CNC-Fertigung: Automatisiertes Entgraten mit NamPower® & Flex-Hone® – PrecisionPro
CNC-Fertigung: Automatisiertes Entgraten mit NamPower® & Flex-Hone®
Wie Sie Entgrat- und Finishing-Prozesse direkt in den CNC-Zyklus integrieren – für kürzere Taktzeiten, konstante Qualität und weniger Nacharbeit.
Auf einen Blick
- Manuelles Entgraten verursacht bis zu 30 % der Fertigungskosten eines Präzisionsteils – CNC-Integration reduziert diesen Anteil drastisch
- NamPower® Disc Brushes entgraten Planflächen, Kanten und Querbohrungen direkt im CNC-Bearbeitungszentrum
- Flex-Hone® im Werkzeughalter erzeugt Kreuzschliff und definierte Rauheiten in Bohrungen – innerhalb des bestehenden NC-Programms
- Typische Taktzeit-Einsparung: 40–60 % gegenüber separatem manuellem Entgraten
- Beide Werkzeugtypen sind selbstzentrierend und verzeihen geringe Positionstoleranzen
Warum manuelles Entgraten nicht skaliert
In der CNC-Serienfertigung ist der Zerspanungsprozess hochoptimiert: Vorschub, Drehzahl und Werkzeugwege sind auf Sekunden genau geplant. Dann wird das Teil aus der Maschine genommen – und ein Mitarbeiter steht mit Feile, Entgratmesser oder Druckluft-Schleifer am Werkstück. Dieser Bruch zwischen automatisierter Fertigung und manueller Nacharbeit erzeugt mehrere Probleme:
Typische Probleme bei manuellem Entgraten:
- Inkonsistenz: Jeder Mitarbeiter entgratet anders – die Ergebnisse variieren von Schicht zu Schicht
- Kosten: Ein manueller Entgratarbeitsplatz kostet inkl. Personal 40–60 €/h – bei Großserien summieren sich schnell 5-stellige Jahresbeträge
- Engpass: Der Entgratplatz wird zum Flaschenhals, weil die CNC-Maschinen schneller produzieren als entgratet werden kann
- Qualitätsrisiko: Vergessene Grate an Querbohrungen oder Innenkanten führen zu Reklamationen und Ausschuss
Die Lösung: Das Entgraten wird als weiterer Arbeitsschritt in den CNC-Zyklus integriert. Das Werkzeug wechselt automatisch, die Maschine entgratet und finisht – und das Teil verlässt die Maschine fertig bearbeitet.
Werkzeuge für CNC-integriertes Entgraten
Nicht jedes Entgratwerkzeug eignet sich für die automatisierte CNC-Integration. Die entscheidenden Anforderungen:
Anforderungen an CNC-Entgratwerkzeuge
- Selbstzentrierend: Toleriert Positionsabweichungen ±0,5 mm
- Nachgiebig: Passt sich an Werkstückkonturen an, ohne zu verkratzen
- Reproduzierbar: Gleiches Ergebnis über Hunderte/Tausende Zyklen
- Spannbar: Standard-Werkzeugaufnahme (zylindrischer Schaft)
- Kühlmittelverträglich: Funktioniert mit/ohne KSS
Werkzeug-Übersicht
Für Bohrungen & Innenflächen:
→ Flex-Hone® (Kreuzschliff, Rauheitsverbesserung, Entgraten)
Für Planflächen & Kanten:
→ NamPower® Disc Brushes (Entgraten, Kantenverrundung)
Für Querbohrungen:
→ Flex-Hone® + NamPower® (Kombination aus beidem)
NamPower® Disc & Wheel Brushes im Detail
NamPower® ist eine Produktfamilie von abrasiven Bürstwerkzeugen, die speziell für maschinelle Anwendungen entwickelt wurden. Im Gegensatz zu klassischen Drahtbürsten arbeiten NamPower®-Werkzeuge mit Schleifnylon-Filamenten (Nylon mit eingebetteten Schleifkörnern), die sich an die Werkstückgeometrie anpassen.
| Eigenschaft | NamPower® AD (Abrasive Disc) | NamPower® AZ (Abrasive Disc Zoned) | NamPower® Wheel Brush |
|---|---|---|---|
| Bauform | Scheibenbürste mit gleichmäßigem Besatz | Scheibenbürste mit zonenweisem Besatz | Topfbürste / Wheel-Form |
| Typische Anwendung | Planflächen entgraten, Kantenverrundung | Querbohrungen, Taschen, komplexe Geometrien | Flächiges Finishing, größere Planflächen |
| Körnungen | 80, 120, 180, 240, 320, 400, 600, 1000 | 80, 120, 180, 240, 320 | 120, 180, 240, 320 |
| Durchmesser | 50–250 mm | 50–200 mm | 75–250 mm |
| Max. Drehzahl (typ.) | 800–3.500 min⁻¹ | 800–3.500 min⁻¹ | 600–2.500 min⁻¹ |
| Aufnahme | Dorn oder Aufsteckadapter | Dorn oder Aufsteckadapter | Dorn, Flansch |
Praxis-Tipp: Für die meisten CNC-Bearbeitungszentren eignet sich die NamPower® AD mit Körnung 180 als Einstieg. Sie bietet die beste Balance zwischen Abtrag (Entgraten) und Oberfläche (kein Verkratzen). Für besonders feine Oberflächen nach dem Entgraten → Körnung 320 oder feiner nachlegen.
