So erstellen Sie eine technische Zeichnung für die CNC-Bearbeitung

Um auf der Protolabs Network-Plattform ein Angebot für kundenspezifische CNC-Teile anzufordern, reichen Sie bitte eine 3D-CAD-Datei ein. Moderne CNC-Systeme können die Teilegeometrie direkt aus dem CAD-Datenbestand auslesen, sodass zusätzliche Unterlagen wie technische Zeichnungen nicht immer erforderlich sind.

Obwohl eine 3D-CAD-Datei für die Anforderung eines CNC-Angebots ausreicht, spielen technische Zeichnungen in der Fertigung nach wie vor eine wichtige Rolle. Zeichnungen verbessern die Kommunikation technischer Anforderungen zwischen Designern, Ingenieuren, Produktentwicklern und Zerspanern. Die Bereitstellung einer technischen Zeichnung kann Ihnen helfen, bessere Teile zu beschaffen, und möglicherweise die Gesamtkosten senken.

Dieser Artikel erläutert, wann Sie Ihrer CNC-Bestellung eine technische Zeichnung oder eine Fertigungszeichnung beifügen sollten und was darin enthalten sein sollte, um die besten Ergebnisse bei der Teilebeschaffung zu erzielen. Außerdem werden Richtlinien für technische Zeichnungen und bewährte Verfahren unserer Ingenieure vorgestellt.

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Das obige Bild zeigt eine gut gestaltete, vollständig bemaßte technische Zeichnung und dient als praktisches Beispiel für diesen Leitfaden. Klicken Sie hier, um eine hochauflösende Version der Zeichnung herunterzuladen, und hier, um die CAD-Datei herunterzuladen.

Warum sind technische Zeichnungen für die Beschaffung von Bauteilen nach wie vor wichtig?

CAD-Dateien sind zwar umfassend, doch technische Zeichnungen vermitteln immer noch Details, die eine 3D-CAD-Datei nicht wiedergeben kann. Dazu gehören:

• Innere oder äußere

  Gewinde

• Merkmale mit

  Toleranzen

  , die über den Standard hinausgehen

• Einzelne Oberflächen mit spezifischen

  Oberflächenbearbeitungsanforderungen

  (z. B. Oberflächenrauheit)

Selbst wenn Ihr Entwurf diese Details nicht enthält, empfiehlt es sich, bei der Erteilung eines CNC-Auftrags zusätzlich zur 3D-CAD-Datei eine technische Zeichnung beizufügen. Die CAD-Datei dient zur Programmierung der CNC-Maschine, während die Zeichnung während des gesamten Bearbeitungsprozesses als Referenz dient.

Die meisten CNC-Dienstleister können auch direkt anhand von Dreh- und Fräszeichnungen fertigen, und in manchen Fällen ziehen sie Zeichnungen sogar CAD-Dateien vor. Das liegt daran, dass:

• Einige Dienstleister sind darin geschult, die Geometrie eines Bauteils anhand einer 2D-Zeichnung schnell zu interpretieren

• Es ist einfacher, die Hauptabmessungen, Funktionen und kritischen Merkmale eines Bauteils anhand von 2D-Zeichnungen zu identifizieren

• Es ist einfacher, die Kosten für die Fertigung des Bauteils einzuschätzen

Technische Zeichnungen sind ein wichtiger Bestandteil der Beschaffung von Sonderteilen, und es gibt zahlreiche Normen und bewährte Verfahren für deren Erstellung. Wenn eine Zeichnung alle technischen Anforderungen klar vermittelt, ist die spezifische Zeichentechnik zweitrangig.

Wie ist eine technische Zeichnung aufgebaut?

