Wie hoch ist die maximale Genauigkeit, die bei der Bearbeitung mit verschiedenen Verfahren auf Werkzeugmaschinen erreicht werden kann?

Die industrielle Entwicklung schreitet immer schneller voran, und die Bedeutung von Werkzeugmaschinen in der industriellen Produktion nimmt zu. AlsBearbeitungszentrumWerkzeugmaschinen, die als wichtige Werkzeuge gelten, haben sich zu den gängigen Typen wie Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Hobelmaschinen, Bohrmaschinen, Bohrwerke und Schleifmaschinen weiterentwickelt. Was die Bearbeitungsverfahren mit Werkzeugmaschinen betrifft, BearbeitungsgenauigkeitMan muss sagen, dass dies dazu dient, den Präzisionsgrad der Produktfertigung zu veranschaulichen, und häufig zur Beschreibung der geometrischen Parameter der bearbeiteten Oberfläche verwendet wird. Einfach ausgedrückt besteht ein umgekehrter Zusammenhang zwischen der Bearbeitungsgenauigkeit und der Toleranzklasse, d. h., die Bearbeitungsgenauigkeit wird durch die Toleranzklasse ausgedrückt: Je kleiner der Wert der Toleranzklasse ist, desto höher ist die Bearbeitungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine. Umgekehrt gilt: Je höher die Toleranzklasse, desto geringer ist die Bearbeitungsgenauigkeit.

(Tabelle der IT-Toleranzklassen)

Es wird darauf hingewiesen, dass die “Toleranzklasse” zur Bestimmung des Genauigkeitsgrades der Maße die nach der chinesischen Norm in 20 Klassen unterteilt sind, und zwar von IT01 über IT0 und IT1 bis hin zu IT18. Je höher der Wert, desto geringer ist die Bearbeitungsgenauigkeit, desto größer ist der zulässige Abweichungsbereich, also die Toleranz, und desto geringer ist folglich der Bearbeitungsaufwand. Dem Vorstehenden zufolge weist IT01 die höchste Bearbeitungsgenauigkeit für ein Bauteil auf, während IT18 die niedrigste Genauigkeitsklasse bedeutet. In der Regel fallen Bergbaumaschinen unter die Klasse IT7, landwirtschaftliche Maschinen hingegen unter die Klasse IT8.

Je nach den unterschiedlichen Funktionen der Produktkomponenten variieren die erforderlichen Bearbeitungsgenauigkeiten, und auch die von den Ingenieuren ausgewählten Bearbeitungsverfahren unterscheiden sich. Dies stellt die Bearbeitungskapazitäten der CNC-Bearbeitungsbetriebe sowie die fachliche Erfahrung der Ingenieure auf eine harte Probe.

Das Drehen ist ein Zerspanungsverfahren, bei dem sich der Drehmeißel in einer Ebene geradlinig oder kurvenförmig bewegt. Dies istDrehenDiese Bearbeitung wird üblicherweise durchgeführt und dient in der Regel der Bearbeitung der inneren und äußeren zylindrischen Flächen, Stirnflächen, konischen Flächen, Formflächen sowie Gewinde des Werkstücks. Die Genauigkeit beim Drehen liegt in der Regel bei IT8 bis IT7, die Oberflächenrauheit beträgt im Allgemeinen 1,6 μ bis 1,8 μ.

Wir möchten Sie darauf hinweisen, dass es auch bei der Bearbeitung mit Drehmaschinen verschiedene Kategorien gibt: So gibt es beispielsweise das Grobdrehen, das Halbfeindrehen, das Feindrehen sowie die hochpräzise Drehbearbeitung – insgesamt also mehrere Kategorien.

Dabei gilt:

Bei der Grobdrehbearbeitung von A geht es darum, ohne die Schnittgeschwindigkeit zu verringern, eine größere Schnitttiefe und einen größeren Vorschub zu verwenden, um so die Dreheffizienz zu steigern. Allerdings beträgt die beim Grobdrehen erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit lediglich IT11, und die Oberflächenrauheit liegt bei Ra20, also etwa 10 μm.

