CNC-Gravierbearbeitung
Abbildung 6-2 zeigt einen Hohlraumeinsatz für eine Seifenkisten-Spritzgussform, einschließlich des umgekehrten Textes „Shaanxi University of Science and Technology“ auf Chinesisch und des umgekehrten Musters der englischen Buchstaben „SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY“. Alle Textmuster sind 0,2 mm tief und die Strichstärke der englischen Buchstaben beträgt 1 mm. Die Bearbeitung dieses Textes kann durch CNC-Gravur, Lasergravur oder chemisches Ätzen erfolgen. Da die CNC-Gravur vom Werkzeug beeinflusst wird, sind einige Details schwierig präzise zu bearbeiten. Eine Lasergravur kann dieses Problem lösen, allerdings ist die Bearbeitungsausrüstung teurer. Die Anwendung der Lasergravur zur Bearbeitung von Texten und Mustern im modernen Formenbau wird immer breiter. Chemisches Ätzen hat eine relativ geringe Bearbeitungstiefe und geringere Bearbeitungskosten und wird auch heute noch häufig im Formenbau eingesetzt. Hier stellen wir zunächst die Grundlagen der CNC-Gravur vor.
Bei der CNC-Gravur von Text erfolgt die Grobbearbeitung in der Regel zunächst mit einem gröberen Schabewerkzeug entsprechend dem CNC-Programm und anschließend mit einem feineren Schabewerkzeug zur Endbearbeitung. Daher wird für die Gravur dieses Teils zunächst ein Rundwerkzeug mit einem Durchmesser von 1 mm für die Grobbearbeitung und anschließend ein Kugelkopffräser mit einem Durchmesser von 0,1 mm für die Endbearbeitung verwendet.
Die computergestützte Gravurbearbeitungstechnologie (CNC-Gravurbearbeitungstechnologie) ist ein Produkt aus der Kombination traditioneller Gravurtechnologie und moderner numerischer Steuerungstechnologie. Es übernimmt die feinen, flinken und flexiblen Betriebseigenschaften der herkömmlichen Gravur und nutzt gleichzeitig die Automatisierungstechnologie der herkömmlichen numerischen Steuerungsbearbeitung. Die CNC-Graviermaschine ist eine fortschrittliche numerische Steuerungsbearbeitungsausrüstung, die Computer-Aided Design (CAD)-Technologie, Computer-Aided Manufacturing (CAM)-Technologie, Numerical Control (NC)-Technologie und Präzisionsfertigungstechnologie integriert. Das Funktionsprinzip der CNC-Graviermaschine ist das gleiche wie das von CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren, bei denen das numerische Programm den Betrieb jeder Komponente der Werkzeugmaschine steuert. Im Gegensatz dazu weist die CNC-Graviermaschine folgende Eigenschaften auf:
① Die bearbeiteten Objekte sind klein, haben eine komplexe Form und erfordern eine hohe Endbearbeitungsqualität.
② Das Prozessmerkmal ist die Verwendung kleiner Werkzeuge zur Bearbeitung;
③ Die Produkte weisen eine hohe Maßgenauigkeit und eine gute Produktkonsistenz auf;
④ Es wird ein Fräsverfahren mit hoher -Geschwindigkeit, kleinem-Vorschub und schneller-Einstellung des Werkzeugabtrags eingesetzt.
Oberflächlich betrachtet sind die Unterschiede zwischen den dreien und die Unterschiede in der Werkzeugmaschinenkonfiguration wie folgt: Das Bearbeitungszentrum verfügt über ein Werkzeugmagazin, und nach dem Spannen eines Werkstücks können mehrere Werkzeuge die Bearbeitung gleichzeitig abschließen; Die CNC-Graviermaschine und die CNC-Fräsmaschine verfügen nicht über ein Werkzeugmagazin, und das Werkzeug muss manuell gestoppt und ausgetauscht werden, nachdem jedes Werkzeug die Bearbeitung abgeschlossen hat.
