Moderne CNC-Fräsmaschinen sind erstaunliche Werkzeuge, die in der Lage sind, Prototypen und Produktionsteile schnell und zuverlässig herzustellen. Dazu müssen sie in der Lage sein, sich in mehreren Achsen zu bewegen und dabei die Maßgenauigkeit beizubehalten.
Daher werden die CNC-Maschinen nach der Anzahl der Achsen eingeteilt, mit denen sie arbeiten. Die gängigsten sind 3-, 4- und 5-Achsen-Fräsmaschinen. Diese Bewegungen bestimmen die Eigenschaften der herstellbaren Teile und wirken sich auch auf die Effizienz und Präzision der Produktion aus. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Freiheitsgrade zur Verfügung stehen, desto komplexere Geometrien lassen sich herstellen. Um herauszufinden, ob die CNC-Bearbeitung das Richtige für Ihr nächstes Projekt ist, sollten wir die Vorteile und Einsatzmöglichkeiten dieser verschiedenen Typen untersuchen.
In Gestión de Compras verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Bearbeitung mit 3, 4, 5 und bis zu 9 Achsen. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, um ein kostenloses Angebot für Ihr nächstes Projekt anzufordern.
Wie sieht die Bewegung einer CNC-Maschine aus?
Natürlich geht es nicht darum, dass sich die Maschine selbst in Bewegung setzt. Vielmehr beschreiben wir die Bewegung des Schneidewerkzeugs in Bezug auf das Werkstück, und darauf kommt es hier an.
Wie bestimmen wir zunächst einmal, welche Achse welche ist? Stellen Sie sich vor, Sie sehen eine typische 3-Achsen-CNC-Fräse. Von Ihrem Bezugspunkt aus gesehen verläuft die X-Achse parallel zur Vorderseite Ihres Körpers und bewegt sich von links nach rechts. Die Y-Achse ist die Richtung senkrecht zu Ihnen, vorwärts und rückwärts, während die Z-Achse vertikal verläuft.
Bei einer typischen Fräsmaschine bewegt sich der Arbeitstisch in der X/Y-Ebene. Die Spindel, die das Schneidwerkzeug hält, bewegt sich entlang der Z-Achse. Beachten Sie auch, dass sich das Schneidwerkzeug auf der Spindel dreht, aber diese Drehbewegung wird nicht als Bewegungsachse betrachtet.
Zusammen definieren diese Bewegungen einen dreidimensionalen Raum, ein kubisches Volumen, in dem die Maschine die Zerspanungsvorgänge ausführt.
Wozu dient eine 3-Achsen-Fräsmaschine?
Wir setzen 3-Achsen-Maschinen täglich für eine Vielzahl von Fräsarbeiten ein. Sie sind ideal für die schnelle und effiziente Materialabtragung und für die Herstellung flacher oder ebener Oberflächen. Diese geometrischen Formen werden als prismatisch bezeichnet und sind im Gegensatz zu den organischen Formen im Grunde geradlinig. Eine 3-Achsen-Fräsmaschine kann zwar abgerundete Profile herstellen, aber sie ist für diese Aufgabe nicht ideal.
3-Achsen-Fräsmaschinen werden häufig zum Bohren und Gewindeschneiden verwendet, allerdings nur entlang der Z-Achse. Das liegt daran, dass die Spindel nicht für das Bohren von Löchern ausgelegt ist. Das liegt daran, dass sich die Spindel auf und ab bewegt und nicht von der Seite in das Werkstück eindringen kann. Dies ist eine Einschränkung für viele Werkstücke, bei denen Löcher oder Hohlräume an mehreren Seiten bearbeitet werden müssen, die die 3-Achsen-Maschine normalerweise nicht erreichen kann.
Natürlich kann diese Einschränkung überwunden werden, wenn das Werkstück vom Arbeitstisch entfernt und dann neu positioniert wird. Dies ist akzeptabel, wenn es keine andere Möglichkeit gibt, aber dann muss das Teil neu indexiert werden. Das bedeutet, dass mit Hilfe von Tastereinsätzen ein neuer Bezugspunkt festgelegt werden muss, bevor die Bearbeitung wieder aufgenommen werden kann.
