CNC-draaien is een subtractief productieproces dat afhankelijk is van computer numerical control (CNC) om onderdelen en componenten te bewerken. Het proces omvat het met hoge snelheid roteren van een werkstuk in een klauwplaat, terwijl een enkelvoudig snijgereedschap materiaal verwijdert om de gewenste vorm te verkrijgen.

Dit bewerkingsproces is de sleutel tot veel symmetrische ronde onderdelen in de maakindustrie. Het kan cilindrische onderdelen produceren met een hoge maatnauwkeurigheid.

CNC-draaibewerkingen worden uitgevoerd op machines die CNC-draaibanken worden genoemd, voorheen draaicentra genoemd. Het gehele draaiproces wordt aangestuurd door computerprogramma's en gecodeerde instructies die de beweging van het snijgereedschap en het roterende werkstuk kunnen aansturen. De tweerichtingsbesturing elimineert de noodzaak voor menselijke tussenkomst en zorgt voor een nauwkeurige materiaalafname.

CNC-draaien is een van de meest efficiënte subtractieve productieprocessen en maakt het mogelijk om ruwe materiaalstukken en werkstukken om te zetten in zeer geavanceerde cilindrische onderdelen.

Overzicht van CNC-draaien

CNC-draaien is niet volledig operatorvrij en de machine wordt aangestuurd met een CNC-bedieningspaneel dat CNC-code kan bewerken, de positie van het snijgereedschap kan aanpassen, vooraf ingestelde programma's kan starten en voorbewerkingen kan uitvoeren. Het bedieningspaneel wordt ook gebruikt om specificaties in te voeren vanuit een Computer-Aided Design (CAD)-bestand, waarmee het bewerkingsproces wordt aangestuurd.

Computer Numerical Control verwijst naar de automatisering van gereedschapswerktuigen en bewegingen via een programma. De CNC-machine interpreteert doorgaans commando's die afkomstig zijn van een G-code, die afkomstig is uit een CAD-bestand.

In de G-code worden belangrijke instructies zoals toerental, spiltoerental, gereedschapsbeweging en voedingssnelheid opgeslagen. CNC-technologie zorgt voor een nauwkeurige materiaalafname en de juiste volgorde van bewerkingen.

CNC-draaitechnologie in CNC-draaibanken en CNC-draaicentra is een belangrijk onderdeel van de productie die snelle prototyping en productie van lage tot hoge volumes mogelijk maakt.

Het CNC-draaiproces

Het CNC-draaiproces kan worden opgedeeld in stappen.

Begin met het vastzetten van het ruwe materiaal in de roterende klauw van de CNC-draaibank.
Het toerental van de spil of het toerental van de klauwplaat wordt ingesteld op basis van de snede, het materiaal en de gewenste vorm.
CNC-programma wordt geüpload naar het bedieningspaneel
Het snijgereedschap werkt samen met het roterende werkstuk om materiaal te verwijderen en het werkstuk symmetrisch te vormen.

Bij de meeste CNC-draaiprocessen beweegt het enkelpunts snijgereedschap radiaal om verschillende soorten CNC-draaibewerkingen uit te voeren. De snijkant is het enige dat met het werkstuk in wisselwerking staat, niet het hele gereedschap. Dit onderdeel van het snijgereedschap wordt ook wel de wisselplaat genoemd. De kleine wisselplaat kan een hoge maatnauwkeurigheid en complexe cirkelvormige ontwerpen produceren.

Soms zijn bij het CNC-draaiproces meerdere snijgereedschappen nodig, vooral bij complexe onderdelen. Dit komt vaak voor bij gaten met nauwe toleranties. Zo kan een kottergereedschap een bestaand gat vergroten, terwijl andere gereedschappen binnen- en buitendraad kunnen maken.

Het CNC-draaiproces is dynamisch en de CNC-draaibank kan de snijsnelheden en voedingen aanpassen naarmate het werkstuk wordt bewerkt voor verschillende bewerkingsvereisten.

Soorten CNC-draaibewerkingen

Er zijn vele soorten CNC-draaibewerkingen om werkstukken de gewenste vorm te geven. Hieronder worden enkele van de meest voorkomende draaibewerkingen beschreven.

Recht draaien

Rechtdraaien omvat een parallelle beweging van het snijgereedschap ten opzichte van de as van het werkstuk. Rechtdraaien produceert cilindrische onderdelen zoals assen. Het principe van materiaalverwijdering is gebaseerd op een snijgereedschap dat radiaal beweegt om materiaal te verwijderen.

