe, und Holz.

Hartmetalle

Definition und grundlegende Eigenschaften: Hartmetalle, auch als Wolframcarbide bekannt,

sind Verbundwerkstoffe, die aus feinen Körnern von Karbidpartikeln bestehen (typischerweise Wolframkarbid) mit einem metallischen Bindemittel zusammengeklebt (normalerweise Kobalt oder Nickel).

Merkmale:

• Verschleißfestigkeit: Hartmetalle bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit, Dadurch sind sie ideal für Anwendungen mit hohem Verschleiß.
• Härte: Sie sind extrem hart, ist in der Lage, auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten und Temperaturen eine scharfe Schnittkante beizubehalten.
• Haltbarkeit: Hartmetalle sind äußerst langlebig und können mit harten Materialien und anspruchsvollen Bedingungen umgehen.

Schneiden von Keramik

Definition und grundlegende Eigenschaften: Schneidkeramiken sind fortschrittliche Materialien, die aus keramischen Verbindungen wie Aluminiumoxid hergestellt werden (Aluminiumoxid), Siliziumnitrid, und kubisches Bornitrid (CBN).

Sie sind für ihre hohe Härte und Hitzebeständigkeit bekannt.

Merkmale:

• Hohe Härte: Das Schneiden von Keramik ist extrem schwierig, ist in der Lage, auch bei sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten eine scharfe Schnittkante beizubehalten.
• Hitzebeständigkeit: Sie können hohen Temperaturen standhalten, Dadurch eignen sie sich für Hochgeschwindigkeitsschneiden und Trockenbearbeitung.
• Chemische Inertheit: Schneidkeramik ist chemisch inert, Dadurch wird das Risiko chemischer Reaktionen mit dem Werkstückmaterial verringert.

6. Gängige Beschichtungen für CNC-Bearbeitungswerkzeuge

CNC-Bearbeitungswerkzeuge werden mit Beschichtungen versehen, um deren Leistung zu verbessern, verlängern ihre Lebensdauer, und die Qualität des Endprodukts verbessern.

Diese Beschichtungen können die Reibung verringern, Härte erhöhen, und bieten eine bessere Verschleißfestigkeit.

Hier sind einige der am häufigsten in CNC-Bearbeitungswerkzeugen verwendeten Beschichtungen:

Titannitrid (Zinn)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Titannitrid (Zinn) ist ein keramisches Material, das üblicherweise als Beschichtung für Schneidwerkzeuge verwendet wird. Es ist bekannt für seine goldene Farbe und seine hervorragende Verschleißfestigkeit.

Merkmale:

• Verschleißfestigkeit: TiN bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit, Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeugs.
• Gleitfähigkeit: Es reduziert die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück, Dies führt zu glatteren Schnitten und einer geringeren Wärmeentwicklung.
• Härte: TiN hat eine Härte von ca 2400-3400 HV, Dadurch eignet es sich für ein breites Spektrum an Bearbeitungsvorgängen.

Titancarbonitrid (TiCN)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Titancarbonitrid (TiCN) ist eine Titanverbindung, Kohlenstoff, und Stickstoff. Im Vergleich zu TiN bietet es eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine höhere Härte.

Merkmale:

• Höhere Härte: TiCN hat eine Härte von ca 3000-3800 HV, wodurch es verschleißfester wird.
• Bessere Gleitfähigkeit: Es bietet eine bessere Schmierfähigkeit als TiN, Reduzierung von Reibung und Wärmeentwicklung.
• Verschleißfestigkeit: TiCN bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit, insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsvorgängen.

Aluminiumtitannitrid (Gold)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Aluminiumtitannitrid (Gold) ist eine Beschichtung, die Aluminium kombiniert, Titan, und Stickstoff. Es ist bekannt für seine hohe Härte und hervorragende thermische Stabilität.

