Schruppen vs. Schlichten. Schlichten bei der CNC-Bearbeitung: Was sind die Unterschiede?

Erforschen Sie die Feinheiten der CNC-Bearbeitung mit Schwerpunkt auf Schruppen und Schlichten. Entdecken Sie, wie diese wichtigen Phasen den Materialabtrag optimieren, die Oberflächenqualität verbessern und die Präzision der Fertigungsprozesse sicherstellen.

Inhaltsübersicht

Was ist Roughing?

CNC-Rohbearbeitung
CNC-Rohbearbeitung

Schruppen, auch als Schruppfräsen oder CNC-Schruppen bekannt, ist die erste Stufe des Bearbeitungsprozesses. Es zielt hauptsächlich darauf ab, schnell eine beträchtliche Menge an unerwünschtem Material von einem Werkstück abzutrennen, um einen groben Umriss der gewünschten Form zu erstellen. In dieser Phase werden Hochleistungsschneidwerkzeuge wie Schaftfräser und Schruppfräser eingesetzt. Sie sind für hohe Vorschubgeschwindigkeiten und tiefe Schnitte geeignet. Diese sind für den Materialabtrag entscheidend.

Die Aufgabe des Schruppens besteht darin, dem Rohmaterial eine Vorform zu geben, die es so weit wie möglich an die gewünschte Form heranführt, aber noch Raum für die Endbearbeitung lässt. Es schneidet das Werkstück auf Maß und baut seine inneren Spannungen ab. Dadurch werden Verformungen bei präzisen Bearbeitungen vermieden.

Beim Schruppen werden höhere Geschwindigkeiten und größere Schnitttiefen als beim Schlichten erreicht. Dabei wird in einem Durchgang mehr Material abgetragen, während die Werkzeuge stabil bleiben und die Schnittzeit kurz ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es zeitsparender ist als das Schlichten, da es dem Werkstück die Genauigkeit verleiht, die in der Schlichtphase erforderlich ist.

Vorteile des Schruppens bei der Bearbeitung

Das Schruppen bei der Bearbeitung hat viele Vorteile. Sie ist entscheidend für eine effiziente Fertigung.

  • Schneller Materialabtrag: Ermöglicht einen effizienten und schnellen Abtrag von zusätzlichem Material, was zur Vereinfachung anderer Bearbeitungsprozesse beiträgt.
  • Grundlage für die Endbearbeitung: Sie gibt dem Werkstück eine ungefähre Form, so dass der präzisere und kompliziertere Endbearbeitungsprozess in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann.
  • Verbesserte Lebensdauer der Werkzeuge: Da der größte Teil des Materials abgetragen wird, schützt das Schruppen die feineren Schlichtwerkzeuge vor schnellem Verschleiß und senkt so die Kosten für die Werkzeuge.
  • Effizienzverbesserungen: Verkürzung der Gesamtzeit für den Bearbeitungsvorgang durch schnelles Bewegen des Werkstücks in Richtung der gewünschten Form, was die Herstellungskosten senken kann.

Was ist Finishing?

Endbearbeitung CNC-Bearbeitung
Endbearbeitung CNC-Bearbeitung

Die Endbearbeitung in der CNC-Bearbeitung, allgemein als CNC-Finishing bezeichnet, ist die letzte Phase des Bearbeitungsprozesses, in der die Oberfläche eines bearbeiteten Bauteils veredelt wird, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Diese Phase ist von entscheidender Bedeutung. Sie stellt sicher, dass das Teil die richtige Größe hat, strenge Toleranzen einhält und die glatte Oberfläche aufweist, die für seine Funktion und sein Aussehen erforderlich ist.

Beim Schlichten geht die Bearbeitung von schweren Schruppwerkzeugen zu feinen Schlichtwerkzeugen über, die für die Detailarbeit gedacht sind. Diese Werkzeuge ermöglichen präzise und komplizierte Schnitte, die die Oberfläche des Bauteils so verbessern, dass das beabsichtigte Design zum Vorschein kommt. Die Endbearbeitung kann Schleifen, Polieren, Galvanisieren, Perlstrahlen und Eloxieren umfassen. Diese Techniken zielen darauf ab, das ästhetische Erscheinungsbild des Teils und die Leistungsmerkmale wie Härte, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Leitfähigkeit zu verbessern.

Die Endbearbeitung bei der maschinellen Bearbeitung zielt ebenfalls darauf ab, eine hohe Maßgenauigkeit und Oberflächengüte zu erreichen und sicherzustellen, dass das Teil keine Fehler, wie z. B. Grate, aufweist, die die Leistung des Teils beeinträchtigen könnten. Es ist die letzte Stufe der Fertigung. Dabei wird die erforderliche Materialmenge abgetragen und das Bauteil auf seine genauen Abmessungen gebracht. Diese Maße beziehen sich auf Ebenheit, Rauheit, Dicke, Toleranz und Oberflächengüte. Diese hohe Präzision wird erreicht, um sicherzustellen, dass jedes Teil richtig platziert ist. Außerdem wird dadurch sichergestellt, dass es nicht ausfällt, was die Haltbarkeit des Produkts erhöht.

