Eine vollständige Anleitung zum CNC-Fräsen

Aktualisiert:30 Oct, 2024

CNC-Fräsen, eine Art der CNC-Bearbeitung, wird in der Fertigungsindustrie aufgrund seiner hohen Schneideffizienz und Genauigkeit mit Mehrpunkt-Fräswerkzeugen häufig eingesetzt.

Während die meisten Menschen eher mit dem 3D-Druck zur Herstellung präziser physischer Objekte vertraut sind, gibt es das CNC-Fräsen schon viel länger und wird auch heute noch häufig eingesetzt. CNC-Fräsmaschinen wurden erstmals 1952 kommerziell eingesetzt. Seitdem wurden zahlreiche Fortschritte erzielt, darunter die Entwicklung komplexerer Maschinen und Automatisierung.

In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf das CNC-Fräsen – wie Fräsmaschinen funktionieren, welche Produkte sie herstellen können und ob Fräsen die richtige Wahl für Ihre Teile ist.

Was ist CNC-Fräsen?

Beim CNC-Fräsen handelt es sich um einen Herstellungsprozess, bei dem ein auf einer rotierenden Spindel montiertes Schneidwerkzeug selektiv Material von einem Werkstück entfernt. Dieser Vorgang wird durch CNC-Systeme (Computer Numerical Control) automatisiert. Im Gegensatz zum CNC-Drehen, bei dem das Werkstück gegen ein stationäres Schneidwerkzeug rotiert, ist das Werkstück beim CNC-Fräsen starr auf einem stationären Tisch montiert. Bei modernen Fräsmaschinen kann dieser Tisch jedoch linear bewegt oder in verschiedenen Ebenen gedreht werden, sodass das Werkzeug in verschiedenen Winkeln arbeiten kann.

Fortschrittliche CNC-Fräsmaschinen wie 5-Achsen- oder Mehrachsen-CNC-Fräsmaschinen bieten erweiterte Funktionen durch Werkzeugneigung und Werkstückrotation, sodass komplizierte Formen präziser und effizienter erstellt werden können, ohne das Werkstück auf eine andere Maschine zu bewegen.

Wie funktionieren CNC-Fräsmaschinen?

Ein umfassender Überblick über den Mahlprozess wird Ihnen helfen, sich ein vollständiges Bild von dessen Funktionsweise zu machen. Im Allgemeinen kann der Prozess wie folgt in die drei Schritte unterteilt werden.

Schritt 1: Erstellen Sie ein CAD-Modell

Wenn Ingenieure 2D-Zeichnungen oder erste Entwurfskonzepte erhalten, verwenden sie CAD-Software wie Autodesk Inventor oder SolidWorks, um ein detailliertes 3D-Modell des Teils zu erstellen. Dieses CAD-Modell enthält alle wesentlichen Details wie Abmessungen, kritische Merkmale, Toleranzen, Konstruktionslinien und Gewindeangaben. Mit CAD-Software können Designer ihre Entwürfe effizient visualisieren, analysieren und verfeinern, bevor der Fertigungsprozess beginnt.

Schritt 2: Konvertieren Sie das CAD-Modell in ein CNC-kompatibles Format

CNC-Fräsmaschinen können CAD-Modelle nicht direkt interpretieren, daher ist es notwendig, diese Modelle in ein mit den Maschinen kompatibles Format zu konvertieren. Diese Konvertierung erfolgt durch eine CAM-Software, die das CAD-Modell in maschinenlesbare Anweisungen übersetzt.

Durch den Import des CAD-Modells in ein CAM-System wird ein CNC-Programm generiert. Dieses Programm wird häufig in G-Code geschrieben, der sich hauptsächlich auf Werkzeugbetriebsparameter wie Spindelgeschwindigkeit, Bewegungsrichtung und Schnitttiefe konzentriert, und in M-Code, der verschiedene Aufgaben wie Werkzeugwechsel, Ein- und Ausschalten der Maschine usw. behandelt. und andere Hilfsfunktionen.

