Wie wählt man Schneidwerkzeuge für die CNC-Bearbeitung aus?

Im Zuge der CNC-WerkzeugmaschinenbearbeitungsteileDie Auswahl der CNC-Werkzeuge ist für den Bearbeitungsprozess von entscheidender Bedeutung. Sie ist entscheidend für die Teileherstellung. Die Wahl des richtigen Werkzeugs beeinflusst nicht nur die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die Wahl des richtigen CNC-Werkzeugs reduziert auch den Teileverzug. Darüber hinaus verbessert es die Fertigungsqualität und beschleunigt die Teilebearbeitung. Das richtige CNC-Werkzeug steigert zudem die Produktivität und verlängert die Lebensdauer von Werkzeugen und Anlagen. Es reduziert die Anzahl der Werkzeugwechsel und verbessert die Effizienz und Genauigkeit von CNC-Maschinen. Dies steigert die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte und sichert nachhaltiges Wachstum. Im nächsten Abschnitt erfahren Sie mehr. Yonglihao Machinery zeigt Ihnen, wie Sie das richtige Werkzeug für Ihre CNC-Werkzeugmaschine auswählen.

Warum ist es wichtig, das richtige CNC-Schneidwerkzeug auszuwählen?

Die Wahl des richtigen Schneidwerkzeugs ist ein wichtiger Bestandteil der CNC-Bearbeitung. Verschiedene Werkzeuge erfüllen unterschiedliche Funktionen und komplexe Formen im Schneidprozess. Für optimale Ergebnisse ist die Wahl des richtigen Werkzeugs entscheidend. Mit der richtigen Maschine lässt sich die Bearbeitung optimieren und Zeit sparen. Die Bearbeitung eines Teils mit dem richtigen Werkzeug trägt zudem zur Oberflächengüte des Teils bei und reduziert den Werkzeugverschleiß.

Stellen Sie sicher, dass die Konstruktionsmerkmale, die Sie dem Teil hinzufügen, mit Standardwerkzeuggrößen erstellt werden. Wenn Sie beispielsweise Löcher in einem Teil konstruieren, achten Sie darauf, dass Sie einen Bohrer verwenden, der allgemein verfügbar ist und eine Standardgröße hat, nicht einen zu kleinen oder zu großen.

Es ist außerdem hilfreich, möglichst Löcher gleicher Größe zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Konstruktionsmerkmale identisch sind. Wichtiger ist, dass man mit gängigen Werkzeugen umgeht. So kann der Konstrukteur die Geometrie des bearbeiteten Teils gut planen.

Standard-Schneidwerkzeuge für CNC-Werkzeugmaschinen

Es gibt viele Arten von CNC-Werkzeugmaschinen, jede mit ihren eigenen Funktionen und Eigenschaften. Im Folgenden stellen wir die Standard-Schneidwerkzeuge für CNC-Werkzeugmaschinen vor:

CNC-Fräswerkzeuge

Beim CNC-Fräsen werden diese Werkzeuge zur Herstellung verschiedenster Teile verwendet. Sie werden auch als CNC-Schneidwerkzeuge bezeichnet. CNC-Fräswerkzeuge sind sehr präzise und genau. Im Folgenden sind einige der gängigsten CNC-Schneidwerkzeuge aufgeführt:

Schaftfräser

Schaftfräser sind gängige Werkzeuge für das CNC-Fräsen. Diese CNC-Schneidwerkzeuge sind, ähnlich wie Bohrer, vielseitig einsetzbar. Sie können zum Bohren von Löchern in Materialien verwendet werden, um Werkstücke ohne Löcher zu bearbeiten. Es gibt viele Arten von Schaftfräsern, jeder mit einer unterschiedlichen Anzahl von Spitzen oder Nuten.

Schlitzsägen

Eine Kreissäge ist ein CNC-gesteuertes Schneidwerkzeug, das wie ein flacher Kreis mit einem Loch in der Mitte und Zähnen an der Außenseite aussieht. Sie werden manchmal mit einem Dorn verwendet, auch als Schneid- oder Schlitzsäge bekannt. Kreissägen können mehr Material in einem kleineren Kreis schneiden, was für Aufgaben wie Trennen oder Schlitzen nützlich ist.