Eine technische Zeichnung besteht in der Regel aus den folgenden wesentlichen Bestandteilen:

• Ein Titelblock

• Eine isometrische/bildliche Darstellung des Bauteils

• Die wichtigsten orthogonalen Ansichten des Bauteils

• Schnittansichten oder Detailansichten

• Hinweise für den Hersteller

Titelblock

Im Titelblock werden grundlegende Informationen zum Bauteil festgehalten, die der Hersteller benötigt, wie beispielsweise die Bezeichnung des Bauteils, das Material, die Oberflächenbeschaffenheit und die Farbe sowie der Konstrukteur und das Unternehmen. Das Ausfüllen dieser Felder ist unerlässlich, da sie die Hauptfunktion des Bauteils und die Fertigungsanforderungen vermitteln.

Der Titelblock enthält außerdem technische Details wie den Zeichnungsmaßstab und die für die Bemaßung und Tolerierung verwendeten Normen.

In der Nähe des Titelblocks sollte die Projektionsart angegeben sein. Zeichnungen nach ASME-Normen (üblich in den USA und Australien) verwenden die Drittwinkelprojektion. Zeichnungen nach ISO- oder DIN-Normen (üblich in Europa) verwenden die Erstwinkelprojektion. Die Beispielzeichnung am Anfang dieses Artikels folgt den ISO/DIN-Normen.

Die bildliche (isometrische) Ansicht

Fügen Sie der technischen Zeichnung eine oder mehrere bildliche 3D-Ansichten hinzu, um das Verständnis auf einen Blick zu erleichtern. Isometrische Ansichten vermitteln ein Gefühl für die Tiefe und bewahren dabei die tatsächliche Geometrie: Vertikale Linien bleiben vertikal, und horizontale Linien werden in einem Winkel von 30 Grad dargestellt.

Die wichtigsten orthogonalen Ansichten

Die meisten geometrischen Informationen werden in den orthogonalen Hauptansichten vermittelt.

Dabei handelt es sich um zweidimensionale Darstellungen des dreidimensionalen Bauteils, die aus der Perspektive der Flächen eines imaginären Begrenzungsrahmens gezeigt werden. Um Form, Abmessungen und Merkmale klar zu vermitteln, werden nur die Kanten gezeichnet.

Für die meisten Bauteile reichen zwei oder drei orthogonale Ansichten aus, um die gesamte Geometrie zu beschreiben.

Schnittansichten

Schnittansichten zeigen interne Details, indem das Bauteil entlang einer Ebene geschnitten wird. Eine Schnittlinie in einer orthogonalen Ansicht gibt an, wo das Bauteil im Querschnitt dargestellt wird, und das Schraffurmuster in der Schnittansicht kennzeichnet Bereiche, in denen Material entfernt wurde.

Zeichnungen können mehrere Schnittansichten enthalten. Jede Schnittlinie ist mit einem aus zwei Buchstaben bestehenden Paar beschriftet, das sie mit der entsprechenden Schnittansicht verknüpft, zum Beispiel A-A oder B-B. Pfeile auf der Schnittlinie geben die Blickrichtung an.

Schnittansichten werden in der Regel in einer Linie mit der zugehörigen orthogonalen Ansicht platziert, können jedoch bei begrenztem Platz auch an anderer Stelle in der Zeichnung angeordnet werden. Ein Teil kann über seine gesamte Breite, entlang der Hälfte seiner Breite oder schräg geschnitten werden.

Detailansichten

Detailansichten heben komplexe oder schwer zu bemaßende Bereiche einer orthogonalen Ansicht hervor. Eine

Detailansicht wird in der Regel als versetzter Kreis dargestellt und mit einem einzelnen Buchstaben (z. B. A oder B) beschriftet; sie ist mit der Hauptzeichnung verknüpft.

Detailansichten können an beliebiger Stelle auf dem Blatt platziert werden und einen anderen Maßstab als der Rest der Zeichnung verwenden, sofern dieser Maßstab deutlich angegeben ist.

Was sind Anmerkungen für den Hersteller und wozu braucht man sie?

Das Hinzufügen von Anmerkungen für den Hersteller zur technischen Zeichnung ist wichtig, wenn auch nicht zwingend erforderlich, um ein Angebot zu erhalten. Anmerkungen vermitteln zusätzliche Informationen, die in den Bauplänen nicht enthalten sind.

