In moderner Präzisionsfertigung, von Motorblöcken für Kraftfahrzeuge bis hin zu Rahmen aus Titanlegierungen für die Luft- und Raumfahrt, CNC-Oberflächenverkleinerungsbearbeitung sticht als Kernprozess hervor. Im Gegensatz zur gewöhnlichen Grobbearbeitung, bei der die Geschwindigkeit im Vordergrund steht, Der Schwerpunkt liegt auf dem kontrollierten Materialabtrag zur Erzielung exakter Geometrien, Dimensionsgenauigkeit, und Oberflächenintegrität. In diesem Artikel werden die Kernziele aufgeschlüsselt, wichtige Umsetzungsschritte, Parametersteuerungen, und praktische Anwendungen, die Ihnen helfen, diese wichtige Technik zu beherrschen.
1. Was sind die Kernziele der CNC-Oberflächenreduktionsbearbeitung??
Der Hauptwert dieses Prozesses liegt in der „Korrektur“ und „Optimierung“ und nicht nur in der Materialentfernung. Im Folgenden sind die vier Kernziele aufgeführt, nach praktischer Priorität geordnet:
| Kernziel | Schlüsselergebnis | Typisches Anwendungsszenario |
| Präzise Dickenkontrolle | Reduziert die Höhe der Werkstückoberfläche auf einen Zielwert (Toleranz: ± 0,01 mm) | Reparatur von Dellen an Formtrennflächen aufgrund von Verschleiß |
| Verbessern Sie die Oberflächenintegrität | Reduziert die Oberflächenrauheit (Ra ≤ 0,8 μm) und beseitigt Mikrorisse | Endbearbeitung der Oberseite von Automotorblöcken (sorgt für die Abdichtung) |
| Garantieren Sie geometrische Toleranzen | Behält die Ebenheit bei (≤ 0,02 mm/m), Parallelität, und Rechtwinkligkeit | Gewährleistung der Koplanarität der Passflächen bei der Präzisionsmontage |
| Optimieren Sie die Teilefunktionalität | Enhances thermal conductivity or reduces weight while preserving strength | Adjusting thickness of thin-walled electronic sensor casings |
2. So wählen Sie Geräte und Werkzeuge für die CNC-Oberflächenreduktionsbearbeitung aus?
The right matching of machine tools and tools directly affects processing accuracy and efficiency. Below is a detailed guide for different workpiece types:
2.1 Auswahl der Werkzeugmaschine basierend auf der Werkstückgröße
| Workpiece Type | Recommended Machine Tool | Kernvorteil | Suitable Workpieces |
| Small/Medium Parts (≤ 1m) | Vertikales Bearbeitungszentrum | Hohe Starrheit; Fast tool change (≤ 2s) | Aluminum alloy electronic components, small mold inserts |
| Large Plate Parts (> 1M) | Gantry Machining Center | Stable structure; Unterstützt schwere Lasten (≥ 500kg) | Rahmen aus Titanlegierung für die Luft- und Raumfahrt, große Formbasen |
2.2 Werkzeugauswahl basierend auf Materialeigenschaften
| Werkstückmaterial | Empfohlenes Werkzeug | Schlüsselparameter | Vermeidet |
| Stahl (Z.B., 45# Stahl) | Hartmetallbeschichteter Fräser | Härte: HRC 60-65 | Schneller Werkzeugverschleiß |
| Weiche Metalle (Z.B., Aluminiumlegierung) | Diamant-PKD-Fräser | Schneidenschärfe: Ra ≤ 0,1μm | Oberflächengrate |
| Dünnwandige Strukturen (Dicke ≤ 3 mm) | Kegeliger Kugelkopffräser mit kleinem Durchmesser (Ø 3–8 mm) | Reduziert die Schnittkraft um 30% | Resonanzinduzierte Verformung |
3. Welche Programmierstrategien optimieren die CNC-Oberflächenverkleinerungsbearbeitung??
Schlechte Programmierung führt zu Werkzeugspuren, ungleichmäßige Schnittbelastungen, und geringer Wirkungsgrad. Unten sind 4 nachgewiesene Optimierungsstrategien:
- Spirale progressive Schnitttiefe
Ersetzen Sie den vertikalen Werkzeugeinzug nach oben/unten durch einen Spiralvorschub (Helixwinkel: 10-15°). Dadurch wird die Schnittbelastung um ein Vielfaches reduziert 40% und vermeidet plötzlichen Werkzeugbruch.
- Angemessene Einstellung der Überlappungsrate
Halten Sie eine Überlappungsrate von ein 15%-30% zwischen benachbarten Werkzeugwegen. Zum Beispiel, A 20% Die Überlappung bei einem Fräser mit φ 10 mm sorgt dafür, dass keine ungeschnittenen Bereiche entstehen und glatte Oberflächenübergänge entstehen.
- Planung des Inselboss-Pfads
Für Werkstücke mit Inselbuckeln (Z.B., Motorzylinderköpfe), Schleifenschneiden verwenden (von außen nach innen). Dadurch wird die Werkzeugbelastung ausgeglichen (Fluktuation ≤ 10%) und verhindert ein Durchbiegen des Werkzeugs.
- Erzeugung zykloider Werkzeugwege
Verwenden Sie CAM -Software (Z.B., Und, Mastercam) um Zykloidenbahnen zu erzeugen. Dadurch werden Werkzeugspuren um ein Vielfaches reduziert 60% im Vergleich zu linearen Bahnen und verbessert die Oberflächenrauheit von Ra 1,6 μm auf Ra 0,8 μm.