Viele CAM-Softwarepakete enthalten eine Simulationsfunktion, die es Konstrukteuren oder Ingenieuren ermöglicht, ihre CNC-Programme zu überprüfen und sicherzustellen, dass sie wie vorgesehen funktionieren. Dies hilft, potenzielle Probleme zu erkennen, bevor mit der eigentlichen Fertigung begonnen wird, was letztendlich Zeit und Ressourcen spart.

Schritt 3: Richten Sie die Fräsmaschine ein und führen Sie den Fräsvorgang durch

Der Bediener befestigt die Schneidwerkzeuge an der Spindel und positioniert das Werkstück sicher auf dem Arbeitstisch. Anschließend importieren sie das CNC-Programm in die Fräsmaschine und beginnen mit dem Fräsen. Moderne Fräsmaschinen sind hochautomatisiert und häufig mit automatischen Werkzeugwechslern (ATC) ausgestattet, die es der Maschine ermöglichen, während des Betriebs ohne manuellen Eingriff das Werkzeug zu wechseln. Dies minimiert Unterbrechungen und reduziert Ausfallzeiten.

Abhängig vom gewünschten Ergebnis kann der Prozess mehrere Durchgänge erfordern. Bei den ersten Arbeitsgängen werden in der Regel größere Schneidwerkzeuge eingesetzt, um Material schnell abzutragen und eine grobe Form zu erzielen. Nachfolgende Endbearbeitungszyklen verwenden feinere Werkzeuge und langsamere Geschwindigkeiten, um die Oberfläche zu verfeinern und das Teil auf seine endgültigen Abmessungen, Oberflächenqualität und erforderlichen Toleranzen zu bringen.

Arten von CNC-Fräsvorgängen

CNC-Fräsen ist ein vielseitiger Prozess, der eine Vielzahl von Vorgängen durchführen kann, um unterschiedliche Formen und Merkmale in einem Werkstück zu erzeugen. Hier sind einige gängige Arten von Operationen:

types of cnc milling

Einfaches Fräsen

Beim Flachfräsen, auch Plattenfräsen genannt, werden ebene Flächen parallel zum Arbeitstisch bearbeitet. Die Schneidwirkung erfolgt hauptsächlich am Umfang eines zylindrischen Fräsers, der sich gut für die Bearbeitung breiter, ebener Flächen eignet.

Planfräsen

Das Planfräsen ähnelt dem Planfräsen, verwendet jedoch typischerweise einen Fräser mit Zähnen sowohl auf der Fläche (unten) als auch am Umfang (an den Seiten). Dieses Design ermöglicht das Planfräsen, um Material effizient zu entfernen und große, ebene Flächen mit hervorragenden Oberflächen zu erzeugen. Es kann unabhängig oder nach dem Glattfräsen verwendet werden, um die Oberflächengüte zu verbessern oder bestimmte Konturen zu erzielen.

Winkelfräsen

Beim Winkelfräsen werden Fräser mit bestimmten Winkeln, wie z. B. Einzelwinkel- und Doppelwinkelfräser, verwendet, um abgewinkelte Merkmale an einem Werkstück zu bearbeiten. Zu den gemeinsamen Merkmalen, die beim Winkelfräsen entstehen, gehören Schwalbenschwanznuten, Fasen und V-förmige Schlitze, die in Winkeln ausgerichtet sind, die weder senkrecht noch parallel zu den Hauptachsen des Werkstücks sind.

Formfräsen

Beim Formfräsen handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein speziell geformter Fräser verwendet wird, um in einem einzigen Durchgang einzigartige Profile an einem Werkstück zu bearbeiten, beispielsweise Konturen, Kurven oder Nuten. Es wird typischerweise zum Erstellen komplexer Formen wie Zahnradzähne oder komplizierter Formoberflächen verwendet.

Seitenfräsen

Dies bezieht sich auf den Prozess des Fräsens einer flachen oder abgewinkelten Oberfläche an der Seite des Teils. Dabei wird typischerweise entlang der Seite des Werkstücks geschnitten, um vertikale, abgewinkelte oder konturierte Oberflächen zu erzeugen.