Brammenwalzwerk

CNC-Werkzeuge, sogenannte Plattenfräser oder -schneider, schneiden flache Objekte. Sie haben nur gezackte Kanten und eignen sich am besten zum Schneiden von Werkstücken unterschiedlicher Breite.

Planfräser

Diese CNC-Schneidwerkzeuge haben flache Seiten mit austauschbaren Diamantschneiden. CNC-Planfräser können nur horizontal schneiden, da sich die Schneide seitlich befindet. Die Hauptaufgabe eines Planfräsers besteht darin, Werkstücke in flache Teile zu zerlegen. Ein Vorteil von Planfräsern ist die Austauschbarkeit der Schneide. Dies gewährleistet eine längere Werkzeugstandzeit und Arbeitszeit.

Gewindefräser

Mit diesen CNC-Werkzeugen lassen sich Gewinde schneiden. Während ein Gewindebohrer zum Erstellen von Innengewinden verwendet wird, erfüllt ein Gewindefräser im Wesentlichen die gleiche Funktion wie ein Gewindebohrer. Gewindefräser können sowohl Innen- als auch Außengewinde bearbeiten. Sie sollten diese Werkzeuge verwenden, wenn Sie harte Materialien oder unebene Teile schneiden müssen.

Fliegende Schere

Dies ist ein CNC-Werkzeug mit einem starren Körper und einem oder zwei Schneidköpfen. Die Hauptaufgabe eines Schlagfräsers besteht darin, breite oder kurze Schnitte in das Werkstück zu schneiden. Für die Bearbeitung ist es jedoch besser, Schlagfräser mit zwei Schneiden zu verwenden. Dies liegt daran, dass diese größere Werkstückabschnitte bearbeiten können.

Außenradiusfräser

Dies ist ein spezieller CNC-Einsatz mit halbrunder Schneide. Um der Außenkante einer Taschenkante einen Radius zu verleihen, ist ein Außenradiusfräser das perfekte Werkzeug. Maschinenbauer verwenden diese Werkzeuge, um die Kanten des Werkstücks zu glätten und zu ebnen und so Spannungsaufbau und scharfe Ecken zu vermeiden.

CNC-Drehwerkzeuge

Drehmaschinen werden üblicherweise in Verbindung mit CNC-Drehwerkzeugen eingesetzt. Die Drehmaschine dreht das Werkstück mit hoher Drehzahl, während das Werkzeug es in die gewünschte Form bringt. Die Form des Werkstücks wird jedoch durch die Art des verwendeten Werkzeugs und die Drehmethode bestimmt. Dies sind die Standard-Drehwerkzeuge, die von Maschinenbedienern für CNC-Bearbeitungen verwendet werden:

Anfaswerkzeuge

Anfaswerkzeuge werden zum Entfernen von Graten, Fasen und scharfen Kanten von Fertigteilen verwendet. Ihre abgewinkelte Schneidfläche entfernt scharfe Kanten und sorgt für eine bessere Optik des Teils.

Trennwerkzeuge

Viele CNC-Maschinenbediener verwenden an ihrer CNC-Drehmaschine ein Trennwerkzeug, um Material vom fertigen Teil zu entfernen. Die Klinge dieses Werkzeugs trennt das Ende des fertigen Teils vom restlichen Material, das im Spannfutter der CNC-Drehmaschine eingespannt ist.

Bohrwerkzeuge

Drehbohrstangen werden zum Bohren von Löchern in bereits gebohrte, mit Gewinde versehene oder gerichtete Produkte verwendet. Diese Bohrwerkzeuge berühren das Werkstück meist nur geringfügig, was das präzise Reiben der Löcher erleichtert. Es ist jedoch zu beachten, dass diese Bohrstangen rattern oder vibrieren können, was die Oberfläche des Werkstücks beschädigen kann.

Rändelwerkzeuge

Rändelwerkzeuge werden häufig verwendet, um der Oberfläche eines bearbeiteten Teils rautenförmige, diagonale oder gerade Zacken oder Muster hinzuzufügen. Dadurch kann das Teil ästhetisch ansprechender aussehen.

