Die Fortschritte und Zukunftshorizonte der CNC-Bohrtechnologie

Numerisches Kontrollbohren ist eine Bohrmethode mit digitaler Steuerungstechnik. Es zeichnet sich durch hohe Präzision, hohe Effizienz und hohe Wiederholgenauigkeit aus. Durch Vorprogrammierung der Bohrposition, -tiefe, -geschwindigkeit und anderer Parameter können CNC-Werkzeugmaschinen komplexe Bohrvorgänge automatisch durchführen.

Eine CNC-Bohrmaschine besteht normalerweise aus einem Steuerungssystem, einem Antriebssystem, einem Maschinenkörper und einem Hilfsgerät. Das Steuerungssystem ist der Kern und für die Verarbeitung und Übermittlung von Anweisungen verantwortlich. Das Antriebssystem realisiert die Bewegung jeder Achse der Werkzeugmaschine; Der Maschinenkörper bietet Bohrplattform und strukturelle Unterstützung; Zu den Hilfsgeräten gehören Kühlsystem, Spanabfuhrsystem usw., um einen reibungslosen Prozess zu gewährleisten. In der Fertigungsindustrie wird CNC-Bohren häufig in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Formenbau und in anderen Bereichen eingesetzt, um den Bedarf an hochpräzisem Bohren von Teilen zu decken und die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern.

Das Bearbeitungsprinzip der CNC-Bohrtechnik umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

1. Programmierung:  Das entworfene Bohrmuster und die Parameter werden über die Tastatur auf dem Bedienfeld oder der Eingabemaschine in ein von der CNC-Werkzeugmaschine identifizierbares Verarbeitungsprogramm umgewandelt, um digitale Informationen an das CNC-Gerät zu senden.

2. Signalverarbeitung: Das CNC-Gerät führt eine Reihe von Verarbeitungen des Eingangssignals durch, sendet das Vorschubservosystem und andere Ausführungsbefehle sowie S-, M-, T- und andere Befehlssignale an die programmierbare Steuerung.

3. Ausführung von Werkzeugmaschinen: Nachdem die programmierbare Steuerung S-, M-, T- und andere Befehlssignale empfangen hat, steuert sie den Werkzeugmaschinenkörper so, dass er diese Befehle sofort ausführt, und gibt die Ausführung des Werkzeugmaschinenkörpers in Echtzeit an das CNC-Gerät zurück.

4. Verschiebungskontrolle: Nachdem das Servosystem den Vorschubausführungsbefehl empfangen hat, werden die Koordinatenachsen des Hauptkörpers der Antriebsmaschine (Vorschubmechanismus) genau gemäß den Anforderungen der Anweisung verschoben und die Bearbeitung des Werkstücks wird automatisch abgeschlossen.

5. Echtzeit-Feedback: Während des Verschiebungsprozesses jeder Achse gibt das Erkennungsrückkopplungsgerät den gemessenen Wert der Verschiebung schnell an das numerische Steuergerät zurück, um ihn mit dem Befehlswert zu vergleichen, und gibt dann sehr schnell Kompensationsanweisungen an das Servosystem aus Geschwindigkeit, bis der gemessene Wert mit dem Sollwert übereinstimmt.

6. Überreichweitenschutz: Wenn während des Verschiebungsprozesses jeder Achse das Phänomen der „Bereichsüberschreitung“ auftritt, kann die Begrenzungsvorrichtung einige Signale an die programmierbare Steuerung oder direkt an die numerische Steuerung senden. Das numerische Steuerungssystem sendet einerseits einen Alarm Signal über das Display, andererseits sendet es einen Stoppbefehl an das Vorschubservosystem, um einen Überbereichsschutz zu implementieren.

Die CNC-Bohrtechnik weist folgende Bearbeitungseigenschaften auf:

1. Hoher Automatisierungsgrad: Der gesamte Verarbeitungsprozess wird durch ein vorgefertigtes Programm gesteuert, wodurch manuelle Eingriffe reduziert und die Produktionseffizienz verbessert werden.

2. Hohe Genauigkeit: Es kann hochpräzises Bohren und eine genaue Positionierung ermöglichen und die Größen- und Formgenauigkeit des Lochs ist garantiert.

3. Gute Verarbeitungskonsistenz: Solange das Verfahren unverändert bleibt, ist die Produktqualität stabil und die Wiederholgenauigkeit hoch.

