CNC-frezen uitgelegd: Technieken, toepassingen en voordelen

CNC-frezen is een van de meest indrukwekkende technologieën van deze eeuw. Vanwege de betrouwbaarheid en veelzijdigheid van CNC-frezen, heeft de technologie zich snel uitgebreid naar nieuwe industrieën zoals muziekinstrumentenproductie, elektronica-industrie, medische behandeling en auto's. Dit is een ideale methode voor snelle prototyping en massaproductie van kunststoffen en metalen. Hoewel de meeste CNC-frezen geschikt is voor metaalbewerking, zijn deze gereedschappen extreem veelzijdig en kunnen aangepaste precisie-onderdelen produceren voor diverse industrieën.

Hoewel het proces en gebruik van CNC-frezen goed bekend is voor diegenen in de industrie, zijn mensen van buitenaf misschien niet bekend met de toepassing en zelfs hoe het werkt.

Daarom zullen we dieper in op frezen, met focus op diverse aspecten van het proces zelf en de machines. Dit helpt u te begrijpen of u CNC-freesdiensten nodig heeft om onderdelen te produceren.

Wat is CNC-frezen

Mensen vragen vaak om CNC-bewerking wanneer ze op zoek zijn naar frezen. Bewerking is verdeeld in frezen en draaien, maar er is een duidelijke verschil tussen de twee. Mechanische bewerking verwijst naar mechanische snijtechnologie, die een verscheidenheid aan gereedschappen gebruikt om materiaal te verwijderen door fysieke contact. CNC-frezen is een productiemethode die een computernumeriek controle-systeem gebruikt om het proces te automatiseren.

Voor het avènement van computergereedschap, werd frezen handmatig of mechanisch bediend uitgevoerd. Tegenwoordig wordt het uitgevoerd door computernumeriek beheerde freesmachine. CNC-frezen (computernumeriek controle frezen) is een bewerkingsproces dat computergestuurde en rotterende snijgereedschappen gebruikt om geleidelijk materiaal van het werkstuk te verwijderen en op maat ontworpen onderdelen of producten te produceren.

Deze machines heten bewerkingscentra, en ze zijn horizontaal of verticaal volgens de richting van de snijgereedschapsspindel. Een bewerkingscentrum bestaat uit een gereedschapsmagazijn, draaitafel, automatisch gereedschapswisselsysteem, computerbesturing, behuizing en koelmiddel. Nu is frezen geïntegreerd met draaien en vice versa, wat grotere flexibiliteit kan bieden en de productiviteit kan verhogen. Het proces is geschikt voor het bewerken van diverse materialen, zoals metaal, kunststof, glas en hout, en het produceren van diverse op maat ontworpen onderdelen en producten.

Computer-gecontroleerde CNC kan ongekende nauwkeurigheid bereiken, en specifieke digitale codes omzetten in Cartesische coördinaten, waardoor gewaarborgd wordt dat elk onderdeel met absolute nauwkeurigheid tot in de kleinste details wordt geproduceerd, wat bijna onmogelijk is om handmatig uit te voeren.

Voor de productie van precisie-onderdelen is CNC-frezen ongekend. Verzeker kopers van de extreme hoge precisie van CNC-gefreeste onderdelen, wat ongekend is door traditionele freesmethoden. Onderdeelproductie kan een hoge mate van herhaalbaarheid bieden, of het nu een enkel onderdeel of meerdere onderdelen is, kan hoge kwaliteit, nauwkeurige precisie bieden.

CNC-freesproces

Als de meeste traditionele mechanische CNC-bewerkingsprocessen, gebruikt het CNC-freesproces computergestuur om machinegereedschappen te bedienen en te manipuleren die rauwmaterialen kunnen snijden en vormgeven. Daarnaast volgt het proces dezelfde basis productiestadia van alle CNC-bewerkingsprocessen, inclusief:

Ontwerp 2D of 3D CAD-modellen

Converteer CAD-model naar CNC-programma

Het programma kan worden gebruikt om te controleren en aan te passen (indien nodig) om aan de functie van de machine te voldoen. Bovendien kunnen productie-ingenieurs deze software gebruiken om het gehele snijproces te simuleren.

