Kombinierte Dreh- und Fräsbearbeitung in Zhangzhou

Im Rahmen der schrittweisen Entwicklung des verarbeitenden Gewerbes in der Region Zhangzhou wurde ein Projekt namensDreh-Fräs-BearbeitungDie Technologie entwickelt sich allmählich zuBearbeitungEine in diesem Bereich äußerst wichtige Bearbeitungsform. Durch die Kombination von Dreh- und Fräsfunktionen ermöglicht diese Bearbeitungsmethode die Ausführung mehrerer Arbeitsschritte auf einer einzigen Maschine und bietet damit eine völlig neue Lösung für die Fertigung von Bauteilen.

1. Grundbegriffe der kombinierten Dreh-Fräsbearbeitung

Ein Fertigungsverfahren, bei dem sowohl Dreh- als auch Fräsarbeiten auf einer einzigen Bearbeitungsmaschine durchgeführt werden, wird als kombinierte Dreh-Fräsbearbeitung bezeichnet. Bei der herkömmlichen Bearbeitung muss das Werkstück häufig zwischen verschiedenen Maschinen hin- und hertransportiert werden, um dort die Dreh- und Fräsvorgänge separat durchzuführen. Die kombinierte Bearbeitung hingegen vereint diese beiden Funktionen auf einer einzigen Maschine und ermöglicht durch die Drehung des Arbeitstisches sowie die Kombination verschiedener Werkzeuge die mehrseitige Bearbeitung komplexer Teile in einer einzigen Aufspannung.

Der Schlüssel zu dieser Bearbeitungsmethode liegt in der Konstruktion des multifunktionalen Werkzeugrevolvers und des Spindelsystems. Die Anlage ist mit einem Werkzeugrevolver ausgestattet, der sich gleichzeitig drehen und positionieren lässt, sowie mit einer Spindel, die den Winkel des Werkstücks steuern kann. Bei der Bearbeitung achsensymmetrischer Teile treibt die Spindel das Werkstück an, um Dreharbeiten durchzuführen; wenn hingegen seitliche Merkmale bearbeitet werden müssen, arretiert die Spindel den Winkel, und der Werkzeugrevolver wechselt zum Fräser, um Fräsarbeiten durchzuführen. Der gesamte Prozess wird durch ein CNC-System gesteuert, das die Bewegungen der einzelnen Achsen präzise regelt und so die Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet.

2. Technische Merkmale und Vorteile

从VerarbeitungseffizienzAus dieser Perspektive betrachtet verkürzt sich die Nebenzeitaufwendung deutlich, da die Anzahl der Werkstücktransporte zwischen den verschiedenen Anlagen reduziert wird. Im herkömmlichen Verfahren muss das Werkstück zwischen jedem Arbeitsschritt neu eingespannt und positioniert werden, während bei der kombinierten Bearbeitung der Großteil der Bearbeitungsschritte mit nur einer einzigen Aufspannung erledigt werden kann. Diese Eigenschaft eignet sich hervorragend für Produktionsaufträge mit kurzen Bearbeitungszyklen und engen Lieferfristen.

Was die Genauigkeit betrifft, lässt sich die Positionsgenauigkeit der Teile leichter gewährleisten, da Positionierungsfehler, die durch wiederholtes Einspannen entstehen, vermieden werden. Insbesondere bei Merkmalen mit relativen Positionsanforderungen, wie z. B. zueinander senkrechten Bohrungssystemen oder sich schneidenden Konturflächen, kann die Positionsbeziehung in größerem Maße beibehalten werden, wenn die Bearbeitung dieser Merkmale in einer einzigen Aufspannung erfolgt.

Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit komplexen Geometrien kommt der besonderen Stärke der Dreh-Fräs-Kombinationstechnik besonders gut zum Tragen. Bei der Bearbeitung von Teilen mit Merkmalen wie gekrümmten Oberflächen oder schrägen Bohrungen ermöglicht die Positionierung mithilfe der Indexierung der Spindel, dass das Werkzeug den zu bearbeitenden Bereich aus einem optimalen Winkel anfahren kann. Diese Fähigkeit kommt besonders bei der Bearbeitung von Teilen wie Gehäusen oder Scheibeneinsätzen zum Tragen, die Merkmale in mehreren Richtungen aufweisen.