Die Unterschiede zwischen Steuerungssystemen für Werkzeugmaschinen: Ihre Steuerungssystemfunktionen sind ähnlich, da sie jedoch von verschiedenen Herstellern entwickelt werden, gibt es gewisse Unterschiede in den Betriebsmethoden und spezifischen Funktionen der Steuerungssysteme. Diese Unterschiede spielen für den Leistungsunterschied der Werkzeugmaschine keine entscheidende Rolle.
Der Schlüssel zur Bestimmung des Leistungsunterschieds von Werkzeugmaschinen liegt in bestimmten Details: Die Spindeln von CNC-Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren sind relativ groß und die Geschwindigkeit relativ niedrig. Generell liegt die Höchstgeschwindigkeit von CNC-Fräsmaschinen darunter20000 U/min, aber die Leistung ist relativ hoch und das Spindelausgangsdrehmoment ist relativ groß, was für Werkzeuge mit größerem Durchmesser geeignet ist.
Darüber hinaus ist die Spindelleistung von CNC-Fräsmaschinen groß und liegt im Allgemeinen bei 10 bis 100 kW. Die Spindelleistung von CNC-Graviermaschinen ist gering (unter 4 kW) und die Höchstgeschwindigkeit ist hoch, im Allgemeinen 15.000 bis 40.000 U/min, bis zu 100.000 U/min. Die Vorschubgeschwindigkeit ist hoch, im Allgemeinen 400 m/min, und es kann gehärteter Stahl um 60 HRC bearbeitet werden; Es eignet sich für die Feinbearbeitung kleiner und mittlerer Teile.
Die CNC-Graviermaschine hat eine relativ hohe Geschwindigkeit und das Spindelausgangsdrehmoment ist relativ gering, was für Werkzeuge mit einem Durchmesser von 0,05 bis 10 mm geeignet ist. Aufgrund der hohen Spindeldrehzahl und der geringen Werkzeuggröße sind die bearbeiteten Teile relativ empfindlich und die Oberflächengüte ist hoch. Darüber hinaus ist das Bett der CNC-Fräsmaschine und des Bearbeitungszentrums relativ groß und die beweglichen Teile entsprechend groß und schwer. Die Beschleunigung ist nach der Bewegung relativ langsam, was für die Bearbeitung großer Werkstücke besser geeignet ist. Das Bett der CNC-Graviermaschine ist relativ klein und die beweglichen Teile sind klein und leicht, was ein schnelles Drehen und Kopfwechsel begünstigt, und die durchschnittliche Bearbeitungsgeschwindigkeit ist bei der Bearbeitung kleiner Werkstücke relativ hoch.
Daher eignet sich die CNC-Graviermaschine für die Verwendung kleiner und mittelgroßer Werkzeuge, die Bearbeitung kleiner und mittelgroßer Werkstücke, die Feinbearbeitung detaillierter Teile und eine hohe Oberflächengüte. Die CNC-Fräsmaschine und das Bearbeitungszentrum eignen sich für den Einsatz größerer Werkzeuge und die Bearbeitung großer Werkstücke. Aufgrund der geringeren Spindeldrehzahl und der größeren Werkzeuge ist die Oberflächengüte im Vergleich zur CNC-Graviermaschine relativ gering und kleine Details werden nicht präzise bearbeitet. Diese Situationen, in denen die Bearbeitung nicht präzise ist und die Oberfläche relativ schlecht ist, können auch durch die CNC-Graviermaschine unterstützt werden, um den Aufwand der Nachbearbeitung zu reduzieren. Die CNC-Graviermaschine, die CNC-Fräsmaschine und das Bearbeitungszentrum haben jeweils ihre Stärken und Schwächen. Für die Werkstückbearbeitung, insbesondere Formenbearbeitung, sind sie unverzichtbare Bearbeitungswerkzeuge.
Die Verwendung der CNC-Graviermaschine ähnelt der von CNC-Werkzeugmaschinen, daher wird hier keine detaillierte Einführung gegeben. Sie können sich im Ordner „Case Videos“ das MOOC „Mold Manufacturing Technology“ (Kursnummer: 0802SUST006) des Ressourcenbibliotheksvideos „Mold Gravur.mp4“ der China University ansehen, um mehr über die CNC-Gravurbearbeitung zu erfahren.