Der vollständige Leitfaden zu CNC-Fertigungsstandards: Entfesselte Qualität und Präzision

Wie können wir in der heutigen schnelllebigen Industriewelt die Präzision und Konsistenz der hergestellten Produkte gewährleisten? Die Antwort liegt in den CNC-Fertigungsstandards. Was sind diese Standards? Und warum sind sie so wichtig? Begeben wir uns auf eine Reise, um die Bedeutung und Details der CNC-Fertigungsstandards aufzudecken.

CNC-Fertigungsstandards

CNC-Fertigungsstandards sind wichtige Spezifikationen, die die Genauigkeit und Konsistenz von CNC-Bearbeitung China, die verschiedene Aspekte abdecken.

Inhalte der CNC-Bearbeitungsnormen

1. Normen für die Verarbeitungstechnologie

Die Normen der Verarbeitungstechnologie decken hauptsächlich die Konstruktionsanforderungen des Werkstücks, Prozessabläufe, Werkzeugauswahl, Schnittparameter, Vorrichtungsdesign und andere Inhalte ab.

2. Qualitätsstandards bei der Verarbeitung

Zu den Qualitätsstandards der Verarbeitung gehören Genauigkeit, Oberflächenrauheit, Werkstückgrößenabweichung und Effizienz.

3. Programmieranforderungen

Die Programmiergrundlage umfasst CNC-Bearbeitungsaufträge, Formmaterialien, Verarbeitungsanforderungen, Verarbeitungsreihenfolge, Werkzeugmaschinenparameter, Werkzeugparameter, Schnittdaten, EDM-Daten usw. Der Programmierprozess erfordert eine sorgfältige Analyse der Formstruktur und des Produkts.

4. Normen für die Elektrodendemontage

Für die Produktion der Elektrodendemontage gibt es Standards wie die Möglichkeit, zu kombinieren, aber nicht zu trennen, Translation statt Rotation, das Vermeiden von Drahtschneiden so weit wie möglich, wenn es vermieden werden kann, und die volle Berücksichtigung der Wirkung des Werkzeugs CNC Drehen und Fräsen.

Arbeitsanforderungen für Prozessingenieure

Wenn der Prozessingenieur die Prozesskarte zusammenstellt, sollten die Verarbeitungszugaben, die Ausrichtung, die Rauheitsanforderungen und die Vorsichtsmaßnahmen detailliert vermerkt werden, gemäß dem Grundsatz, unter der Prämisse der Gewährleistung von Genauigkeit und Qualität der Verwendung von hocheffizienten Geräten Vorrang einzuräumen.

Verarbeitungstoleranz und Genauigkeitsanforderungen

1. Bearbeitungsgeld

Verschiedene Toleranzstandards für Werkstücke erfordern eine Wärmebehandlung, die Grobbearbeitung von Teilen von Formkerneinsätzen, das Grobfräsen der Form durch Bankarbeiter und Fräsmaschinen, Werkstücke, die nach dem Drahtschneiden eine Schleifmaschinenbearbeitung erfordern, CNC-Finishing und elektrische Impulse usw.

2. Genauigkeitsanforderungen

Die Verarbeitungsgenauigkeit erfordert, dass die Fertigungsgenauigkeit der Formgröße im Bereich von 0.005 bis 0.02 mm liegt. Darüber hinaus gibt es entsprechende Standards für die Rechtwinkligkeit, Koaxialität und Parallelität der Trennflächen der beweglichen und festen Formen.

Wenn während der Produktion abnormale Situationen auftreten, sollten diese umgehend überprüft und behandelt werden, um die Verarbeitungsqualität sicherzustellen. Unterschiedliche Branchen und Anwendungsszenarien können unterschiedliche Schwerpunkte und spezifische Anforderungen an CNC-Fertigungsstandards haben.

