Geheimtipps von erfahrenen CNC-Meistern! Der komplette praktische Bearbeitungsablauf | So sparen Anfänger ein halbes Jahr an Umwegen

Ich bin schon seit einigen Jahren in der CNC-Bearbeitung tätig. Viele Auszubildende, die gerade erst in diesem Bereich angefangen haben, sind oft verwirrt und wissen in der Praxis nicht so recht, wie sie vorgehen sollen. Bei der Bearbeitung kommt es daher häufig zu Problemen wie Maßabweichungen außerhalb der vorgegebenen Toleranzen, Werkzeugkollisionen oder Ausschuss. Tatsächlich gibt es in der CNC-Bearbeitung standardisierte Arbeitsschritte. die strikte Einhaltung dieser Abläufe erhöht nicht nur die Ausschussquote der gefertigten Teile, sondern beugt auch Maschinenausfällen vor. Heute habe ich einen vollständigen, standardisierten Bearbeitungsablauf zusammengestellt, der Schritt für Schritt vom Lesen der Zeichnung bis zur Abnahme des Endprodukts erklärt wird. Sowohl Anfänger im Umgang mit CNC-Maschinen als auch Facharbeiter an der Produktionslinie können diesen als Referenz nutzen.

Vor Beginn der eigentlichen maschinellen Bearbeitung ist das Lesen von Zeichnungen der erste Schritt von entscheidender Bedeutung und bildet zudem die Grundlage für die Qualitätssicherung des Produkts. Nach Erhalt der Fertigungszeichnungen darf man keinesfalls voreilig mit der maschinellen Bearbeitung beginnen. Zunächst müssen alle technischen Anforderungen in den Zeichnungen gründlich durchgelesen werden. Dabei sind die Produktform, die zu bearbeitenden Kavitäten, Gewinde, Fasen und viele weitere Bearbeitungsdetails zu klären. Besonders wichtig ist es, die kritischen Maße mit extrem engen Toleranzen zu markieren und sich die Ober- und Untergrenzen der Maße genau einzuprägen. Anschließend muss das zu verwendende CNC-Programm sorgfältig überprüft werden. Dabei sind die Bearbeitungswege des Programms Punkt für Punkt mit den technischen Anforderungen der Zeichnung abzugleichen, um mögliche Risiken wie fehlende Bearbeitungsschritte, Koordinatenfehler oder Abweichungen bei den Bearbeitungspositionen aufzudecken. Sollten die Zeichnung und das Programm nicht übereinstimmen, ist es strengstens untersagt, die Bearbeitung direkt zu starten; das Risiko von Ausschuss muss an der Quelle minimiert werden.

Nach Abschluss der Zeichnungserkennung geht es weiter zuWerkstückspannungDieser Schritt ist entscheidend, und eine sichere Werkstückspannung bildet die Grundlage für eine präzise Bearbeitung. Je nach Werkstoff, Form und Abmessungen des Werkstücks sowie dem Bearbeitungsverfahren wird die passende Spannvorrichtung ausgewählt. Zu den gängigen Spannvorrichtungen zählen Schraubstöcke, Spannplatten, Permanentmagnet-Spannplatten, Dreibackenfutter und vieles mehr. Bei kleinen, regelmäßig geformten Rohlingen sollten vorzugsweise Schraubstöcke verwendet werden; große Platten werden mithilfe von Druckplatten in Kombination mit Unterlegklötzen fixiert; für rotierende, scheibenförmige Werkstücke kommen Dreifachspannfutter zum Einsatz; Bei dünnwandigen, verformungsanfälligen Werkstücken ist auf die richtige Spannkraft zu achten, um Verformungen beim Einspannen zu vermeiden, die zu Maßabweichungen im weiteren Bearbeitungsprozess führen könnten. Beim Einspannen ist ausreichend Freiraum für den Eintauchvorgang des Schneidwerkzeugs vorzusehen, um Kollisionen zwischen Schneidwerkzeug und Spannvorrichtung während der Bearbeitung zu vermeiden.