CNC-Bohrwerkzeuge

Maschinenbediener verwenden Standardwerkzeuge, sogenannte CNC-Bohrer, um Löcher in Werkstücke unterschiedlicher Größe zu bohren. Zum Bohren von Löchern verfügen diese Werkzeuge über Nuten und Schneidspitzen. Die Nuten und Schneidspitzen werden mit der Zeit kleiner. Die meisten Bohrer gibt es in drei verschiedenen Ausführungen:

Zentrierbohrer

CNC-Maschinenbediener verwenden einen Zentrierbohrer, um präzise Löcher in ein Werkstück zu bohren. Mit anderen Bohrern werden die Löcher dann vergrößert. Mit einem Zentrierbohrer bohren Bediener präzise kleine Löcher in ein Werkstück.

Spiralbohrer

Ein Spiralbohrer ist ein kreisförmiges Bohrwerkzeug mit spiral- oder helixförmigen Löchern. Diese CNC-Schneidwerkzeuge werden üblicherweise aus Schnellarbeitsstahl (HSS) hergestellt. Sie eignen sich für allgemeine Schneidarbeiten, insbesondere zum Bohren von Löchern in Werkstücken aus Metall, Holz und Kunststoff.

Saugstrahlbohrer

CNC-Werkzeuge, sogenannte Strahlsaugbohrer, werden häufig zum Bohren von Löchern in größere und tiefere Objekte verwendet. Maschinenbauer nutzen diese Werkzeuge häufig zum Tieflochbohren.

Bei der Herstellung von CNC-Schneidwerkzeugen verwendete Materialien

Die optimale Schnittgeschwindigkeit und der optimale Vorschub beim CNC-Drehen hängen vom Material der CNC-Werkzeuge ab. Um Ineffizienzen in der Produktion zu vermeiden, verwenden Maschinenbauer üblicherweise CNC-Werkzeuge aus härteren Werkstoffen zum Schneiden des Werkstückmaterials. Einige der gängigen Materialien für CNC-Schneidwerkzeuge sind unten aufgeführt:

Keramik

Schneidkeramik ist das härteste Material für CNC-Werkzeuge. Diese Materialien rosten und schmelzen nicht und eignen sich daher ideal zum Schneiden härtester Werkstücke. Wie bei Werkzeugen aus Hartmetall halten diese Schneidwerkzeuge länger. Schneidkeramik ist zwar sehr hart, wird aber aufgrund ihrer hohen Bruchempfindlichkeit nur selten für CNC-Bearbeitungswerkzeuge verwendet.

Hartmetall

Da Hartmetall aus Karbiden und Metallen wie Titan besteht, hält Hartmetall im Vergleich zu HSS höheren Temperaturen stand. Risse oder Absplitterungen an der Werkzeugoberfläche können jedoch die Lebensdauer des Werkzeugs verkürzen. Zudem ist die Lebensdauer kürzer als bei HSS-Werkzeugen. Aus diesem Grund wird Hartmetall zur Herstellung von Werkzeugen für die Feinbearbeitung von Teilen verwendet.

Schnellarbeitsstahl

HSS besteht aus Metallen wie Chrom, Wolfram und Molybdän. Aufgrund seiner längeren Lebensdauer ist es das beste Material für CNC-Werkzeugmaschinen. HSS hat einen Schmelzpunkt von 600 Grad Celsius und ist hochtemperaturbeständig. Daher empfiehlt sich der Einsatz von HSS-CNC-Werkzeugen für die Schwerzerspanung.

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoff, Silizium und Mangan sind in diesem Material miteinander vermischt. Es ist zudem kostengünstiger als andere in CNC-Maschinen verwendete Materialien. Leider ist dieses Material, obwohl deutlich günstiger, nicht so langlebig. Der niedrige Schmelzpunkt von Kohlenstoffstahl (200 °C) bedeutet zudem, dass sich dieses Metall nicht für die Schwerzerspanung eignet. Dies liegt daran, dass Kohlenstoffstahlwerkzeuge bei Schwerzerspanung schneller schmelzen. Beim Schneiden von leichten Materialien wie Schaumstoff, Kunststoffen und Weichmetallen verwenden Maschinenbauer üblicherweise Werkzeuge aus Kohlenstoffstahl.