Dit stelt u in staat om fouten in het ontwerp te controleren en het maken van modellen die niet geproduceerd kunnen worden te voorkomen.

Het programma kan ook handmatig worden geschreven als in het verleden. Dit verlengde echter het hele proces aanzienlijk. Daarom raden we aan om volledig gebruik te maken van de mogelijkheden die moderne engineering software biedt.

Stel CNC-freesmachine in

Hoewel de CNC-machine het snijwerk automatisch doet, vereisen veel andere aspecten van het proces nog steeds de hulp van de machine-operator. Fix het werkstuk aan het werkoppervlak van de machine (d.w.z. werktafel) of werkstukspan (zoals een schroefbank), en installeer dan het freesgereedschap op de machinespindel.

Na de initiële instelling is voltooid, controleert de operator het machineprogramma voor de laatste keer, en zorgt ervoor dat de machine het groene licht aanzet.

Voer freesoperaties uit

Het freesproces gebruikt een rotterend gereedschap dat in contact komt met het werkstuk om spaan te produceren. Eenmaal het CNC-freesproces geïnitieerd, begint de machine te draaien en snijden met een snelheid van tot duizenden RPM om de gewenste vorm te produceren. Frezen gebruikt cilindrische snijgereedschappen die in verschillende richtingen kunnen draaien. In tegenstelling tot traditioneel boren, kan de frees langs meerdereassen bewegen. Het heeft ook de capaciteit om diverse vormen, natten, gaten en andere benodigde indrukken te creëren. Daarnaast kan het werkstuk van de CNC-freesmachine over de frees in een specifieke richting worden bewogen.

CNC-freesoperaties

CNC-frezen is geschikt voor veel verschillende functies, inclusief draad, affasering, natten, zakken, enz. Dit stelt complexe ontwerpen in staat om met benijdenswaardige precisie op een enkel CNC-freescentrum te worden geproduceerd. De tolerantie is ongeveer +/- 0,1 mm. SANS hoge precisie tolerantie binnen +/-0,003mm. De meest voorkomende CNC-freesoperaties omvatten:

• Vlakfrezen
• Oppervlaktefrezen
• Hoekfrezen
• Vormfrezen
• Profiel frezen

Vlakfrezen

Vlakfrezen verwijst naar freesoperaties waarbij de rotatie-as van het snijgereedschap loodrecht staat op het oppervlak van het werkstuk. Deze methode gebruikt een vlakfreeskop, die tanden heeft aan zowel de buitenste omtrek als het gereedschapsoppervlak. De buitenste omtrek tanden worden voornamelijk gebruikt voor snijden, terwijl de eindtanden worden gebruikt voor afwerking, en zijn verantwoordelijk voor de oppervlakteafwerking. Over het algemeen wordt vlakfrezen gebruikt om vlakke oppervlakken en contouren op afgeronde onderdelen te creëren, en kan hogere kwaliteit afwerking produceren dan andere freesprocessen. De typen vlakfrezen omvatten eindfrezen en zijfrezen, die respectievelijk eindfreesen en zijfreesen gebruiken.

Oppervlaktefrezen

Glad frezen, ook bekend als oppervlakte of plak frezen. Het gebruikt een horizontale frees en de rotatie-as van het snijgereedschap is parallel aan het oppervlak van het werkstuk. Afhankelijk van de benodigde resultaten, is het mogelijk om brede of smalle oppervlaktegereedschappen te gebruiken voor oppervlaktefrezen.

Afhankelijk van de specificaties van de freestoepassing, kunnen smalle en brede messen worden gebruikt. Smalle messen kunnen diepere sneden maken, terwijl brede messen gebruikt kunnen worden om grotere oppervlaktegebieden te snijden. Bij het gebruik van bredere messen, produceren lage snijsnelheden en hoge voedsnelheden de benaderende geometrie van op maat ontworpen onderdelen.