CNC-Bearbeitungsprozessstandards

Die Standards für CNC-Bearbeitungsverfahren decken mehrere Aspekte ab, von der Auswahl der Werkzeugmaschine über die Werkzeugauswahl und die Verarbeitungsreihenfolge bis hin zur Einstellung der Verarbeitungsparameter. Bei der Auswahl der Werkzeugmaschine sollte basierend auf den Eigenschaften und Verarbeitungsanforderungen des Werkstücks ein geeigneter Typ einer CNC-Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Fräsmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, ausgewählt werden. Bei der Auswahl der Werkzeuge müssen Faktoren wie Werkstückmaterial, Verarbeitungsgenauigkeit und Anforderungen an die Oberflächenqualität berücksichtigt werden. Hier sind einige wichtige Standards und Vorsichtsmaßnahmen:

1. Werkzeuggebrauch und Sicherheit:

Zu Beginn jeder Programmausführung muss überprüft werden, ob das verwendete Werkzeug mit dem im Programmierhandbuch angegebenen übereinstimmt.

Stellen Sie beim Starten der Bearbeitung die Vorschubgeschwindigkeit auf das Minimum ein, führen Sie den einzelnen Abschnitt aus, konzentrieren Sie sich und halten Sie Ihre Hand auf dem Stoppknopf. Halten Sie bei Problemen sofort an und achten Sie auf die Bewegungsrichtung des Werkzeugs, um einen sicheren Werkzeugeintritt zu gewährleisten.

Kühlen Sie Werkzeug und Werkstück durch Kühlmittel oder Kaltluft, um die Wärmeeinwirkung auf das Werkstück zu verringern.

2. Prozessablauf:

Nach der Schruppbearbeitung sollten eine Neukalibrierung und ein Antasten durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Werkstück nicht locker ist.

Nachdem das Werkstück bearbeitet wurde, sollten seine Hauptmaßwerte gemessen werden, um festzustellen, ob sie den Anforderungen der Zeichnung entsprechen. Wenn ein Problem auftritt, benachrichtigen Sie sofort das zuständige Personal, um es zu überprüfen und zu lösen.

3. CNC-Bearbeitungsprinzipien:

Für Teile, die per CNC geschruppt werden müssen, sollte eine einseitige Toleranz von 0.2 mm eingehalten werden.

Für Werkstücke, die CNC-Bearbeitung Nach der Wärmebehandlung sollte, sofern das Aussehen des Produkts dies zulässt, eine CNC-Bearbeitung bevorzugt werden; andernfalls sollten Elektroden für die elektrische Impulsverarbeitung hergestellt werden.

Qualitätsstandards für die CNC-Bearbeitung

Die Qualitätsstandards für die CNC-Bearbeitung umfassen hauptsächlich Aspekte wie Maßgenauigkeit, geometrische Toleranzen und Oberflächenqualität. Die Maßgenauigkeit erfordert, dass die Abweichung der tatsächlichen Größe des Werkstücks von der entworfenen Größe innerhalb des vorgeschriebenen Toleranzbereichs liegt. Auch geometrische Toleranzen wie Geradheit, Ebenheit, Rundheit usw. unterliegen strengen Anforderungen, um die genaue geometrische Form des Werkstücks sicherzustellen. In Bezug auf die Oberflächenqualität ist es erforderlich, dass die Oberfläche keine Risse, Sandlöcher, Poren, Grate und andere Defekte aufweist und die Oberflächenrauheit den vorgeschriebenen Wert erreicht. Um diese Qualitätsstandards zu erreichen, müssen Faktoren wie Werkzeugmaschinengenauigkeit, Werkzeugverschleiß und Verarbeitungstechnologie während der Bearbeitung kontrolliert werden. CNC-Produktionsbearbeitung 

Prüfung der Fertigteile

1. Konsistenzprüfung

Das Aussehen, die Farbe und die Oberflächenbeschaffenheit der eingehenden Materialien derselben Charge müssen einheitlich sein. Die eingehenden Materialien verschiedener Chargen, die in derselben Maschine verwendet werden, müssen mit den vorherigen Chargen eingehender Materialien und anderen Teilen der gesamten Maschine übereinstimmen, und es darf keinen offensichtlichen Unterschied in der Farbart und der Oberflächenbeschaffenheit zur Probe geben.