Nut- oder Schlitzfräsen

Beim Schlitzen werden schmale Kanäle oder Nuten in ein Werkstück geschnitten. Bei diesem Vorgang wird typischerweise ein Schaftfräser oder Schlitzfräser verwendet, um Schlitze in verschiedenen Formen und Größen zu erzeugen, beispielsweise gerade, rechteckige oder V-förmige Schlitze. Das Schlitzfräsen wird häufig für Anwendungen wie Keilnuten, Zahnradzähne und andere Merkmale verwendet, die präzise und gerade Nuten erfordern, und kann auch spezielle Formen wie das T-Nutenfräsen zur Befestigung von Vorrichtungen oder Schrauben umfassen.

Spreizfräsen

Spreizfräsen ist ein Vorgang, bei dem zwei parallele Flächen gleichzeitig mit zwei Scheibenfräsern bearbeitet werden, die auf derselben Welle montiert und durch Stellringe voneinander beabstandet sind. Es wird häufig verwendet, um gegenüberliegende Seiten eines Werkstücks zu bearbeiten, um sicherzustellen, dass sie parallel sind, und wird häufig zur Erzeugung quadratischer oder sechseckiger Oberflächen eingesetzt.

Gruppenmahlen

Gruppenfräsen ist ein Fräsvorgang, bei dem mehrere Fräser auf derselben Spindel montiert sind, um mehrere Oberflächen oder Merkmale gleichzeitig in einem einzigen Durchgang zu bearbeiten. Diese Methode reduziert die Bearbeitungszeit erheblich und kann komplexe Teilegeometrien und mehrere Oberflächen verarbeiten.

Welche Produkte können durch CNC-Fräsen hergestellt werden?

Das CNC-Fräsen ist ein automatisierter Prozess, der, wenn er einmal eingerichtet ist, tagelang ununterbrochen laufen kann und dabei Teile konsistent  und effizient produziert. Durch die Verwendung digitaler Vorlagen und autonomer Bearbeitung werden menschliche Fehler minimiert, was zu einer außergewöhnlich hohen Genauigkeit führt. Moderne Fräsmaschinen sind immer fortschrittlicher geworden und in der Lage, quadratische Formen, Fasen, Winkel, Schlitze, komplexe Kurven und sogar runde Formen zu erzeugen.

Darüber hinaus kann das CNC-Fräsen mit einer breiten Palette vonMaterialien arbeiten, darunter Metalle, Kunststoffe, Elastomere, Keramik und Verbundwerkstoffe. Aufgrund dieser Vielseitigkeit eignet sich das CNC-Fräsen für die Herstellung nahezu aller Teile. Nachfolgend finden Sie einige typische Anwendungsbeispiele:

Luft- und Raumfahrt

CNC-Fräsen eignet sich für die Herstellung vieler Luftfahrtkomponenten aus Materialien wie Titan und Aluminium. Diese Materialien sind leicht und langlebig. Der Fräsprozess kann die strengen Anforderungen an Genauigkeit und Präzision erfüllen. Die Triebwerkskomponenten, Fahrwerkskomponenten und Treibstoffplatten werden mit dieser Technik hergestellt.

Automobil

Die Automobilindustrie nutzt die Fräsbearbeitung aufgrund der Anforderung an Effizienz ohne Einbußen bei der Genauigkeit. Daher eignet es sich für Produkte, die mit diesem Verfahren hergestellt werden, einschließlich Bedienfeldern, Achsen und Autoformen.

Elektronik

Die hohe Vielseitigkeit und Präzision der CNC-Fräsmaschine machen sie ideal für die Elektronikindustrie. Eine CNC-Fräsmaschine formt nicht nur die für die Übertragung erforderlichen Leiter und Metalle, sondern auch die Polymerplatinen, auf denen diese Leiter untergebracht sind.

Medizinisch

CNC-Fräsen ermöglicht die Herstellung von Teilen aus vielen Titan- und Edelstahlsorten, die häufig bei der Herstellung medizinischer Geräte wie Skalpelle und Implantate verwendet werden. Medizinische Teile wie Prothesen erfordern ein präzises und einzigartiges Design. Daher ist das CNC-Fräsen für solche Teile die bessere Methode.