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Auswahl von CNC-Schneidwerkzeugen

Bei der CNC-Bearbeitung kann sich die Werkzeugauswahl auf die folgenden Schlüsselfaktoren beziehen:

1. Werkstückstoff: Der Werkstückmaterial bestimmt die Wahl des Werkzeugmaterials und der geometrischen Parameter des Schneidteils. Es beeinflusst auch die Bearbeitungsgenauigkeit des Endteils und die Funktionsleistung des Produkts
2. Art der Produktion: Die Art der Produktion bezieht sich hier auf die Losgröße des Teils, hauptsächlich aus der Kosten der Bearbeitung die Auswirkungen der Werkzeugauswahl zu berücksichtigen. Beispielsweise kann der Einsatz von Spezialwerkzeugen in der Massenproduktion kostengünstig sein. Aber in Einzelstücken oder Kleinserienfertigung, ist es besser, Standardwerkzeuge zu verwenden.
3. Bearbeitungsgenauigkeit:Die Bearbeitungsgenauigkeit beeinflusst die Art der Auswahl des Endbearbeitungswerkzeugs und die Strukturform. So kann die Endbearbeitung des Lochs je nach Genauigkeit durch Bohren, Reiben oder andere Bearbeitungsmethoden erfolgen.
4. Bearbeitungsprogramm: Verschiedene Bearbeitungsprogramme Sie können zwischen verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen wählen. Beispielsweise können einige große Löcher mit Bohr- und Reibbohrern bearbeitet werden, sie können auch mit einem Bohrwerkzeug bearbeitet werden, und Sie können zur Bearbeitung auch einen Fräser verwenden.
5. Schnittparameter: Unterschiedliche Werkstoffe erfordern unterschiedliche Schnittparameter. Beispielsweise ist bei der Bearbeitung von Freiformflächen die Schnittgeschwindigkeit eines Kugelkopfwerkzeugs Null. Aus diesem Grund werden Kugelkopfwerkzeuge üblicherweise zur Oberflächenbearbeitung eingesetzt.
6. Werkstückgröße und -form: Auch Größe und Form des Werkstücks beeinflussen die Werkzeugauswahl. Schaftfräser bearbeiten beispielsweise die Kanten flacher Teile. Zum Fräsen ebener Flächen eignen sich Hartmetall-Wendeschneidplattenfräser. Für Hochgeschwindigkeitsfräsen sollten konvexe oder geriffelte Fräser gewählt werden.
7. Genauigkeit der Bearbeitungsoberfläche: Die Rauheit beeinflusst die Werkzeugform und die Schnittmenge. Verwenden Sie zum Schruppfräsen einen grobzahnigen Fräser. Zum Feinfräsen verwenden Sie einen feinzahnigen Fräser. Für die Bearbeitung rauer Oberflächen oder Löcher verwenden Sie einen Kornfräser mit Hartmetalleinsätzen.

Toolkonfiguration und -einrichtung

Im allgemeinen Produktionsprozess ist das Einrichten und Installieren guter Werkzeuge für die Teileherstellung von entscheidender Bedeutung. Ein automatischer Werkzeugwechsler kann eingesetzt werden, um mehrere Bearbeitungsvorgänge in einer einzigen Werkstückspannung durchzuführen, Nebenzeiten zu verkürzen und Fehler durch mehrmaliges Installieren des Werkstücks zu reduzieren.

Zunächst müssen die Bearbeitungswerkzeuge einzeln in Standard-Werkzeughalter montiert werden. Anschließend werden sie nach der Vorkalibrierung außerhalb der Maschine auf eine beliebige Art und Weise im Werkzeugmagazin platziert.

