CNC-Bearbeitungsprodukt aus Grauguss

Die maschinelle Bearbeitung ist ein Prozess, bei dem ein Material (häufig Metall) durch einen kontrollierten Materialabtragungsprozess in eine gewünschte endgültige Form und Größe geschnitten wird.Die Prozesse, die dieses gemeinsame Thema, den kontrollierten Materialabtrag, haben, werden heute zusammenfassend als subtraktive Fertigung bezeichnet, im Unterschied zu den Prozessen der kontrollierten Materialzugabe, die als additive Fertigung bekannt sind.Was der „kontrollierte“ Teil der Definition genau impliziert, kann variieren, impliziert jedoch fast immer die Verwendung von Werkzeugmaschinen (zusätzlich zu Elektrowerkzeugen und Handwerkzeugen).

Die maschinelle Bearbeitung ist ein Teil der Herstellung von vielenMetallprodukte, kann aber auch auf Materialien wie Holz, Kunststoff, Keramik und Verbundwerkstoffen verwendet werden.Eine Person, die sich auf Zerspanung spezialisiert hat, wird Maschinist genannt.Ein Raum, Gebäude oder Unternehmen, in dem die Bearbeitung durchgeführt wird, wird als Maschinenhalle bezeichnet.Ein Großteil der modernen Bearbeitung wird durch computergestützte numerische Steuerung (CNC) ausgeführt, bei der Computer verwendet werden, um die Bewegung und den Betrieb der Mühlen, Drehbänke und anderer Schneidemaschinen zu steuern.Dies erhöht die Effizienz, da die CNC-Maschine unbemannt läuft, wodurch die Arbeitskosten für Maschinenwerkstätten gesenkt werden.

Die drei Hauptbearbeitungsverfahren werden in Drehen, Bohren und Fräsen eingeteilt.Andere Arbeitsgänge, die in verschiedene Kategorien fallen, umfassen Formen, Hobeln, Bohren, Räumen und Sägen.

Drehoperationen sind Operationen, bei denen das Werkstück als primäre Methode zum Bewegen von Metall gegen das Schneidwerkzeug gedreht wird.Drehmaschinen sind die wichtigsten Werkzeugmaschinen, die beim Drehen verwendet werden.

Fräsoperationen sind Operationen, bei denen sich das Schneidwerkzeug dreht, um Schneidkanten gegen das Werkstück zu drücken.Fräsmaschinen sind die wichtigsten Werkzeugmaschinen beim Fräsen.

Bohrvorgänge sind Vorgänge, bei denen Löcher erzeugt oder verfeinert werden, indem ein rotierender Fräser mit Schneidkanten am unteren Ende in Kontakt mit dem Werkstück gebracht wird.Bohrvorgänge werden hauptsächlich in Bohrmaschinen, aber manchmal auch auf Drehbänken oder Mühlen durchgeführt.

Verschiedene Operationen sind Operationen, die genau genommen keine Bearbeitungsoperationen sein müssen, da sie möglicherweise keine spanerzeugenden Operationen sind, aber diese Operationen an einer typischen Werkzeugmaschine durchgeführt werden.Polieren ist ein Beispiel für eine sonstige Operation.Das Brünieren erzeugt keine Späne, kann aber auf einer Drehbank, Fräse oder Bohrmaschine durchgeführt werden.

Bei einem unfertigen Werkstück, das bearbeitet werden muss, muss etwas Material entfernt werden, um ein fertiges Produkt herzustellen.Ein fertiges Produkt wäre ein Werkstück, das die Spezifikationen erfüllt, die für dieses Werkstück in Konstruktionszeichnungen oder Blaupausen festgelegt wurden.Beispielsweise kann es erforderlich sein, dass ein Werkstück einen bestimmten Außendurchmesser hat.Eine Drehmaschine ist eine Werkzeugmaschine, die verwendet werden kann, um diesen Durchmesser durch Drehen eines Metallwerkstücks zu erzeugen, sodass ein Schneidwerkzeug Metall wegschneiden kann, wodurch eine glatte, runde Oberfläche entsteht, die dem erforderlichen Durchmesser und der erforderlichen Oberflächengüte entspricht.Ein Bohrer kann verwendet werden, um Metall in Form eines zylindrischen Lochs zu entfernen.Andere Werkzeuge, die für verschiedene Arten der Metallentfernung verwendet werden können, sind Fräsmaschinen, Sägen und Schleifmaschinen.Viele dieser gleichen Techniken werden in der Holzbearbeitung verwendet.

Fortschrittliche Bearbeitungstechniken beinhalten PräzisionCNC-Bearbeitung, elektrische Entladungsbearbeitung (EDM), elektrochemische Erosion, Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden, um Metallwerkstücke zu formen.

Als kommerzielles Unternehmen wird die Bearbeitung im Allgemeinen in einer Maschinenhalle durchgeführt, die aus einem oder mehreren Arbeitsräumen mit großen Werkzeugmaschinen besteht.Obwohl eine Maschinenwerkstatt ein eigenständiger Betrieb sein kann, unterhalten viele Unternehmen interne Maschinenwerkstätten, die die speziellen Anforderungen des Unternehmens erfüllen.