Facing

Vlakfrezen wordt meestal gebruikt om een vlak oppervlak loodrecht op de as van het werkstuk te creëren. Vlakfrezen volgt op verdere bewerkingen en kan worden gebruikt om het oppervlak voor te bereiden. Het snijgereedschap beweegt opnieuw radiaal over het roterende werkstuk om een vlak oppervlak te snijden.

threading

Draadsnijden bij CNC-draaien vormt binnen- en buitendraad en produceert over het algemeen bevestigingsmiddelen en schroefdraadcomponenten. Er zijn ook verschillende matrijzen die gebruikt kunnen worden om nauwkeurige draadprofielen te creëren.

Boren

Boren is het proces waarbij een bestaand gat wordt vergroot. Boren wordt gebruikt om de afwerking te verbeteren en een nauwkeurige tolerantie te bereiken. Een boorgereedschap kan materiaal uit de interne delen van het werkstuk verwijderen. Boren wordt vaak gebruikt voor precisiegaten, zoals in motorcilinders.

Groeven

Groeven is het proces waarbij kanalen in een werkstuk worden gesneden. CNC-draaien kan worden geconfigureerd om deze smalle groeven te snijden om zowel functionele als esthetische redenen. Het snijgereedschap beweegt radiaal om groeven in het werkstuk te snijden.

Afscheid

Afsteken is vaak het laatste proces bij het draaien. Door af te steken wordt het onderdeel van het materiaal gescheiden. Het snijgereedschap beweegt op dezelfde manier als bij het frezen van smalle groeven, maar bereikt het midden van de roterende as en snijdt het werkstuk volledig los van het materiaal.

Taps draaien

Bij conische vormen kan door het taps toelopend draaiproces de diameter van het werkstuk geleidelijk kleiner worden. De sleutel hierbij is de schuine beweging van het snijgereedschap, waardoor een schuin taps toelopend profiel ontstaat.

Opruwen

Knurling is het aanbrengen van een patroon op het werkstuk om de grip te verbeteren of om esthetische redenen. Knurling wordt uitgevoerd met een speciaal gereedschap met een positief patroon. Dit kartelgereedschap drukt het patroon op het draaiende werkstuk.

Gekartelde patronen vind je op gereedschappen, leuningen, deurknoppen en handgrepen.

CNC-draaimachines: overzicht

CNC-draaimachines zoals CNC-draaibanken en draaicentra worden gebruikt voor de productie van componenten met een grote verscheidenheid aan vormen. De meeste productie in grote volumes is echter afhankelijk van draaicentra die geoptimaliseerd zijn voor specifieke bewerkingen.

Sommige draaibanken zijn uitgerust met een roterende klauwplaat en een gereedschapsrevolver die meerdere snijgereedschappen kan bevatten en snel van gereedschap kan wisselen. Draaibanken zijn verkrijgbaar met verschillende bedafmetingen en werkstukopspanningen en zijn meer geschikt voor rapid prototyping.

Op dezelfde manier hebben grotere draaibanken roterende gereedschappen aangestuurd die de bewerkingsmogelijkheden uitbreiden tot frezen, borenen tappen. Met CNC-technologie kunt u deze machines en gereedschappen vooraf selecteren om gereedschapspaden te genereren die een exacte controle over het snijproces garanderen.

Belangrijkste componenten van CNC-draaimachines

Spindel en klauwplaat: De roterende klauwplaat houdt het werkstuk vast en fungeert als een soort mal of bevestigingselement, dat van nature in de machine is ingebouwd. Je kunt de rotatiesnelheid van de spindel aanpassen aan het juiste materiaal.
Gereedschap- en torenhouders: Bij CNC-draaien bevat de gereedschapsrevolver meerdere snijgereedschappen (tot 12 gereedschappen). De gereedschapshouders fixeren het snijgereedschap en minimaliseren trillingen tijdens het snijproces. De gereedschap- en revolveropstelling maakt CNC-draaibewerkingen binnen één opstelling mogelijk door gereedschapswisselingen te minimaliseren.
CNC-bedieningspaneel: Het CNC-bedieningspaneel stelt de CNC-operator in staat om via een interface te communiceren met de CNC-draaimachines. Het bedieningspaneel kan materiaal- en onderdeelspecificaties aanpassen, CAD-bestanden interpreteren en de spindelsnelheid, gereedschapsbeweging en andere parameters regelen.
Kruisdia: De beweging van het snijgereedschap wordt aangestuurd door de dwarsslede. Deze zorgt ervoor dat het enkelpunts snijgereedschap radiaal in het roterende werkstuk kan grijpen. De dwarsslede is belangrijk voor veel draaibewerkingen zoals vlakken, recht draaien, taps toelopen en vele andere CNC-bewerkingsprocessen.