3. Wichtige Punkte zur Gerätekonfiguration

Was den Aufbau der Maschine betrifft, so verfügen Dreh-Fräs-Kombinationsmaschinen häufig über eine Schrägbettkonstruktion, die den Spanabtransport erleichtert und eine hohe Steifigkeit aufweist. Im Spindelbereich kommen elektrische Spindeln zum Einsatz, die indexiert und positioniert werden können. Sie ermöglichen sowohl hohe Drehzahlen für das Drehen als auch präzise Indexierung für die Fräsbearbeitung. Bei der Werkzeugrevolverkonstruktion gibt es in der Regel zwei Arten: den angetriebenen Revolver und den Servorevolver. Der angetriebene Revolver verfügt über einen eigenen Antriebsmotor, der die Werkzeuge aktiv dreht und so Funktionen wie Fräsen und Bohren ermöglicht.

Das CNC-System, das als zentrale Steuereinheit der Anlage fungiert, muss unter anderem Funktionen wie die mehrachsige Synchronisation sowie die Steuerung des Werkzeugmittelpunkts bieten. Die Programmierung des Systems unterscheidet sich von der herkömmlicher CNC-Werkzeugmaschinen und erfordert den Einsatz einer Programmiersoftware, die die kombinierte Dreh- und Fräsfunktion unterstützt. Diese Software muss in der Lage sein, komplexe Werkzeugwege sowie Spindelpositionierungsbefehle zu verarbeiten.

4. Planung des Fertigungsprozesses

Bei der Planung des Bearbeitungsprozesses müssen die spezifischen Merkmale der Bauteile, wie beispielsweise ihre strukturellen Eigenschaften, sowie die konkreten Anforderungen an die Genauigkeit umfassend und ganzheitlich berücksichtigt werden. Zunächst muss genau analysiert werden, welche Merkmale in einem einzigen Aufspannvorgang erreicht werden können, um anschließend die Bearbeitungsbezugspunkte und die Art der Positionierung festzulegen. Anschließend ist die Bearbeitungsreihenfolge sinnvoll zu gestalten. In der Regel gilt der Grundsatz, dass zunächst die Grobbearbeitung und dann die Feinbearbeitung erfolgt, wobei zuerst die Hauptflächen und erst danach die Nebenflächen bearbeitet werden. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass es nicht zu Kollisionen der Werkzeuge kommt.

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Was die Auswahl der Werkzeuge betrifft, so werden angesichts des relativ begrenzten Bearbeitungsraums häufig Werkzeuge mit kurzem Schaft verwendet, um die Steifigkeit zu erhöhen. Je nach Werkstoff müssen die entsprechenden Schneidstoffqualitäten und Geometrieparameter ausgewählt werden. Für schwer zerspanbare Werkstoffe wie Edelstahl sollten Schneidstoffmaterialien mit guter Zähigkeit gewählt werden; bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen hingegen können Schneidformen mit scharfen Schneidkanten zum Einsatz kommen.

Bei der Festlegung der Schnittparameter sollten die unterschiedlichen Anforderungen des Dreh- und Fräsvorgangs gleichermaßen berücksichtigt werden. Beim Drehen werden im Allgemeinen höhere Schnittgeschwindigkeiten verwendet, während beim Fräsen der geeignete Vorschub anhand des Werkzeugdurchmessers und der Anzahl der Schneiden bestimmt werden muss. In der Grobbearbeitung kann die Zerspanungsleistung angemessen erhöht werden, während bei der Feinbearbeitung die Anforderungen an Oberflächenqualität und Genauigkeit umfassend berücksichtigt werden müssen.

5. Anwendungsbereich

Es gibt eine Technologie, die sich für die Bearbeitung vieler verschiedener Werkstücktypen eignet. Bei der Bearbeitung von Wellenbauteilen können Merkmale wie Außenrundung, Stirnfläche und Keilnut gleichzeitig bearbeitet werden, während bei Scheibenteilen können Innenbohrungen, Stirnflächen und rundum verteilte Bohrungen in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden. Bei Teilen mit exzentrischen Strukturen oder schrägen Merkmalen ermöglicht die Spindelindexierungsfunktion die Bearbeitung aus verschiedenen Winkeln.

