Maßgefertigte 5-Achsen-Präzisionsteile aus Werkzeugstahl
Übersicht
XCM CNC bietet die 5-Achsen-Bearbeitung von Werkzeugstahl (CNC) zur Herstellung von Einsätzen mit räumlichen Oberflächen, schrägen Bohrungen und in mehrere Richtungen verlaufenden Befestigungselementen, einschließlich komplex konturierter Kerne, geformter Formblöcke und konturierter Positionierungselemente für Prüfvorrichtungen. Das 3D-Modell wird zunächst auf Werkzeugzugang, Teileausrichtung und Kollisionen mit der Spannvorrichtung geprüft, anschließend werden bearbeitbare Flächen und Bezugspunkte festgelegt. Oberflächenprofile können mithilfe von CMM oder einer Profilprüfung verifiziert werden. Die Mindestbestellmenge beträgt 1 Stück, wobei die Lieferzeiten je nach Komplexität, Stückzahl, Wärmebehandlung und Anforderungen an die Endbearbeitung in der Regel 10–15 Tage betragen.
Kernkompetenzen
- Materialien: Werkzeugstahl SKD11, DC53, S136; Güteklasse und Zustand gemäß Zeichnungsprüfung
- Verträglichkeit: +/-0,003 mm (+/-0,00012 Zoll), Genauigkeit IT5 oder IT6, +/-0,01 mm Wellen-/Bohrungspassungen; h6/H7 verfügbar
- Oberflächenbehandlung: Fertige fräsoberflächen Ra 1,6 µm; polierte Oberflächen bis Ra 0,2 µm, sofern angegeben; die erreichbare Oberflächengüte hängt von der Güteklasse und der Härte ab
- GD&T: Ebenheit 0,02 mm an den Montageflächen (Fläche bis zu 1030 × 1030 mm); Rechtwinkligkeit 0,02 mm/1000 mm zwischen den Bezugsebenen
- Maximale Größe: Fünf-Achsen-Bearbeitung mit Abmessungen von 800 × 600 × 900 mm; der tatsächliche Werkstückbereich hängt vom Maschinenverfahrweg, der Spannvorrichtung und der Werkstücklage ab
- Wärmebehandlung: Je nach festgelegter Güteklasse, Zeichnung und Lieferantenkapazität sind der Endzustand und die Härte bei der Bestellung anzugeben
- Thema: Innengewinde ab M1,4 und Außengewinde ab M2,0; Prüfung mit Go/No-Go-Lehre; Durchführbarkeit hängt vom Materialzustand und der Tiefe ab
- Präzisionsgrenze: Profil 0,02 mm bei Freiform- und 5-Achsen-Konturen anhand des 3D-Modells; Werkzeugzugang, Einrichtung, Spannvorrichtung und Materialzustand beeinflussen die Anwendbarkeit
Konturen aus Werkzeugstahl und fünfachsiger Werkzeugzugang
Bei der 5-Achs-Bearbeitung können Werkzeuge aus verschiedenen Richtungen an die Oberflächen von Formen aus Werkzeugstahl herangeführt werden, wodurch schwer zugängliche Bereiche an gekrümmten und geneigten Flächen reduziert werden. Wenn mehrere Flächen in einer Aufspannung bearbeitet werden können, werden zudem Bezugspunktfehler durch wiederholtes Einspannen verringert. Die Machbarkeit hängt vom 3D-Modell, der Werkzeugausladung, dem Freiraum der Spannvorrichtung und der Ausrichtung des Werkstücks ab. Der Größenbereich für die 5-Achs-Bearbeitung beträgt 800 x 600 x 900 mm, wobei die tatsächlichen Werkstückabmessungen auch von den Spannvorrichtungen und der Spannausrichtung abhängen.
Werkzeugstahl: Schrägbohrungen und Bezugsebenenausrichtung
Schrägbohrungen und in verschiedene Richtungen verlaufende Befestigungsflächen müssen dasselbe Bezugssystem wie die Konturfläche verwenden. Die Richtung der Bohrungsachse, der Einstichabstand und die Befestigungsbezugspunkte wirken sich direkt auf die Position der Schneideinsätze im Werkzeug aus. Bei der fünfachsigen Bearbeitung wird die Werkzeugausrichtung so angepasst, dass schräge Bohrungen, die im Modell vorgesehen sind, bearbeitet werden können. Hinterschneidungen können ebenfalls bearbeitet werden, erfordern jedoch häufig mehrere Rüstvorgänge, Spezialwerkzeuge oder Elektroerosion. Geben Sie die Bezugspunkte für schräge Bohrungen sowie die Prüfverfahren in der Zeichnung an.