4, komplexe Formverarbeitungsfähigkeit: kann eine Vielzahl komplexer Formen und Strukturen des Werkstücks bearbeiten, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.

5. Umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten: Geeignet zum Bohren einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoffen usw.

6. Hohe Produktionseffizienz: Schnelles automatisches Werkzeugwechselsystem und kontinuierliche Verarbeitungsfähigkeit, wodurch die Verarbeitungszeit erheblich verkürzt wird.

7. Einfach anzupassen und zu modifizieren: Die Parameter und der Bohrvorgang können durch Änderung des Programms angepasst werden, und die Flexibilität ist groß.

8. Mehrachsige Verknüpfungen realisierbar: Das Bohren kann in mehreren Richtungen gleichzeitig durchgeführt werden, was die Komplexität und Genauigkeit der Bearbeitung erhöht.

9. Intelligente Überwachung: Es kann verschiedene Parameter im Bearbeitungsprozess wie Schnittkraft, Temperatur etc. in Echtzeit überwachen, Probleme rechtzeitig erkennen und anpassen.

10. Gute Mensch-Computer-Interaktion: Der Bediener kann über die Bedienoberfläche einfach bedienen und überwachen.

Die Bearbeitungsgenauigkeit der CNC-Bohrtechnik wird vor allem durch folgende Aspekte sichergestellt:

1. Genauigkeit von Werkzeugmaschinen: die Auswahl hochpräziser CNC-Bohrmaschinen, einschließlich der strukturellen Gestaltung der Werkzeugmaschine, des Herstellungsprozesses und der Montagegenauigkeit. Hochwertige Führungsschienen, Leitspindeln und andere Übertragungskomponenten können Bewegungsfehler reduzieren.

2. Kontroll system: Das fortschrittliche CNC-System kann die Bewegungsbahn und Geschwindigkeit der Werkzeugmaschine genau steuern, um hochpräzise Positionierungs- und Interpolationsvorgänge zu erreichen und so die Genauigkeit der Bohrposition und -tiefe sicherzustellen.

3. Werkzeugauswahl und Installation: Wählen Sie den passenden Bohrer aus und achten Sie auf dessen Einbaugenauigkeit. Qualität, Geometrie und Verschleiß des Werkzeugs beeinflussen die Bearbeitungsgenauigkeit.

4. Kühlung und Schmierung: Ein gutes Kühl- und Schmiersystem kann die Entstehung von Schneidwärme reduzieren, den Werkzeugverschleiß reduzieren, die Stabilität des Bearbeitungsprozesses aufrechterhalten und zur Verbesserung der Genauigkeit beitragen.

5. Programmiergenauigkeit: Eine genaue Programmierung ist die Grundlage für die Gewährleistung der Bearbeitungsgenauigkeit. Angemessene Einstellung von Bohrkoordinaten, Vorschubgeschwindigkeit, Schnitttiefe und anderen Parametern zur Vermeidung von Programmierfehlern.

6. Messung und Kompensation: Durch die Messausrüstung zur Erkennung des Werkstücks nach der Bearbeitung werden die Messergebnisse zur Fehlerkompensation an das numerische Steuerungssystem zurückgeführt, um die Bearbeitungsgenauigkeit weiter zu verbessern.

7. Positionierung der Vorrichtung: Um die genaue und zuverlässige Positionierung des Werkstücks auf der Werkzeugmaschine sicherzustellen, reduzieren Sie die Auswirkungen des Spannfehlers auf die Bearbeitungsgenauigkeit.

8. Verarbeitungsumgebung: Stabile Temperatur, Luftfeuchtigkeit und eine saubere Arbeitsumgebung tragen dazu bei, die Genauigkeit und Stabilität der Werkzeugmaschine aufrechtzuerhalten und so die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen.

9. Regelmäßige Wartung: Regelmäßige Wartung der Werkzeugmaschine, einschließlich Überprüfung und Einstellung der Genauigkeit der Werkzeugmaschine, Austausch verschlissener Teile usw., um sicherzustellen, dass die Werkzeugmaschine immer in gutem Betriebszustand ist.