Zu diesen zusätzlichen, aber wichtigen Details gehören Anweisungen zum Anfasen oder Entgraten aller scharfen Kanten sowie die Festlegung der Anforderungen an die allgemeine Oberflächenbeschaffenheit. In diesem Abschnitt kann auch auf andere CAD-Dateien oder zusammenwirkende Bauteile verwiesen werden, die mit dem Teil in Wechselwirkung stehen.

Anmerkungen für den Hersteller werden häufig eher durch Symbole als durch Text dargestellt. So wird beispielsweise die Oberflächenrauheit üblicherweise mit einem Standardsymbol gekennzeichnet.

So erstellen Sie eine technische Zeichnung in 7 einfachen Schritten

Befolgen Sie beim Erstellen Ihrer technischen Zeichnung diese sieben Schritte, um klare, fertigungsreife Konstruktionszeichnungen zu erstellen.

Schritt 1

Legen Sie die wichtigsten Ansichten fest und platzieren Sie die entsprechenden orthogonalen Ansichten in der Mitte der Zeichnung, wobei Sie zwischen ihnen ausreichend Platz für Bemaßungen lassen.

Schritt 2

Wenn das Bauteil innere Merkmale oder Bereiche aufweist, die schwer zu bemaßen sind, fügen Sie Schnittansichten oder Detailansichten hinzu.

Schritt 3

Fügen Sie jeder Ansicht Hilfslinien hinzu. Zu den Hilfslinien gehören Mittellinien zur Definition von Symmetrieebenen oder -achsen, Mittelpunkte sowie Mittelpunktmuster zur Lokalisierung von Lochmitten oder kreisförmigen Anordnungen.

Schritt 4

Fügen Sie Bemaßungen hinzu, wobei Sie mit den wichtigsten Merkmalen beginnen.

Schritt 5

Geben Sie die Position, Größe und Länge aller Gewinde an.

Schritt 6

Fügen Sie Toleranzen für Merkmale hinzu, die eine höhere Genauigkeit als die Norm erfordern. Wir halten uns an ISO 2768 – mittel oder fein für Metalle und mittel für Kunststoffe.

Schritt 7

Vervollständigen Sie den Titelblock und listen Sie alle nicht standardmäßigen Anforderungen, wie z. B. Oberflächenbeschaffenheit oder Entgraten, in den Anmerkungen auf. Exportieren Sie die Zeichnung als PDF und fügen Sie sie Ihrer Bestellung im Angebotsgenerator bei.

Nachdem die grundlegende Struktur der technischen Zeichnung geklärt ist, konzentrieren Sie sich als Nächstes auf das Hinzufügen von Bemaßungen, Anmerkungen und Toleranzen, um eine genaue Beschaffung der Teile und deren Herstellbarkeit sicherzustellen.

Wie fügt man kritische Bemaßungen in technische Zeichnungen ein?

Wenn sowohl eine 3D-CAD-Datei als auch eine technische Zeichnung bereitgestellt werden, stützen sich die Hersteller bei der Maßprüfung auf die Zeichnung. Wir empfehlen, alle kritischen Merkmale in der Zeichnung zu bemaßen, um Fehler während der Fertigung zu vermeiden.

Wir empfehlen, technische Zeichnungen vollständig zu bemaßen, um Fertigungsfehler zu vermeiden. Um Zeit zu sparen, bemaßen Sie nur die kritischen Merkmale, die der CNC-Anbieter prüfen soll.

Hier sind einige Tipps, die Ihnen bei der Bemaßung Ihrer Modelle helfen sollen:

• Fügen Sie zunächst die Gesamtabmessungen ein, um die Umrisse des Teils zu definieren.

• Fügen Sie als Nächstes die wichtigsten funktionalen Maße hinzu, zum Beispiel den Abstand zwischen Schlüssellöchern.

• Bemaßen Sie sekundäre Merkmale nach den kritischen. Bemaßen Sie nach Möglichkeit von derselben Grundlinie oder demselben Bezugspunkt aus, um kumulative Fehler zu reduzieren.

