In der modernen Metallbearbeitung treffen Präzision, Erfahrung und technisches Know-how aufeinander. Wer sich intensiver mit CNC-Fräsen, Drehen oder Zerspanen beschäftigt, stößt schnell auf eine Vielzahl an Fachbegriffen, Abkürzungen und technischen Definitionen. Dieses Glossar soll Ihnen helfen, die wichtigsten Begriffe der Metalltechnik zu verstehen, richtig einzuordnen und in der Praxis anzuwenden – von Zerspanung über Passung bis hin zu Toleranzfeld. Es richtet sich an Techniker, Einkäufer und Ingenieure, die regelmäßig mit metallverarbeitenden Betrieben und Fertigungspartnern zusammenarbeiten.
Grundbegriffe der CNC-Bearbeitung
Die CNC-Bearbeitung (Computerized Numerical Control) beschreibt die computergestützte Steuerung von Werkzeugmaschinen. Dabei werden Werkstücke automatisch nach programmierten Bewegungsabläufen gefertigt. Dieses Verfahren ermöglicht höchste Maßgenauigkeit und Wiederholpräzision.
Fräsen: Ein spanendes Verfahren, bei dem ein rotierendes Werkzeug Material von der Werkstückoberfläche abträgt. Durch verschiedene Frässtrategien wie Schruppen, Schlichten oder Hochgeschwindigkeitsfräsen lassen sich Oberflächenqualität und Fertigungszeit gezielt beeinflussen.
Drehen: Hier rotiert das Werkstück selbst, während das Werkzeug Material abnimmt. Das Verfahren wird häufig bei Wellen, Bolzen, Hülsen oder anderen rotationssymmetrischen Teilen eingesetzt.
Bohren: Ein grundlegendes Verfahren zur Herstellung zylindrischer Löcher. Mit speziellen Werkzeugen können Bohrungen zusätzlich gesenkt, aufgerieben oder mit Gewinden versehen werden.
Zerspanung: Sammelbegriff für alle Bearbeitungsverfahren, bei denen Material durch Schneiden oder Schleifen in Form von Spänen abgetragen wird. Dazu zählen neben Fräsen, Drehen und Bohren auch Schleifen, Reiben und Sägen.
Zusätzliche CNC-Begriffe
Programmierbare Achsen (X, Y, Z): Definieren die Bewegungsrichtungen des Werkzeugs oder Werkstücks im dreidimensionalen Raum.
Werkzeugpfad: Die vom CNC-Programm berechnete Bewegung, die das Werkzeug während der Bearbeitung ausführt.
CAM-Software: Computer Aided Manufacturing – Software zur Erstellung von Werkzeugwegen auf Basis eines CAD-Modells.
Maßangaben, Toleranzen und Oberflächen
In der Metallbearbeitung entscheidet die Maßhaltigkeit über die Funktionalität eines Bauteils. Eine Abweichung im Hundertstelmillimeter-Bereich kann den Unterschied zwischen passgenauer und unbrauchbarer Fertigung bedeuten.
Toleranz: Zulässige Abweichung eines Maßes vom Sollwert. Sie wird nach DIN ISO 2768 klassifiziert (z. B. fein, mittel, grob). Je kleiner die Toleranz, desto höher der Fertigungsaufwand.
Passung: Beschreibt das Zusammenwirken zweier Bauteile, etwa einer Welle und einer Bohrung. Man unterscheidet zwischen Spielpassung, Übergangspassung und Presspassung.
Oberflächengüte (Ra-Wert): Gibt die Rauheit einer Oberfläche an. Werte zwischen Ra = 0,8 µm und 3,2 µm sind typisch für CNC-gefräste Flächen. Polierte Oberflächen erreichen Werte unter 0,4 µm.
Fixmaß: Das Endmaß eines fertig bearbeiteten Werkstücks ohne weitere Nacharbeit.
Nennmaß: Das theoretisch gewünschte Maß, auf das sich Toleranzen beziehen.
Typische Beispiele
Ein Bauteil mit Nennmaß 50 mm und Toleranz ± 0,1 mm darf zwischen 49,9 mm und 50,1 mm groß sein. Für Präzisionsanwendungen wie Luft- und Raumfahrttechnik gelten oft noch engere Toleranzen.
Werkstoffe und Legierungen
Die Wahl des Werkstoffs beeinflusst maßgeblich die Bearbeitbarkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Aluminiumlegierungen: Kombination aus Aluminium und Elementen wie Magnesium, Silizium oder Zink. Beliebt wegen ihres geringen Gewichts und der guten Fräsbarkeit. Beispiele: EN AW-5083 (hohe Korrosionsbeständigkeit) oder EN AW-7075 (hohe Festigkeit).
Edelstahl: Rostfreier Stahl, oft verwendet in der Medizintechnik, im Maschinenbau oder in der Lebensmittelindustrie. Typisch sind Werkstoffe wie 1.4301 oder 1.4404.
Kupfer und Messing: Leicht zu bearbeiten, exzellente elektrische Leitfähigkeit – häufig in Elektrotechnik und Sensorik.
Titan: Sehr fest und korrosionsbeständig, aber schwierig zu zerspanen. Einsatz in Luftfahrt und Medizintechnik.
Maschinen, Werkzeuge und Spannmittel
Präzision hängt nicht nur vom Material, sondern auch von der eingesetzten Technik ab.
Fräsmaschine / Drehmaschine: Basis jeder CNC-Fertigung. Moderne Maschinen verfügen über mehrere Achsen, automatische Werkzeugwechsler und Messtaster.