CNC-draaicentra

CNC-draaicentra zijn draaimachines die vele bewerkingsprocessen en -mogelijkheden combineren. CNC-draaicentra hebben meestal een gereedschapsrevolver met meerdere snijgereedschappen voor complexe CNC-draaibewerkingen.

CNC-draaicentra zijn bij uitstek geschikt voor de productie van componenten met complexe geometrieën en verschillende draaibewerkingen.

CNC draaibanken

CNC-draaibanken zijn geavanceerde en gespecialiseerde draaicentra voor het bewerken van cilindrische onderdelen. Deze CNC-draaibanken maken gebruik van een enkelvoudig snijgereedschap dat over de eerder beschreven dwarsslede beweegt om het roterende werkstuk in de klauwplaat vorm te geven.

CNC-draaibanken worden veel gebruikt voor rapid prototyping en voor de productie van lage tot hoge volumes.

Horizontaal draaicentrum

Horizontale draaicentra zijn een oplossing specifiek voor trillingsgevoelige bewerkingen. Ze zijn geschikt voor het bewerken van lange werkstukken. Het CNC-draaiprincipe is nog steeds identiek: het werkstuk wordt in de klauwplaat gedraaid, waarbij het snijgereedschap radiaal beweegt.

Horizontale draaicentra kunnen componenten met lange assen en grotere lengtes produceren.

Verticaal draaicentrum

Verticale draaicentra houden het werkstuk verticaal in de roterende klauwplaat. Dit vermindert de belasting op de spindel en verbetert de stabiliteit. Verticale draaicentra zijn ideaal voor het bewerken van onderdelen met een grote diameter, zoals turbines en rotoren, met een hoge maatnauwkeurigheid.

Materialen die worden gebruikt bij CNC-draaien

CNC-draaien is compatibel met veel materialen, waaronder grondstoffen, gietstukken en composieten.

Metalen

Aluminium
Staal
Titanium
Koperlegeringen zoals messing
Roestvrij staal, enz.

Aluminium, staal en titanium zijn veelgebruikte materialen voor CNC-bewerking vanwege hun sterkte, gewicht en bewerkbaarheid. Aluminium is licht van gewicht en uitstekend bewerkbaar, en titanium is een hard en taai materiaal om te bewerken in vergelijking met staal en messing. Al deze metalen worden veel gebruikt bij CNC-draaien om onderdelen met hoge sterkte te produceren voor medische en lucht- en ruimtevaarttoepassingen.

Kunststoffen

Nylon
ABS
PTFE
polycarbonaat
Acryl

Deze kunststoffen worden bewerkt voor gebruik in auto's en vanwege hun biocompatibiliteit in medische toepassingen. Kunststoffen zijn beter verspaanbaar en maken snelle prototyping en productie mogelijk.

Composites

Het bewerken van composieten is enigszins technisch vanwege de gelaagdheid van glasvezel en vereist een speciaal snijgereedschap. Het proces van het draaien van composieten brengt het risico van delaminatie met zich mee, maar biedt een hoge sterkte-gewichtsverhouding.

Gereedschappen in CNC-draaien

CNC-draaien omvat het roteren van het snijgereedschap om materiaal met precisie en nauwkeurigheid te verwijderen. Snijgereedschappen voor CNC-draaien zijn meestal gemaakt van hardmetaal of snelstaal, dat bestand is tegen de eisen van het snijproces.