• Platzieren Sie jede Bemaßung in der Ansicht, die das Merkmal am besten zeigt. Beispielsweise gehören Details zu Gewindebohrungen eher in die Detailansicht als in die Hauptansicht.

• Bei sich wiederholenden Merkmalen bemaßen Sie eine Instanz und geben Sie die Anzahl an, zum Beispiel „2x“ für zwei identische Senkbohrungen.

Möchten Sie sich eingehender mit der Bemaßung befassen? Lesen Sie diesen Artikel des MIT.

Wie fügt man Lochbemaßungen in eine technische Zeichnung ein?

Löcher sind häufige Merkmale bei CNC-gefertigten Teilen und werden in der Regel in standardisierten Größen gebohrt.

Oft weisen sie sekundäre Merkmale wie Senkbohrungen (⌴) und Senkungen (⌵) auf. Es wird empfohlen, wiederkehrende Lochmerkmale mit einer einzigen Bemaßung zu definieren, anstatt jedes Merkmal einzeln zu bemaßen.

Im folgenden Beispiel bezeichnet die Bemaßung zwei identische Durchgangsbohrungen mit einer Senkbohrung. Anstelle einer separaten Tiefenbemaßung kann das Tiefensymbol (↧) verwendet werden.

Wie fügt man Gewinde in eine technische Zeichnung ein?

Gewinde müssen in technischen Zeichnungen eindeutig gekennzeichnet sein. Verwenden Sie Standard-Gewindebezeichnungen, zum Beispiel M4x0,7, anstatt eine Durchmesserbemaßung anzugeben. Geben Sie detaillierte Gewindebeschriftungen an, um die Größen der Vorbohrungen, die Gewindelängen und etwaige Sonderanforderungen zu spezifizieren.

Geben Sie den Durchmesser der Vorbohrung im ersten Arbeitsgang an (siehe Normtabellen) und legen Sie die Gewindemaße und Toleranzen im zweiten Arbeitsgang fest.

Wie gibt man Toleranzen in einer technischen Zeichnung an?

Toleranzen legen die zulässige Abweichung für ein bestimmtes Maß fest und geben an, wie ein Merkmal funktionieren muss, was für Teile, die mit anderen Komponenten zusammenwirken, von entscheidender Bedeutung ist.

Toleranzen gelten für alle linearen oder Winkelmaße in einer CNC-Zeichnung.

Zu den gängigen Formaten gehören beidseitige Toleranzen, die symmetrisch um den Nennwert liegen (z. B. ±0,1 mm), einseitige Toleranzen mit unterschiedlichen Ober- und Untergrenzen sowie technische Passungstoleranzen, die durch Standardbezeichnungen angegeben werden (z. B. 6H). Im obigen Beispiel ist eine Ebenheitstoleranz (⏥) dargestellt.

Für eine präzisere Steuerung sollten Sie geometrische Bemaßung und Tolerierung (GD&T) verwenden.

Was versteht man unter „Geometric Dimensioning & Tolerancing“ (GD&T)?

GD&T ist in der Anwendung komplexer als die Standardtolerierung, vermittelt jedoch die technische Absicht klarer. Durch den Einsatz von GD&T lassen sich funktionale Anforderungen direkt festlegen, sodass einige Toleranzen großzügiger gestaltet werden können, ohne dass die Konstruktionsziele beeinträchtigt werden. Dies verbessert die Qualität und kann die Fertigungskosten senken.

Zu den gängigen Symbolen gehören die „True Position“ (⌖) zur Positionierung von Lochmustern, die Ebenheit (⏥) und die Konzentrizität (◎). Bei korrekter Anwendung hilft GD&T den Zulieferern zu verstehen, welche Merkmale für Passung und Funktion entscheidend sind.

Hier ist ein Beispiel dafür, wie das GD&T-System bei der Konstruktion eines Bauteils angewendet wird:

Die Maßangabe legt acht Bohrungen mit einem Nenndurchmesser von 10 mm und einer Durchmessertoleranz von ±0,1 mm fest. