🧩 I. Beispiel für G-Code Design von 3D Aluminiumteilen
📘 Bearbeitungseigenschaften:
Material: Aluminiumlegierungen (z.B. 6061, 7075)
Eigenschaften: leicht, weich, gute Zerspanbarkeit, geeignet für Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
Bearbeitungsart: meist Freiformflächen- und Konturbearbeitung (häufig bei Gehäusen, Halterungen, Kühlkörpern)
🛠 Empfohlene Bearbeitungsstrategie:
Verwendung eines Kugelkopffräsers in Kombination mit Z-Level (Schichtbearbeitung) + Flächen- und Eckenreinigung
Mittlere Schneidparameter: hohe Spindeldrehzahl, angemessene Vorschubgeschwindigkeit
Kühlmittel einsetzen, um Werkzeugüberhitzung und Anhaften von Aluminiumspänen zu vermeiden
✅ G-Code Beispiel (3D Oberflächen-Scan mit Kugelkopffräser):
gcode複製編輯%
O1000 (3D Ball Nose Machining for Aluminum)
G21 G17 G90 G40 G80 G94 ; Millimeter-Modus, XY-Ebene, Absolutkoordinaten, Werkzeugkompensation aus
G0 Z100 ; Anheben auf Sicherheitsabstand
T1 M06 ; Werkzeugwechsel (Kugelkopffräser)
M03 S12000 ; Spindel dreht im Uhrzeigersinn mit 12000 U/min
G0 X0 Y0 ; Schnellfahrt zum Startpunkt
G43 H01 Z10 ; Werkzeuglängenkorrektur aktivieren, Z=10mm
G01 Z-1.0 F300 ; Langsames Abfahren in das Material
; Vereinfachte 3D Oberflächen-Scan-Linien (Scan entlang Y-Achse)
G01 X0 Y0 Z-1.0 F800
G01 X50 Y0 Z-1.2
G01 X50 Y1 Z-1.3
G01 X0 Y1 Z-1.1
G01 X0 Y2 Z-1.2
G01 X50 Y2 Z-1.4
...
; Kann zu automatisch generierten, fortlaufenden Scanlinien im G-Code erweitert werden
G00 Z100 ; Rückzug
M05 ; Spindel stoppen
M30 ; Programmende
%
🔍 Hinweis: Für die tatsächliche 3D-Modellbearbeitung werden CAM-Programme (z.B. Fusion 360, NX) verwendet, die tausende ähnliche Scanlinien automatisch erzeugen.
🧱 II. Beispiel für G-Code Design bei Kunststoffformenbearbeitung
📘 Bearbeitungseigenschaften:
Material: Werkzeugstahl (z.B. P20, NAK80, H13), meist zur Herstellung von Spritzgussformen für Kunststoff
Eigenschaften: hohe Härte, Werkzeuge müssen verschleißfest sein
Bearbeitungsanforderungen: hohe Präzision, komplexe Freiformflächen und scharfe Kanten, tiefe Kavitäten
🛠 Empfohlene Bearbeitungsstrategie:
Dreistufiger Prozess: Grobbearbeitung → Halbfertigbearbeitung → Feinbearbeitung
Feinbearbeitung mit kleinem Kugelkopffräser zur Eckenreinigung
Kombiniert mit hochglänzender Oberflächenbehandlung und Fasen
✅ G-Code Beispiel (Kavitäten-Grobbearbeitung + Feinbearbeitung):
gcode複製編輯%
O2000 (Plastic Mold Cavity Roughing and Finishing)
G21 G90 G17 G40 G80 G94
G0 Z100
T2 M06 ; Werkzeugwechsel (10 mm Schaftfräser für Grob)
M03 S4000 ; Spindel 4000 U/min
G0 X0 Y0
G43 H02 Z10
G01 Z-2.0 F150 ; Erste Grobtiefe
G01 X100 Y0 Z-2.0 F400
G01 X100 Y50
G01 X0 Y50
G01 X0 Y0
G0 Z10
; Grobbearbeitung fertig, Wechsel zum Feinwerkzeug
T3 M06 ; Kugelkopffräser für Feinbearbeitung
M03 S8000
G0 X0 Y0
G43 H03 Z10
G01 Z-0.5 F100
; Oberflächen-Scan (Z-Linien)
G01 X0 Y0 Z-0.5 F500
G01 X50 Y0 Z-0.6
G01 X50 Y1 Z-0.7
G01 X0 Y1 Z-0.5
...