In der industriellen Praxis wird diese Technologie häufig bei der Herstellung von mechanischen Antriebskomponenten, Hydraulikkomponenten und ähnlichen Produkten eingesetzt. Diese Teile unterliegen in der Regel hohen Präzisionsanforderungen, weisen eine relativ komplexe Struktur auf und erfordern eine Bearbeitung aus verschiedenen Richtungen. Durch den Einsatz kombinierter Bearbeitungsverfahren lässt sich die Produktionseffizienz steigern, ohne dass die Präzision beeinträchtigt wird.

6. Hinweise zur Bedienung

Bei der täglichen Wartung müssen die Positioniergenauigkeit der Spindel sowie die Wiederholgenauigkeit der Revolverpositionierung in den vorgeschriebenen Intervallen überprüft werden. Die Führungsschienen und Gewindespindeln müssen sauber und gut geschmiert gehalten werden; Späne und Kühlmittelrückstände sind unverzüglich zu entfernen. Bei den elektrischen Systemen ist darauf zu achten, dass kein Feuchtigkeit und Staub eindringen kann, und die Verbindungsleitungen sind in den vorgeschriebenen Intervallen auf ihren ordnungsgemäßen Zustand zu überprüfen.

Während der Bearbeitung muss das Bedienpersonal den Verschleiß der Werkzeuge genau im Auge behalten. Da bei der Verbundbearbeitung häufig hochautomatisierte, kontinuierliche Bearbeitungsprozesse zum Einsatz kommen, wirkt sich der Werkzeugverschleiß unmittelbar auf die Bearbeitungsqualität aus. Es wird empfohlen, die Abmessungen der Werkstücke regelmäßig zu überprüfen und verschlissene Werkzeuge rechtzeitig auszutauschen.

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Bei der Programmierung sollte darauf geachtet werden, die Werkzeugwege zu optimieren, um unnötige Leerwege zu vermeiden. Gleichzeitig sollten die Schnittparameter sinnvoll eingestellt werden, um unter Gewährleistung der Bearbeitungsqualität die Effizienz zu steigern. Bei komplexen Programmen empfiehlt es sich, zunächst eine Simulationsprüfung durchzuführen und erst nach Feststellung der Fehlerfreiheit mit der eigentlichen Bearbeitung zu beginnen.

7.Trendentwicklung

Derzeit entwickelt sich die Technologie der kombinierten Dreh-Fräsbearbeitung in Richtung höherer Präzision und intelligenterer Lösungen. Die Maschinenhersteller verbessern kontinuierlich die Konstruktion ihrer Anlagen, um die Steifigkeit und die Präzisionsstabilität der beweglichen Teile zu erhöhen. Im Bereich der Steuerungssysteme werden zunehmend automatisierte Funktionen integriert, wie beispielsweise das Werkzeugstandzeitmanagement und die Überwachung des Bearbeitungsprozesses.

Einige Maschinen werden im Hinblick auf die Funktionserweiterung zunehmend mit zusätzlichen Bearbeitungsfunktionen ausgestattet, beispielsweise durch die Integration von Schleiffunktionen oder Laserbearbeitungsmodulen. Durch diese multifunktionale Integration wird der Anwendungsbereich der kombinierten Bearbeitung weiter ausgebaut, sodass immer komplexere Teile vollständig auf einer einzigen Maschine bearbeitet werden können.

Mit den Fortschritten in der CNC-Technologie sind sowohl die Programmierung als auch die Bedienung immer einfacher geworden. Grafische Programmieroberflächen in Verbindung mit Bearbeitungssimulationsfunktionen ermöglichen es dem Bediener, den Bearbeitungsprozess intuitiver zu planen. Einige Systeme sind zudem mit einer Funktion zur Optimierung der Bearbeitungsparameter ausgestattet, die je nach Materialart und Werkzeugzustand geeignete Schnittparameter empfiehlt.

Dank der kombinierten Fräs- und Drehbearbeitung stehen der Fertigungsindustrie in der Region Zhangzhou neue Verfahrensoptionen zur Verfügung. Durch den sinnvollen Einsatz dieser Bearbeitungsmethode können Fertigungsunternehmen ihre Produktionseffizienz steigern und eine gleichbleibende Produktqualität gewährleisten. Mit der fortschreitenden Weiterentwicklung dieser Technologie werden sich die einzigartigen Vorteile dieser Bearbeitungsmethode in immer mehr Bereichen zeigen und dort zum Tragen kommen.