So entwerfen Sie für eine CNC-Maschine

Das Design für eine CNC-Maschine kann die Qualität, Präzision und Kosten Ihrer hergestellten Teile erheblich beeinflussen. Wenn Sie fragen So entwerfen Sie für eine CNC-Maschinemüssen Sie Materialauswahl, Werkzeugzugänglichkeit, Schneidwege und mehr berücksichtigen, um einen erfolgreichen Produktionsprozess sicherzustellen. In diesem umfassenden Leitfaden untersuchen wir die besten Vorgehensweisen zum Entwerfen von Teilen für die CNC-Bearbeitung und decken alle Aspekte CNC-freundlicher Designs ab.

Inhaltsverzeichnis

CNC-Designprinzipien verstehen

1. Was ist CNC-Bearbeitung?

CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Fertigungsprozess, bei dem computergesteuerte Werkzeuge zum Einsatz kommen, um Material von einem Werkstück zu entfernen und so die gewünschte Form zu erzeugen. CNC steht für Computergestützte numerische Steuerung, d. h. die Werkzeugpfade werden durch Softwareanweisungen gesteuert.

Zu den Hauptkomponenten einer CNC-Maschine gehören:

CNC-Steuerung: Verantwortlich für die Umsetzung von Computeranweisungen in motorische Aktionen.
Spindel: Das Schneidwerkzeug, das das Werkstück formt und bohrt.
Werkzeughalter: Mechanismen, die verschiedene Arten von Schneidwerkzeugen halten.

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2. Vermeidung scharfer Innenecken

Eines der ersten Prinzipien bei der Konstruktion für die CNC-Bearbeitung ist die Vermeidung scharfer Innenecken. CNC-Schneidwerkzeuge sind normalerweise rund, wodurch es unmöglich ist, scharfe Innenkanten direkt zu erzeugen. So lösen Sie dieses Problem:

Verwenden Filets mit einem Radius, der etwas größer ist als das Schneidwerkzeug. Dies minimiert die Schneidzeit und gewährleistet einen besseren Werkzeugzugang.
Standardempfehlung: Verwenden Sie einen Radius, der mindestens das Dreifache des Nenndurchmessers des Schneidwerkzeugs.

Dieser Ansatz kann dazu beitragen, den Werkzeugverschleiß zu reduzieren und die Lebensdauer der CNC-Maschine zu verlängern. Weitere leistungsfähigere Optionen zur Verbesserung der Schneidleistung finden Sie in unserem 2,2 kW ER16 luftgekühlte Spindel.

3. Minimieren von Werkzeugwechseln

Um die CNC-Bearbeitung zu optimieren, möchten Sie Werkzeugwechsel minimieren. Dies kann die Bearbeitungszeit und die Gesamtkosten reduzieren.

Entwerfen Sie Teile, die hergestellt werden können mit weniger Werkzeuge.
Vermeiden Sie übermäßig komplizierte Geometrien, die mehrere Spezialwerkzeuge erfordern.

Verwenden Sie beispielsweise Standardlochgrößen anstelle von Sonderabmessungen können den Bedarf an speziellen Bohrern überflüssig machen.

4. Verwenden von Standardlochgrößen

Beim Entwurf von Teilen, die Löcher erfordern, verwenden Sie immer Standardbohrergrößen. Dadurch wird der Prozess schneller und kostengünstiger. CNC-Maschinen können problemlos Löcher bohren, die den Standardbohrgrößen entsprechen, während für nicht standardmäßige Größen spezielle Werkzeuge erforderlich sein können.

Vermeiden Sie die Gestaltung von Löchern, die zu tief (mehr als das Zehnfache des Nenndurchmessers), da sie schwieriger zu bearbeiten sind.
Integrieren Gewindebohrungen wo nötig, aber achten Sie auf die Zugänglichkeit für Gewindebohrer oder Gewindeschneidwerkzeuge.

Betrachten Sie unsere 3,5 kW ER25 luftgekühlte Spindel für Projekte, die erhebliche Bohr- und Schneidleistung erfordern.

5. Beibehaltung der Wandstärke

Um die Festigkeit des Teils sicherzustellen und Bearbeitungsschwierigkeiten zu reduzieren, ist die Beibehaltung einer geeigneten Wandstärke von entscheidender Bedeutung.

Dünne Wände: Wände, die zu dünn kann während der Bearbeitung vibrieren, was zu Ungenauigkeiten oder sogar Schäden führen kann. Bei Metallen ist eine Dicke von mindestens anzustreben 1.5 mm, während für Kunststoffe 2.0 mm oder mehr wird empfohlen.
Dicke Wände: Umgekehrt führen zu dicke Wände zu unnötigem Gewicht und können den Bearbeitungsprozess erschweren. Auf die Balance kommt es an.