Nach Abschluss der Einspannung muss die Ausrichtung des Werkstücks erfolgen; hierfür werden üblicherweise zwei Verfahren angewendet: die einseitige Zentrierung und die vierseitige Zentrierung. Mithilfe von Zentrierstangen und Kantenfindern werden die Referenzkanten des Werkstücks präzise ausgerichtung, um dessen Parallelität und Vertikalität zu korrigieren. Eine Fehlausrichtung des Rohlings führt unmittelbar dazu, dass die gesamte Charge aufgrund von Maßabweichungen als Ausschuss gilt; daher darf der Ausrichtungsvorgang keinesfalls nachlässig durchgeführt werden. Nach Abschluss der Ausrichtung wird das Werkstückkoordinatensystem eingerichtet. Die bei der Zentrierung ermittelten Koordinatenwerte werden präzise in die Parameterseite der Maschine eingegeben. Nach der Eingabe der Parameter erfolgt eine wiederholte doppelte Überprüfung, wobei Dezimalstellen, Vorzeichen und Koordinatenachsenpositionen einzeln zu überprüfen. Fehler bei den Koordinatenparametern sind eine häufige Ursache für Werkzeugkollisionen – jede zusätzliche Überprüfung bedeutet einen Verlust weniger.

Nachdem bestätigt wurde, dass die Koordinaten fehlerfrei sind, wurde das Bearbeitungsprogramm in die CNC-Maschine geladen, woraufhin eine umfassende und komplexe Überprüfung des Programminhalts durchgeführt wurde. die Schnittparameter wie Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl und Einschnitttiefe wurden sorgfältig und genau überprüft. Unter Berücksichtigung der am Rohling vorgesehenen Bearbeitungszugabe wurden die Unterschiede zwischen den Parametern für die Grob- und Feinstbearbeitung berücksichtigt. wobei das Hauptziel der Grobbearbeitung vor allem darin besteht, überschüssiges Rohmaterial schnell zu entfernen, während der Schwerpunkt der Feinbearbeitung auf der Gewährleistung der Maßgenauigkeit und der Oberflächengüte liegt. Die Zerspanungszugaben für jede Schicht wurden im Voraus berechnet, da eine unangemessene Verteilung der Zerspanungszugaben sehr leicht zu einer Reihe von Problemen wie Werkzeugvibrationen, Werkzeugbruch und Verformungen während der Bearbeitung führen kann.

Während des Bearbeitungsprozesses sollten die Schnittparameter je nach Werkstoff des Werkstücks und dem gewählten Schneidwerkzeug flexibel feinjustiert werden, da sich die Zerspanbarkeit von Aluminium, Stahl, Kupfer- und Kunststoffteile weisen unterschiedliche Zerspanungseigenschaften auf; die geeigneten Parameter für Hartmetall- und Weißstahl-Schneidwerkzeuge unterscheiden sich erheblich. In der Praxis sollten Drehzahl und Vorschub unter Berücksichtigung des Verschleißzustands der Schneidwerkzeuge rechtzeitig feinjustiert werden. Während der Bearbeitung des ersten Werkstücks sollte die Maschine in regelmäßigen Abständen angehalten werden, um die Maße zu messen und die Bearbeitungszugabe in Echtzeit zu kontrollieren. Sobald Maßabweichungen festgestellt werden, muss die Werkzeugkorrektur sofort angepasst werden – man darf keinesfalls warten, bis die Bearbeitung abgeschlossen ist, um Korrekturen vorzunehmen.

Da dieser Arbeitsschritt nun in die Endphase der Bearbeitung eintritt, müssen alle Abmessungen der Werkstücke einer Stichprobenprüfung unterzogen werden. Dabei sind Messgeräte wie Messschieber und Mikrometer einzusetzen, um jeden einzelnen Punkt gemäß der Zeichnung zu überprüfen. Es ist zu überprüfen, ob die Außenabmessungen den Vorgaben entsprechen, ob die Toleranzen der Bohrungen den Anforderungen genügen und ob die Oberflächenrauheit den Vorgaben entspricht. Die einwandfreien Teile sind sortiert zu lagern, während die fehlerhaften Teile mit einer Angabe der Fehlerursache gekennzeichnet und zur erneuten Überprüfung zusammengefasst werden.

Auf dem Weg zum CNC-Maschinenbediener gibt es keinerlei Abkürzungen. Die Beherrschung dieses Handwerks ist untrennbar mit täglichen, ständigen praktischen Übungen verbunden, Tag und Nacht, Nur wenn man standardisierte Arbeitsabläufe fest in die Arbeitsgewohnheiten integriert, die Betriebsvorschriften für jeden einzelnen Schritt strikt einhält und schrittweise Erfahrung im handwerklichen Bereich sammelt, kann man das Bearbeitungsniveau stetig verbessern, Fehler reduzieren und damit auch die Produktionskosten senken.