Kundenspezifische CNC-Dreh- und Dreh-Fräsbearbeitung für Luft- und Raumfahrtkomponenten

Dieses Luft- und Raumfahrtkomponente aus 316er Edelstahl ist klein – ca. 28 x 10 mm – kombiniert aber mehrere Bearbeitungsarten auf sehr engem Raum.

Der Hauptkörper ist rotativ. Die zylindrischen Oberflächen, die Innenbohrung, die gestuften Durchmesser und die runden Schultern sind natürliche CNC-Drehmerkmale. Das Teil enthält auch Öffnungen, Schlitze und seitliche Details, die sich von der Drehachse weg bewegen und Fräsen erfordern.

Diese Kombination machte CNC-Dreh-Fräsbearbeitung zu einer praktikablen Wahl für dieses Projekt.

Die meisten Abmessungen werden um ±0,05 mm gesteuert, während ausgewählte kritische Merkmale gemäß der Kundenzeichnung bis zu ±0,01 mm spezifiziert sind.

Die fertigen Teile werden an einen Kunden in den Vereinigten Staaten für eine Anwendung in der Luft- und Raumfahrt geliefert.

Projektspezifikationen

Das Teil beginnt natürlich auf einer CNC-Drehmaschine

Wenn man sich zuerst die runde Geometrie ansieht, ist der Bearbeitungsweg leichter zu verstehen.

Der Außendurchmesser, die Bohrung, die gestuften Durchmesser und die Schultern können alle durch CNC-Drehmaschinenbearbeitung hergestellt werden. Diese Merkmale bilden den Grundkörper und liefern Referenzen für die nachfolgenden Details.

Wenn die Komponente dort enden würde, wäre konventionelles CNC-Drehen ausreichend.

Mehrere Merkmale unterbrechen jedoch die rotative Geometrie. Sie können nicht einfach durch Bewegen eines Drehstahls entlang der Achse des Teils hergestellt werden.

Diese Details erfordern Fräsen.

Der wichtige Punkt ist, dass die gefrästen Merkmale immer noch zur Geometrie gehören, die während des Drehens etabliert wurde. Ein Schlitz oder ein seitliches Merkmal kann klein sein, aber seine Position kann sich direkt auf eine gedrehte Bohrung, Schulter oder einen Außendurchmesser beziehen.

Hier geht die Arbeit vom einfachen Drehen zur Dreh-Fräsbearbeitung über.

Drehen und Fräsen verbinden

Ein möglicher Weg wäre, zuerst den gedrehten Körper fertigzustellen, die Komponente zu entfernen und sie wieder auf einer separaten Fräsmaschine zu spannen.

Manchmal ist es genau das, was wir tun.

Für dieses Teil ist es jedoch sinnvoll, mehr Operationen innerhalb eines koordinierten CNC-Dreh- und Fräsprozesses durchzuführen. Dies reduziert zusätzlichen Handhabungsaufwand und gibt uns eine direktere Möglichkeit, von der gedrehten Geometrie auszugehen, wenn wir die achsfernen Details bearbeiten.

Dies ist besonders nützlich bei einer Komponente, die nur etwa 28 x 10 mm groß ist.

Kleine Teile bieten nicht viel Platz für unnötige Werkstückspannungen, und jede neue Einrichtung führt eine weitere Referenz ein, die korrekt etabliert werden muss.

Der Vorteil der Dreh-Fräsbearbeitung liegt hier also ganz praktisch: zusammenhängende Merkmale während der Bearbeitung zusammenhalten.

±0,01 mm, wo die Zeichnung es tatsächlich verlangt

Ausgewählte kritische Abmessungen sind bis zu ±0,01 mm spezifiziert, während andere Abmessungen bei ca. ±0,05 mm liegen.

Wir halten diese Unterscheidung für wichtig.

Dies ist keine Komponente, bei der jede Abmessung eine ±0,01-mm-Kontrolle benötigt, und eine solche Beschreibung würde die tatsächliche Bearbeitungsanforderung übertreiben.

Stattdessen erhalten die engeren Toleranzen dort zusätzliche Aufmerksamkeit, wo die Zeichnung sie vorsieht.

Diese Abmessungen können beeinflussen, wie die Komponente in der Baugruppe des Kunden positioniert, passt oder mit den umliegenden Teilen zusammenarbeitet. Andere Merkmale werden nach ihren eigenen spezifizierten Toleranzen gefertigt.

Für präzise Luft- und Raumfahrt-CNC-Bearbeitung ist es nützlicher zu verstehen, wo eine engere Kontrolle tatsächlich wichtig ist, als einfach zu versuchen, jede Abmessung so eng wie möglich zu bearbeiten.