Prototyping und Formenbau

Aufgrund seiner hohen Präzision, Flexibilität und Effizienz eignet sich das Fräsen gut für den Prototypen- und Formenbau. CNC-Fräsmaschinen können eine Vielzahl komplexer Formen und Materialien verarbeiten und liefern präzise Bearbeitungsergebnisse. Dadurch können Designer Ideen schnell in physische Prototypen oder Formen umwandeln, was eine weitere Bewertung und Optimierung erleichtert, wodurch der Produktentwicklungsprozess beschleunigt und die Herstellungskosten gesenkt werden.

Obwohl CNC-Fräsmaschinen äußerst vielseitig sind, weisen sie doch Einschränkungen auf. Der vielleicht größte Nachteil sind die Kosten. Selbst die einfachsten CNC-Maschinen, die für die Massenproduktion geeignet sind, haben einen hohen Preis, und die Kosten steigen nur, wenn die Maschinen sowohl in der Anschaffung als auch in der Wartung fortschrittlicher werden.

Eine weitere Einschränkung hängt mit der Teilegröße und -geometrie zusammen. Die Größe des Teils wird durch die Abmessungen der CNC-Maschine und die Geometrie durch die physikalischen Fähigkeiten des Schneidwerkzeugs begrenzt. Beispielsweise erfordern Merkmale wie Hinterschneidungen oder vertiefte Bereiche unter der Oberfläche eines Teils Spezialwerkzeuge oder teure Mehrachsenmaschinen.

Auch das CNC-Fräsen ist nicht ganz frei von menschlichen Fehlern. Die Bedienung dieser High-Tech-Maschinen erfordert Geschick, und das Einrichten einer Fräsmaschine für eine bestimmte Aufgabe kann zeitaufwändig und komplex sein und erfahrene Bediener erfordern.

Ist CNC-Fräsen die richtige Wahl für Ihre Teile?

Nachdem wir nun ein allgemeines Verständnis des CNC-Fräsens haben, bleibt die Frage: Ist CNC-Fräsen die richtige Wahl für Ihr Projekt? Lassen Sie uns auf die wichtigsten Aspekte eingehen, die Ihnen bei der Entscheidung helfen sollen:

Teilegeometrie

CNC-Fräsen zeichnet sich durch die Herstellung komplexer, nicht symmetrischer Formen aus. Wenn Ihre Teile komplizierte Geometrien, spitze Winkel oder Merkmale mehrerer Oberflächen aufweisen, ist das CNC-Fräsen wahrscheinlich eine gute Lösung. Bei runden oder symmetrischen Teilen ist das CNC-Drehen jedoch möglicherweise effizienter.

Produktionsvolumen

CNC-Fräsen ist ideal für kleine bis mittlere Produktionsserien. Wenn Ihr Projekt kundenspezifische Teile, Prototypen oder begrenzte Stückzahlen umfasst, wird das CNC-Fräsen oft als wirtschaftliche und effiziente Option angesehen. Bei größeren Produktionsmengen können jedoch andere Methoden wie Spritzgießen oder Stanzen kostengünstiger sein.

Materialauswahl

CNC-Fräsen ist vielseitig und funktioniert mit einer Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe, Keramik und Verbundwerkstoffe. Wenn Ihr Projekt präzises Schneiden verschiedener Materialien erfordert, kann das CNC-Fräsen eine zuverlässige Lösung sein.

Budgetüberlegungen

Obwohl CNC-Fräsen eine hohe Genauigkeit und Flexibilität bietet, kann es insbesondere bei einfachen Designs oder großen Produktionsmengen teurer sein. Es ist wichtig, das Kosten-Nutzen-Verhältnis anhand der Komplexität Ihres Projekts und der benötigten Menge abzuwägen.

Toleranzanforderungen

Eine der größten Stärken des CNC-Fräsens ist seine Fähigkeit, hohe Präzision und enge Toleranzen zu erreichen, sogar bis zu ±0,01 mm (±0,0004 Zoll). Es ist jedoch wichtig zu überlegen, ob Ihr Projekt tatsächlich dieses Maß an Präzision erfordert, da höhere Toleranzen mehr technische Ressourcen erfordern und mit höheren Kosten verbunden sind.

