Bearbeitungsverfahren: Unterschiede zwischen der kombinierten Dreh- und Fräsbearbeitung und anderen Verfahren sowie CNC-Programmiertechniken

Man kann das, was wir üblicherweise alsVerarbeitungMan unterscheidet zwei Kategorien: zum einen die materialabtragende und zum anderen die materialauftragende Bearbeitung. Die meisten von uns wenden die materialabtragende Bearbeitungsmethode an, wobei auch die materialauftragende Methode existiert; im Allgemeinen wird diese als Formgebung bezeichnet, wie beispielsweise beim Spritzgießen. Dies ist die aufbauende Bearbeitungsmethode, während wir uns hier mit der abtragenden Bearbeitung befassen werden, bei der es sich größtenteils um Zerspanung handelt. In diesen Fällen kommen Schneidwerkzeuge zum Einsatz, die alle zur Kategorie der Verbrauchsmaterialien gehören.

Traditionelle quadratische Werkstücke werden in der Regel mit einer Fräsmaschine bearbeitet. Die Hauptfunktion einer Fräsmaschine besteht darin, die Bearbeitung seitlich mit den Seitenkanten durchzuführen, wobei der Fräser auch zum Tiefenfräsen, also zum Bohren, eingesetzt werden kann – was im Allgemeinen als „Lochbohren“ bezeichnet wird. Drehmaschinen hingegen werden hauptsächlich für runde Wellen oder zum Ausbohren von Innenbohrungen in Wellen eingesetzt, wobei diese Innenbohrungen in der Regel relativ groß sind – zumindest so groß, dass das Werkzeug hineinpasst. Das Drehen von Gewinden auf Wellen stellt eine technische Herausforderung dar. Natürlich kann mit einem Stößel auch die Zentrierbohrung in der Welle gebohrt werden.

Die Bedienung einer Drehmaschine ist relativ einfach, ebenso wie die einer Fräsmaschine. Bei der Fräsmaschine kommt es vor allem auf den Vorschub an; außerdem sind Kenntnisse über die Materialeigenschaften erforderlich, da es sonst schwierig ist, gute Ergebnisse zu erzielen. Die Auswahl der Schneidwerkzeuge ist eine Wissenschaft für sich, die man nicht von heute auf morgen erlernen kann und die viel Erfahrung erfordert. Bei Drehmaschinen kommt es vor allem auf die Beherrschung der Schleiftechnik an: Sind die Werkzeuge gut geschliffen, erzielt man mit halbem Aufwand doppelte Ergebnisse; sind sie schlecht geschliffen, ist alles umsonst.

Wovon wir gerade sprechen, istKombiniertes Drehen und FräsenWerkzeugmaschinen – das ist eine ziemlich gute Sache. Was die Stückkosten bei der Bearbeitung angeht, gilt für Drehmaschinen…CNCIm Vergleich zu CNC-Fräsmaschinen bieten sie absolute Vorteile und sind zudem preisgünstiger als fünfachsige CNC-Maschinen. Die damit bearbeitbaren Teile beschränken sich hauptsächlich auf flanschähnliche Bauteile.

CNC-Bearbeitungszentren unterscheiden sich grundlegend von herkömmlichen Werkzeugmaschinen, da sie eine bessere Kontrolle über die Vorschubgeschwindigkeit ermöglichen und Werkzeuge automatisch gemäß voreingestellten Fräsbahnen wechseln können, wodurch der Zeitaufwand für manuelle Bedienung reduziert wird. Auch hinsichtlich der Präzision hängt das Ergebnis nicht von den Fähigkeiten des Bedieners ab, sodass die gefertigten Bauteile sowohl hinsichtlich der Qualität als auch der Präzision die beste Wahl darstellen. Wenn Sie also die Bearbeitungsgeschwindigkeit steigern möchten, ist die Wahl eines CNC-Bearbeitungszentrums die einzige Option, wobei die Präzision der bearbeiteten Teile eng mit der Präzision der Maschine selbst zusammenhängt.

Ich habe gehört, dass es angeblich CNC-Maschinen gibt, die die Schnittkompensation je nach Erwärmung des Schneidwerkzeugs selektiv aktivieren können – das ist einfach genial. Außerdem habe ich gehört, dass manche Maschinen über eine Werkzeugüberwachungsfunktion verfügen, mit der sich der Verschleiß des Schneidwerkzeugs ermitteln und entsprechend kompensieren lässt. Wenn man sagt, dass gewöhnliche CNC-Maschinen die Intelligenz im Bearbeitungsprozess verkörpern, dann sind fünfachsige CNC-Maschinen noch intelligenter. Dies ist vor allem auf die räumlichen Freiheitsgrade zurückzuführen: Im Raum gibt es nur sechs Freiheitsgrade, während fünfachsige Maschinen über fünf Freiheitsgrade verfügen, womit sie im Großen und Ganzen die meisten Werkstücke mit gekrümmten Oberflächen abdecken können.

Eine CNC-Dreh-Fräs-Kombimaschine mit teilweiser 5-Achsen-Funktionalität unterscheidet sich in ihrem Aufbau von einer vollwertigen 5-Achsen-Maschine. Der größte Vorteil besteht darin, dass während des Bearbeitungsprozesses das erneute Positionieren des Werkstücks vermieden werden kann. Wie wir wissen, dass bei der Fertigung eines Werkstücks in einem Durchgang nach dem Einrichten und Ausrichten im Grunde eine Oberfläche fertiggestellt werden kann. Für die Bearbeitung der anderen Seite muss das Werkstück jedoch abgenommen, an dieser Seite positioniert und erneut ausgerichtet werden, was einem oder sogar zwei zusätzlichen Positionierungsvorgängen entspricht. Die beim Einrichten entstehenden Fehler wirken sich somit auf die Genauigkeit des Werkstücks aus.

Bei der CNC-Programmiertechnik gibt es im Wesentlichen zwei Schwerpunkte: Zum einen muss bei der Planung der Werkzeugwege darauf geachtet werden, diese so weit wie möglich zu optimieren, um die Leerlaufzeiten der Maschine zu reduzieren und damit die Auslastung zu erhöhen. Zweitens geht es um den Bereich der Maschinenbedienung: Die Vorgänge des Einstellens und Wechsels der Werkzeuge müssen sinnvoll und zweckmäßig durchgeführt werden, damit die Werkzeuge die Leistung der Maschine optimal nutzen können.