Natuurlijk voldoet de oppervlakteafwerking van deze snede misschien niet aan de eisen. De operator introduceert dan fijner getande frezen, hogere snijsnelheden en langzamere voedsnelheden om nauwkeurigere details van het afgeronde onderdeel te produceren. Daarom is, vanuit economisch oogpunt, de combinatie van de twee een goede keuze.

Hoekfrezen

Hoekfrezen, ook bekend als hoekfrezen. Door deze freesoperatie is de rotatie-as van het snijgereedschap onder een bepaalde hoek ten opzichte van het werkstukoppervlak, kunnen we affaseringen, natten, enz. creëren. Gebruik een enkel-hoek freeskop (de hoek wordt bepaald op basis van het specifieke ontwerp dat wordt bewerkt) om hoekkenmerken te produceren zoals affaseringen, zaagtanden en natten. Een veelvoorkomende toepassing van hoekfrezen is de productie van dove-tails, die 45°, 50°, 55° of 60° dove-tail gereedschappen gebruiken volgens het ontwerp van de dove-tail.

Vormfrezen

Vormfrezen verwijst naar freesoperaties die oneffen oppervlakken en contouren omvatten. Speciale gereedschappen zijn vereist om meer complexe oppervlaktecontouren te produceren. Convexe, concaaf en ronde affaseringsmessers zijn allemaal voorbeelden van gereedschappen die hier worden gebruikt. Deze gereedschappen kunnen helpen cirkelvormige natten, ronde randen, enz. te creëren, zoals onderdelen met complexe ontwerpen met gebogen en vlakke oppervlakken of volledig gebogen oppervlakken. Deze gereedschappen moeten de juiste parameters hebben om de gewenste resultaten te bereiken.

Profiel frezen

Een veelvoorkomende freesoperatie, de machine creëert een snijpad op het verticale of geneigde oppervlak van het werkstuk. Dit proces gebruikt contour freesapparatuur en snijgereedschappen, die parallel of loodrecht kunnen zijn op het werkstukoppervlak, gebruikt om convexe en concaaf onderdelen te produceren. Het proces omvat 3 stappen - ruwfrezen, half-afwerken en afwerken.

Dit werk zal enorm profiteren van CNC-frezen, omdat 4-as en 5-as technologie de operatie aanzienlijk kan versnellen en hogere kwaliteit bieden.

Overige freesoperaties

Naast de bovenstaande operaties, kan de freesmachine ook worden gebruikt voor andere gespecialiseerde frees- en bewerkingsoperaties. Voorbeelden van andere typen freesmachine-operaties die beschikbaar zijn omvatten:

Staddle frezen: Staddle frezen verwijst naar freesoperaties waarbij de machine twee of meer parallelle werkstukoppervlakken in één snede bewerkt. Dit proces gebruikt twee gereedschappen op dezelfde machinemotor, die zo zijn gerangschikt dat de gereedschappen aan weerszijden van het werkstuk liggen en beide zijden tegelijkertijd kunnen worden gefreest.

Gang frezen: Gang frezen verwijst naar het gebruik van twee of meer gereedschappen (meestal gereedschappen van verschillende maten, vormen of breedtes) op dezelfde machinespindel. Elke frees kan dezelfde snijoperatie of verschillende snijoperaties tegelijkertijd uitvoeren, waardoor meer complexe ontwerpen en complexe onderdelen in een kortere productietijd worden geproduceerd.

Tandwiel frezen

Ja, frezen kan ook worden gebruikt om tandwielen te produceren. Het eerste is tandwiel frezen. De flexibiliteit van het materiaal maakt het gemakkelijker om onderdelen te fabriceren, terwijl grote toleranties worden bereikt. Vervolgens ondergaat het tandwiel een warmtebehandelingproces om het oppervlak te verharden. Daarna zal CNC-draaien verantwoordelijk zijn voor het eindresultaat.

