Bewährte Praktiken: Entwerfen für CNC-Bohrungen
In der Fertigung ist Präzision das A und O.
Eine der am häufigsten durchgeführten Operationen, CNC Bohren, erfordert sorgfältige Konstruktionsüberlegungen, um Genauigkeit und Effizienz zu gewährleisten. Moderne CNC-Bohrmaschinen spielen eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung dieser Genauigkeit und Effizienz, indem sie verschiedene Arbeitsgänge mit hoher Präzision und Vielseitigkeit integrieren. In diesem Artikel werden wir wichtige Tipps für die Konstruktion von CNC-Bohrmaschinen erkunden, die dazu beitragen können, die Effizienz, Qualität und Zuverlässigkeit des Bohrprozesses zu maximieren.
Wenn Sie sich an diese Richtlinien halten, können Sie einen reibungslosen Betrieb sicherstellen, potenzielle Probleme vermeiden und die gewünschten Ergebnisse bei ihren CNC-Bohrprojekten erzielen.
Was ist CNC-Bohren?
CNC-Bohren, die Abkürzung für Computer Numerical Control Drilling, ist ein mechanisches Verfahren, bei dem automatisierte Maschinen eingesetzt werden, um Löcher in Werkstücken präzise herzustellen. CNC-Bohrarbeiten sind ein präziser und systematischer Prozess, der digitale Entwürfe in physische Komponenten umwandelt. Die Bohrmaschinen sind so programmiert, dass sie bestimmte Anweisungen befolgen und die Bohrer so führen, dass sie an präzisen Stellen, Tiefen und Winkeln in das Material eindringen.
Um den CNC-Bohrprozess zu optimieren, müssen Konstrukteure verschiedene Faktoren berücksichtigen, wie z. B. Bohreintritts- und -austrittsflächen, Geradheit der Bohrung, Spänespiel, Gewindedesign, Bohrungsform und das gesamte Teilelayout. Jeder dieser Aspekte trägt zum Gesamterfolg des CNC-Bohrens bei und beeinflusst die endgültige Qualität und Funktionalität des Werkstücks.
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Allgemeine Design-Tipps
1. Die Bohreintrittsfläche sollte rechtwinklig sein zum Bohrer, um Startprobleme zu vermeiden und sicherzustellen, dass sich das Loch an der richtigen Stelle befindet, wie auf dem Foto unten.
Die Austrittsfläche des Bohrers sollte ebenfalls senkrecht zur Achse des Bohrers verlaufen, um Bruchprobleme zu vermeiden, wenn der Bohrer das Werkstück verlässt (siehe unten).
CNC-Bohrausgangsfläche
2. Wenn die Geradheit des fertigen Lochs besonders kritisch ist, ist es am besten, unterbrochene Schnitte zu vermeiden. Eine gewisse Durchbiegung tritt auf, wenn der Bohrer eine andere Öffnung auf einer Seite schneidet. Auch wenn die Geradheit nicht kritisch ist, muss der Mittelpunkt des Bohrers während des gesamten Schnitts im Material bleiben, um eine extreme Durchbiegung und einen möglichen Bohrerbruch zu vermeiden.
3. Spänespiel mit Innengewinde zulassen. Durchgangsbohrungen sind Sacklöchern vorzuziehen, da sie einen einfacheren Freiraum für Werkzeuge und Späne bieten, insbesondere wenn Nachbearbeitungen wie Reiben oder Gewindeschneiden erforderlich sind.
4. Kürzen Sie Ihre Fäden. Die ersten vier Seillängen nehmen die meiste Last auf sich. Sie können diesen Platz einsparen, wenn Sie keine bestimmte berechnete Last haben. Wenn Sie die Steigung nicht kennen, ist alles, was länger als der Durchmesser ist, unnötig.
5. Die Konstruktion von Produkten mit Gewinde sollte eine Fase an den Enden der Außengewinde aufweisen. und eine Senkung an den Enden der Innengewinde. Diese schrägen Flächen verhindern die Bildung von flossenartigen Gewinden an den Enden, tragen zur Minimierung von Graten bei und unterstützen das Gewindeschneidwerkzeug beim Schneiden oder Formen der Gewinde.
Löcher entwerfen
6. Die Bodenform von Sacklöchern sollte der einer Standardbohrspitze entsprechen, wie in der Abbildung unten dargestellt. Wenn Löcher mit flachem Boden erforderlich sind, verwenden Sie eine Standardbohrspitze (118° oder 140° bei Edelstahl).
7. Vermeiden Sie tiefe Löcher (mehr als 8-facher Durchmesser) wegen der Probleme mit der Spanabfuhr und möglichen Abweichungen von der Geradheit. Die auf dem Markt erhältlichen Spezialbohrer können den 40-fachen Durchmesser erreichen und kosten zwischen 150 und 400 €; vermeiden Sie diese.
8. Vermeiden Sie die Konstruktion von Teilen mit winzigen Löchern wenn die kleine Größe für die Anwendung Ihres Teils unnötig ist. Der Grund dafür ist, dass kleine Bohrer anfälliger für Brüche sind. Ein Durchmesser von etwa 3 mm ist ein wünschenswertes Minimum für eine bequeme Produktion.
9. Verwenden Sie rechtwinklige statt winklige Koordinaten um die Position von Bohrungen auf gefrästen Teilen zu kennzeichnen. Sie sind einfacher und sicherer für den Maschinenführer, um das Teil oder eine Bohrvorrichtung auszulegen. Bei Drehteilen ist die Mitte des Teils der natürliche Ursprung der Maße.