Dies ist ein langsamer Prozess, und es besteht die reale Möglichkeit von Maßfehlern. Daher sollte es nach Möglichkeit vermieden werden, ein Teil mitten in der Arbeit aus seiner Halterung zu nehmen und auszutauschen.
Was sind die Vorteile einer 4-Achsen-CNC-Fräsmaschine?
Die Hinzufügung einer vierten Bewegungsachse eröffnet viele neue Bearbeitungsmöglichkeiten. Dies wird in der Regel durch eine zusätzliche Rotationsbewegung entlang der X-Achse erreicht. Diese zusätzliche Drehung entlang der X-Achse wird als A-Achse bezeichnet.
Der Rundtisch ermöglicht es dem Bearbeiter, ein Teil an einem Ende zu montieren und es dann zu drehen, um auf die übrigen Seiten des Teils zuzugreifen. Dadurch wird das Problem der erneuten Montage und Indexierung vermieden, wie es bei einer 3-Achsen-Fräsmaschine auftreten würde. Da das Werkstück teilweise aufgehängt ist, d. h. die Oberfläche des Arbeitstisches nicht berührt, ist es nun möglich, Löcher oder andere Elemente zu bohren, die das Werkstück vollständig durchdringen.
Noch wichtiger ist, dass die Drehung des Werkstücks während der Bearbeitung die Möglichkeit komplexerer Kurven und Konturen eröffnet. Ein Teil kann sich sogar wie auf einer Drehmaschine drehen, wodurch zylindrische und kugelförmige Profile entstehen. Allerdings ist die 4-Achsen-Fräsmaschine für diese Art der Bearbeitung nicht optimiert, so dass sie langsamer ist als auf einer speziellen Drehmaschine.
Was sind die Vorteile einer 5-Achsen-CNC-Fräsmaschine?
Ein weiterer Freiheitsgrad kann hinzugefügt werden, dieses Mal entlang der Y-Achse. Die Drehung um die Y-Achse wird als B-Achse bezeichnet.
Um fünf Freiheitsgrade zu erreichen, kann eine 3-Achsen-Fräsmaschine mit einem Fahrwagenkopf nachgerüstet werden. Dabei handelt es sich um ein Zusatzgerät, das die Bewegung in der A- und B-Achse ermöglicht. Zusammen mit den anderen Fähigkeiten einer 3-Achsen-Fräsmaschine ist es nun möglich, anspruchsvollere Formen zu fertigen, wie z. B. schraubenförmige Rotoren. Diese haben komplexe zusammengesetzte Kurven in mehreren Richtungen, die nur auf einer 5-Achsen-Maschine hergestellt werden können.
Eine 3-Achsen-Maschine mit einem Tramming-Kopf hat jedoch eine Einschränkung. Zum einen ist eine 5-Achsen-Maschine in der Regel viel steifer. Das liegt daran, dass sie die Genauigkeit beibehalten muss, auch wenn sie sich in viele Richtungen gleichzeitig bewegt. Diese Genauigkeit bedeutet engere Toleranzen auch bei relativ einfachen Teilen.
Gibt es Maschinen mit mehreren Achsen?
Die Antwort lautet: Ja. In dem Bestreben, immer anspruchsvollere Teile schnell und mit minimalen Rüstzeiten herzustellen, werden die Möglichkeiten von CNC-Bearbeitungszentren stark erweitert. Neunachsige Maschinen kombinieren Dreh- und Fräsfunktionen mit fortschrittlicher Robotik und bieten so All-in-One-Lösungen. Allerdings sind sie in der Regel groß und teuer im Betrieb. Diese Maschinen werden häufig für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Militär oder in der Wissenschaft eingesetzt.
Für die meisten Produkte reichen 5 Achsen aus, um Teile mit sehr engen Merkmalen und Toleranzen herzustellen. Dies können Sie erwarten, wenn Sie sich an Gestión de Compras wenden, um ein kostenloses Angebot für Ihr nächstes CNC-Rapid-Prototyping- oder Fertigungsprojekt zu erhalten.