Merkmale:

• Hohe Härte: AlTiN hat eine Härte von ca 3500-4000 HV, Damit ist es eine der härtesten Beschichtungen auf dem Markt.
• Thermische Stabilität: Es behält seine Härte und Verschleißfestigkeit auch bei hohen Temperaturen, Dadurch eignet es sich für die Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturbearbeitung.
• Oxidationsbeständigkeit: AlTiN bietet eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit, Reduzierung des Risikos einer Werkzeugverschlechterung bei hohen Temperaturen.

Diamantartiger Kohlenstoff (DLC)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Diamantartiger Kohlenstoff (DLC) ist eine Form von amorphem Kohlenstoff, der ähnliche Eigenschaften wie Diamant aufweist, wie hohe Härte und geringe Reibung.

Merkmale:

• Geringe Reibung: DLC hat einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten, Reduzierung der Wärmeentwicklung und des Verschleißes.
• Hohe Härte: DLC hat eine Härte von ca 1500-5000 HV, abhängig von der konkreten Formulierung.
• Korrosionsbeständigkeit: DLC bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Dadurch ist es für den Einsatz in korrosiven Umgebungen geeignet.

Chromnitrid (CrN)

Definition und grundlegende Eigenschaften: Chromnitrid (CrN) ist ein hartes, verschleißfeste Beschichtung, die häufig in Anwendungen verwendet wird, bei denen Korrosionsbeständigkeit wichtig ist.

Merkmale:

• Korrosionsbeständigkeit: CrN bietet eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Dadurch ist es für den Einsatz in korrosiven Umgebungen geeignet.
• Verschleißfestigkeit: Es bietet eine gute Verschleißfestigkeit, Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeugs.
• Geringe Reibung: CrN hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten, Reduzierung der Wärmeentwicklung und des Verschleißes.

7. Wichtige Überlegungen zur Auswahl von CNC-Werkzeugen

Um eine optimale Leistung zu erzielen, ist die Auswahl der richtigen CNC-Werkzeuge von entscheidender Bedeutung, Effizienz, und Qualität in Ihren Bearbeitungsvorgängen.

Hier sind die wichtigsten Überlegungen, die Sie bei der Auswahl von CNC-Werkzeugen beachten sollten:

7.1. Material des Werkstücks

Überlegungen:

• Art des Materials: Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Werkzeugmaterialien und Geometrien.
  Zum Beispiel, Aluminium ist weicher und erfordert möglicherweise andere Werkzeuge als härtere Materialien wie Titan oder Edelstahl.
• Härte und Zähigkeit: Die Härte und Zähigkeit des Materials beeinflussen die Auswahl des Werkzeugmaterials und der Beschichtung.
  Härtere Materialien erfordern möglicherweise langlebigere und verschleißfestere Werkzeuge.

7.2. Art der Operation

Überlegungen:

• Bearbeitungsvorgänge: Verschiedene Operationen (drehen, Mahlen, Bohren, Einfädeln, usw.) erfordern spezielle Werkzeuggeometrien und -konstruktionen.
  Zum Beispiel, Zum Fräsen werden Schaftfräser verwendet, während zum Bohren Bohrer verwendet werden.
• Komplexität des Teils: Komplexere Teile erfordern möglicherweise spezielle Werkzeuge und mehrachsige Maschinen, um die gewünschten Merkmale und Toleranzen zu erreichen.

7.3. Werkzeugmaterial

Überlegungen:

• Schnellarbeitsstahl (HSS): Geeignet für die allgemeine Bearbeitung, insbesondere bei niedrigeren Geschwindigkeiten und Vorschüben.
• Hartmetall: Bietet höhere Härte und Verschleißfestigkeit, Dadurch eignet es sich für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und härtere Materialien.
• Keramik: Aufgrund ihrer hohen Härte und Hitzebeständigkeit ideal für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung harter Materialien.
• Polykristalliner Diamant (PCD): Ideal für die Bearbeitung von Nichteisenmaterialien wie Aluminium und Kupfer, Bietet hervorragende Verschleißfestigkeit und geringe Reibung.

