In der modernen Fertigung ist die CNC-Bearbeitungstechnologie (Computer Numerical Control) zur Kerntechnologie zur Verbesserung der Produktionseffizienz und Bearbeitungsgenauigkeit geworden. Je nach Bearbeitungsanforderungen sind Schwerzerspanung und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung zwei gängige CNC-Bearbeitungsmodi. Sie haben jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile und eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. In diesem Artikel werden diese beiden Bearbeitungsmodi verglichen und analysiert, um Unternehmen dabei zu helfen, die beste Entscheidung bei der Auswahl einer Bearbeitungsmethode zu treffen.
1. Schweres Schneiden
Vorteile:
Geeignet für großformatige und hochharte Materialien: Der Schwerzerspanungsmodus eignet sich besonders für die Bearbeitung von großformatigen und hochharten Werkstücken, wie z. B. Teilen, die in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Formenindustrie verwendet werden. Aufgrund der großen Schnittkraft können hochfeste und verschleißfeste Materialien effektiv bearbeitet werden, um große Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen.
Effizienter Abtrag großer Materialmengen: Bei der Schwerzerspanung werden in der Regel große Schnitttiefen und -breiten verwendet, wodurch große Mengen überschüssigen Materials sehr effizient entfernt werden können. Dies eignet sich sehr gut für Bearbeitungsaufgaben, bei denen in der Schruppphase ein schneller Abtrag großer Materialmengen erforderlich ist.
Geringerer Werkzeugverschleiß: Obwohl die Schnittkraft groß ist, verwenden die Werkzeuge für die Schwerzerspanung häufig hochharte Materialien und solide Strukturen, die langfristigen Belastungen und Drücken effektiv standhalten können, sodass der Werkzeugverschleiß gering ist und einen langfristig stabilen Betrieb gewährleisten kann.
Nachteile:
Hohe Schnittkraft und hohe Maschinenbelastung: Da beim Schwerzerspanen eine höhere Schnittkraft erforderlich ist, sind die Steifigkeits- und Leistungsanforderungen an die Werkzeugmaschine höher. Die hohe Belastung der Werkzeugmaschine ist anfällig für Vibrationen und thermische Verformungen, die die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen können.
Langsame Bearbeitungsgeschwindigkeit: Im Vergleich zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Schwerzerspanen in der Regel langsamer, insbesondere wenn eine Feinbearbeitung erforderlich ist. Obwohl eine größere Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit die Abtragsrate eines einzelnen Schnitts erhöhen kann, ist die Bearbeitungseffizienz relativ gering.
Hoher Energieverbrauch: Schweres Schneiden erfordert eine höhere Schnittkraft und Kraftunterstützung, daher ist der entsprechende Energieverbrauch höher. Dies erhöht nicht nur die Produktionskosten, sondern kann auch größere Auswirkungen auf die Umwelt haben.
2. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
Vorteile:
Hohe Bearbeitungseffizienz: Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung kann die Bearbeitungseffizienz erheblich verbessern, indem Materialien durch hohe Geschwindigkeit und hohe Vorschubgeschwindigkeit schnell entfernt werden. Für die Feinbearbeitung komplexer Teile eignet es sich besonders für Bereiche mit hohen Präzisionsanforderungen, wie zum Beispiel den Formenbau und die Verarbeitung elektronischer Produkte.
Gute Oberflächenqualität: Durch die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung können die Hitzeeinwirkung und Schnittspuren während der Bearbeitung reduziert werden, sodass eine glattere Oberflächenqualität erzielt werden kann. Bei einigen Präzisionsteilen, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern, bietet die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung offensichtliche Vorteile.
Reduzieren Sie den Werkzeugverschleiß: Bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung ist die Schnitttemperatur relativ niedrig, was den Werkzeugverschleiß verringert. Dies verlängert die Lebensdauer des Werkzeugs und senkt dadurch die Produktionskosten.
Geringerer Energieverbrauch: Bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung wird in der Regel eine geringere Schnittkraft benötigt, sodass der Stromverbrauch der Werkzeugmaschine geringer und der Energieverbrauch vergleichsweise geringer ist, was dem Trend der modernen umweltfreundlichen Fertigung entspricht.
Nachteile:
Begrenzt anwendbare Materialien: Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eignet sich normalerweise für weiche Materialien oder Materialien, die relativ leicht zu schneiden sind, wie z. B. Aluminiumlegierungen, Kunststoffe usw. Bei Materialien mit höherer Härte und Zähigkeit ist die Wirkung der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung begrenzt.
Höhere Ausrüstungsanforderungen: Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordert eine hohe Steifigkeit, hohe Präzision und ein Hochgeschwindigkeitsantriebssystem der Werkzeugmaschine, sodass die Ausrüstungsanforderungen höher sind. Das bedeutet, dass die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung in der Regel fortschrittlichere und teurere Werkzeugmaschinen erfordert.
Begrenzte Bearbeitungstiefe und Vorschubgeschwindigkeit: Bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung werden normalerweise eine geringere Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit verwendet, was ihre Anwendung bei der Schwerzerspanung einschränkt. Bei der Grobbearbeitung großformatiger Werkstücke kann mit der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung oft kein ausreichender Materialabtrag erzielt werden.
Problem der thermischen Verformung: Obwohl die Schnitttemperatur bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung niedrig ist, kann aufgrund der Konzentration der Schnittwärme während der Bearbeitung dennoch das Problem der thermischen Verformung des Werkstücks auftreten. Bei einigen Teilen mit extrem hohen Präzisionsanforderungen kann eine thermische Verformung die Bearbeitungsergebnisse beeinträchtigen.
3. Anwendungsszenarien der Schwerzerspanung und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
Schwerzerspanung:
Geeignet für die Grobbearbeitung großer und schwerer Werkstücke, wie z. B. große Formen, schwere Strukturteile usw.
Geeignet für Materialien mit hoher Härte und schwer zu schneiden, wie hochlegierter Stahl, Titanlegierung usw.
Hochgeschwindigkeitsbearbeitung:
Geeignet für hochpräzise Bearbeitungsaufgaben in kleinen Stückzahlen, z. B. Präzisionsformen, Luftfahrtteile und komplexe Bearbeitung gekrümmter Oberflächen.
Geeignet für Produkte, die eine hohe Oberflächenqualität und ein geringes Bearbeitungsvolumen erfordern, wie z. B. Gehäuse elektronischer Produkte, medizinische Geräte usw.
Abschluss
Hochleistungszerspanung und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung haben jeweils ihre eigenen einzigartigen Vorteile und Einschränkungen. Bei der Auswahl eines geeigneten Bearbeitungsmodus müssen Unternehmen umfassende Überlegungen anstellen, die auf Faktoren wie Größe, Material, Präzisionsanforderungen und Produktionseffizienz des Werkstücks basieren. Wenn die Hauptaufgabe darin besteht, viel Material abzutragen und das Werkstück relativ rau ist, ist die schwere Zerspanung zweifellos die beste Wahl; Wenn hohe Präzision und Oberflächengüte im Vordergrund stehen und das Werkstückmaterial weich ist, ist eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung sinnvoller. Durch die Wahl eines angemessenen Verarbeitungsmodus kann die Produktionseffizienz maximiert und die Verarbeitungsqualität garantiert werden.