6. Einbeziehung von Entformungsschrägen

Hinzufügen Entformungsschrägen ist bei der Bearbeitung bestimmter Geometrien von Vorteil. Zum Beispiel:

Für vertikale Wände, verwenden Sie einen kleinen Entformungswinkel von 1-2 Grad um sicherzustellen, dass das Schneidwerkzeug während des Vorgangs nicht blockiert.
Entformungsschrägen tragen dazu bei, die Oberflächengüte zu erhalten und die Werkzeuglebensdauer durch Reduzierung des Werkzeugverschleißes zu verlängern.

7. Das richtige Material auswählen

Verschiedene Materialien haben einzigartige Eigenschaften, die sich auf die Bearbeitbarkeit, die Kosten und die Endbearbeitung auswirken. Zu den am häufigsten verwendeten Materialien für die CNC-Bearbeitung gehören:

Aluminium: Leicht, vielseitig und einfach zu bearbeiten.
Edelstahl: Langlebig, aber aufgrund seiner Härte schwieriger zu bearbeiten.
Kunststoffe: Hervorragend für Prototypen geeignet, erfordert jedoch eine langsamere Bearbeitung, um ein Schmelzen zu vermeiden.

Die Materialauswahl hat erhebliche Auswirkungen auf die Werkzeuglebensdauer, die Produktionszeit und die Kosten. Achten Sie darauf, ein Material zu wählen, das Ihren Anforderungen entspricht und gleichzeitig CNC-freundlich ist.

8. Vermeiden dünner Features

Entwerfen von Funktionen, die zu dünn kann bei der CNC-Bearbeitung zu Problemen führen. Dünne Teile sind oft zerbrechlich und können während des Schneidvorgangs vibrieren oder sich verbiegen.

Vermeiden Sie die Gestaltung von Features, die dünner sind als 0,8 mm.
Wenn dünne Elemente erforderlich sind, sollten Sie zusätzliche Stützen hinzufügen oder das Material durch eine robustere Alternative ersetzen.

9. Vermeidung tiefer Karies

Tiefe Hohlräume sind schwierig zu bearbeiten und können Spezialwerkzeuge und mehrere Durchgänge erfordern, was die Kosten erhöht. Beim Entwerfen von Hohlräumen:

Behalten Sie die Tiefe bei nicht mehr als das Vierfache der Breite der Kavität.
Verwenden mehrere Stufen wenn eine tiefere Kavität notwendig ist.

Für effiziente tiefe Schnitte verwenden Sie am besten unsere 4,5 kW luftgekühlte Spindel mit Flansch.

10. Entwerfen für den Werkzeugzugriff

Es ist wichtig, sicherzustellen, dass das Schneidwerkzeug an jeden Teil des Werkstücks richtig herankommt. Gestalten Sie das Teil so, dass:

Das Werkzeug kann erreichen alle Oberflächen ohne Behinderung.
Vermeiden Sie Winkel oder Hinterschnitte, die spezielle Werkzeugpfade oder benutzerdefinierte Werkzeuge erfordern.

Weitere leistungsstärkere Spindeloptionen, die den Schneidprozess verbessern, finden Sie in unserem Luftgekühlte 6KW ER32-Spindel.

Häufig gestellte Fragen zum Entwurf für die CNC-Bearbeitung

1. Warum sollte ich beim CNC-Design scharfe Innenecken vermeiden?

Scharfe Innenecken stellen für Rundschneidwerkzeuge eine Herausforderung bei der effektiven Bearbeitung dar. Das Hinzufügen eines Radius zu Innenecken verbessert den Werkzeugzugang und verringert den Verschleiß.

2. Wie wähle ich das richtige Material für die CNC-Bearbeitung aus?

Das Material sollte auf der Grundlage der Bearbeitbarkeit, Festigkeit und der spezifischen Anforderungen Ihres Projekts ausgewählt werden. Gängige Materialien sind Aluminium, Edelstahl und Kunststoff.

3. Sind tiefe Hohlräume schwer zu bearbeiten?

Ja, tiefe Hohlräume erfordern Spezialwerkzeuge und mehrere Durchgänge, was die Kosten erhöhen kann. Halten Sie die Hohlraumtiefe überschaubar, um den Bearbeitungsaufwand zu verringern.

4. Was sind Standardlochgrößen und warum sind sie wichtig?

Standardlochgrößen passen zu allgemein verfügbaren Bohrern, wodurch der Bearbeitungsprozess einfacher und kostengünstiger wird.

Fazit: CNC-Designprinzipien beherrschen

So entwerfen Sie für eine CNC-Maschine Dazu gehört, die Grenzen von CNC-Werkzeugen zu verstehen, geeignete Geometrien beizubehalten und die richtigen Materialien auszuwählen. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, können Sie die Bearbeitungszeit verkürzen, die Kosten minimieren und die Qualität Ihres Endprodukts sicherstellen. Denken Sie daran, dass ein gut durchdachtes Design zu mehr Effizienz und besseren Ergebnissen bei der CNC-Bearbeitung führt.