Maschinenbau-, Fertigungs- und Konstruktionsingenieure verlassen sich häufig auf die CNC-Bearbeitung, um maßgeschneiderte Teile zu entwickeln und herzustellen. Ein gutes Verständnis der CNC-Bearbeitung ist für Ingenieure unerlässlich, damit sie die Vorteile und Grenzen des Prozesses verstehen können. CAD-Software und die Endverwendung des Endteils können von Projekt zu Projekt variieren, die Grundprinzipien der CNC-Bearbeitung bleiben jedoch gleich. Dieser Leitfaden soll Ingenieuren einen besseren Einblick in die wichtigen Faktoren geben, die sie bei der Konstruktion eines Teils für die CNC-Bearbeitung berücksichtigen müssen.
Was ist CNC-Bearbeitung?
Die CNC-Bearbeitung ist ein Fertigungsprozess, bei dem subtraktive Bearbeitungstechnologie und Computer Aided Design (CAD) zur Herstellung hochwertiger Komponenten verwendet werden. CNC steht für Computer Numerical Control. Während des CNC-Bearbeitungsprozesses wird die Dateneingabe aus der digitalen 3D-CAD-Datei gesteuert, wobei eine Computersteuerung dieses Prozesses eine Verringerung der Vorlaufzeiten und auch eine Verringerung menschlicher Fehler bedeutet, was zu einer qualitativ hochwertigen und hochpräzisen Ausgabe führt.
Die CNC-Bearbeitung kann für maßgeschneiderte Einzelstücke bis hin zur Massenproduktion eingesetzt werden.
Um von der Massenproduktion und den hochwertigen Teilen, die die CNC-Bearbeitung bietet, voll profitieren zu können, sollten Ingenieure wissen, wie die CNC-Bearbeitung funktioniert und welche grundlegenden Faktoren den Prozess beeinflussen.
Dieser Leitfaden berücksichtigt diese verschiedenen Faktoren, einschließlich:
- Die Kosten der CNC-Bearbeitung
- Überlegungen für Ingenieure
- Toleranzen
- Was sind die Toleranzen bei der CNC-Bearbeitung?
- CAD-Dateiformate
- Beste CAD-Software für Ingenieure
- Arten von CNC-Maschinen
Die Kosten für die CNC-Bearbeitung
Die Kosten für die CNC-Bearbeitung variieren von Projekt zu Projekt und hängen vom Material, der Komplexität und der Menge der zu bearbeitenden Teile ab. Andere Faktoren wie die Verwendung des Endprodukts sowie zusätzliche Oberflächen und Toleranzen beeinflussen auch die Kosten. Die meisten Materialien können CNC-bearbeitet werden, einschließlich der meisten Metalle und Kunststoffe. Holz, Schaumstoff und Verbundwerkstoffe können ebenfalls CNC-bearbeitet werden, sind jedoch nicht nur auf Metalle und Kunststoffe spezialisiert. Weniger dichte Materialien sind in der Regel schneller zu bearbeiten, da die CNC-Maschine mit einer höheren Vorschubgeschwindigkeit arbeiten kann. Die Reduzierung der Bearbeitungszeit ist einer der Haupttreiber für die Kostensenkung bei der CNC-Bearbeitung.
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Überlegungen für Ingenieure
Weitere Überlegungen, die Ingenieure bei der Konstruktion eines Teils für die CNC-Bearbeitung berücksichtigen sollten, umfassen die Gesamtgröße des Teils und die Anzahl der Neuausrichtungen, die zur Bearbeitung des Teils erforderlich sind. Diese beeinflussen direkt die Bearbeitungs- und Rüstzeit. Dies beeinflusst nicht nur die Kosten des Teils, sondern auch die Vorlaufzeit. Wenn Sie CNC-Teile schnell benötigen, versuchen Sie, die Komplexität des Designs zu reduzieren und sicherzustellen, dass die Bearbeitung in so wenigen Arbeitsgängen wie möglich abgeschlossen werden kann.
Lesen Sie hier unsere detaillierte Anleitung zur CNC-Bearbeitung
Toleranzen
Ingenieure müssen realistische Toleranzen für erste Zeichnungen und Entwürfe verwenden, die widerspiegeln, wie das endgültige Teil verwendet wird und wie es mit anderen Teilen in Verbindung steht. Zu enge Toleranzen erhöhen die Kosten und die Durchlaufzeiten, versuchen Sie daher, die von Ihnen benötigte Toleranz zu bestimmen, anstatt eine generische Toleranz anzugeben.
Was sind die Toleranzen bei der CNC-Bearbeitung?
Toleranz bezieht sich auf den Bereich für eine Dimension, und ein Designer oder Ingenieur bestimmt die Toleranz basierend auf Form, Funktion und Passform des Teils. Die meisten Teile haben eine maximale und minimale Dimensionsgrenze. Standard-CNC-Toleranzen werden durch die Art des angewendeten CNC-Prozesses bestimmt, beispielsweise kann die CNC-Toleranz beim CNC-Drehen enger gesteuert werden als bei der CNC-Bearbeitung.
Es gibt viele verschiedene Arten von Toleranzen, wie Position, Ebenheit, Parallelität, Gewindetoleranzen usw. Wir empfehlen, sich mit GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) vertraut zu machen, einer Methodik und Sprache zur Kommunikation technischer Toleranzen.
Weitere Informationen zu den bei der CNC-Bearbeitung verwendeten Metallarten finden Sie in diesem Handbuch, in dem Sie das richtige Metall für die CNC-Bearbeitung auswählen.
CAD-Dateiformate
CAD-Dateiformate sind ein weiterer Faktor, den Konstrukteure bei der Konstruktion eines Teils für CNC berücksichtigen müssen. Verschiedene Softwarepakete und Dateiformate sind möglicherweise nicht mit der CNC-Bearbeitung kompatibel, und es ist wichtig, auch die Art der verwendeten CAD-Software zu berücksichtigen.
Unsere ausführliche Anleitung zu CAD-Dateiformaten für die CNC-Bearbeitung finden Sie hier.
Beste CAD-Software für Ingenieure
Um CAD-Dateien für die Eingabe in eine CNC-Maschine zu erstellen, wird ein CAD-Softwarepaket benötigt. Welche CAD-Software Sie wählen, hängt von den Kosten, der Benutzerfreundlichkeit und der Dateikompatibilität der Software ab. Die fünf branchenführenden CAD-Softwarepakete sind:
- SolidWorks
- Autodesk Inventor
- Creo
- Siemens NX
- Catia
Weitere Informationen zur CAD-Software finden Sie in unserem ausführlichen Leitfaden zur CAD-Software für die CNC-Bearbeitung.
Arten von CNC-Maschinen
Die CNC-Bearbeitung wird manchmal als umfassender Begriff verwendet, um die verschiedenen Arten von computergesteuerten subtraktiven Bearbeitungstechnologien zu beschreiben, wie z:
- CNC Fräsen
- 5 Achsen CNC Fräsen
- CNC Drehen
- CNC Routing
- Elektrische Entladung Bearbeitung (EDM)
Hier finden Sie unsere detaillierte Anleitung zu CNC-Maschinentypen.
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