Denken Sie bei der Beurteilung, ob CNC-Fräsen die richtige Wahl für Ihre Teile ist, an die spezifische Anwendung. Wenn Ihre Teile beispielsweise eigenständig sind und nicht in andere Komponenten integriert werden müssen, erfordern sie möglicherweise keine extrem engen Toleranzen. In solchen Fällen kann die Wahl standardisierter Toleranzen mit einer 3-Achsen-Fräsmaschine eine kostengünstigere Lösung sein. Wenn Ihr Projekt hingegen Branchen wie die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik oder die Automobilindustrie umfasst, in denen es auf Präzision ankommt, können selbst kleinste Abweichungen auftreten kann zu Funktionsausfällen führen. In diesen Fällen kann der Einsatz von Mehrachsfräsmaschinen sinnvoller sein.

CNC milling workshop at Chiggo

Wenn Sie sich über die Toleranzanforderungen für Ihre Teile nicht sicher sind, kann Ihnen die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen CNC-Bearbeitungspartner dabei helfen, die richtige Entscheidung zu treffen. Indem Sie Ihre Projektziele und -spezifikationen im Detail besprechen, können Sie die idealen Toleranzen ermitteln, ohne zu viel Geld für unnötige Präzision auszugeben.

Chiggo ist ein vertrauenswürdiger maßgeschneiderter Fertigungspartner für kundenspezifisches CNC-Fräsen und Bearbeiten. Mit 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsmaschinen bieten wir schnelles Prototyping, Werkzeugbau und Endproduktion zu wettbewerbsfähigen Bearbeitungskosten. Fordern Sie noch heute ein CNC-Fräsangebot an und unser Team wird innerhalb von 12 Stunden antworten.

Arten von CNC-Fräsmaschinen

Es stehen mehrere CNC-Fräsmaschinen zur Auswahl, die jeweils für unterschiedliche Aufgaben geeignet sind. Basierend auf Design und Funktionalität gibt es zwei Haupttypen:

Vertikale Fräsmaschine

Bei einer Vertikalfräsmaschine ist die Spindel, die das Schneidwerkzeug hält, vertikal ausgerichtet. Diese Konfiguration bietet eine bessere Sicht während der Bearbeitung und eignet sich daher ideal für die Arbeit an kleineren Teilen oder Aufgaben, die detaillierte Präzision erfordern. Vertikalfräsmaschinen sind die gebräuchlichste Art von CNC-Fräsmaschinen und werden häufig zum Schlitzschneiden, Bohren und Konturieren verwendet.

Sie haben einen geringeren Platzbedarf und geringere Kosten, sowohl im Hinblick auf die Erstanschaffung als auch auf die laufende Wartung. Allerdings können Vertikalmühlen bei sehr großen oder schweren Teilen Schwierigkeiten bereiten, und obwohl sie eine hohe Präzision bieten, können sie bei der Produktion im großen Maßstab langsamer sein als Horizontalmühlen.

Horizontale Fräsmaschine

Horizontalfräsmaschinen können viele der gleichen Vorgänge wie Vertikalfräsmaschinen ausführen, jedoch mit einer anderen Konfiguration. Die Spindel ist horizontal positioniert und diese Maschinen eignen sich besser für die Bearbeitung schwererer Werkstücke. Die Stabilität der horizontalen Spindel ermöglicht schwere Schnitte und ermöglicht den schnellen Abtrag großer Materialmengen. Dies macht Horizontalfräsmaschinen ideal für die Massenproduktion relativ einfacher Teile. Darüber hinaus tragen ihre hervorragenden Spanabfuhrfähigkeiten dazu bei, bessere Oberflächengüten zu erzielen und die Werkzeuglebensdauer zu verlängern. Allerdings sind horizontale Fräsmaschinen teurer und die Installation in kleineren Maschinenwerkstätten kann schwierig sein.

CNC-Fräsmaschinen können auch nach der Anzahl der Translations- und Rotationsachsen, entlang derer sie sich bewegen können, kategorisiert werden – oft als Freiheitsgrade bezeichnet. Zu den gängigen Arten von CNC-Fräsmaschinen gehören:

3-Achsen-Fräsmaschinen

3-Achsen-Fräsmaschinen ermöglichen die Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang der X-, Y- und Z-Achse. Diese Art der Bearbeitung ist aufgrund der geringeren Anlaufkosten und der einfachen Handhabung die gebräuchlichste. Es kann die meisten Standardformen herstellen und ist einfacher zu programmieren und zu bedienen. Aufgrund der relativ einfachen Bewegung eignet es sich für viele Projekte, die keine komplexen Geometrien erfordern, aber von einem hohen Teiledurchsatz und Prozesseffizienz profitieren.