Beim Werkzeugwechsel wird das erste Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin entnommen. Der Werkzeugwechsler entnimmt das Werkzeug anschließend aus dem Magazin oder der Spindel und setzt es wieder ein. Er lädt das neue Werkzeug in die Spindel und legt das alte Werkzeug zurück in das Werkzeugmagazin. Das Werkzeugmagazin verfügt über ein großes Fassungsvermögen und kann seitlich oder oberhalb des Spindelgehäuses montiert werden.

Die CNC-Maschine verfügt über einen automatischen Werkzeugwechsler mit Werkzeugmagazin. Der Spindelkasten enthält nur eine Spindel. Die Spindelteile müssen robust sein, um den Anforderungen der Präzisionsbearbeitung gerecht zu werden. Das Werkzeugmagazin enthält zudem zahlreiche Werkzeuge. Dies ermöglicht die Mehrprozessbearbeitung komplexer Teile. Die Anpassungsfähigkeit und Effizienz der Werkzeugmaschine wird deutlich verbessert. Automatische Werkzeugwechselsysteme mit Werkzeugmagazin eignen sich für CNC-Bohrzentren und Bearbeitungszentren.

Erweiterte Strategien zur Werkzeugauswahl

In CNC-BearbeitungWerkzeuge gelten als kritischer Bestandteil des Produktionsprozesses. Die allgemeinen Auswahlkriterien für kritische Werkzeuge sind einfache Installation, einfache Einstellung, Robustheit und Bearbeitungsgenauigkeit. Um die Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen, wählen Sie einen kürzeren Schaft. Dies verbessert die Werkzeugsteifigkeit. Bei der Werkzeugauswahl sollte die Werkzeuggröße an die Oberflächengröße des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden.

Zum Schruppen nicht glatter Oberflächen oder von Bohrungsoberflächen eignen sich Hartmetall-Wendeschneidplattenfräser. Für bestimmte 3D-Oberflächen und variabel abgeschrägte Konturen eignen sich unter anderem Kugel-, Ring-, Kegel- und Trapezfräser. Bei der Oberflächenbearbeitung sollte ein Kugelfräser gewählt werden, dessen Radius kleiner als der minimale Krümmungsradius der Oberfläche sein sollte. Die Endschnittgeschwindigkeit eines Kugelfräsers beträgt Null. Um die Genauigkeit zu gewährleisten, liegen die Schneidreihen sehr nah beieinander. Hinsichtlich Oberflächenqualität und SchneidleistungFlachwerkzeuge sind Kugelkopfwerkzeugen überlegen. Wählen Sie daher nach Sicherstellung der Bearbeitungsgenauigkeit das Flachwerkzeug zum Schruppen oder Schlichten aus.

Die Werkzeugauswahl muss auch an die spezifischen Bearbeitungsaufgaben angepasst werden. In der Massenproduktion können Sie hochwertige Werkzeuge mit guter Verschleißfestigkeit wählen. Diese Werkzeuge können zwar mehr kosten, können aber durch die Steigerung von Qualität und Effizienz die Gesamtbearbeitungskosten deutlich senken.

Wartung & Pflege für CNC-Werkzeuge

Auch die Wartung von CNC-Werkzeugen ist ein wichtiger Bestandteil des Bearbeitungsprozesses. Im gesamten Prozess der Teilebearbeitung müssen folgende Bereiche optimal umgesetzt werden:

• Reinigen Sie das Werkzeug regelmäßig: Im Produktionsprozess haften an der Werkzeugoberfläche leicht Schneidflüssigkeit, Öl, Metallspäne und andere Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen beeinträchtigen nicht nur die Schneidleistung des Werkzeugs, sondern können auch die Werkzeugmaschine beschädigen. Daher sollte das Werkzeug regelmäßig gereinigt werden, um seine Oberfläche sauber zu halten.
• Werkzeuge regelmäßig auf Verschleiß prüfen und gegebenenfalls austauschen: Anhand der Einsatzhäufigkeit bzw. Einsatzdauer eines Werkzeugs können Sie einen Werkzeugwechselzyklus planen und so einen zeitnahen Austausch durchführen.
• Sinnvolle Lagerung nach den Anforderungen: Lagern Sie Messer an einem trockenen, belüfteten und staubfreien Ort. Vermeiden Sie direkte Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit. Gleichzeitig sollten Werkzeuge kategorisiert und gelagert werden, um Verwechslungen und Beschädigungen zu vermeiden. Gute Wartungs- und Präventionsmaßnahmen sind daher wichtig. Sie verlängern die Werkzeuglebensdauer und verbessern die Qualität der Teilebearbeitung.