Plan für gehärtete Konturen und Endbearbeitung von Werkzeugstahl
Unterschiedliche Werkstoffgüten und Wärmebehandlungsbedingungen beeinflussen die Schnittkräfte und die Aufmaße. Bei konturierten Kernen oder Formeinsätzen ist zunächst festzulegen, ob die Abnahme vor der Wärmebehandlung oder im fertigen Zustand erfolgt. Wenn lokale Merkmale eine höhere Präzision erfordern, können zeichnungsbasiertes Schleifen, Funkenerosion (EDM) oder Drahterosion die CNC-Bearbeitung ergänzen. Auch die Anforderungen für IT5/IT6 erfordern eine merkmals- und zeichnungsbasierte Prozessbewertung. Zeichnungen und Werkstoffzertifikate legen die Endhärte und den Endzustand fest.
Prüfung von Werkzeugstahlprofilen gemäß CAD
Das Profil komplexer Oberflächen kann auf der Grundlage eines festgelegten 3D-Modells und eines Prüfplans eine Genauigkeit von bis zu 0,02 mm erreichen. Je nach Oberflächengeometrie können CMM-Messungen, 3D-Scans oder Profilprüfungen ausgewählt werden, um den Bezugspunkten und den Anforderungen an die Berichterstellung gerecht zu werden. Die Profiltoleranz unterscheidet sich von der Oberflächenrauheit. Anforderungen an die Politur oder den Spiegelglanz müssen separat angegeben werden.
Technische Daten
| Produktname | Maßgefertigte 5-Achsen-Präzisionsteile aus Werkzeugstahl |
|---|---|
| Hersteller | XCM CNC |
| Standort der Fabrik | Shenzhen, Guangdong, China |
| Qualitätssystem | ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949, GJB9001C |
| Bearbeitungsverfahren | 5-Achsen-Bearbeitung mit CNC; Schleifen, Funkenerosion oder Drahterosion gemäß Spezifikation |
| Material | Werkzeugstahl |
| Material Klasse | SKD11 oder DC53 für verschleißfeste Formblöcke; S136 für polierte Kerne; genaue Norm und Ausführung gemäß Zeichnung |
| Oberflächenrauhigkeit | Fertiggefräste Oberflächen Ra 1,6 µm; polierte Oberflächen bis Ra 0,2 µm, sofern angegeben |
| Oberflächenbehandlung | Wie bearbeitet; festgelegte Konturbearbeitung oder Polierung nach Prüfung der Zeichnung |
| Anwendung | Konturierte Formkerne, Einsätze mit schrägen Bohrungen, Formblöcke, Profil-Positioniervorrichtungen und Mehrwinkel-Befestigungsblöcke |
| Wesentliche Merkmale | Räumliche Konturen, Werkzeugausrichtung und Zugang zu schrägen Bohrungen; Überprüfung des CAD-Profils anhand des tatsächlichen Aufspannraums |
| Kritische QC-Anforderungen | Überprüfen Sie die Kontur CAD, die Position der Schrägbohrung, die Befestigungsbezugspunkte und die vorgegebenen Flächen; legen Sie die Prüfmethode CMM, 3D-Scan oder Profilprüfung fest |
| MOQ | 1 Stück |
| Typische Vorlaufzeit | 10-15 Arbeitstage nach der Zeichnungsprüfung |
| Zeichnungsformate | STEP, IGS, DWG, PDF, X_T |
| Wärmebehandlung | Je nach festgelegter Güteklasse, Zeichnung und Lieferantenkapazität sind der Endzustand und die Härte bei der Bestellung anzugeben |
Anwendungen
Komplex geformte Kerneinsätze für Spritzgussformen
Ein konturierter Kerneinsatz und ein Kerneinsatz mit schrägen Bohrungen kommen beim Formpressen direkt mit der Kunststoffschmelze in Kontakt, wobei Werkzeugstahl als verschleißfestes, härtbares Substrat für die Formoberfläche dient. Bei der fünfachsigen Bearbeitung wird die Werkzeugausrichtung anhand des 3D-Modells angepasst, um mehrdimensionale Oberflächen und zugängliche, abgewinkelte Merkmale bearbeiten zu können. Abgewinkelte Bohrungen dienen der Befestigung von Einsätzen oder strukturellen Anordnungen. Gewundene Innenkanäle erfordern einen separat erstellten Bearbeitungsplan.
