CNC-brootsen is een zeer nauwkeurige en efficiënte manier bewerkingsproces: die gebruikmaakt van CNC-technologie (Computer Numerical Control) om complexe oppervlaktestructuren op diverse werkstukken te creëren. Het omvat de lineaire heen-en-weergaande beweging van een speciaal snijgereedschap, een broots, dat bij elke bewerking geleidelijk materiaal van het werkstuk verwijdert.
Wat is CNC-brootsen?
CNC-brootsen kan worden omschreven als een metaalbewerkingsproces waarbij een computergestuurd snijgereedschap wordt gebruikt om een broots met meerdere tanden door een werkstuk te leiden of te geleiden, wat resulteert in complexe interne of externe kenmerken zoals spiebanen, spiebanen of tandwielen. De reden waarom de methode belangrijk blijft, is omdat deze wordt gebruikt om hoogwaardige oppervlakteafwerkingen binnen zeer nauwe toleranties te leveren.
Soorten CNC-brootsmachines
Verschillende configuraties qua afmetingen van de te bewerken onderdelen, het benodigde type broots en de volumes bepalen de verschillende beschikbare vormen voor CNC-brootsmachines. Veelvoorkomende typen zijn:
1. Horizontale CNC-brootsmachines
In deze modus vindt de bewerking horizontaal plaats door de bewerking uit te voeren via spindels die erop gemonteerd zijn. Interne onderdelen zoals spiebanen, spiebanen en tandwielen voor assen of cilindrische componenten kunnen het beste worden geproduceerd met horizontale CNC-machines.
2. Verticale CNC-brootsmachines
Deze systemen maken gebruik van verticale bewegingen terwijl ze overtollig materiaal van hun onderdelen verwijderen met speciale snijbladen, brootsen genaamd. Ze kunnen worden gebruikt voor het produceren van buitenkarakteristieken, vlakheidsgroeven en profielen voor onregelmatig gevormde objecten, zoals vlakke metalen platen.
3. CNC-brootscentra
CNC-brootscentra zijn gereedschapsmachines die verschillende bewerkingen combineren, zoals frezen en boren, met een lineaire beweging van het ram-type van de slede waarop het gereedschapsframe is bevestigd, waardoor het volledige onderdeel in één opspanning kan worden bewerkt. Dit maximaliseert de efficiëntie en verkort de verwerkingstijd.
4. Speciale CNC-brootsmachines
Voor nichetoepassingen of industrieën kunnen er gespecialiseerde ontwerpen bestaan voor specifieke industrieën die bepaalde vormen vereisen, zoals massieve tandwielfrezen, maar dan met behulp van brootstechnologie. Dit kan bijvoorbeeld het bewerken van grote tandwielen in een tandwielproductielijn of spiebanen op spiebanen inhouden.
5. CNC-brootsbevestigingen
Bestaande frees-, draai- of multitaskmachines kunnen worden uitgerust met brootsmodules of -accessoires om brootscapaciteit te creëren. Dergelijke accessoires vormen een economische oplossing om brootscapaciteit toe te voegen aan reeds bestaande faciliteiten, met behoud van lage bedrijfskosten.
Kenmerken van het brootsen
1) Hoge productiviteit. Brootsen werken met meerdere tanden tegelijk en kunnen na een slag ruwen en afwerken.
(2)Hoge duurzaamheid van de broots. De brootssnelheid is bescheiden, de dikte van elke tandsnede is gering en daardoor neemt de toegepaste snijkracht ook nauwelijks af, waardoor de warmte die bij het snijden ontstaat, afneemt.
(3) Hoge bewerkingsnauwkeurigheid. De tolerantiegraad van de brootsmaat varieert doorgaans van IT8 tot IT6 en de ruwheid van Ra 0.8 ~ 0.1 μm.
(4) Brootsen van slechts één hoofdbeweging (lineaire beweging), eenvoudige structuur en gemakkelijk te bedienen.
(5) Breed scala aan bewerkingen. Met behulp van brootsen kunnen ronde, doorlopende gaten worden bewerkt, evenals andere complexe vormen, zoals vlakke oppervlakken zonder obstakels voor externe oppervlakken. Er kunnen echter geen trapgaten, niet-doorlopende gaten of boringen met dunne wanden worden gemaakt.
(6) Het aanpakken van hoge kosten, het verhogen van de complexiteit, naast standaardisatie en specificatie van onderdelen, wordt in de productie van kleine series van een enkel stuk zelden toegepast.
CNC-machinebrootsgereedschappen
Brootsgereedschap voor CNC-machines
Bij CNC-brootsbewerkingen zijn er gespecialiseerde brootsgereedschappen die ontworpen zijn voor gebruik met CNC-machines. Deze gereedschappen bestaan uit een staaf of houder die een wisselplaat of de broots stevig vasthoudt. Bovendien bestaat deze snijkant uit een reeks tanden die geleidelijk in grootte toenemen en materiaal afvoeren terwijl het erlangs gaat.
Materialen en coatings voor gereedschappen
De harde en slijtvaste materialen die gebruikt worden bij de productie van brootsgereedschappen zijn onder andere snelstaal (HSS) en hardmetaal. HSS-staal is bedoeld voor het bewerken van relatief zachtere werkstukken, terwijl hardmetaal geschikt is voor hardere materialen, bijvoorbeeld voor abrasieve toepassingen. Bovendien kunnen dergelijke gereedschappen worden gecoat met geavanceerde dunne-filmcoatings zoals titanium nitride (TiN), aluminium titanium nitride (AlTiN) en andere om hun prestaties, standtijd en slijtvastheid te verbeteren.
Levensduur en onderhoud van gereedschap
Verschillende factoren bepalen de standtijd van brootsgereedschappen, zoals het materiaal van het werkstuk, de snijparameters en zelfs hoe goed het gereedschap wordt onderhouden. Een constante prestatiegarantie wordt verkregen door goed onderhoud, zoals regelmatige inspectie, slijpen en vervanging van versleten of beschadigde tanden, waardoor een maximale benutting van deze gereedschappen op lange termijn wordt gegarandeerd.
Voordelen van CNC-brootsen
Hoge precisie en consistente oppervlakteafwerking
De mogelijkheid om zeer nauwkeurige en consistente interne en externe oppervlakteafwerkingen te produceren, is een van de belangrijkste voordelen van CNC-brootsen. In vergelijking met andere bewerkingsprocessen biedt deze methode een betere oppervlakteafwerking met nauwe toleranties, waardoor extra nabewerkingen overbodig zijn.
Hoge materiaalverwijderingspercentages
Met zijn hoge materiaalafname is CNC-brootsen een efficiënt proces voor productie in grote volumes. Dit proces is met name nuttig bij het creëren van diepe ondersnijdingen, ingewikkelde interne vormen en complexe profielen die met traditionele bewerkingstechnieken onmogelijk of te moeilijk te maken zouden zijn.
Veelzijdigheid in materiaalcompatibiliteit
Een ander groot voordeel van CNC-brootsen is dat het geschikt is voor vrijwel alle soorten materialen, zoals metalen, kunststoffen en composieten. Dankzij deze veelzijdigheid kunnen bedrijven actief zijn in diverse sectoren, waaronder de automobiel-, lucht- en ruimtevaart- en gereedschapsindustrie.
Kosteneffectieve oplossing
CNC-brootsen biedt een kosteneffectieve oplossing voor productie in grote aantallen. De insteltijd is minimaal voordat de bewerking kan worden gestart; de geproduceerde onderdelen zijn altijd van goede kwaliteit, waardoor er minder inspecties en nabewerkingen nodig zijn, wat uiteindelijk de totale productiekosten verlaagt.
Vergelijking van broots-, vorm-, boor- en boorbewerkingsprocessen
Bewerkingsproces | Snijactie | Typische toepassingen | Voordelen | Beperkingen |
Ruimen | Lineaire heen en weer gaande beweging van een gereedschap met meerdere tanden om complexe interne of externe vormen te creëren | Interne spiebanen, spiebanen, tandwielen, veelhoeken | Hoge oppervlakteafwerking, hoge materiaalafname, complexe vormen | Voor elke toepassing is een speciaal gereedschap nodig, beperkt tot rechte/spiraalvormige vormen |
vorming | Reciprocerende lineaire beweging van een enkelpuntsgereedschap om vlakke oppervlakken te genereren | Bewerken van onregelmatige oppervlakken, spiebanen, groeven | Veelzijdig, kan onregelmatige vormen bewerken | Langzamer proces, beperkt tot vlakke oppervlakken |
Boren | Draaibeweging van een enkel- of meerpuntsgereedschap om interne cilindrische oppervlakken te vergroten of af te werken | Vergroten of afwerken van cilinderboringen, lageroppervlakken | Hoge precisie, gladde oppervlakteafwerking | Beperkt tot interne cilindrische oppervlakken |
Boren | Draaiende beweging van een boor om cilindrische gaten te maken | Gaten boren, diepgatboren, kanonboren | Snelle gatproductie, verschillende gatgroottes | Beperkt tot cilindrische gaten, potentiële braamvorming |
Toepassing van CNC-brootsmachines
CNC-rotatiebrootsmachines worden veel gebruikt in verschillende productiesectoren, met name voor zeer precieze bewerkingen en massaproductie.
Gebieden waar ze vaak worden toegepast zijn:
1. Lucht- en ruimtevaartindustrie
CNC-brootsmachines kunnen zeer precieze en sterke lucht- en ruimtevaartcomponenten zoals ruimtevaartuigbehuizingen, motoronderdelen, turbinebladen en dergelijke bewerken.
2. Automobielindustrie:
Een aantal auto-onderdelen die door CNC-brootsmachines bewerkt kunnen worden, zijn onder andere assen, stuurkogels, tandwielen en krukassen.
3.Elektronische industrie
Behuizingen van elektronische producten, printplaten en geleiderails kunnen allemaal op een CNC-brootsmachine worden vervaardigd.
4. Industrie voor de productie van precisie-instrumenten
Voorbeelden hiervan zijn microscopen, zoals elektronenmicroscopen, en telescopen.
Conclusie
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op verbeteringen in een gespecialiseerd bewerkingsproces genaamd CNC-brootsen. Het is een gespecialiseerd bewerkingsproces dat meertandige brootsen combineert met computer numerieke besturingstechnologie (CNC) om complexe interne of externe kenmerken op een werkstuk te produceren. Componenten met complexe interne of externe kenmerken kunnen met deze methode efficiënt worden geproduceerd met enkeltandige snijgereedschappen, gecombineerd met de nauwkeurigheid en automatisering van CNC-systemen.
EASIAHOME richt zich al 17 jaar op CNC-bewerking. Bij EASIAHOME kunnen we u, dankzij onze experts, tegen betaalbare kosten en binnen de kortst mogelijke tijd helpen met uw CNC-bewerkingsproject.