Abschluss

Metallschneidwerkzeuge werden heute in fünf Hauptgruppen eingeteilt. Dazu gehören Schnellarbeitsstahl, Hartmetall, Keramik, kubisches Bornitrid und polykristalliner Diamant. Wann Drehen oder Mahlen Bei Teilen aus hochfestem Stahl, Titanlegierungen und Edelstahl wird die Verwendung von Hartmetallwerkzeugen mit besserer Verschleißfestigkeit empfohlen.

• Beim Schruppen sollten harte, unpräzise Werkzeuge verwendet werden, um überschüssige Teile des Rohlingsmaterials zu entfernen.
• Während der Vor- und Endbearbeitungsphasen werden langlebige Präzisionswerkzeuge verwendet, um die Genauigkeit und Qualität des Teils sicherzustellen.

Verwenden Sie beim Schruppen die ungenauesten Werkzeuge und beim Schlichten die genauesten. Wenn Sie für das Schruppen und Schlichten dasselbe Werkzeug verwenden, empfiehlt es sich, das Schruppen vom Schlichten auszuschließen, da beim Schlichten der größte Teil des Werkzeugverschleißes an der Kante beseitigt wird. Der Beschichtungsverschleiß wird nur geringfügig repariert. Die weitere Verwendung beeinträchtigt zwar die Bearbeitungsqualität des Schlichtprozesses, hat aber nur geringe Auswirkungen auf das Schruppen.

CNC-Werkzeuge entwickeln sich rasant weiter und verändern sich. Es gibt immer mehr Werkzeugtypen. Bei der Werkzeugauswahl müssen wir uns ständig mit neuen Werkzeugkenntnissen und neuen Schneidtechnologien vertraut machen. Yonglihao Machinery verfügt über umfassende Branchenerfahrung und Expertise. Wir bieten Ihnen die beste Lösungen. Weitere Informationen erhalten Sie unter Bitte kontaktieren Sie uns, wir sind gerne für Sie da.

Häufig gestellte Fragen

Welche Anzeichen deuten darauf hin, dass ein CNC-Werkzeug ausgetauscht werden muss?

Wenn wir bei der CNC-Bearbeitung feststellen, dass Werkzeuge abgenutzt sind, Teile zu groß sind, die Bearbeitungseffizienz nachlässt und die Oberflächengüte der bearbeiteten Teile nachlässt, müssen wir möglicherweise die Werkzeuge austauschen, um sicherzustellen, dass die Qualität der bearbeiteten Teile den Anforderungen der Zeichnungen entspricht.

Welchen Einfluss haben unterschiedliche CNC-Schneidwerkzeuge auf die Qualität des Endprodukts?

Geometrie, Material und Herstellung des Werkzeugs beeinflussen maßgeblich die Genauigkeit und Oberflächenqualität des Werkstücks. Verschiedene CNC-Schneidwerkzeuge wirken sich unterschiedlich auf die Qualität des Endprodukts aus. Ein hochpräzises Werkzeug kann beispielsweise sicherstellen, dass die Abmessungen und Formen des Werkstücks im zulässigen Bereich liegen. Hochwertige Werkzeugmaterialien reduzieren den Verschleiß bei der Bearbeitung und gewährleisten eine gute Oberflächengüte.

Können dieselben CNC-Werkzeuge für unterschiedliche Materialien verwendet werden?

Ja, dasselbe Werkzeug kann für verschiedene Materialien verwendet werden, da einige Drehwerkzeuge universell einsetzbar sind. Beispielsweise eignen sich Hartmetallwerkzeuge für eisenhaltige und nichteisenhaltige Werkstücke. Bei manchen ist dies jedoch nicht der Fall. HSS-Drehwerkzeuge eignen sich beispielsweise nur für weiche Materialien wie Aluminium.