Einsätze mit räumlichem Profil für Stanz- und Umformwerkzeuge
Ein geformter Werkzeugblock und ein 3D-Profil-Werkzeugeinsatz berühren und formen das Blechmaterial mit nicht rotationssymmetrischen gekrümmten Oberflächen, die häufig schräge Flächen, Freiraumflächen und in verschiedene Richtungen verlaufende Befestigungsmerkmale aufweisen. Die bei der Umformung auftretende Druck- und Reibungskraft bestimmt die Wahl der Werkstoffgüte und der Wärmebehandlung. Die fünfachsige Bearbeitung erzeugt diese räumlichen Oberflächen, sofern das Modell und der Spannraum dies zulassen. Der Werkzeugradius begrenzt Innenecken; scharfe Ecken erfordern Elektroerosion (EDM) oder eine Konstruktionsanpassung.
Konturierte Positionierelemente und Prototypeneinsätze für Prüfvorrichtungen in der Automobilindustrie
Eine konturierte Positioniervorrichtung für die Prüfvorrichtung stützt oder positioniert Karosserieteile, während ein Prototyp-Umform-Einsatz die lokale Umformgeometrie überprüft. Gekrümmte Kontaktflächen weisen häufig geneigte Befestigungsflächen auf. Durch die fünfachsige Bearbeitung können Kurven und Befestigungsflächen ausgehend von einem gemeinsamen Bezugspunkt gefertigt werden, wodurch Bezugspunktfehler durch wiederholte Einrichtvorgänge reduziert werden. Das 3D-Modell und die Zeichnung legen das Profil und die Prüfverfahren fest.
Mehrwinklige Positionierelemente und konturierte Nocken für die Automatisierung
Eine Mehrwinkel-Spannvorrichtung verbindet Spann- oder Auflageflächen in verschiedenen Richtungen, während eine konturierte Kurvenscheibe einen Mitnehmer durch ihr Profil führt. Die Winkelverhältnisse zwischen den Flächen und den Kontaktprofilen sind entscheidend. Die fünfachsige Bearbeitung bietet einen größeren Nutzen, wenn ein Werkstück räumliche Merkmale auf mehreren Flächen aufweist. Bei Werkstücken mit nur einer Ebene oder rotationssymmetrischen Merkmalen kann die 3-Achsen-Bearbeitung oder das Drehen zum Einsatz kommen.
Warum XCM CNC
Qualitätssysteme und 5-Achsen-Maschinen
Das Werk verfügt über die Zertifizierungen nach den Qualitätsmanagementsystemen ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949 und GJB9001C. Zur Ausstattung gehören eine 5-Achsen-Maschine vom Typ DMG 80mono sowie Bearbeitungszentren der Marken Mazak, Matsuura und Brother, die die multidirektionale Bearbeitung von konturierten Werkstücken aus Werkzeugstahl ermöglichen.
Koordination von fünfachsigen Oberflächen und Folgeoperationen
Das Spektrum der maschinellen Bearbeitung reicht von kleinen Verbindungselementen bis hin zu großen Strukturteilen. Fünf-Achsen-Bearbeitungen an Einsätzen aus Werkzeugstahl können zusammen mit den erforderlichen Schleif-, Elektroerosions- oder Drahterodiervorgängen geplant werden. Lokale Präzisionsmerkmale und Innenecken erhalten individuelle, auf Zeichnungen basierende Fräsbahnen.
Auf Genauigkeit abgestimmte Ausrüstung zur Kostenkontrolle
Die Maschinen werden entsprechend den Anforderungen an die Teile- und Bearbeitungsgenauigkeit aus vier Ausstattungsstufen aus Festlandchina, Taiwan, Japan sowie Europa und den Vereinigten Staaten ausgewählt. Einlegeflächen, Bezugspunkte und Passflächen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Genauigkeit, was die Auswahl der Ausrüstung bestimmt, um ein Gleichgewicht zwischen Bearbeitungsqualität und Kosten herzustellen.
Einzelne konturierte Einsätze für die Prototypenvalidierung
Die Mindestbestellmenge beträgt 1 Stück, Prototypen sind innerhalb von 3–7 Tagen fertig. Anhand von Mustern mit komplexen Kernen, Formblöcken oder Prüfvorrichtungen lassen sich zunächst Profile und Montagebeziehungen überprüfen. Die Produktion erfolgt nach Freigabe der Muster.
CAD-Oberflächen, die auf Prüfpläne abgestimmt sind
Das 3D-Modell und die Zeichnungen dienen als Grundlage für die Auswahl der CMM-Messung, des 3D-Scans oder der Profilprüfung, wobei Abnahmeverfahren für schräge Bohrungen, Befestigungsbezugspunkte und festgelegte Oberflächen festgelegt sind. Die CMM-Berichte werden gemäß den Anforderungen des Auftrags bereitgestellt. Bei vertraulichen Zeichnungen kann bei Bedarf eine Geheimhaltungsvereinbarung unterzeichnet werden.
Häufig gestellte Fragen
Wann ist die 5-Achsen-Bearbeitung für einen Einsatz aus Werkzeugstahl sinnvoll?