Bei den beiden Bearbeitungsverfahren „B – Halbfeinbearbeitung“ und „Feinbearbeitung“ wird bei diesem Bearbeitungsprozess so weit wie möglich mit hohen Drehzahlen gearbeitet, wobei geringe Vorschübe und Schnitttiefen zum Einsatz kommen. Die Bearbeitungsgenauigkeit liegt in der Regel zwischen IT10 und IT17, die Oberflächenrauheit beträgt im Allgemeinen Ra10, also 0,16 μm.

Bei der Verwendung von C ist für hochpräzise Drehmaschinen eine entsprechende Bearbeitung erforderlich. Häufig werden Schneidwerkzeuge aus Diamant-Drehmeißeln mit hoher Härte gewählt, um Werkstücke aus Nichteisenmetallen zu bearbeiten. Die damit erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit liegt voraussichtlich bei IT7 – in manchen Fällen sogar nahe IT5. Die Oberflächenrauheit liegt in der Regel bei Ra 0,04, was tatsächlich 0,01 μm entspricht. Dieses Drehverfahren wird als “Spiegeldrehen” bezeichnet.

Beim Fräsen wird das Werkstück mit einem rotierenden Mehrschneidenwerkzeug bearbeitet; dies ist eine äußerst effiziente Bearbeitungsmethode, die alsfräsen. Es eignet sich in der Regel für die Bearbeitung von ebenen Flächen, Nuten sowie zahlreichen Profilflächen wie Keilnuten, Zahnrädern und Gewinden. Je nachdem, ob die Hauptbewegungsgeschwindigkeit beim Fräsen mit der Vorschubrichtung des Werkstücks übereinstimmt oder dieser entgegengesetzt ist, lässt sich das Fräsen in zwei Arten unterteilen: das Fräsen in Fräsrichtung und das Fräsen entgegen der Fräsrichtung, d. h. das Fräsen in Fräsrichtung und das Fräsen entgegen der Fräsrichtung.

Das Fräsen kann auf horizontalen Fräsmaschinen, vertikalen Fräsmaschinen, Portalfräsmaschinen sowie Werkzeugfräsmaschinen durchgeführt werden; darüber hinaus kommen auch verschiedene Spezialfräsmaschinen zum Einsatz. Bei der Einzel- und Kleinserienfertigung kleiner Bauteile sind horizontale und vertikale Fräsmaschinen am häufigsten im Einsatz.

Die beim Fräsen erzielte Bearbeitungsgenauigkeit liegt in der Regel im Bereich von IT8 bis IT7, wobei die Oberflächenrauheit im Allgemeinen bei Ra 6,3, also etwa 1,6 μ, liegt.

Dabei gilt:

A – Beim Grobfräsen liegt die Bearbeitungsgenauigkeit zwischen IT11 und IT13, die Oberflächenrauheit beträgt Ra5, also 20 μm.

B – Beim Halbfeinfräsen liegt die Bearbeitungsgenauigkeit im Bereich von IT8 bis IT11, wobei die Oberflächenrauheit Ra 2,5, also 10 μm, beträgt.

Beim Feinfräsen liegt die Bearbeitungsgenauigkeit im Bereich von IT 16 bis IT 18, die Oberflächenrauheit beträgt Ra 0,62, also etwa 5 μm – so sieht die Situation aus.

Es gibt ein Zerspanungsverfahren, das als „3 – Hobeln“ bezeichnet wird. Dabei wird das Werkstück mit einem Hobelmesser in einer horizontalen, relativ geradlinigen Hin- und Herbewegung bearbeitet. Dieses Verfahren wird hauptsächlich zur Formbearbeitung von Bauteilen eingesetzt. Zu den gängigen Hobelmaschinen zählen Bullhead-Hobelmaschinen und Portalhobelmaschinen. Das Hobeln kann sowohl auf Bullhead-Hobelmaschinen als auch auf Portalhobelmaschinen durchgeführt werden, wobei die Bearbeitung kleiner und mittlerer Teile für die Einzel- und Kleinserienfertigung in der Regel auf Bullhead-Hobelmaschinen erfolgt.