G00 Z100
M05
M30
%
✳️ I. G-Code Beispiele und Erläuterungen
G-Code (auch bekannt als „CNC-Programmcode“) ist die Steuerungssprache, mit der CNC-Maschinen Bearbeitungsschritte ausführen. Häufig verwendete Befehle sind:
Befehl Funktion
G00 Schnellfahrt (ohne Schneiden)
G01 Lineare Interpolation (Schneiden)
G02 Uhrzeigersinn-Kreisbogen
G03 Gegenuhrzeigersinn-Kreisbogen
G17/G18/G19 Arbeitsfläche auswählen (XY/XZ/YZ)
G90 Absolutes Koordinatensystem (Standard)
G91 Inkrementales Koordinatensystem
M03 Spindel dreht im Uhrzeigersinn
M05 Spindelstopp
M06 Werkzeugwechsel
M30 Programmende und Rücksetzen
✅ Einfaches G-Code Beispiel (Fräsen eines 50x50 mm Quadrats):
gcode
複製
編輯
G90 G17 G21 ; Absolutprogrammierung, XY-Ebene, Maßeinheit Millimeter
G00 X0 Y0 ; Schnellfahrt zum Startpunkt
M06 T1 ; Werkzeugwechsel auf Werkzeug 1
M03 S1200 ; Spindel dreht im Uhrzeigersinn mit 1200 U/min
G01 Z-2.0 F100 ; Werkzeug fährt 2 mm in das Material, Vorschub 100
G01 X50 Y0 F300 ; Schneiden entlang X-Achse 50 mm
G01 X50 Y50 ; Schneiden entlang Y-Achse 50 mm
G01 X0 Y50 ; Schneiden zurück entlang X-Achse
G01 X0 Y0 ; Zurück zum Startpunkt, Quadrat fertig
G00 Z10 ; Werkzeug an Sicherheitsposition anheben
M05 ; Spindel stoppen
M30 ; Programm beenden
Hinweis: Dies ist nur ein einfaches Beispiel. Das tatsächliche Programm muss an die Bauteilanforderungen und den Maschinentyp angepasst werden.
🔧 II. Werkzeugarten und deren Verwendung
Für unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen werden verschiedene Werkzeuge verwendet. Hier sind gängige CNC-Werkzeuge:
Werkzeugname Aussehen Verwendung Eigenschaften
Schaftfräser (End Mill) Zylindrisch Fräsen von Flächen, Nuten, Konturen Kann Seiten und Boden bearbeiten, sehr gebräuchlich
Kugelfräser (Ball Nose End Mill) Halbkugelförmige Spitze Bearbeitung von Freiformflächen, 3D-Modellen Glatte Oberfläche, hohe Genauigkeit
Bullnose-Fräser (Rundnase) Abgerundete Kante (nicht Kugel) Freiformbearbeitung, höhere Stabilität als Kugelfräser Für Grob- und Halbfinish geeignet
Bohrer (Drill Bit) Kegelförmig Bohren Standardlochbearbeitung
Ausdrehwerkzeug (Boring Tool) Einzahn für Innenbohrungen Präzisionsbohrungen Verbessert Genauigkeit und Oberflächenqualität innen
Gewindefräser (Thread Mill) Spezialschneide mit Gewindeflanken Gewindebearbeitung Hohe Genauigkeit, auch für Sacklöcher geeignet
Fasenfräser (Chamfer Mill) Schräg geschliffene Schneide Fasenschneiden, Entgraten Für Kantenbearbeitung
🧠 III. Bearbeitungsstrategie (Schneidmethoden und Reihenfolge)
Eine sinnvolle Bearbeitungsstrategie erhöht die Effizienz und Qualität. Hier sind gängige Klassifizierungen und Erläuterungen:
Bearbeitungsreihenfolge planen
| Schritt | Bearbeitungsart | Beschreibung |
|---------|-----------------|--------------------------------|
| 1 | Grobbearbeitung | Entfernen großer Materialmengen, schnelle Formgebung |
| 2 | Halbfinish | Form nachbearbeiten, Genauigkeit verbessern |
| 3 | Finish | Endmaß und Oberflächenrauheit erreichen |
| 4 | Oberflächenbehandlung | Entgraten, Fasen, Beschichtungen etc. |
Auswahl der Schneidstrategie
| Typ | Beschreibung | Anwendungsbereich |
|-------------------------|---------------------------------------|---------------------------------|
| Höhenbearbeitung (Z-Level Machining) | Schichtweises Bearbeiten entlang Z-Achse | Freiformflächen, Werkzeugbau |
| Konturbearbeitung (Contour) | Entlang Außenkontur des Werkstücks | 2D-Formen, Außenkonturen |
| Restmaterialbearbeitung (Rest Machining) | Bearbeitung kleiner Ecken, die vom Grobwerkzeug übrig bleiben | Finish-Phase |
| Planfräsen (Facing) | Horizontales Planfräsen der Oberfläche | Erste Bearbeitung, Materialebnung |
| Spiraleintritt (Helical Ramping) | Spiralförmiger Eintritt zum Schneiden | Für harte Materialien, tiefe Löcher |
| Adaptive Bearbeitung (Adaptive Clearing) | Intelligente Werkzeugwege für gleichmäßige Belastung | Häufig in CAM-Software, verlängert Werkzeugleben |
🔚 Zusammenfassung
Punkt Kernkonzept
G-Code Steuerungssprache der CNC-Maschine, erfordert präzise Programmierung und Simulation
Werkzeuge Auswahl nach Bearbeitungsmerkmalen, beeinflusst Qualität und Effizienz
Bearbeitungsstrategie Schlüssel für Schneidleistung und Oberflächenqualität, erfolgt in abgestuften Phasen
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