Flex-Hone® in der CNC-Spindel
Das Flex-Hone® ist primär als Handwerkzeug bekannt – aber es funktioniert ebenso zuverlässig in der CNC-Spindel. Der zylindrische Schaft (6, 8, 10 oder 12 mm) passt in jede Standard-Spannzange. Die flexiblen Schleifkugeln zentrieren sich selbst in der Bohrung und tolerieren geringe Achsversätze.
Flex-Hone® CNC-Integration in 5 Schritten
Werkzeug einspannen
Flex-Hone® mit Schaft in Spannzange (ER-System) einsetzen. Auskraglänge so kurz wie möglich halten. Werkzeuglänge im Werkzeugspeicher einmessen.
Startposition programmieren
G0-Positionierung über die Bohrung. Das Werkzeug muss zentrisch zur Bohrungsachse stehen. Toleranz: ±0,5 mm bei Standard-Flex-Hone®, ±0,2 mm bei Miniaturgrößen.
Drehzahl & Vorschub einstellen
Typische CNC-Parameter: 300–800 min⁻¹ Drehzahl, Vorschub 200–500 mm/min (axial). Die Schnittgeschwindigkeit ist materialabhängig – siehe Parametertabelle.
Honzyklus programmieren
Das Werkzeug fährt in die Bohrung ein, durchfährt sie 2–4 Mal (Hübe), und fährt wieder aus. Kühlmittel einschalten (KSS oder Honöl). Programmbeispiel: G1 Z-[Tiefe] F300, dann G1 Z0 F300, wiederholen.
Ergebnis prüfen & Parameter optimieren
Erste Teile mit Rauheitsmessgerät oder Kreuzschliff-Prüfung kontrollieren. Drehzahl/Vorschub anpassen, bis das gewünschte Ergebnis reproduzierbar erreicht wird.
Wichtig: Das Flex-Hone® darf niemals stehend in der Bohrung verharren – immer eine axiale Bewegung programmieren! Stillstand erzeugt Ringmarken und lokale Überbearbeitung. Vor dem Einfahren immer die Drehbewegung starten (M3/M4 vor G1).
Prozessintegration: NC-Programm & Parameter
Die Einbindung in den CNC-Zyklus erfolgt typisch als letzter Bearbeitungsschritt vor dem Lösen der Spannvorrichtung. So wird das Teil fertig bearbeitet in einem Aufspannung.
| Material | Werkzeug | Drehzahl (min⁻¹) | Vorschub (mm/min) | Hübe | KSS |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium | Flex-Hone® SC 240 | 600–900 | 300–500 | 2–3 | Emulsion |
| Stahl (vergütet) | Flex-Hone® SC 120 | 300–600 | 200–400 | 3–5 | Honöl |
| Grauguss | Flex-Hone® SC 180 | 400–700 | 250–450 | 2–4 | Emulsion |
| Edelstahl | Flex-Hone® AO 180 | 250–500 | 150–350 | 3–5 | Honöl |
| Messing / Bronze | Flex-Hone® SC 320 | 500–800 | 300–500 | 2–3 | Emulsion |
| Planfläche Alu | NamPower® AD 180 | 1.200–2.500 | 500–1.000 | 1–2 Überfahrten | Emulsion |
| Planfläche Stahl | NamPower® AD 120 | 800–1.800 | 400–800 | 1–3 Überfahrten | Emulsion |
NC-Programmierung – Praxis-Hinweis: Bei mehreren Bohrungen im Werkstück können Sie den Honzyklus als Unterprogramm anlegen und mit Variablen für Position und Tiefe aufrufen. Das hält das Hauptprogramm übersichtlich und ermöglicht schnelle Anpassungen bei Werkstückänderungen.
Qualitätssicherung & Prozessdokumentation
Automatisiertes Entgraten bietet einen entscheidenden Vorteil gegenüber manueller Nacharbeit: Reproduzierbarkeit. Dieselben Parameter erzeugen dasselbe Ergebnis – vorausgesetzt, der Werkzeugverschleiß wird überwacht.