10. Teile so konstruieren, dass alle Löcher von der kleinsten Anzahl von Seiten gebohrt werden können - idealerweise nur eine Seite. Dies vereinfacht die Werkzeugherstellung und minimiert die Bearbeitungszeit.
11. Standardisierung der Größe von Löchern, Befestigungselementen und anderen Gewinden so viel wie möglich, um die Anzahl der Bohrspindeln und Wechsel zu minimieren.
12. Lassen Sie Platz für das Bohrwerkzeug. Der Hersteller benötigt Platz oder Zugang von der Oberseite der nächstgelegenen Wand oder den Abstand zwischen dem Werkzeughalter und der nächstgelegenen Wand. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen Bohrer und Wand bzw. Bohrtiefe 12 mm betragen muss, plus Wand unter dem 8-fachen des Lochdurchmessers.
13. Vermeiden Sie die Überschneidung von gebohrten und geriebenen Löchern um Werkzeugbruch und Entgratungsprobleme zu vermeiden.
14. Wenn ein Sackloch aufgerieben werden muss, ist nach guter Praxis eine zusätzliche Bohrtiefe erforderlich, um Platz für Späne zu schaffen. Das Reibloch muss entsprechend der Spezifikationen der Werkzeughersteller. Die verlinkte Tabelle zeigt Ihnen den Versatz für das Aufbohren.
CNC-Bohrverfahren
Der CNC-Bohrprozess umfasst mehrere Schritte, vom Entwurf und der Planung bis zum eigentlichen Bohren und der Qualitätskontrolle. Hier finden Sie einen Überblick über den Prozess:
Entwurf und Planung: Der erste Schritt im CNC-Bohrprozess ist die Konstruktion des Teils und die Planung der Bohrvorgänge. Dazu gehört die Erstellung eines detaillierten CAD-Modells des Teils, in dem die Positionen, Größen und Tiefen der zu bohrenden Löcher angegeben sind. Bei der Konstruktion müssen auch Faktoren wie Materialeigenschaften, Bohreintritts- und -austrittsflächen sowie der Spanraum berücksichtigt werden.
Programmierung: Sobald der Entwurf fertiggestellt ist, besteht der nächste Schritt in der Programmierung der CNC-Maschine. Dabei wird eine Reihe von Anweisungen, der so genannte G-Code, erstellt, denen die CNC-Maschine folgt, um die Bohrungen auszuführen. Der G-Code gibt die Koordinaten, Vorschubgeschwindigkeiten, Spindeldrehzahlen und andere Parameter an, die für eine präzise Bohrung erforderlich sind.
Einrichtung: In der Einrichtungsphase wird die CNC-Maschine für den Bohrvorgang vorbereitet. Dazu gehört das Befestigen des Werkstücks, das Einsetzen der entsprechenden Bohrer und das Konfigurieren der Maschineneinstellungen gemäß den programmierten Anweisungen. Eine ordnungsgemäße Einrichtung ist entscheidend für die Gewährleistung der Genauigkeit und die Vermeidung von Fehlern während des Bohrvorgangs.
Bohren: Nachdem die Maschine eingerichtet und programmiert ist, kann der eigentliche Bohrvorgang beginnen. Die CNC-Maschine folgt den programmierten Anweisungen, um die Löcher an den angegebenen Stellen, Tiefen und Winkeln zu bohren. Die Präzision und Automatisierung der Maschine sorgen für gleichbleibende und genaue Ergebnisse, selbst bei komplexen Bohrvorgängen.
Qualitätskontrolle: Nach Abschluss des Bohrvorgangs ist der letzte Schritt die Qualitätskontrolle. Dabei werden die gebohrten Löcher geprüft, um sicherzustellen, dass sie den vorgegebenen Toleranzen und Qualitätsstandards entsprechen. Etwaige Abweichungen oder Mängel werden festgestellt und korrigiert, um sicherzustellen, dass das fertige Teil den erforderlichen Spezifikationen entspricht.
Wenn Sie diese Schritte befolgen, können Sie einen reibungslosen und effizienten CNC-Bohrprozess sicherstellen, der zu qualitativ hochwertigen Teilen führt, die Ihren Designanforderungen entsprechen.
Erste Schritte mit einer CNC-Bohrmaschine
Entwerfen für CNC Bohren ist ein schwieriges Gleichgewicht zwischen technischem Know-how und praktischer Anwendung.
Wenn Sie diese allgemeinen Tipps zur Konstruktion und zum Lochdesign befolgen, können Sie Ihren Fertigungsprozess optimieren und das Risiko von Fehlern, Brüchen und unnötigen Kosten verringern. Denken Sie daran, dass es sich bei diesen Tipps zwar um Richtlinien für bewährte Verfahren handelt, jedes Projekt jedoch einzigartige Herausforderungen mit sich bringt. Streben Sie nach Standardisierung, aber seien Sie bereit, sich bei Bedarf anzupassen.
Erfolg beim CNC-Bohren hängt sowohl von der Planung und dem Design als auch von der Ausführung ab. Wenn Sie sich unsicher sind, ist MakerVerse hier, um zu helfen. Sie können Ihre Entwürfe hochladen, Kostenvoranschläge für Ihre Teile einholen und mit unseren Experten zusammenarbeiten, um den Erfolg Ihres Projekts sicherzustellen. Bereit anzufangen?