4. So steuern Sie Prozessparameter für qualitativ hochwertige Ergebnisse?
Nicht übereinstimmende Parameter sind die Hauptursache für Fehler (Z.B., oberflächliche Verbrennungen, Maßabweichungen). Nachfolgend finden Sie einen Parameterleitfaden für gängige Materialien:
4.1 Schlüsselparameter für verschiedene Materialien
| Material | Schnittgeschwindigkeit (m/my) | Futterrate (mm/min) | Tiefe des Schnitts (mm) | Abschlusszulage (mm) |
| Stahl | 80-120 | 300-500 | 0.2-0.3 | 0.08-0.1 |
| Edelstahl (Z.B., 304) | 50-80 | 200-300 | 0.1-0.2 | 0.05-0.08 |
| Aluminium-Magnesium-Legierung | 300-500 | 800-1200 | 0.2-0.3 | 0.05-0.1 |
4.2 Kühlstrategie für schwer zerspanbare Materialien
Für Edelstahl oder Titanlegierung, Erhöhen Sie den Kühlflüssigkeitsfluss auf 15-20 L/min (Verwendung chlorhaltiger Hochdruckzusätze). Dadurch wird die Schnitttemperatur um 50 °C gesenkt und eine Kaltverfestigung verhindert.
5. So verhindern Sie Verformungen und stellen die Qualität sicher?
Dünnwandige Teile und Materialien mit hoher Härte neigen zur Verformung. Unten sind 3 kritische Maßnahmen zur Qualitätssicherung:
5.1 Vermeidung von Spannungsverformungen für dünnwandige Teile
- Verwenden Sie Schichtschnitt: Jede Schnitttiefe ≤ 20% der Wandstärke (Z.B., 0.4mm max. für ein 2 mm dickes Teil).
- Getrenntes Schruppen und Schlichten: Fügen Sie zwischen ihnen einen Alterungsprozess hinzu, um inneren Stress abzubauen (reduziert die Verformung um 70%).
- Spannen optimieren: Verwenden Sie eine Mehrpunkt-Auflagevorrichtung (Auflagefläche ≥ 80% der Werkstückunterseite) um eine punktuelle Spannungskonzentration zu vermeiden.
5.2 Geometrische Toleranzprüfung
- Verwenden Sie eine Messuhr mit Magnetfuß (Genauigkeit: 0.001mm) für Mehrpunkt-Ebenheitsprüfungen (≥ 5 Messpunkte pro m²).
- Für große Flächen, diagonale Höhenunterschiede erkennen (maximal zulässig: 0.03mm/m) Umverrückt zu verhindern.
- Verwenden Sie eine Koordinatenmessmaschine (CMM) zur Vollprofilprüfung von Präzisionsteilen (Erkennungsgenauigkeit: ± 0,002 mm).
6. Die Perspektive von Yigu Technology zur CNC-Oberflächenreduktionsbearbeitung
Bei Yigu Technology, Wir sehen CNC-Oberflächenverkleinerung als „Präzisionskorrekturwerkzeug“ und nicht als einfacher Schneidprozess. Das zeigen unsere Daten 60% der Ausfälle von Präzisionsteilen sind beispielsweise auf falsche Bearbeitungsstrategien zurückzuführen, Die Verwendung linearer Werkzeugwege bei dünnwandigen Teilen verursacht 30% mehr Verformung als Zykloidenbahnen.
Wir empfehlen, Bearbeitungsanforderungen bereits in der frühen Entwurfsphase zu integrieren: Für Automotorblöcke, Wir kombinieren PKD-Fräser mit Spiralschneiden, um eine Oberflächenrauheit von Ra 0,4 μm zu erreichen; für Titanrahmen in der Luft- und Raumfahrt, Wir verwenden Portalmaschinen mit Mehrpunktklemmung, um die Ebenheit innerhalb von 0,02 mm/m zu kontrollieren. Durch die Balance zwischen Effizienz und Präzision, Wir helfen unseren Kunden, die Nacharbeitsraten zu reduzieren 25% und Verbesserung der Produktionseffizienz durch 30%.
7. FAQ: Häufige Fragen zur CNC-Oberflächenreduktionsbearbeitung
Q1: Kann die CNC-Oberflächenverkleinerung Fehler vor dem Prozess korrigieren??
Ja. Es kann Fehler wie ungleichmäßige Dicke beheben (bis zu 0,1mm) oder lokale Dellen vom Gießen/Schmieden. Zum Beispiel, Es kann 0,05 mm tiefe Dellen auf Formtrennflächen reparieren und so die Dichtleistung wiederherstellen.
Q2: Was ist der Unterschied zwischen der CNC-Oberflächenreduzierung und der gewöhnlichen Grobbearbeitung??
Bei der gewöhnlichen Schruppbearbeitung steht die Geschwindigkeit des Materialabtrags im Vordergrund (Abtragsrate ≥ 100 cm³/min) mit geringer Genauigkeit (Toleranz: ± 0,1 mm). CNC-Oberflächenreduzierung legt Wert auf Präzision (Toleranz: ± 0,01 mm) und Oberflächenqualität (Ra ≤ 0,8 μm), mit langsamerer Abtragsrate (10-50 cm³/min).
Q3: Umgang mit hochhartem vergütetem Stahl (HRC ≥ 50) in diesem Prozess?
Verwenden Sie vibrationsunterstützte Schneidtechnologie (Schwingungsfrequenz: 20-50 KHz) um die Schnittkraft zu reduzieren 40%. Kombinieren Sie es mit CBN (Kubische Bornitrid) Werkzeuge (Härte: HRC 70-80) um Werkzeugverschleiß zu vermeiden und die Oberflächengüte sicherzustellen.