Qualitätssicherung in 4 Bausteinen
Erstmusterprüfung
Beim Einrichten: Rauheit (Ra/Rz), Kreuzschliffwinkel und Kantenverrundung am ersten Werkstück messen und dokumentieren. Abnahmekriterien festlegen.
Werkzeug-Standzeit überwachen
Flex-Hone®: typisch 50–200 Bohrungen je nach Material und Übermaß. NamPower®: typisch 500–2.000 Teile. Werkzeugwechsel-Intervall im NC-Programm oder Werkzeugmanagement hinterlegen.
SPC-Integration (Stichproben)
Alle n-Teile: Rauheitsmessung und visuelle Prüfung. Ergebnisse im CAQ-System dokumentieren. Bei Drift → Parameter korrigieren oder Werkzeug wechseln.
Dokumentation & Rückverfolgbarkeit
Für Automotive-, Medizin- und Luftfahrt-Kunden: NC-Programm-Version, Werkzeug-Charge und Prüfergebnisse lückenlos dokumentieren. Automatisiertes Entgraten erleichtert dies, weil Parameter digital vorliegen.
ROI-Betrachtung: Manuell vs. automatisiert
Die Investition in CNC-integriertes Entgraten amortisiert sich in vielen Fällen innerhalb weniger Monate. Hier eine vereinfachte Vergleichsrechnung für eine typische Serienfertigung:
| Faktor | Manuell | CNC-integriert |
|---|---|---|
| Entgratzeit pro Teil | 45–90 Sek. (Handling + Bearbeitung) | 8–20 Sek. (im Maschinenzyklus) |
| Kosten pro Teil | 0,80–2,50 € (Personalkosten) | 0,05–0,30 € (Werkzeuganteil) |
| Qualität | Variabel (mitarbeiterabhängig) | Konstant (programmgesteuert) |
| Durchsatz | Begrenzt durch Mitarbeiterverfügbarkeit | Maschinentakt bestimmt Durchsatz |
| Dokumentation | Aufwändig (manuell erfassen) | Automatisch (NC-Protokoll) |
| Investition | Gering (Handwerkzeuge) | Mittel (Werkzeuge + Einrichtung) |
Rechenbeispiel
Bei 10.000 Teilen/Jahr und 1,50 € manuellem Entgratkosten pro Teil = 15.000 €/Jahr. CNC-integriert: 0,15 € Werkzeugkosten + 500 € Einrichtung = 2.000 €/Jahr. Ersparnis: 13.000 €/Jahr – Amortisation in unter 3 Monaten.
Empfohlene Werkzeuge für CNC-Entgraten
| Anwendung | Empfohlenes Werkzeug | Zum Sortiment |
|---|---|---|
| Bohrungen entgraten & finishen (alle Materialien) | Flex-Hone® Standard, SC oder AO | Flex-Hone® ansehen |
| Planflächen, Kanten, Querbohrungen | NamPower® AD / AZ Disc Brushes | NamPower® ansehen |
| Kleinbohrungen < 10 mm | Micro Flex-Hone® / Miniaturbürsten | Miniaturbürsten ansehen |
| Großserienteile mit Planflächenfinish | NamPower® Wheel Brushes | NamPower® Sortiment |
Häufige Fragen
Ja. Beide Werkzeugtypen haben zylindrische Schäfte, die in Standard-Spannzangen (ER-System) oder Spannfutter passen. Es sind keine speziellen Maschinenausstattungen erforderlich. Die Mindest-Anforderung ist eine programmierbare Drehzahl und ein Werkzeugwechsler. Auch ältere CNC-Maschinen sind geeignet.
Die Standzeit hängt von Material, Übermaß und Anzahl der Hübe ab. In Aluminium sind 100–200 Bohrungen realistisch, in Stahl 50–100. Mit korrekt eingestellten Parametern und ausreichend Kühlschmierstoff erreichen Sie die oberen Werte. Planen Sie den Werkzeugwechsel proaktiv per Stückzähler im NC-Programm.
In den meisten Fällen funktioniert Ihre bestehende KSS-Emulsion. Für optimale Ergebnisse – besonders bei engeren Rauheitstoleranzen – empfehlen wir spezielles Honöl. In jedem Fall muss eine Schmierung vorhanden sein: Trockenes Honen verkürzt die Standzeit drastisch und erzeugt schlechtere Oberflächen.
Bereits ab 50–100 Teilen pro Los kann sich die CNC-Integration rechnen, wenn die Einrichtzeit gering ist. Da Flex-Hone® nur eingespannt und ein einfacher Honzyklus programmiert werden muss (5–10 Minuten Einrichtung), ist die Schwelle deutlich niedriger als bei starren Entgratwerkzeugen, die aufwendig positioniert werden müssen.
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