Bei der maschinellen Bearbeitung müssen viele Details beachtet werden, damit ein Werkstück die in den Konstruktionszeichnungen oder Blaupausen festgelegten Spezifikationen erfüllt.Neben den offensichtlichen Problemen im Zusammenhang mit korrekten Abmessungen gibt es das Problem, die richtige Endbearbeitung oder Oberflächenglätte auf dem Werkstück zu erreichen.Das minderwertige Finish, das auf der bearbeiteten Oberfläche eines Werkstücks gefunden wird, kann durch falsches Spannen, ein stumpfes Werkzeug oder eine unangemessene Präsentation eines Werkzeugs verursacht werden.Häufig zeigt sich diese schlechte Oberflächenbeschaffenheit, die als Rattern bekannt ist, durch eine wellige oder unregelmäßige Oberflächenbeschaffenheit und das Auftreten von Wellen auf den bearbeiteten Oberflächen des Werkstücks.

Bearbeitung ist jeder Prozess, bei dem ein Schneidwerkzeug verwendet wird, um kleine Materialspäne vom Werkstück zu entfernen (das Werkstück wird oft als „Werkstück“ bezeichnet).Um die Operation durchzuführen, ist eine Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erforderlich.Diese Relativbewegung wird bei den meisten Bearbeitungsvorgängen durch eine als "Schnittgeschwindigkeit" bezeichnete Primärbewegung und eine als "Vorschub" bezeichnete Sekundärbewegung erreicht.Die Form des Werkzeugs und sein Eindringen in die Arbeitsfläche, kombiniert mit diesen Bewegungen, erzeugen die gewünschte Form der resultierenden Arbeitsfläche.

Bearbeitungsvorgänge
Es gibt viele Arten von Bearbeitungsoperationen, von denen jede in der Lage ist, eine bestimmte Teilegeometrie und Oberflächentextur zu erzeugen.

Beim Drehen wird ein Schneidwerkzeug mit einer Schneide verwendet, um Material von einem rotierenden Werkstück abzutragen, um eine zylindrische Form zu erzeugen.Die Primärbewegung wird durch Drehen des Werkstücks bereitgestellt, und die Vorschubbewegung wird durch langsames Bewegen des Schneidwerkzeugs in einer Richtung parallel zur Rotationsachse des Werkstücks erreicht.

Bohren wird verwendet, um ein rundes Loch zu erzeugen.Dies wird durch ein rotierendes Werkzeug erreicht, das typischerweise zwei oder vier spiralförmige Schneidkanten hat.Das Werkzeug wird in einer Richtung parallel zu seiner Rotationsachse in das Werkstück eingeführt, um das runde Loch zu bilden.

Beim Bohren wird ein Werkzeug mit einer einzelnen gebogenen Spitze in ein grob hergestelltes Loch in einem sich drehenden Werkstück vorgeschoben, um das Loch leicht zu vergrößern und seine Genauigkeit zu verbessern.Es handelt sich um einen Feinbearbeitungsvorgang, der in den letzten Phasen der Produktherstellung verwendet wird.

Reiben ist einer der Dimensionierungsvorgänge, bei dem eine kleine Menge Metall aus einem bereits gebohrten Loch entfernt wird.

Beim Fräsen wird ein rotierendes Werkzeug mit mehreren Schneiden langsam relativ zum Material bewegt, um eine ebene oder gerade Oberfläche zu erzeugen.Die Richtung der Vorschubbewegung ist senkrecht zur Rotationsachse des Werkzeugs.Die Geschwindigkeitsbewegung wird durch den rotierenden Fräser bereitgestellt.Die zwei Grundformen des Fräsens sind: Umfangsfräsen und Planfräsen.

Andere herkömmliche Bearbeitungsvorgänge umfassen Formen, Hobeln, Räumen und Sägen.Auch Schleifen und ähnliche Schleifarbeiten sind oft in der Kategorie der Bearbeitung enthalten.

Ein Schneidwerkzeug hat eine oder mehrere scharfe Schneidkanten und besteht aus einem Material, das härter ist als das Arbeitsmaterial.Die Schneide dient dazu, Späne vom Grundwerkstoff zu trennen.Mit der Schneide verbunden sind die beiden Oberflächen des Werkzeugs:

Die Spanfläche und die Flanke.
Die Spanfläche, die den Fluss neu gebildeter Späne lenkt, ist in einem bestimmten Winkel orientiert, der als Spanwinkel "α" bezeichnet wird.Sie wird relativ zur Ebene gemessen, die senkrecht zur Arbeitsfläche steht.Der Spanwinkel kann positiv oder negativ sein.Die Flanke des Werkzeugs sorgt für einen Freiraum zwischen dem Werkzeug und der neu gebildeten Arbeitsfläche und schützt so die Oberfläche vor Abrieb, der die Oberflächengüte verschlechtern würde.Dieser Winkel zwischen Arbeitsfläche und Flankenfläche wird Freiwinkel genannt.Es gibt zwei grundlegende Arten von Schneidwerkzeugen:

Einschneidiges Werkzeug und mehrschneidiges Werkzeug
Ein Einschneider hat eine Schneide und wird zum Drehen, Bohren und Hobeln verwendet.Während der Bearbeitung dringt die Spitze des Werkzeugs unter die ursprüngliche Arbeitsfläche des Werkstücks ein.Die Spitze wird manchmal auf einen bestimmten Radius abgerundet, der als Nasenradius bezeichnet wird.

Mehrschneidige Werkzeuge haben mehr als eine Schneide und erreichen ihre Relativbewegung zum Werkstück meist durch Rotation.Beim Bohren und Fräsen kommen rotierende mehrschneidige Werkzeuge zum Einsatz.Obwohl sich die Formen dieser Werkzeuge von denen eines Einzelpunktwerkzeugs unterscheiden, sind viele Elemente der Werkzeuggeometrie ähnlich.