CNC-Wälzfräsmaschinen sind komplexe mechatronische Geräte und ihre verschiedenen Komponenten nutzen eine Vielzahl von Hochleistungsmaterialien, um den Anforderungen an Festigkeit, Präzision und Haltbarkeit gerecht zu werden. Bei der Materialauswahl für Kernkomponenten stehen vor allem Leistungsmerkmale wie hohe Präzision, hohe Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität im Vordergrund.
1. Bett- und Strukturkomponenten
Diese bestehen typischerweise aus hochfestem Gusseisen (wie HT300) oder Kunstmarmor.
Hochfestes Gusseisen bietet eine hervorragende Vibrationsdämpfung und Dimensionsstabilität, dämpft Bearbeitungsvibrationen effektiv und gewährleistet die Bearbeitungsgenauigkeit.
Künstlicher Marmor (z. B. Epoxidharzbeton) bietet hervorragende thermische Stabilität und Dämpfungseigenschaften und wird häufig in hochwertigen Präzisions-Wälzfräsmaschinen (z. B. CNC-Wälzfräsmaschinen der vierten Generation) verwendet.
2. Spindelsystem (Wälzfräserspindel, Werkstückspindel)
Der Spindelkörper besteht größtenteils aus hochwertigem legiertem Stahl (z. B. 20CrMnTi, 38CrMoAlA) und wird Aufkohlungs- und Abschreck- oder Nitrierbehandlungen unterzogen, um die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Die Lager nutzen hochpräzise Schrägkugellager oder hydrostatische Lager, um radiale und axiale Steifigkeit bei hoher Drehzahl zu gewährleisten.
Was die Antriebsmethode angeht, nutzen moderne CNC-Wälzfräsmaschinen im Allgemeinen die Direktantriebstechnologie der elektrischen Spindel, um Übertragungskettenfehler zu reduzieren und die Reaktionsgeschwindigkeit und Genauigkeit zu verbessern.
3. Führungsbahnen und Leitspindeln
Es werden Führungsschienen aus gehärtetem Stahl oder lineare Rollführungen (z. B. von den Marken THK und NSK) verwendet, gepaart mit einer präzisen Vorspannungsstruktur, um eine reibungslose Bewegung und genaue Positionierung zu gewährleisten.
Bei Kugelumlaufspindeln handelt es sich meist um vor{0}vorgespannte Präzisionskugelumlaufspindeln aus hoch-kohlenstoffreichem Chrom-Lagerstahl wie GCr15 mit Oberflächenhärtung, um Übertragungsgenauigkeit und Lebensdauer zu gewährleisten.
4. Schutz- und Außenkomponenten
Für das Außengehäuse und die Schutzstruktur werden häufig Stahlbleche mit Sprühbeschichtung oder Edelstahlmaterialien verwendet, um Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in Einklang zu bringen.
Bei einigen Leichtbaukomponenten werden möglicherweise technische Kunststoffe oder Aluminiumlegierungen verwendet, um das Gewicht beweglicher Teile zu reduzieren und das dynamische Verhalten zu verbessern.