7.4. Werkzeuggeometrie

Überlegungen:

• Flötendesign: Anzahl und Form der Flöten (spiralförmig, gerade, usw.) Auswirkungen auf die Spanabfuhr und die Schnittleistung haben.
  Spiralnuten werden häufig für allgemeine Bearbeitungszwecke eingesetzt.
• Spitzenwinkel: Der Spitzenwinkel beeinflusst den anfänglichen Schnitt und die Art des zu bearbeitenden Materials.
  Zum Beispiel, Für allgemeine Bohrarbeiten ist ein Spitzenwinkel von 118 Grad üblich, während ein Spitzenwinkel von 135 Grad für härtere Materialien besser ist.
• Spanwinkel: Der Spanwinkel beeinflusst die Schnittkraft und Spanbildung.
  Positive Spanwinkel reduzieren die Schnittkräfte und verbessern die Spanabfuhr, während negative Spanwinkel die Festigkeit und Stabilität des Werkzeugs erhöhen.

7.5. Werkzeugbeschichtung

Überlegungen:

• Titannitrid (Zinn): Bietet gute Verschleißfestigkeit und geringe Reibung, Geeignet für die allgemeine Bearbeitung.
• Titancarbonitrid (TiCN): Bietet höhere Härte und Verschleißfestigkeit, Geeignet für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
• Aluminiumtitannitrid (Gold): Bietet hervorragende Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität, Geeignet für Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
• Diamantartiger Kohlenstoff (DLC): Bietet geringe Reibung und hohe Verschleißfestigkeit, Geeignet für die Präzisionsbearbeitung und Bearbeitung von Nichteisenmaterialien.
• Chromnitrid (CrN): Bietet gute Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, Geeignet für die Bearbeitung in korrosiven Umgebungen.

7.6. Werkzeugdurchmesser und -länge

Überlegungen:

• Durchmesser: Der Durchmesser des Werkzeugs sollte mit der Größe des zu bearbeitenden Merkmals übereinstimmen. Größere Durchmesser sind im Allgemeinen steifer und können höhere Belastungen bewältigen.
• Länge: Die Länge des Werkzeugs beeinflusst seine Steifigkeit und Stabilität. Längere Werkzeuge sind anfälliger für Durchbiegung und Vibrationen, Dies kann die Genauigkeit und Lebensdauer des Werkzeugs beeinträchtigen.

7.7. Werkzeughalter und Spannsystem

Überlegungen:

• Werkzeughaltertyp: Verschiedene Halter (Schrumpfpassung, hydraulisch, mechanisch) bieten ein unterschiedliches Maß an Präzision und Haltekraft. Schrumpfhalterungen, Zum Beispiel, sorgen für hohe Präzision und Steifigkeit.
• Spannsystem: Das Spannsystem sollte das Werkzeug sicher an Ort und Stelle halten, um Stabilität und Genauigkeit während der Bearbeitung zu gewährleisten.

7.8. Kühlmittelzufuhrsystem

Überlegungen:

• Inneres Kühlmittel: Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzufuhr können die Spanabfuhr verbessern und die Hitze reduzieren, Verlängerung der Werkzeugstandzeit und Verbesserung der Oberflächengüte.
• Externes Kühlmittel: Externe Kühlmittelsysteme sind einfacher, aber möglicherweise nicht so effektiv beim Tieflochbohren oder bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.

7.9. Kosten und Budget

Überlegungen:

• Anschaffungskosten: Die Vorabkosten der Werkzeuge, einschließlich aller speziellen Beschichtungen oder Materialien.
• Betriebskosten: Laufende Kosten wie Ersatz, Wartung, und Ausfallzeiten.
• Kapitalrendite (ROI): Bewerten Sie den potenziellen ROI, indem Sie Faktoren wie eine höhere Produktivität berücksichtigen, reduzierte Zykluszeiten, und verbesserte Qualität.

8. Innovationen bei CNC-Werkzeugen

Der Bereich der CNC-Bearbeitung entwickelt sich ständig weiter, angetrieben durch Fortschritte bei den Materialien, Beschichtungen, und Designtechnologien.