2. Aussehen Inspektion

• Die Teileoberfläche ist glatt, flach und sauber, ohne Grate, Verformungen, Rost, Risse usw.; das Gewinde weist keine Defekte oder Korrosion auf; es dürfen keine Verarbeitungsrückstände vorhanden sein;

• Abstumpfung scharfer Kanten (Ecken) von Teilen: Der Abstumpfungswert wird im Normalfall nicht geprüft. Im Streitfall wird er nach folgenden Grundsätzen geprüft:

Wenn die kürzeste gerade Wand dicker als 2 mm ist, die Fase oder Rundung kleiner als 0.5 mm ist und nicht kratzt;

Wenn die kürzeste gerade Wand kleiner oder gleich 2 mm ist, darf die Fase oder Rundung nicht mehr als das 0.2-fache der geraden Wand betragen und darf nicht kratzen.

• Gewindefase: Das Innengewinde ist auf den Außendurchmesser und das Außengewinde ist auf den Innendurchmesser abgeschrägt. Anforderungen an optische Mängel sind wie folgt:

3. Prüfung von Abmessungen, geometrischen Toleranzen, Rauheit und Mittellöchern

Der Vorgang ist derselbe wie bei der produktionsbegleitenden Prüfung.

4. Gewindeprüfung

• Wenn die Gewindetoleranzklasse auf der Zeichnung markiert ist, führen Sie die Prüfung gemäß den Zeichnungsanforderungen durch. Wenn sie auf der Zeichnung nicht markiert ist, befolgen Sie die folgenden Grundsätze:

Standardtoleranzgrad des gängigen Gewindes: 6H für Innengewinde, 6g für Außengewinde;

Standard-Toleranzklasse des Einheitsgewindes: 2B für Innengewinde, 2A für Außengewinde.

• Prüfung des gängigen Grobgewindes: 

Methode 1: Überprüfen Sie mit einem kalibrierten und qualifizierten Gewindelehrdorn oder -ring. Der Gut-Lehrdorn sollte durchgehen, der Ausschuss-Lehrdorn nicht; 

Methode 2: Testen Sie die Montage mit einer Schraube oder Mutter, die die Prüfung mit dem Gewindelehrdorn oder dem Gewindelehrring bestanden hat. Sie ist qualifiziert, wenn sie problemlos durchgeht und die Gewindegrenzgröße den relevanten nationalen Normen entspricht.

Unter normalen Umständen kann jede der Methoden 1 und 2 zur Prüfung verwendet und qualifiziert werden. Wenn jedoch bei den mit Methode 2 geprüften Teilen während der Montage Probleme auftreten, muss für die anschließende Prüfung dieses Teils Methode 1 verwendet werden.

• Feingewinde werden mit einem kalibrierten und qualifizierten Gewindelehrdorn oder -ring geprüft. Der Gut-Lehrdorn sollte bestehen, der No-Go-Lehrdorn nicht.

Grundlagen und Ablauf der CNC-Programmierung

Die Grundlage für die CNC-Programmierung sind hauptsächlich dreidimensionale Modelle, technische Zeichnungen und Anweisungen zur Teileherstellung. Bestimmen Sie im Hinblick auf den Programmierprozess zunächst die Programmiergrundlage und analysieren Sie die Struktur und den Prozess des Teils. Erstellen Sie dann ein Prozessmodell, einschließlich des Zuschneidens des Modells und des Festlegens von Referenzebenen. Definieren Sie als Nächstes Bearbeitungsvorgänge, generieren Sie Werkzeugbahntrajektorien und führen Sie eine Simulationsüberprüfung der Bearbeitungstrajektorien durch. Führen Sie anschließend eine Nachbearbeitung durch, um Bearbeitungsprogramme zu generieren, die für ein bestimmtes numerisches Steuerungssystem spezifisch sind. 