Vorteile der Endbearbeitung in der spanenden Fertigung

Bei der CNC-Bearbeitung ist die Endbearbeitung einer der wichtigsten Prozesse, der zahlreiche Vorteile bietet, die die Qualität, Haltbarkeit und Funktionalität der bearbeiteten Teile verbessern. Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

  • Verbessertes ästhetisches Erscheinungsbild: Die Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit, die zu einem besseren Aussehen des Teils beiträgt.
  • Erhöhte Haltbarkeit: Aufbringen von Oberflächenbeschichtungen, die die Verschleiß-, Korrosions- und Hitzebeständigkeit des Materials verbessern.
  • Verbesserte Oberflächenqualität: Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit der verschiedenen Teile, um die Reibung zwischen ihnen zu minimieren und die Gesamtleistung der beweglichen Teile zu verbessern.
  • Verlängerte Produktlebensdauer: Auf diese Weise erhöht die Endbearbeitung die Genauigkeit und Robustheit, was bedeutet, dass die hergestellten Produkte länger halten und nicht ständig ersetzt werden müssen.
  • Betriebliche Effizienz: Sicherstellen, dass die Teile in ihren Anwendungen perfekt funktionieren, weil sie mit exakter Präzision nach den Spezifikationen hergestellt werden.
  • Spannungsabbau und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften: Durch die Wärmebehandlung werden die mechanischen Eigenschaften des Teils verbessert, was zur Stärkung der Struktur des Teils und seiner Verarbeitung beiträgt.
  • Einhaltung von Konstruktions- und Leistungsstandards: Es handelt sich um den Prozess, der sicherstellt, dass die hergestellten Teile dem vorgesehenen Design entsprechen und die erforderliche Funktion erfüllen, für die sie bestimmt sind.

Unterschied zwischen Schruppen und Schlichten

Schruppen: Der erste Schüttgutabtrag

  • Zweck: Dieses Verfahren zielt darauf ab, einen sehr schnellen Materialabtrag zu erreichen, um das Werkstück in die Nähe seiner endgültigen Form zu bringen. Bei diesem Verfahren wird ein Metallstück in eine grobe Form des gewünschten Objekts gebracht, wobei der Schwerpunkt eher auf Geschwindigkeit als auf Genauigkeit liegt.
  • Materialabtragsrate: Sehr hoch, mit ziemlich tiefen Schnitten, die ein sehr schnelles Schneiden des Werkstückmaterials ermöglichen.
  • Werkzeuge: Verwendet größere und robuste Werkzeuge wie Schaftfräser für die Handhabung schwerer Späne und hoher Vorschubgeschwindigkeiten, die harten Zerspanungsvorgängen standhalten können.
  • Oberflächengüte und Genauigkeit: Dies führt zu einer rauen Oberfläche, da das Material in großen Mengen abgetragen wird. Das Verfahren zielt nicht darauf ab, in diesem Stadium feine Details oder enge Toleranzen zu erreichen.

Fertigstellung: Veredelung und Detaillierung

  • Zweck: Ziel ist es, die Genauigkeit der erforderlichen Abmessungen, Toleranzen und Oberflächengüte zu erreichen. Dies ist erforderlich, damit das Teil funktioniert und gut aussieht.
  • Materialabtragsrate: Deutlich geringer, da der Zweck darin besteht, das Material zu verbessern, indem es dünner gemacht wird, ohne seine Abmessungen zu verändern.
  • Werkzeuge: Für komplizierte Arbeiten werden spezielle Werkzeuge verwendet. Dazu gehören kleine Schaftfräser und Schlichtfräser. Sie führen feinere und leichtere Schnitte aus, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen.
  • Oberflächengüte und Genauigkeit: Dadurch entsteht ein feines Finish und eine präzise Oberflächenbeschaffenheit, die den Designanforderungen sowie den funktionalen und ästhetischen Standards entspricht.

Operative Unterschiede

  • Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe: Beim Schruppen werden hohe Vorschübe und tiefe Schnitte ausgeführt, um schneller hohe Materialabtragsraten zu erzielen. Das Schlichten erfolgt mit einem langsameren Vorschub und einer geringeren Schnitttiefe, um sicherzustellen, dass der Schnitt präzise und die Oberfläche glatt ist.
  • Kühlmittelverbrauch: Beim Schruppen wird mehr Kühlmittel benötigt, um die durch hohe Geschwindigkeiten und tiefe Schnitte entstehende Wärme zu bewältigen. Beim Schlichten ist der Kühlmittelverbrauch geringer, da niedrige Geschwindigkeiten und weniger strenge Schneidvorgänge auf Genauigkeit und minimale Wärmeentwicklung ausgerichtet sind.