Die 5-Achs-Bearbeitung eignet sich für Einsätze mit gekrümmten Oberflächen, in verschiedene Richtungen verlaufenden Aufspannflächen oder schrägen Bohrungen, bei denen die Werkzeuge aus unterschiedlichen Richtungen an das Werkstück herangeführt werden müssen. Bei Werkstücken, die ausschließlich flache Flächen, Bohrungen und rotationssymmetrische Merkmale aufweisen, kann in der Regel die 3-Achs-Bearbeitung oder das Drehen zum Einsatz kommen. Die Eignung hängt vom 3D-Modell, der Werkzeugausladung, dem Freiraum in der Spannvorrichtung und der Ausrichtung des Werkstücks ab.
Können Hinterschneidungen und schräge Bohrungen in Werkzeugstahl bearbeitet werden?
Hinterschneidungen und schräge Bohrungen können bearbeitet werden, doch der Bearbeitungsweg hängt vom Einstichfreiraum, der Werkzeuglänge und eventuellen Behinderungen durch die Spannvorrichtung ab. Hinterschneidungen erfordern oft mehrere Rüstvorgänge, Spezialwerkzeuge oder die Funkenerosion. Bestimmte lokale Merkmale eignen sich besser für die Funkenerosion oder die Drahterosion. Ein vollständiges 3D-Modell hilft dabei, die zugänglichen Flächen einzeln zu überprüfen.
Wie sollten gehärtete oder polierte Konturen in der Zeichnung angegeben werden?
Geben Sie die endgültige Härte, die zu polierenden Oberflächen sowie den Poliergrad (z. B. spiegelglatt, glänzend oder matt) gesondert an. Geben Sie an, ob die Profilabnahme vor der Wärmebehandlung, vor dem Polieren oder im fertigen Zustand erfolgt. Durch das Polieren wird eine geringe Materialmenge abgetragen, was sich auf das Oberflächenprofil auswirkt. Unterschiedliche Abnahmebedingungen erfordern unterschiedliche Bearbeitungszugaben und Prüfpläne. Lokale Präzisionsmerkmale können im Hinblick auf das Schleifen oder die Funkenerosion bewertet werden.
Wie lässt sich eine komplexe Kontur mit dem CAD-Modell vergleichen?
Die Genauigkeit bei komplexen Oberflächenprofilen beträgt 0,02 mm, basierend auf einem festgelegten 3D-Modell und einem Prüfplan. Es können CMM-Messungen, 3D-Scans oder Profilprüfungen durchgeführt werden. Die Prüfbezugspunkte müssen mit den Bezugspunkten der Bearbeitung übereinstimmen, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Der Umfang des Berichts hängt vom Auftrag ab.
Können Befestigungsflächen und schräge Bohrungen in einer Aufspannung bearbeitet werden?
Die Bearbeitung mehrerer Flächen in einer Aufspannung ist möglich und reduziert Bezugspunktfehler, die durch wiederholtes Spannen entstehen. Ob alle Flächen und schrägen Bohrungen in eine Aufspannung passen, hängt von der Werkstückgröße, der Behinderung durch die Spannvorrichtung und der Werkzeuglänge ab. Behinderte Flächen erfordern eine Neuausrichtung oder eine zweite Aufspannung. Anhand des Modells und der Anforderungen an die Spannflächen lassen sich der Werkzeuganlauf und mögliche Kollisionen mit der Spannvorrichtung überprüfen.
Wie lange dauert ein konturierter Prototyp aus Werkzeugstahl?
Die Herstellung von Prototypen dauert in der Regel 3 bis 7 Tage; nach Freigabe des Musters folgt die Serienfertigung. Die typische Vorlaufzeit für die Serienfertigung beträgt 10 bis 15 Tage. Die Komplexität der Oberflächen, die Stückzahl sowie Bearbeitungsschritte wie Wärmebehandlung, Schleifen oder Elektroerosion beeinflussen den tatsächlichen Zeitplan.
Welche CAD- und Zeichnungsdateien werden für ein Angebot benötigt?
Ein vollständiges 3D-Modell sowie bemaßte 2D-Zeichnungen bilden die beste Grundlage für ein Angebot. Das Modell definiert Oberflächen und Werkzeugzugang, während die Zeichnungen den Materialzustand, Bezugspunkte für Schrägbohrungen, Profiltoleranzen und Oberflächenanforderungen festlegen. Bitte geben Sie die Stückzahl und den Verwendungszweck an. Akzeptierte Formate sind STEP, IGES, STP, DWG und bemaßte PDF-Dateien. Bei vertraulichen Informationen kann bei Bedarf eine Vertraulichkeitsvereinbarung (NDA) unterzeichnet werden.
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