Um die Richtigkeit des Programms sicherzustellen, sind auch Schritte wie Simulationsüberprüfung und Korrekturlesen des CNC-Bearbeitungsprogramms erforderlich. Analysieren Sie beispielsweise bei der Festlegung der Programmiergrundlage sorgfältig die komplexen Form- und Genauigkeitsanforderungen des Teils und wählen Sie eine geeignete Programmiermethode und einen geeigneten Werkzeugpfad aus.

Programmiervorbereitungsarbeiten

1. Machen Sie sich nach Erhalt des Objekts zunächst mit der Formstruktur vertraut.

2. Verstehen Sie die Passungsbeziehung des Produkts und lassen Sie an den Passungspositionen (wie Zapfen und Löchern) Spielraum.

3. Bestimmen Sie das Bearbeitungskoordinatensystem. Im Allgemeinen ist die Formmitte das Bearbeitungskoordinatensystem. Die Formgrundfläche oder Trennfläche ist die Z-Nullfläche. Achten Sie auf den Höhenunterschied zwischen der Formgrundfläche und der Trennfläche.

4. Bestimmen Sie die Hubhöhe für die Schnellpositionierung.

Bestimmen Sie den Bearbeitungsprozess (basierend auf dem Prinzip der Verbesserung der Effizienz und Bearbeitungsqualität)

1. CNC-Bearbeitungsprozesse werden im Allgemeinen in Schruppen – Eckenreinigung – Vorschlichten – Schlichten unterteilt.

2. Versuchen Sie, große Werkzeuge zum Schruppen und kleine Werkzeuge zum Eckenreinigen zu verwenden. Der Werkzeugdurchmesser zum Schruppen sollte größer sein als der zum Eckenreinigen.

3. Verwenden Sie zum Fräsen von großflächigen Plattformen immer Flachfräser. Aus praktischen Gründen ist die Verwendung von Kugelfräsern für die Gesamtbearbeitung verboten.

4. Der Bearbeitungsschrittabstand sollte flexibel angepasst werden. Im Allgemeinen sollte die obere Form glatter und die untere Form rauer sein.

5. Beim Schruppen beträgt die Schnitttiefe pro Lage ca. 0.8 – 1.2 mm. Nach dem Schruppen beträgt die Bearbeitungszugabe 0.5 – 1.0 mm.

6. Bearbeitungsschrittabstand: Der Schlichtschrittabstand beträgt bei der Hohlraumbearbeitung 0.3 mm, bei der Kernbearbeitung 0.4 mm, bei der Trennfläche 0.3 – 0.4 mm, bei der Grobelektrode 0.3 mm und bei der Feinelektrode 0.2 mm. (Der Bearbeitungsschrittabstand kann je nach Werkzeugdurchmesser entsprechend angepasst werden.)

Probleme, die beim Programmieren zu beachten sind

1. Versuchen Sie, zum Schruppen Fräser mit abgerundeten Kanten zu verwenden, um den Verschleiß der Werkzeugeinsätze zu verringern.

2. Berücksichtigen Sie die Werkzeugsteifigkeit in vollem Umfang und versuchen Sie, das Längen-Durchmesser-Verhältnis auf unter 5 zu halten. Bei der Verwendung verlängerter Werkzeuge zur Bearbeitung können scharfkantige Fräser eingesetzt werden, um die Fräskontaktfläche zu verringern und eine Werkzeugablenkung zu vermeiden.

Bearbeitungsmethoden und Werkzeugauswahl

1. Versuchen Sie, große Werkzeuge zum Schruppen und dann kleine Werkzeuge zum Eckensäubern zu verwenden. Darüber hinaus weisen Werkzeuge mit großem Durchmesser eine gute Steifigkeit auf, und die Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit sind deutlich höher als bei Werkzeugen mit kleinem Durchmesser.