Document

Type gereedschap	Beschrijving	Toepassingen
Draaigereedschap	Een enkelpunts snijgereedschap wordt gebruikt voor algemene materiaalverwijdering.	Rechtdraaien, vlakdraaien en conisch draaien voor cilindrische onderdelen zoals assen.
Saai gereedschap	Een hulpmiddel om bestaande gaten groter en verfijnder te maken.	Boorbewerkingen voor nauwkeurige gaten in motorcilinders of lagerhuizen.
Draadsnijgereedschap	Een speciaal gereedschap voor het snijden van binnen- en buitendraad.	Schroefdraad voor bevestigingsmiddelen, bouten en fittingen waarbij een veilige verbinding vereist is.
Groefgereedschap	Een smal gereedschap om kanalen of groeven in het werkstuk te frezen.	Groeven maken voor afdichtingen, O-ringen of esthetische accenten op buitenoppervlakken.
Afscheidsgereedschap	Een dun gereedschap dat wordt gebruikt om het afgewerkte onderdeel te scheiden van het ruwe materiaal.	Afsteekbewerkingen worden gebruikt om de bewerking van componenten zoals bussen te voltooien.
Opruwgereedschap	Een gereedschap waarmee patronen in het werkstuk worden gedrukt voor gestructureerde oppervlakken.	Kartelen van handgrepen, knoppen of onderdelen die een betere grip nodig hebben.
Nylon 6	230-290 ℃	70-120 ℃

De levensduur van CNC-draaigereedschappen kan worden verlengd door de juiste smeermiddelen en snijvloeistoffen te gebruiken, omdat het snijgereedschap in contact komt met verschillende materialen om wrijving te verminderen en spanen te verwijderen.

Toepassingen van CNC Draaien

CNC-draaidiensten worden in veel verschillende industrieën toegepast vanwege de modulaire aard van het snijgereedschap en de eisen van deze industrieën.

Automobielsector

CNC-draaien wordt veel gebruikt in de voertuig- en vrachtwagenindustrie. De meest voorkomende auto-onderdelen, zoals transmissieonderdelen en ophangingsstangen, worden met CNC-draaien gemaakt. CNC-draaien biedt de mogelijkheid om componenten in grote aantallen te produceren met een hoge precisie en consistente kwaliteit.

LUCHT- EN RUIMTEVAART

De lucht- en ruimtevaartindustrie gebruikt CNC-draaien voor precisieonderdelen zoals turbinebladen, landingsgestellen en fittingen. De lucht- en ruimtevaartindustrie vereist het bewerken van materialen met een hoge sterkte-gewichtsverhouding, zoals titanium, volgens strenge normen.

MEDISCHE

CNC-draaien wordt ook gebruikt voor de productie van kogelgewrichten, chirurgische instrumenten en andere soorten apparatuur. CNC-draaien biedt de mogelijkheid om biocompatibele materialen te bewerken tegen relatief lage kosten voor grootschalige productie.

CNC-draaidiensten ondersteunen ook rapid prototyping via CNC-draaien en garanderen de nauwkeurigheid van het productieproces van aangepaste onderdelen.

Voordelen van CNC-draaien:

In de maakindustrie is CNC-draaien een geliefd bewerkingsproces vanwege de vele voordelen die het biedt.

Dimensionale nauwkeurigheid:

CNC-draaien produceert onderdelen die voldoen aan strenge maatvoeringsnormen en nauwkeurige meetvereisten. De computerprogramma's verminderen de fouten die door menselijk ingrijpen worden veroorzaakt.

Veelzijdigheid:

CNC-draaimachines zijn er in vele soorten en maten en kunnen vele bewerkingen uitvoeren. Bovendien maakt CNC-draaimachines gebruik van gereedschappen waarvan de wisselplaten kunnen worden verwisseld of vervangen om verschillende materialen te kunnen verwerken. Meerdere snijgereedschappen en aangedreven roterende gereedschappen kunnen complexe ronde geometrieën creëren.

Schaalproductie:

Het draaiproces vermindert de productietijd en -kosten. CNC-draaien is ideaal voor rapid prototyping en grootschalige productieseries, wat de productiviteit verhoogt. Dit is gunstig voor de productie-efficiëntie.

Materiaal keuzes:

CNC-draaien is geschikt voor vele soorten metalen en niet-metalen zoals acryl en keramiek. De materiaalflexibiliteit zorgt voor een bredere toepasbaarheid van CNC-draaien.

CNC-frezen versus CNC-draaien: welke moet u kiezen?

CNC-frezen en CNC-draaien zijn beide zeer nauwkeurige en efficiënte bewerkingsprocessen. In tegenstelling tot CNC-draaien, waarbij het werkstuk wordt gedraaid en een stilstaand snijgereedschap wordt gebruikt om het te vormen, wordt bij CNC-frezen een bewegend snijgereedschap gebruikt met bewegingen in 3 of meer assen om materiaal te verwijderen.