Diese Innovationen zielen darauf ab, die Werkzeugleistung zu verbessern, verlängern die Standzeit des Werkzeugs, erhöhen die Präzision, und die Produktivität steigern.

Hier sind einige der wichtigsten Innovationen bei CNC-Werkzeugen:

8.1. Fortschrittliche Beschichtungen

Nanostrukturierte Beschichtungen:

• Beschreibung: Nanostrukturierte Beschichtungen bestehen aus Schichten oder Partikeln im Nanometerbereich, Bereitstellung verbesserter Eigenschaften auf molekularer Ebene.
• Vorteile: Erhöhte Härte, verbesserte Haftung, und bessere Beständigkeit gegen Verschleiß und Korrosion.

Diamantartiger Kohlenstoff (DLC) Beschichtungen:

• Beschreibung: DLC-Beschichtungen ahmen die Eigenschaften von Diamant nach, bietet extrem hohe Härte und geringe Reibung.
• Vorteile: Reduzierte Reibung, verbesserte Verschleißfestigkeit, und bessere Leistung bei Hochgeschwindigkeitsbearbeitung und Präzisionsanwendungen.

8.2. Neue Werkzeugmaterialien

Kubisches Bornitrid (CBN):

• Beschreibung: CBN ist nach Diamant eines der härtesten Materialien, Damit ist es ideal für die Bearbeitung extrem harter Materialien.
• Vorteile: Hervorragende Verschleißfestigkeit, hohe thermische Stabilität, und Eignung für die Bearbeitung von gehärteten Stählen und Superlegierungen.

Polykristalliner Diamant (PCD):

• Beschreibung: PKD-Werkzeuge bestehen aus miteinander verbundenen synthetischen Diamantpartikeln, Bietet außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit.
• Vorteile: Ideal für die Bearbeitung von Nichteisenmaterialien wie Aluminium und Kupfer, reduzierter Werkzeugverschleiß, und verbesserte Oberflächengüte.

8.3. Intelligente Werkzeuge und Sensoren

In-Prozess-Überwachung:

• Beschreibung: Intelligente, mit Sensoren ausgestattete Werkzeuge können den Werkzeugverschleiß überwachen, Schnittkräfte, und Temperatur in Echtzeit.
• Vorteile: Frühzeitige Erkennung von Problemen, optimierter Werkzeugeinsatz, und reduzierte Ausfallzeiten.

Adaptive Steuerungssysteme:

• Beschreibung: Adaptive Steuerungssysteme passen die Bearbeitungsparameter an (Geschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe) basierend auf Echtzeitdaten von Sensoren.
• Vorteile: Verbesserte Genauigkeit, reduzierter Werkzeugverschleiß, und bessere Oberflächenbeschaffenheit.

8.4. Digitale Zwillingstechnologie

Virtuelle Simulation:

• Beschreibung: Durch die digitale Zwillingstechnologie wird ein virtuelles Abbild des Bearbeitungsprozesses erstellt, Dies ermöglicht eine Simulation und Optimierung vor der eigentlichen Bearbeitung.
• Vorteile: Reduzierte Rüstzeit, verbesserte Genauigkeit, und die Möglichkeit, verschiedene Werkzeug- und Bearbeitungsstrategien ohne physische Prototypen zu testen.

9. Abschluss

CNC-Werkzeugmaschinen haben die Fertigungslandschaft verändert, bietet beispiellose Präzision und Effizienz.

Egal, ob Sie ein erfahrener Maschinenschlosser oder ein Neuling auf diesem Gebiet sind, Ein solides Verständnis der verschiedenen Arten von CNC-Werkzeugmaschinen und ihrer Anwendungen ist von entscheidender Bedeutung.

Durch die Auswahl der richtigen Werkzeuge für Ihre spezifischen Anforderungen, Sie können sicherstellen, dass Ihre Projekte nach den höchsten Qualitäts- und Leistungsstandards abgeschlossen werden.