4-Achsen-Fräsmaschinen

Die 4-Achsen-Fräsmaschine verfügt über alle Fähigkeiten einer 3-Achsen-Fräsmaschine, zusätzlich zu einer Achse, die als A-Achse bekannt ist. Dies ermöglicht die Drehung des Werkstücks zum Schneiden um die A-Achse, was sich besonders dann als nützlich erweist, wenn Teile um einen Zylinder oder die Seite eines Werkstücks geschnitten werden müssen.

5-Achsen-Fräsmaschinen

Diese Maschinen arbeiten entlang der drei linearen Achsen (X, Y, Z) und fügen zwei Rotationsachsen hinzu (ausgewählt aus der A-, B- und C-Achse), die das Maschinenbett, den Werkzeugkopf oder beide drehen können. Diese Fähigkeit macht mehrere Aufspannungen überflüssig und ermöglicht die Bearbeitung von fünf Flächen in einer einzigen Aufspannung. Dadurch können 5-Achsen-Fräsmaschinen hochkomplexe Geometrien mit hoher Präzision herstellen, was sie ideal für Luft- und Raumfahrtkomponenten, Titanteile, medizinische Geräte und Gasturbinenkomponenten macht.

Was sind die Rotations- und Linearachsen beim CNC-Fräsen?

Lineare Achsen:

Die Linearachsen in CNC-Fräsmaschinen sind für die Bewegung des Schneidwerkzeugs auf geraden Bahnen verantwortlich. Stellen Sie sich vor, Sie stehen als Bediener vor der Maschine:

  1. Die X-Achse verläuft parallel zu Ihrem Körper und bewegt sich von links nach rechts.
  2. Die Y-Achse steht senkrecht zu Ihnen und bewegt sich vorwärts und rückwärts.
  3. Die zur Spindel parallele Z-Achse bewegt sich auf und ab.

Rotationsachsen:

  • Die A-Achse bezieht sich auf die Rotationsbewegung um die X-Achse, die es dem Schneidwerkzeug oder Werkstück ermöglicht, sich horizontal zu drehen.
  • Die um die Y-Achse rotierende B-Achse sorgt für eine vertikale Drehung und ermöglicht so flexiblere Bearbeitungswinkel.
  • Die C-Achse bietet zusätzlich die Möglichkeit, sich um die Z-Achse zu drehen, wodurch das Werkzeug oder Werkstück in der Ebene senkrecht zur Z-Achse vollständig rotieren kann.

Komponenten einer CNC-Fräsmaschine

Grundlegende Teile der CNC-Fräse

Unabhängig vom Typ der Fräsmaschine sind die folgenden kritischen Komponenten eine Standard-CNC-Fräsmaschine:

Maschinenbett: Das Maschinenbett ist die Basis, auf der alle anderen Komponenten der Maschine montiert sind. Es besteht normalerweise aus schwerem Stahl oder Gusseisen, um ein stabiles Fundament zu bieten und Vibrationen zu absorbieren.

Arbeitstisch: Der Arbeitstisch einer CNC-Fräse sitzt auf dem Maschinenbett. Es fixiert das Werkstück während der Bearbeitung. Standard-CNC-Fräsmaschinen verfügen über einen Arbeitstisch, der sich in X- und Y-Richtung bewegt, wohingegen einige fortschrittliche 5-Achsen-CNC-Fräsmaschinen das Bett drehen können, um anspruchsvollere Bearbeitungsvorgänge zu ermöglichen.