Voordelen van CNC-bewerking

Als andere typen computernumerieke controle die in bewerkingstoepassingen worden gebruikt, heeft CNC-frezen de volgende voordelen

Hoge precisie

Of u nu een initiieel prototype of eindproduct produceert, u kunt erop vertrouwen dat het project overeenkomt met de afmetingen gespecificeerd in het CAD- of CAM-bestand. Zulke hoge nauwkeurigheid kan u veel voordelen brengen, inclusief verhoogde productiviteit en verminderde materiaalverspilling. Het maximaliseert ook de kosten van bewerkingshardware.

De extreme hoge nauwkeurigheid en precisie van CNC-frezen maakt het gebruikt in de velden van luchtvaart en geneeskunde, die elk detail zonder enige fout moeten uitvoeren.

Veelzijdigheid

De beschikbaarheid van verticale en horizontale CNC-freesmachines en multi-as CNC-freescentra biedt uitstekende veelzijdigheid. Als resultaat kunnen ze projecten met diverse complexiteit en parameters nauwkeurig bewerken.

Hoge herhaalbaarheid

Ongeacht hoe u CNC toepast, of het nu draaien, draaien of boren is, kunt u op de machine vertrouwen om producten te produceren op basis van CAD- of CAM-bestanden elke keer. Dit brengt voordelen die vergelijkbaar zijn met die geboden door CNC-freescentrum nauwkeurigheid, zoals verminderde verspilling en verhoogde efficiëntie.

Hoge efficiëntie

Omdat CNC-freesmachines eigenlijk op autopilot kunnen draaien en niet veel menselijke betrokkenheid vereisen, kunnen ze continu gedurende meerdere dagen zonder downtime draaien, waardoor consistent onderdelen met dezelfde nauwkeurigheid worden geproduceerd. Het geautomatiseerde proces waarop CNC-frezen gebaseerd is, betekent ook dat minder mensen nodig zijn om het te monitoren en te bedienen, wat niet alleen de efficiëntie verbetert, maar ook de productiekosten verlaagt.

Allemaal een paar gekwalificeerde experts zijn vereist om het hele proces te superviseren, wat hogere kostenefficiëntie voor de eindklant betekent.

Geavanceerde mogelijkheden

Dankzij geavanceerde automatiseringssoftware en ontwerpsoftware, zelfs als het productieproces zelf vergelijkbaar is, kunnen CNC-freesmachines de meest bekwame technici die handmatige machines bedienen, overtreffen. Dit betekent niet alleen betere consistentie en de eliminatie van menselijke fouten, maar ook dat het mogelijk is om veel complexere ontwerpen met verschillende maten, vormen en zelfs texturen te produceren.

Hoge consistentie

Omdat het proces achter CNC-frezen grotendeels geautomatiseerd is, kan het uitstekende consistentie produceren zelfs als de persoon die het gereedschap beheert verandert. Eenmaal het hoofdbestand van het ontwerp is gemaakt, kan het gebruikt worden om een onbeperkt aantal kopieën te maken, die allemaal dezelfde kwaliteit hebben zonder enige afwijking. Elk onderdeel zal perfect overeenkomen met de vorige versie, zelfs voor de meest bekwame handmatige operator

CNC-bewerkingstoepassingen

Omdat CNC-machines extreme hoge precisie hebben, is het begrijpelijk waarom ze breed worden gebruikt in de luchtvaartindustrie, waar de technologie een cruciale rol speelt in het produceren van diverse onderdelen die gebruikt worden om de veiligheid en normale functie van vliegtuigen te garanderen. Belangrijke rol.

CNC-bewerking speelt ook een vitale rol in het veld van medische technologie omdat het het gebruik van meerdere graden van titanium en roestvrij staal toestaat om onderdelen en gereedschappen te fabriceren die vaak worden gebruikt om schalpels, medische apparatuur en implantaten te maken.

Met de vooruitgang van CNC-technologie, waardoor het goedkoper en betrouwbaarder wordt, is het steeds vaker gebruikt in consumentenproducten, zoals elektronica of sportartikelen, vooral voor onderdelen die precisie vereisen en metaal en kunststof materialen combineren.

Offerte aanvragen!