28 x 10 mm ist klein, aber die Geometrie ist nicht einfach

Es ist eine ganze Menge in dieser Komponente untergebracht.

Innerhalb einer maximalen Größe von ca. 28 x 10 mm kombiniert das Teil externe gedrehte Oberflächen, interne Geometrie, Durchmesseränderungen, Schultern und mehrere lokale Merkmale, die Fräsen erfordern.

Dies beeinflusst den Werkzeugzugang und die Bearbeitungsreihenfolge.

Die Drehoperationen müssen die Grundgeometrie festlegen, ohne das spätere Fräsen unnötig zu erschweren. Die gefrästen Details müssen wiederum den bereits auf dem gedrehten Körper erstellten Referenzen folgen.

Deshalb kann die Gesamtgröße bei der Bewertung eines Bearbeitungsprojekts irreführend sein.

Eine größere Welle mit einem einfachen Profil erfordert möglicherweise relativ wenig Bearbeitung. Eine viel kleinere Komponente wie diese kann mehrere Operationen auf sehr begrenztem Arbeitsbereich beinhalten.

Bearbeitung des Teils aus 316er Edelstahl

Der Kunde hat 316er Edelstahl für diese Luft- und Raumfahrtkomponente spezifiziert.

Bei einem kleinen, detailreichen Teil muss das Material zusammen mit der Bearbeitungsreihenfolge berücksichtigt werden. Werkzeugzugang, Schnittbedingungen und die in jeder Operation entfernte Materialmenge beeinflussen, wie reibungslos das Teil vom Drehen zum Fräsen übergeht.

Es hat keinen Vorteil, zusätzliche Durchgänge hinzuzufügen, nur weil die Ausrüstung dies zulässt.

Die kreisförmige Geometrie wird gedreht. Die achsfernen Details werden gefräst. Die Bearbeitungsroute konzentriert sich weiterhin auf das, was die Zeichnung tatsächlich erfordert.

Das klingt einfach, aber die Einfachheit des Prozesses ist oft nützlich, wenn eine Komponente bereits viele Geometrien auf kleinem Raum enthält.

Kundenspezifisches CNC-Drehen für Teile, die mehr als nur Drehen benötigen

Unsere kundenspezifischen CNC-Drehdienstleistungen umfassen viele Komponenten, die fast vollständig auf einer Drehmaschine fertiggestellt werden können – Wellen, Stifte, Hülsen, Buchsen, Abstandshalter und andere rotierende Teile.

Andere Zeichnungen beginnen auf die gleiche Weise, enthalten aber zusätzliche Abflachungen, Querbohrungen, Schlitze oder Öffnungen.

Hier kann kundenspezifische CNC-Drehmaschinenbearbeitung natürlich in die Dreh-Fräsbearbeitung übergehen.

Für diese Art von nach Zeichnung gefertigten Komponenten prüfen wir die vollständige Geometrie, bevor wir entscheiden, ob das Teil auf einer konventionellen Drehmaschine verbleibt, separate Dreh- und Fräsbearbeitungen durchläuft oder mittels eines Dreh-Fräsprozesses hergestellt wird.

Kunden suchen möglicherweise auch nach dieser Fähigkeit als kundenspezifischer CNC-Drehservice, obwohl CNC-Drehen und CNC-Drehmaschinenbearbeitung die gebräuchlicheren Branchenbegriffe sind.

Die Terminologie ist weniger wichtig als die Zeichnung. Die Geometrie sagt uns, welcher Prozess sinnvoll ist.

Ein kleines Teil, bei dem die Referenzen wichtig sind

Was an dieser Komponente auffällt, sind nicht einfach die ±0,01-mm-Toleranz oder die Tatsache, dass sie in Luft- und Raumfahrtgeräten verwendet wird.

Es ist die Beziehung zwischen den Merkmalen.

Die Bohrung, der Außendurchmesser und die gestuften kreisförmigen Oberflächen bilden den gedrehten Körper. Die Schlitze, Öffnungen und seitlichen Details müssen dann dieser Geometrie an den von der Zeichnung definierten Stellen folgen.

Das ist der Grund, warum die Dreh-Fräsbearbeitung zu diesem Projekt passt.

Für ein ähnliches kundenspezifisches Teil würden wir zuerst die gleichen Fragen stellen: Welche Merkmale sollten während des Drehens festgelegt werden, welche erfordern Fräsen und welche Beziehungen sind besser innerhalb derselben Einrichtung zu halten?

Sobald diese geklärt sind, wird der Bearbeitungsweg normalerweise viel einfacher zu entscheiden.