2. Versuchen Sie, Fräser mit abgerundeten Kanten zum Schruppen und Fräser mit flachem Boden zum Eckensäubern zu verwenden. Denn die Werkzeugeinsätze von Fräsern mit abgerundeten Kanten sind besser beansprucht und können für mehrere Eckdrehungen verwendet werden, während quadratische Einsätze nur noch zweimal verwendet werden können.

3. Kugelfräser sollten im Allgemeinen nicht zum Bearbeiten von flachen Oberflächen verwendet werden. Stattdessen sollten Fräser mit flachem Boden verwendet werden. Am besten lassen Sie 0.2 mm für einen letzten Schlichtdurchgang übrig.

4. Bei der Bearbeitung von geraden Nuten bearbeiten Sie zuerst die Unterseite des Werkstücks und dann die Seitenflächen. Bei Seitenflächen mit einer Höhe von weniger als 50 mm sollten Sie bei einer großen Anzahl von hin- und hergehenden Bearbeitungen möglichst keine Hartmetall-Einsatzwerkzeuge verwenden. Verwenden Sie stattdessen integrierte Werkzeuge mit geradem Schaft für die Konturbearbeitung. (Die Schnitttiefe pro Durchgang entspricht ungefähr dem Radius des Werkzeugs.)

5. Geeigneter Einsatz von Formwerkzeugen zur Bearbeitung von Werkstücken mit regelmäßigen Formen, um die Effizienz zu verbessern. Beispielsweise Kegelfräser zum Fräsen von geneigten Flächen, Fingerfräser zum Fräsen von Rippen und Rundkantenfräser (R0.3 – R1) zum Reinigen kleiner abgerundeter Ecken.

6. Um eine konstante Schnittlast auf dem Werkzeug sicherzustellen, versuchen Sie, für die Werkzeugbewegung eine schichtweise Umfangsbearbeitungsmethode zu verwenden und eine Auf- und Ab-Bewegung des Werkzeugs zu vermeiden.

7. Die Steifigkeit des verwendeten Werkzeugs sollte ausreichend sein. Im Allgemeinen sollte das Längen-Durchmesser-Verhältnis (gemessen am Verhältnis von Werkzeuglänge zu Durchmesser) 5 nicht überschreiten. Beispielsweise sollte bei einem Werkzeug mit einem Durchmesser von 16 mm die ausgefahrene Länge nicht größer als 80 mm sein. Das Werkzeug sollte außerdem eine Klemmlänge von 25 – 45 mm haben. Dies soll eine Werkzeugdurchbiegung und ein Überschneiden aufgrund unzureichender Steifigkeit während der Bearbeitung verhindern.

CNC-Elektrodendemontage-Produktionsstandards

Zu den Produktionsstandards für die CNC-Elektrodendemontage gehören die Auswahl des Elektrodenmaterials, Prinzipien der Elektrodenkombination usw. Das Elektrodenmaterial erfordert normalerweise eine gute elektrische Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer, Graphit usw. 

Beim Kombinieren von Elektroden sollten Faktoren wie Verarbeitungseffizienz, Bequemlichkeit für die nachfolgende Verarbeitung und Vermeidung von Drahtschneiden berücksichtigt werden. Beispielsweise sollten Elektroden, die kombiniert, aber nicht getrennt werden können, eine geeignete Größe, Höhe und Dicke aufweisen. Bei Elektroden, die sich verschieben, aber nicht drehen, sollten die nachfolgende Verarbeitungseffizienz und die Datenintegration vollständig berücksichtigt werden. Bei Elektroden, bei denen Drahtschneiden vermieden werden kann, sollte das Drahtschneiden so weit wie möglich vermieden werden, und gleichzeitig sollten die Auswirkungen der CNC-Bearbeitung durch Werkzeuge vollständig berücksichtigt werden.

Genauigkeitsanforderungen bei der CNC-Bearbeitung

Zu den Genauigkeitsanforderungen der CNC-Bearbeitung gehören hauptsächlich Maßgenauigkeit, Oberflächenrauheit, Parallelität und Rechtwinkligkeit.