Berücksichtigungen für eine effektive Bearbeitung

  • Materialart und Werkzeugauswahl: Beim Schruppen können grobe Werkzeuge für harte Materialien verwendet werden, um Ausbrüche zu vermeiden, während beim Schlichten feine Werkzeuge für feinere Oberflächen verwendet werden können. In beiden Phasen müssen die Eigenschaften der Werkstoffe berücksichtigt werden, um die endgültige Leistung des Werkzeugs und die Produktqualität zu gewährleisten: Das Schruppen erfordert eine schnelle Zerspanung, wobei sichergestellt werden muss, dass nur das überschüssige Material abgetragen wird. Die Oberflächenbeschaffenheit sowie die Abmessungen müssen genau sein; daher erfordert der Prozess der Endbearbeitung viel Arbeit.

Zeitplanung und Abfolge

  • Reihenfolge der Arbeitsgänge: Sie beginnt mit dem gröberen Arbeitsgang des Schruppens, bei dem die Grundformen des Werkstücks festgelegt werden, und macht den Weg frei für das Schlichten, bei dem das Werkstück auf die vorgesehene Größe und Genauigkeit poliert wird. Diese Reihenfolge ist wichtig, um sicherzustellen, dass der Fertigungsprozess reibungslos verläuft und das Produkt von hoher Qualität ist.

Tipps für effektives Schruppen bei der CNC-Bearbeitung

Grobschnitt
Grobschnitt

Auswählen des richtigen Werkzeugmaterials und der richtigen Geometrie

Verwenden Sie zum Schruppen komplizierte Werkzeuge wie Schaftfräser aus Hartmetall oder Hochgeschwindigkeitsstahl, da sie einen effizienten Schnitt ermöglichen. Die Anzahl der Spannuten und der Schrägungswinkel sind entscheidend, da sie die Spanabfuhrrate und die Effizienz des Schneidwerkzeugs bestimmen.

Optimierung der Schnittparameter

Eine der kritischen Strategien, die beim Schruppen beachtet werden sollten, ist die Anpassung von Drehzahl und Vorschub. Der optimale Wert muss so gewählt werden, dass die höchste Vorschubgeschwindigkeit erreicht wird, ohne dass der Werkzeugverschleiß oder die Werkzeugvibrationen beeinträchtigt werden.

Umsetzung wirksamer Strategien zur Evakuierung von Spänen

Verringern Sie die Nachbearbeitung von Spänen und den Wärmestau, indem Sie bei der Programmierung die richtigen Methoden zur Spanabfuhr verwenden, z. B. Tieflochbohren oder Spanbrechen. Wählen Sie Werkzeuge mit einer optimalen Anzahl von Spannuten, um den Spanabfuhrprozess zu verbessern.

Einsatz von hocheffizienten Bearbeitungstechniken

Erläutern Sie einige moderne Ansätze, wie das trochoidale Fräsen und die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, um die Schrupprate zu erhöhen. Diese Methoden tragen dazu bei, die Belastung des Werkzeugs zu minimieren, den Zerspanungsprozess zu verbessern und auch die Lebensdauer des Werkzeugs zu erhöhen.

Umgang mit Hitze und Werkzeugverschleiß

Verwenden Sie bei der Arbeit Kühlmittel oder gehen Sie zur Trockenbearbeitung über, wenn die beim Schruppen entstehende Hitze ein Problem darstellt. Es ist auch wichtig, den Verschleiß der Werkzeuge zu überwachen und sie so früh wie möglich auszutauschen, um die Effizienz zu steigern.

Sicherstellung der Steifigkeit der Einrichtung

Verwenden Sie eine stabile Werkstückhalterung und gewährleisten Sie die Steifigkeit der Maschine und der Werkzeuge, um die enormen Schnittkräfte während des Schruppvorgangs zu bewältigen. Der Tisch und das Werkstück sollten nicht vibrieren oder sich bewegen, da dies zu Problemen mit der Oberflächengüte und dem Werkzeugverschleiß führen kann.

Anpassung an die Besonderheiten des Materials

Stellen Sie sicher, dass die angewandten Schruppverfahren für das zu bearbeitende Material geeignet sind. Dieser Beitrag soll Ihnen ein Verständnis dafür vermitteln, wie sich das Material unter Schruppkräften verhält, damit Sie das Beste aus Ihren Schneidwerkzeugen herausholen können.

