Der Hersteller Wanhao erklärt die CNC-Bearbeitungsgenauigkeit detailliert

Die CNC-Bearbeitung ist eine hochgradig effiziente und präzise Verarbeitungstechnologie, die in der modernen Fertigung weit verbreitet ist. Die Bearbeitungsgenauigkeit ist einer der wichtigen Indikatoren zur Bewertung der Qualität der CNC-Bearbeitung und beeinflusst direkt die Leistung und Lebensdauer des Endprodukts. Dieser Artikel behandelt detailliert zwei Aspekte: die Definition der CNC-Bearbeitungsgenauigkeit und die Einflussfaktoren.

1. Was ist CNC-Bearbeitungsgenauigkeit

Unter CNC-Bearbeitungsgenauigkeit versteht man das Maß an Übereinstimmung zwischen der tatsächlichen Größe, Form, Position usw. der bearbeiteten Teile und den Konstruktionsvorgaben. Sie umfasst hauptsächlich die Maßgenauigkeit, Formgenauigkeit und Lagengenauigkeit.

Die Maßgenauigkeit bezeichnet die Abweichung zwischen der tatsächlichen Größe des bearbeiteten Teils und der konstruierten Größe. Häufig wird dazu das Toleranzfeld verwendet, um sie darzustellen. Je kleiner das Toleranzfeld, desto höher ist die Maßgenauigkeit.

2. Formgenauigkeit bezieht sich auf die Abweichung zwischen der tatsächlichen Form des bearbeiteten Teils und der konstruierten Form, einschließlich Rundheit, Ebenheit, Geradheit usw. Je geringer die Formabweichung, desto höher die Formgenauigkeit.

3. Lagengenauigkeit bezieht sich auf die Abweichung zwischen der tatsächlichen Position des bearbeiteten Teils und der konstruierten Position, einschließlich Konzentrizität, Symmetrie, Parallelität usw. Je geringer die Positionsabweichung, desto höher die Lagengenauigkeit.

Welche Schlüsselfaktoren beeinflussen die Genauigkeit der CNC-Bearbeitung?

Im tatsächlichen CNC-Bearbeitungsprozess wird die Bearbeitungsgenauigkeit häufig durch die kombinierte Wirkung mehrerer Faktoren beeinflusst, die miteinander verknüpft sind und die endgültige Qualität des Werkstücks direkt bestimmen. Basierend auf der praktischen Produktion lassen sich die Hauptbeeinflussungsfaktoren in folgende Kategorien zusammenfassen:

Die Präzision und Leistungsfähigkeit der Maschine selbst

Werkzeugmaschinen sind die Kernausrüstung für die CNC-Bearbeitung, und ihre eigene Qualität legt direkt das Fundament für die Präzision. Einerseits ist die kerntechnische Fertigungsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen (wie die Führungsgenauigkeit von Führungen und die Drehgenauigkeit von Spindeln) eine inhärente Voraussetzung. Andererseits ist auch die Steifigkeit der Maschinenstruktur von entscheidender Bedeutung – steife Werkzeugmaschinen können den während des Zerspanungsprozesses entstehenden Stoßkräften und Vibrationen wirksam widerstehen und so Bearbeitungsabweichungen infolge von Verformungen der Maschinenstruktur vermeiden. Insbesondere bei Werkzeugmaschinen, die bereits lange im Einsatz sind, wirken sich Probleme wie Verschleiß an Führungen und Spindelspiel allmählich auf die Stabilität der Präzision aus.

2. Präzision und Verschleißkontrolle von Schneidwerkzeugen

Als die direkt mit dem Werkstück in Kontakt stehende Wirkkomponente hat der Präzisionszustand des Schneidwerkzeugs einen erheblichen Einfluss auf das Bearbeitungsergebnis. Die geometrische Genauigkeit der Schneidkante, die Schärfe der Schneidkante sowie die Gleichmäßigkeit des Werkzeugwerkstoffs des neuen Schneidwerkzeugs spiegeln sich unmittelbar in der Größe und Oberflächenqualität des Werkstücks wider. Während der Bearbeitung ist der Verschleiß der Schneidwerkzeuge unvermeidlich. Die Abstumpfung und Absplitterung der Schneidkante nach kontinuierlichem Schneiden führt zu einer Erhöhung der Schnittkraft, einer Abweichung der Schnittbahn und daraufhin zu Maßabweichungen. Daher ist die regelmäßige Überprüfung des Verschleißes der Schneidwerkzeuge und deren rechtzeitiger Austausch ein wichtiger Schritt zur Sicherstellung der Genauigkeit.

3. Positionier- und Spannwirkung der Vorrichtung

Die Funktion einer Vorrichtung besteht darin, das Werkstück stabil zu fixieren. Ihre Positioniergenauigkeit und Klemmzuverlässigkeit beeinflussen direkt die Bearbeitungsbezugsebene des Werkstücks. Wenn Fehler auf der Positionierfläche der Vorrichtung vorliegen oder die Positionierstifte abgenutzt sind, führt dies zu einer Verschiebung der Einbaubezugsfläche des Werkstücks. Eine zu hohe Klemmkraft kann leicht eine Verformung des Werkstücks verursachen, während eine unzureichende Klemmkraft während des Zerspanungsprozesses zu einem Lösen des Werkstücks führen kann. All diese Probleme schlagen sich direkt in Bearbeitungsgenauigkeitsfehlern nieder.

4. Angemessene Abstimmung der Bearbeitungsparameter

Die Festlegung von Kernprozessparametern wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe steht in engem Zusammenhang mit der Präzisionssteuerung. Beispielsweise kann eine übermäßig hohe Schnittgeschwindigkeit leicht zu starker Abnutzung des Schneidwerkzeugs und thermischer Verformung des Werkstücks führen, während eine zu niedrige Geschwindigkeit zu einem Anstieg der Schnittkraft und damit zu Vibrationen führen kann. Obwohl eine hohe Vorschubgeschwindigkeit die Effizienz steigern kann, verringert sie die Oberflächengenauigkeit. Eine zu geringe Vorschubgeschwindigkeit hingegen kann zum Phänomen des "Werkzeugverbeißen" führen. Erst durch eine präzise Abstimmung der Parameter basierend auf dem Werkstückmaterial, der Werkzeugart und den Anforderungen des Bearbeitungsverfahrens können Fehler kontrolliert werden, während die Effizienz gewährleistet bleibt.

5. Stabilität der Bearbeitungsumgebung

Die Schwankungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Verarbeitungsumgebung sind oft übersehene Faktoren, die die Präzision beeinflussen. Die Materialien des Maschinenbetts, der Führungen und der Werkstücke sind unterschiedlich, und auch die Wärmeausdehnungskoeffizienten variieren. Änderungen der Umgebungstemperatur können eine ungleichmäßige Verformung der einzelnen Komponenten verursachen, wodurch die ursprüngliche präzise Abstimmung zerstört wird. Beispielsweise kann die Temperaturerhöhung in der Werkstatt im Sommer dazu führen, dass sich die Maschinenführungen ausdehnen, während sie sich im Winter zusammenziehen können. Daher ist es wichtig, eine konstante Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsumgebung in der Produktionswerkstatt aufrechtzuerhalten und die Temperaturen der Maschine und des Werkstücks angemessen zu kompensieren, um die durch thermische Verformung verursachten Genauigkeitsfehler so weit wie möglich zu minimieren.