In der CNC-Bohrtechnik kann die Oberflächenqualität des Bohrens durch folgende Methoden verbessert werden:

1. Wählen Sie das richtige Werkzeug: Wählen Sie je nach Bearbeitungsmaterial und Bohranforderung hochwertige, scharfe und geometrisch optimierte Bohrer. So können beispielsweise durch den Einsatz beschichteter Bohrer Reibung und Verschleiß reduziert und die Oberflächenqualität verbessert werden.

2. Schnittparameter optimieren: Stellen Sie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe angemessen ein. Eine höhere Schnittgeschwindigkeit und der richtige Vorschub tragen in der Regel dazu bei, eine bessere Oberflächengüte zu erzielen, es sollte jedoch darauf geachtet werden, übermäßigen Werkzeugverschleiß oder Bearbeitungsinstabilität aufgrund falscher Parameter zu vermeiden.

3. Vollständige Kühlung und Schmierung: Durch den Einsatz eines wirksamen Kühlschmiermittels wird die Schnittwärme rechtzeitig abgeführt, die Schnitttemperatur gesenkt, der Werkzeugverschleiß und die Bildung von Spantumoren reduziert und dadurch die Oberflächenqualität verbessert.

4. Kontrollieren Sie die Bearbeitungszugabe: Ordnen Sie vor dem Bohren den Vorbearbeitungsprozess angemessen an, kontrollieren Sie die Toleranz des Bohrteils und vermeiden Sie übermäßige oder ungleichmäßige Auswirkungen auf die Oberflächenqualität.

5. Verbessern Sie die Genauigkeit und Stabilität der Werkzeugmaschine: Warten und kalibrieren Sie die Werkzeugmaschine regelmäßig, um die Bewegungsgenauigkeit und Steifigkeit der Werkzeugmaschine sicherzustellen und die Auswirkungen von Vibrationen und Fehlern auf die Oberflächenqualität zu reduzieren.

6. Optimieren Sie den Bohrweg: Wenden Sie angemessene Vorschub- und Rückzugsmethoden an, um Grate und Kratzer an der Lochöffnung zu vermeiden.

7. Kontrollieren Sie die Verarbeitungsumgebung: Halten Sie die Verarbeitungsumgebung sauber, halten Sie Temperatur und Luftfeuchtigkeit konstant und reduzieren Sie die Beeinträchtigung der Verarbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität durch äußere Faktoren.

8. Durch schrittweises Bohren: Bei Löchern mit größeren Durchmessern oder hohen Präzisionsanforderungen kann die Methode des schrittweisen Bohrens verwendet werden, um die Öffnung schrittweise zu verringern und die Oberflächenqualität zu verbessern.

9. Lochwandbehandlung: Nach dem Bohren können bei Bedarf Polieren, Schleifen und andere Nachbearbeitungsmethoden eingesetzt werden, um die Oberflächenqualität des Lochs weiter zu verbessern.

Die CNC-Bohrtechnologie wird in den folgenden Bereichen häufig eingesetzt:

1. Luft- und Raumfahrtbereich: An Komponenten, die bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrzeugen verwendet werden, wie Flügelstrukturen, Triebwerkskomponenten usw., werden hohe Anforderungen an Präzision und Qualität gestellt.

2. Automobilindustrie: Bohren und Bearbeiten von Zylinderblöcken, Getriebegehäusen, Fahrgestellteilen usw. von Automobilmotoren, um die genaue Koordination der Teile sicherzustellen.

3. Herstellung elektronischer Geräte: Es spielt eine wichtige Rolle beim Bohren von Leiterplatten (PCB), um die Genauigkeit der Schaltkreisverbindungen sicherzustellen.

4. Formenbau: Hochpräzises Bohren für alle Arten von Formen wie Spritzgussformen, Stanzformen usw., um der komplexen Struktur und den hochpräzisen Anforderungen der Form gerecht zu werden.

5. Bereich Medizinprodukte: Präzisionsteile für die Herstellung medizinischer Geräte, wie chirurgische Instrumente, Prothesenteile usw.

6. Energiewirtschaft: einschließlich Windkraftanlagen, petrochemische Anlagen und andere Teilebohrungen.

7. Marinefertigung: Bohren und Bearbeiten von Schiffsmotorenteilen, Rumpfstrukturteilen usw.

8. Militärindustrie: Herstellung von Teilen für Waffen und Ausrüstung, um deren Leistung und Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Kurz gesagt, die CNC-Bohrtechnik hat aufgrund ihrer hohen Präzision, hohen Effizienz und Flexibilität in allen Bereichen der modernen Industrie einen unverzichtbaren Platz.