Nutzung von Software und Simulationswerkzeugen

Moderne CNC-Software für die Holzbearbeitung verfügt über Simulationswerkzeuge zur Simulation der Schruppwege und -parameter. Diese Werkzeuge können dabei helfen, auftretende Probleme vorherzusagen und die Bearbeitung so zu steuern, dass Zeit und Ressourcen effizient genutzt werden.

Bearbeitungsparameter

Minimieren Sie den Vorschub, die Schnittgeschwindigkeit und die Tiefe für jede Art der Schruppbearbeitung. Am besten sind hier Parameter, die individuell eingestellt werden können. Das macht sie effektiver und reduziert Komplikationen bei der Bearbeitung.

Auswahl von Werkzeugmaschinen und Steuerungssoftware

Wählen Sie für die Schruppbearbeitung Geräte mit hoher Leistung und Steifigkeit aus, damit sie schweren Schnittbelastungen standhalten können. Stellen Sie sicher, dass die Steuerungssoftware die Änderungen der Formen und Größen von Schruppaufgaben erkennen kann, um eine bessere Präzision und Standardisierung zu erreichen.

Umgang mit Wärme und Schneidflüssigkeit

Bei der Schruppbearbeitung von Aluminiumlegierungen kann das Problem der Hitzeentwicklung durch verschiedene Maßnahmen angegangen werden. Es wird empfohlen, Flüssigkeiten mit schmierender und kühlender Wirkung zu verwenden. Sie halten die Werkzeuge und die Werkstücke kühl.

Tipps für die Präzisionsendbearbeitung bei der CNC-Bearbeitung

Auswahl von Präzisionswerkzeugen

Schlichtwerkzeuge werden für die Endbearbeitung eingesetzt; Hartmetall- oder Diamantspitzen sind ideal, um eine feine Oberfläche und Genauigkeit zu erzielen.

Feinabstimmung der Schnittparameter

Reduzieren Sie die Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, um die Qualität der Oberflächengüte und die Maßtoleranzen zu verbessern und die Werkzeugdurchbiegung und Vibrationen zu verringern.

Fokus auf Qualität der Oberflächenbeschaffenheit

Wählen Sie die richtigen Geschwindigkeiten, Vorschubgeschwindigkeiten und Werkzeugwege. Dadurch werden die vom Werkzeug hinterlassenen Spuren reduziert und die erforderliche Oberflächengüte erzielt. Dadurch wird das Aussehen des Teils verbessert.

Werkzeugdurchbiegung minimieren

Verringern Sie Fehler und schlechte Oberflächengüten, indem Sie die Teile kürzen, den richtigen Werkzeugdurchmesser wählen und geeignete Werkzeughaltersysteme einsetzen, um die Werkzeugbiegung zu verringern.

Richtige Kühlmitteltechniken anwenden

Leiten Sie das Kühlmittel an die richtige Stelle im Schneidbereich. Dadurch wird die Oberflächengüte verbessert und die Standzeit der Werkzeuge erhöht. Die Art des zu verwendenden Kühlmittels hängt von dem zu bearbeitenden Material ab.

Licht und mehrere Durchgänge implementieren

Bringen Sie die endgültige Größe so nah wie möglich an das gewünschte Maß heran, ohne einen einzigen kräftigen Schnitt zu machen, der das Werkzeug stark belastet und ein besseres Ergebnis liefert, wenn er in mehreren leichteren Durchgängen ausgeführt wird.

Entscheiden Sie sich für Climb Milling

Verringern Sie die Oberflächenrauhigkeit durch Gleichlauffräsen, das eine bessere Spanbildung und einen geringeren Werkzeugflankenverschleiß bewirkt, was zu einer besseren Oberflächengüte führt.

Achten Sie auf die Materialeigenschaften

Passen Sie die Endbearbeitungen an die Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials an, z. B. an die Schärfe der Schneidwerkzeuge und die Schnittbedingungen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Schlussfolgerung

Bei der CNC-Bearbeitung legt die Schruppbearbeitung den Grundstein für die Präzision, während die Schlichtbearbeitung den letzten Feinschliff verleiht. Durch die Beherrschung dieser Techniken können Hersteller die Effizienz, Qualität und Langlebigkeit steigern und so bei jedem Produkt hervorragende Ergebnisse erzielen.

Arbeiten Sie mit uns zusammen, um Ihre Bearbeitungsprozesse zu rationalisieren und eine beispiellose Präzision und Effizienz zu erreichen. Lassen Sie uns gemeinsam Ihren Fertigungsprozess optimieren.

ChansBearbeitung

Auftragsbezogene CNC-Bearbeitung von Prototypen und Teilen mit kundenspezifischen Oberflächen und Kleinserienfertigung.

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