Dimensionale Genauigkeit: Durch CNC-Bearbeitung kann eine sehr hohe Maßgenauigkeit erreicht werden, die normalerweise Toleranzanforderungen von ±0.01 mm oder weniger erfüllt. Dies bedeutet, dass die Größe des bearbeiteten Teils sehr nahe an der Größe auf der Konstruktionszeichnung liegen sollte, um die Genauigkeitsanforderungen von Präzisionshardwareteilen zu erfüllen.

Oberflächenrauheit: Bei der CNC-Bearbeitung muss die Oberflächenrauheit von Teilen kontrolliert werden können, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Die Oberflächenrauheit kann Ra 0.8 μm oder kleiner erreichen und manchmal sogar unter Ra 0.4 μm liegen, um die Glätte und Qualität der Teileoberfläche sicherzustellen.

Parallelität und Rechtwinkligkeit: Bei der CNC-Bearbeitung muss die Parallelität und Rechtwinkligkeit der Teile sichergestellt werden, damit die Beziehung zwischen den verschiedenen Oberflächen des Teils den Anforderungen entspricht. Dies erfordert normalerweise Parallelitäts- und Rechtwinkligkeitsanforderungen innerhalb von 0.02 mm, um die geometrische Genauigkeit und Montageleistung des Teils sicherzustellen.

Darüber hinaus müssen bei der CNC-Bearbeitung auch andere technische Anforderungen beachtet werden, wie etwa die Auswahl geeigneter Verarbeitungsgeräte und Verarbeitungstechnologien, die strikte Überwachung und Kontrolle des Verarbeitungsprozesses und die Vermeidung der Entstehung von Verarbeitungsfehlern, um sicherzustellen, dass die verarbeiteten Teile den Genauigkeitsanforderungen entsprechen.

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FAQ

1. Wie lässt sich das Problem von Rattermarken bei der CNC-Fertigung vermeiden und lösen?

• Wählen Sie ein geeignetes Werkzeug: Wählen Sie einen geeigneten Werkzeugspitzenradius und stellen Sie sicher, dass das Werkzeug fest eingespannt ist. 

• Kontrollieren Sie die Schnittparameter: Wählen Sie eine geeignete Schnittgeschwindigkeit. 

• Werkzeugpfade berücksichtigen: Übernehmen Sie einen geeigneten Werkzeugpfad. 

• Achten Sie auf eine feste Einspannung des Werkstückes: Sorgen Sie durch eine entsprechende Vorrichtung dafür, dass sich das Werkstück während der Bearbeitung nicht bewegt oder vibriert.

2. Wie kann die Effizienz von Chargenteilen bei der CNC-Bearbeitung verbessert werden?

• Optimierung des Spannschemas: Entwerfen Sie schnelle und zuverlässige Werkzeugvorrichtungen, um die Spannzeit zu verkürzen und die Spanngenauigkeit zu verbessern. 

• Verwenden Sie automatisierte Spannvorrichtungen wie pneumatische oder hydraulische Vorrichtungen, um die Spanneffizienz und -konsistenz zu verbessern. 

• Reduzieren Sie die Anzahl wiederholter Spannvorgänge von Werkstücken.

3. Einige Vorsichtsmaßnahmen für die CNC-Bearbeitung komplexer Teile?

• Stellen Sie die Richtigkeit und Vollständigkeit der Zeichnung sicher und kennzeichnen Sie Anforderungen wie Abmessungen, Toleranzen und Oberflächenrauheit deutlich. 

• Informieren Sie sich über die Schneidleistung von Materialien, wie etwa Härte und Zähigkeit, und passen Sie die Schneidparameter an. 

• Wählen Sie ein stabiles und zuverlässiges Spannschema, um eine Verschiebung oder Verformung der Teile während der Verarbeitung zu vermeiden. 

• Bediener sollten über umfangreiche Verarbeitungserfahrung und Programmierkenntnisse verfügen und in der Lage sein, die Prozessparameter rechtzeitig entsprechend der tatsächlichen Verarbeitungssituation anzupassen.