Antriebskomponenten:Antriebskomponenten sind für den Antrieb und die Steuerung der Bewegung verschiedener Maschinenelemente verantwortlich. Zu diesen Komponenten gehören Servomotoren oder Schrittmotoren, Kugelumlaufspindeln und Linearführungen. Servomotoren wandeln elektrische Energie über Treiber in mechanische Bewegung um und ermöglichen so eine präzise Bewegung des Arbeitstisches oder der Spindel entlang der Maschinenachsen. Kugelumlaufspindeln und Linearführungen sorgen dafür, dass diese Bewegung präzise auf den Arbeitstisch und das Schneidwerkzeug übertragen wird.

Kühlmittelsystem:Das Kühlmittelsystem dient dazu, die Temperatur während der Bearbeitung zu regulieren, indem es dem Schneidbereich Kühlmittel – typischerweise eine Flüssigkeit wie wasserlösliches Öl oder Schneidflüssigkeit – zuführt. Dieses System trägt dazu bei, die vom Schneidwerkzeug und Werkstück erzeugte Wärme zu reduzieren und so Werkzeugverschleiß und thermische Verformung des Werkstücks zu verhindern. Darüber hinaus trägt das Kühlmittel dazu bei, Späne und Rückstände aus der Schneidzone zu spülen, wodurch die Bearbeitungsqualität insgesamt verbessert und die Werkzeuglebensdauer verlängert wird.

Spindel:Die Spindel verfügt über einen konischen Abschnitt, in dem Werkzeughalter positioniert sind. Es enthält außerdem eine rotierende Baugruppe und eine Welle zur Befestigung des Schneidwerkzeugs. Die Spindel hält das Schneidwerkzeug an Ort und Stelle und steuert seine Bewegung während des Betriebs.

Werkzeughalter: Der Werkzeughalter wird hydraulisch an der Spindel befestigt und ist so konzipiert, dass er am Werkzeug befestigt wird. 

Schnittstelle: Die Schnittstelle einer CNC-Fräse besteht normalerweise aus einem Bildschirm und Eingabegeräten (z. B. einer Tastatur oder einem Touchscreen), die an der Maschine angebracht sind. Über diese Schnittstelle wird die Maschine direkt gesteuert, und einige grundlegende CNC-Programmierungen können auch darüber durchgeführt werden, komplexere Programmierungen erfolgen jedoch im Allgemeinen offline.

CNC-Fräs-Add-Ons

Zusätzlich zu den Grundkomponenten einer CNC-Fräse umfassen moderne CNC-Fräsmaschinen häufig eine Vielzahl von Zusatzgeräten, die die Effizienz erheblich steigern können. Zu den gängigen Add-ons gehören:

Automatische Werkzeugwechsler (ATC):Automatische Werkzeugwechsler sind Geräte, die während des Bearbeitungsprozesses automatisch zwischen verschiedenen Schneidwerkzeugen wechseln. Anstatt die Maschine manuell anzuhalten, um Werkzeuge zu wechseln, wählt das ATC das entsprechende Werkzeug aus einer Werkzeugbibliothek aus und installiert es bei Bedarf in der Spindel. Dies beschleunigt den Bearbeitungsprozess, reduziert Ausfallzeiten und ermöglicht die effiziente Durchführung komplexerer Vorgänge ohne manuellen Eingriff.

Spänemanagementsysteme:Spänemanagementsysteme, einschließlich Förderbändern und Luftgebläsen, werden häufig hinzugefügt, um Späne und Rückstände effizient aus dem Schneidbereich zu entfernen. Dies trägt dazu bei, den Arbeitsbereich sauber zu halten und ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb der CNC-Maschine ohne häufige Unterbrechungen zur manuellen Reinigung, was zu einer höheren Maschinenverfügbarkeit führt.

Roboterarme: Roboterarme ahmen die Bewegungen und Funktionen eines menschlichen Arms nach und werden zur Automatisierung verschiedener Aufgaben verwendet, wie zum Beispiel das Laden von Rohmaterialien, das Entfernen fertiger Teile, das Neupositionieren von Werkstücken und sogar das Wechseln von Vorrichtungen oder Werkzeugen. Durch die Integration von Roboterarmen in CNC-Abläufe können Hersteller sich wiederholende Aufgaben automatisieren, die Produktionseffizienz steigern, eine „Lights-out“-Fertigung ermöglichen und den Bedarf an manuellen Eingriffen reduzieren.

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