Spannmittel: Vorrichtungen zur sicheren Fixierung des Werkstücks – von Schraubstöcken über Vakuumspannplatten bis zu Nullpunktspannsystemen.
Werkzeughalter: Verbindungselement zwischen Maschine und Schneidwerkzeug, z. B. SK40, HSK63 oder BT50.
Nullpunkt: Referenzkoordinate, die als Ausgangsbasis für die gesamte Bearbeitung dient. Eine präzise Nullpunktdefinition ist entscheidend für Serienfertigung.
Kühlmittel: Unterstützt die Wärmeabfuhr und verlängert die Werkzeugstandzeit.
Moderne Entwicklungen
Automatisierte Werkzeugwechsler, Sensorüberwachung und adaptive Vorschubsteuerung machen die CNC-Fertigung heute effizienter und genauer als je zuvor.
Qualitätssicherung und Prüfverfahren
Nach der Fertigung folgt die Kontrolle. Präzision wird nicht nur hergestellt, sondern auch dokumentiert.
3D-Messung: Berührungslose oder taktile Vermessung von Werkstücken mittels Koordinatenmessmaschine (KMG).
Oberflächenprüfung: Messung der Rauheit mit Profilometer oder optischem Scanner.
Werkstoffprüfung: Untersuchung auf Härte, Festigkeit und Materialfehler mittels Zugversuch, Härteprüfung oder Spektralanalyse.
Visuelle Prüfung: Kontrolle von Kanten, Fasen und Oberflächen auf sichtbare Mängel.
Qualitätssicherungssysteme: Nach DIN EN ISO 9001 dokumentierte Prozesse garantieren reproduzierbare Ergebnisse.
Häufige Fachbegriffe der Metallbearbeitung
| Begriff | Bedeutung | Beispiel/Anwendung |
|---|---|---|
| CNC | Computerized Numerical Control | Steuerung von Werkzeugmaschinen über digitale Programme |
| Zerspanung | Abtragen von Material durch Schneidwerkzeuge | Fräsen, Drehen, Bohren, Schleifen |
| Ra-Wert | Kennwert für Oberflächenrauheit | Ra = 0,8 µm (fein) |
| Toleranzfeld | Bereich zulässiger Maßabweichung | DIN ISO 2768 mK |
| Passung | Zusammenwirken zweier Teile | Welle und Bohrung |
| Spannmittel | Vorrichtung zur Werkstückfixierung | Schraubstock, Spannzange |
| Werkzeughalter | Verbindung Werkzeug-Maschine | SK40, HSK63 |
| Nullpunkt | Referenzpunkt der CNC-Bearbeitung | Festlegung bei Werkstückspannung |
| Vorschub | Geschwindigkeit des Werkzeugs in Schnittrichtung | mm/U oder mm/min |
| Drehmoment | Drehkraft des Werkzeugs | Abhängig von Material und Schnittgeschwindigkeit |
| CAM | Computer Aided Manufacturing | Software zur Erstellung von Fräsbahnen |
| KMG | Koordinatenmessgerät | Kontrolle der Maßhaltigkeit |
| ISO 9001 | Qualitätsmanagementnorm | Dokumentierte Fertigungsprozesse |
Wissen schafft Präzision
Ein fundiertes Verständnis der wichtigsten Fachbegriffe ist die Grundlage für erfolgreiche Projekte in der Metallbearbeitung. Wer Toleranzen, Werkstoffe, Oberflächen und CNC-Technologien kennt, kann Fertigungsergebnisse gezielt steuern, Angebote besser vergleichen und Produktionsprozesse effizienter gestalten. In einer Zeit zunehmender Automatisierung und Digitalisierung bleibt technisches Wissen der Schlüssel zu Präzision und Qualität.
FAQ: Häufige Fragen zu Begriffen der Metallbearbeitung
Was bedeutet Zerspanung genau?
Zerspanung umfasst alle Verfahren, bei denen Material in Form von Spänen abgetragen wird – etwa beim Fräsen, Drehen oder Schleifen.
Was ist der Unterschied zwischen Fräsen und Drehen?
Beim Fräsen rotiert das Werkzeug, beim Drehen das Werkstück. Beide Verfahren ermöglichen präzise Formenbearbeitung, unterscheiden sich jedoch in Geometrie und Kinematik.
Was heißt CNC?
CNC steht für „Computerized Numerical Control“ – die digitale Steuerung von Werkzeugmaschinen, die komplexe Bewegungen automatisch ausführt.
Welche Rolle spielt der Ra-Wert?
Der Ra-Wert beschreibt die Rauheit einer Oberfläche. Kleine Werte stehen für glatte, hochwertige Flächen, wie sie etwa bei Sichtteilen oder Dichtflächen gefordert sind.
Was bedeutet DIN ISO 2768?
Diese Norm legt allgemeine Toleranzen für Längen-, Winkel- und Formmaße fest und sorgt für Vergleichbarkeit und Qualität in der Fertigung.
Wie werden Toleranzen kontrolliert?
Durch präzise 3D-Messtechnik, Koordinatenmessgeräte oder optische Scanner. Ergebnisse werden dokumentiert und mit Sollwerten verglichen.
Was versteht man unter CAM-Programmierung?
Die CAM-Software wandelt CAD-Daten in Werkzeugbahnen um, die direkt an die CNC-Maschine übertragen werden. Dadurch wird die Fertigung effizienter und reproduzierbarer.