Die bei der Hobelbearbeitung erreichbare Genauigkeit reicht in der Regel von IT9 bis IT7, wobei die Oberflächenrauheit bei Ra 6,3 liegt, was 1,6 μm entspricht.

Bei der Grobhobelung mit A liegt die erreichbare Genauigkeit im Bereich von IT12 bis IT11, während die Oberflächenrauheit 25 beträgt, was 12,5 μm entspricht.

Bei einem als „B-Halbfeinplanen“ bezeichneten Bearbeitungsverfahren liegt die erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit im Bereich von IT10 bis IT9; die dabei erzielte Oberflächenrauheit beträgt 6,2, was 3,2 μm entspricht.

Bei der C-Feinhobelbearbeitung kann eine Genauigkeit von IT8 bis IT7 erreicht werden; die Oberflächenrauheit beträgt 3,2, was 1,6 μm entspricht.

Eine Methode zur Bearbeitung von Werkstücken ist das Schleifen. Beim Schleifen wird überschüssiges Material mithilfe von Schleifmitteln und Schleifwerkzeugen vom Werkstück abgetragen. Diese Bearbeitungsart gehört zur Feinbearbeitung und und findet im Maschinenbau breite Anwendung. Das Schleifen wird häufig für die Vor- und Feinbearbeitung eingesetzt und erreicht eine Genauigkeit von IT8 bis IT5 oder sogar noch höher. Die Oberflächenrauheit nach dem Schleifen beträgt Ra 1,25, was 0,16 μm entspricht.

A – Die Oberflächenrauheit beim Präzisionsschleifen beträgt 0,16–0,04 μm.

Die Oberflächenrauheit beim B-Ultraschall-Präzisionsschleifen beträgt 0,04–0,01 μm.

C-Spiegelschliff: Die Oberflächenrauheit kann unter 0,01 μm liegen.

5 – Bohren: Es handelt sich hierbei um eine der grundlegenden Bearbeitungsmethoden zur Herstellung von Bohrungen. Das Bohren erfolgt in der Regel auf Bohrmaschinen, Drehmaschinen, Ausbohrmaschinen oder Fräsmaschinen.

Die Bearbeitungsgenauigkeit beim Bohren ist in der Regel relativ gering und erreicht meist nur IT10, wobei die Oberflächenrauheit bei Ra 12,5, also 6,3 μm, liegt. Nach Abschluss des Bohrvorgangs werden in der Regel anschließend Aufbohren, Reiben und ähnliche Arbeitsschritte durchgeführt, um die Halb- und Feinbearbeitung zu unterstützen.

6 – Ausbohren: Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur Bearbeitung von Innenbohrungen, bei dem mit Hilfe von Werkzeugen Bohrungen erweitert oder andere kreisförmige Konturen gefräst werden. wird häufig im Bereich zwischen der Halbgrob- und der Feinbearbeitung eingesetzt; als Werkzeuge kommen in der Regel einschneidige Bohrstangen oder Bohrstangen zum Einsatz.

Beim Bohren von Werkstoffen aus Stahl lässt sich in der Regel eine Genauigkeit von IT9 bis IT7 erreichen, wobei die Oberflächenrauheit im Bereich von 2,5 bis 0,16 μm liegt.

B – Präzisionsausbohren, bei dem eine Bearbeitungsgenauigkeit von IT7 bis IT6 und eine Oberflächenrauheit von 0,63 bis 0,08 μm erreicht werden kann.

Möchte noch jemand wissen, welche höchste Präzision mit anderen Bearbeitungsverfahren auf Werkzeugmaschinen erreicht werden kann? Falls ja, können Sie sich gerne an die Redaktion wenden, damit wir Ihnen die entsprechenden Informationen ausführlich vorstellen können!