Der Entwicklungstrend der CNC-Bohrtechnik spiegelt sich vor allem in den folgenden Aspekten wider:

1. Höhere Genauigkeit und Geschwindigkeit: Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Produktqualität und Produktionseffizienzanforderungen der Fertigungsindustrie wird sich die CNC-Bohrtechnologie in Richtung höherer Positionierungsgenauigkeit, Wiederholgenauigkeit und schnellerer Bohrgeschwindigkeit entwickeln.

2. Intelligenz und Automatisierung: Die Integration von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und anderen Technologien zur Erzielung automatischer Programmierung, automatischer Optimierung von Verarbeitungsparametern, automatischer Fehlerdiagnose und automatischer Fehlerkompensationsfunktionen führt zu einer weiteren Reduzierung manueller Eingriffe sowie einer Verbesserung der Verarbeitungseffizienz und Qualitätsstabilität.

3. Mehrachsige Verknüpfung und Verbundbearbeitung: Durch die Entwicklung der mehrachsigen Verbindungsbohrtechnologie können komplexe Formen und mehrere Winkel in einer einzigen Aufspannung gebohrt werden. Gleichzeitig können mit anderen Bearbeitungsprozessen wie Fräsen, Schleifen usw. eine Mehrmaschinenenergie erreicht und die Bearbeitungseffizienz und -genauigkeit verbessert werden.

4. Grüner Umweltschutz: Fokus auf Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung, Einsatz effizienterer Antriebssysteme und energiesparender Technologien zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Gleichzeitig wird der Einsatz und die Aufbereitung von Schneidflüssigkeit optimiert, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren.

5. Miniaturisierung und Großmaßstab: Einerseits erfüllt es die hohen Präzisions- und Stabilitätsanforderungen beim Bohren von Mikroteilen. Andererseits können damit großflächige Bohrungen großer Strukturteile wie Schiffe und Brücken durchgeführt werden.

6. Netzwerk und Fernbedienung: Durch das Netzwerk wird die Verbindung zwischen Geräten, Fernüberwachung, Diagnose und Wartung erreicht und die Effizienz und Bequemlichkeit des Produktionsmanagements verbessert.

7. Neue Materialanpassungsfähigkeit: kann sich an neue Materialien wie Superlegierungen, Verbundwerkstoffe und andere Bohrbearbeitungen anpassen und die entsprechenden Werkzeuge und Prozesse entwickeln.

8. Optimierung der Mensch-Computer-Interaktion: Eine benutzerfreundlichere und bequemere Mensch-Computer-Interaktionsschnittstelle erleichtert den Bedienern das Programmieren, Bedienen und Überwachen.

Als wichtiges Bearbeitungsverfahren in der modernen Fertigungsindustrie bietet die CNC-Bohrtechnik viele Vorteile und vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Das Bearbeitungsprinzip ermöglicht hochpräzises Bohren durch Programmierung, Signalverarbeitung, Maschinenausführung und andere Schritte. In Bezug auf die Eigenschaften bietet es die Vorteile eines hohen Automatisierungsgrads, einer hohen Präzision, einer guten Konsistenz und eines breiten Anpassungsbereichs. Um die Bearbeitungsgenauigkeit sicherzustellen, hängt sie von vielen Faktoren ab, wie z. B. der Genauigkeit der Werkzeugmaschine, dem Steuerungssystem und der Werkzeugauswahl. Die Qualität der Bohroberfläche kann durch die Auswahl von Schneidwerkzeugen und die Optimierung der Schneidparameter verbessert werden. Der Entwicklungstrend der CNC-Bohrtechnologie geht in Zukunft in Richtung höherer Präzision und Geschwindigkeit, Intelligenz und Automatisierung, mehrachsiger Verknüpfung und Verbundverarbeitung, umweltfreundlicher Umweltschutz, Miniaturisierung und Großserienfertigung, Vernetzung und Fernsteuerung, Anpassungsfähigkeit neuer Materialien usw Optimierung der Mensch-Computer-Interaktion. Es ist absehbar, dass die CNC-Bohrtechnologie weiterhin innovativ sein und sich weiterentwickeln wird, um den Fortschritt der Fertigungsindustrie stärker zu unterstützen.