Hierdoor kunnen met CNC-frezen rechthoekige onderdelen en onderdelen zoals holtes, afschuiningen, fillets en vlakke oppervlakken worden geproduceerd. Beide processen maken gebruik van CNC-machines en computerondersteunde ontwerptechnologie, maar de belangrijkste factor is in de meeste gevallen de vorm van het werkstuk en het uiteindelijke onderdeel.

CNC-frezen is veelzijdiger voor meerassige bewerkingen, terwijl CNC-draaien geschikt is voor cilindrische of ronde onderdelen.

Veelvoorkomende uitdagingen bij CNC-draaien

Om CNC-draaien volledig te begrijpen, moet u meer weten over de veelvoorkomende beperkingen van de CNC-draaimachine.

Slijtage van gereedschap

CNC-draaien maakt gebruik van scherpgerande gereedschappen. Hoewel het hele gereedschap de vorm heeft van een klein staafje, is alleen de voorste rand geschikt voor het weghakken van materiaal bij hoge toerentallen. De snijkant kan snel verslechteren bij niet-geoptimaliseerde snijparameters, zoals een verkeerde verspaningssnelheid, taaier materiaal of een verkeerde keuze van wisselplaten.

Materiaaleigenschappen

Materiaaleigenschappen veranderen naarmate het materiaal verandert. Aluminium, messing en roestvrij staal hebben allemaal een verschillende bewerkbaarheid, sterkte en toepassingen. Voordat u met CNC-bewerkingen begint, is het beter om materialen grof te testen om het proces te optimaliseren.

Fouten en toleranties

Hoewel CNC-draaibanken geautomatiseerd zijn, zijn ze nog steeds gevoelig voor programmeerfouten. Sterker nog, de grote afhankelijkheid van CNC-machines van CAD-ondersteunde bestanden en programma's betekent dat kwaliteitscontroles al in de ontwerpfase beginnen.

CNC-draaicentra en CNC-draaibanken worden beperkt door hun bedgrootte, gereedschapsradius en toleranties. Een CNC-draaibank kan geen toleranties bereiken bij prismatische vormen en onregelmatige rondingen.

Conclusie

CNC-draaien is cruciaal voor veel industrieën, voor de productie van onderdelen en soms ook voor de productie. Het vormt ook het startpunt voor veel andere soorten bewerkingen. Met CNC-draaibanken en draaicentra kunt u toleranties bereiken tot 0.001 inch, of soms zelfs kleiner, in zeer nauwkeurige draaicentra.

Het wordt veel gebruikt in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, rapid prototyping en medische apparatuur. Bovendien vereist de CNC-technologie minimale menselijke tussenkomst en kunnen onderdelen overal worden geproduceerd door simpelweg een ontwerp naar de CNC te uploaden. Moderne CNC's zijn geschikt voor netwerkbewerking en -bewaking, wat betrouwbare oplossingen biedt voor complexe componenten en precisiebewerkingen.

Veelgestelde vragen

Vraag: Wat is CNC-draaien?

A: CNC-draaien is een subtractief (materiaalverwijderend) productieproces waarbij een werkstuk in een metalen klauw draait en een snijgereedschap naar het werkstuk toe beweegt en geleidelijk materiaal verwijdert.

V: Wat is een CNC-draaiklus?

A: Bij een CNC-draaibewerking gaat het meestal om het bedienen van de CNC-machine en het bedienen van de computerbesturing van de CNC om materiaal van het roterende werkstuk te verwijderen.

Vraag: Wat is het verschil tussen CNC-frezen en CNC-draaien?

A: Het belangrijkste verschil tussen CNC-draaien en CNC-frezen is dat bij draaien gebruik wordt gemaakt van een roterend werkstuk en een stilstaand snijgereedschap, terwijl bij frezen gebruik wordt gemaakt van een roterend en bewegend snijgereedschap dat in het werkstuk wordt gevoerd.

V: Wat is CNC-draaien voor dummies?

A: Bij CNC-draaien wordt met een computergestuurde draaibank materiaal van een roterend onderdeel verwijderd en in nauwkeurige cilindrische onderdelen gevormd.

V: Wat is draaien in een CNC-machine?

A: Draaien is de feitelijke bewerking waarbij een werkstuk roteert en een stilstaand gereedschap het materiaal bewerkt.

V: Wat doet een CNC-draaier?

A: Een CNC-draaier bedient een computergestuurde draaibank om nauwkeurige cilindrische componenten te vervaardigen door materiaal van roterende werkstukken te verwijderen.

Wat is CNC-draaien? Proces, typen en toepassingen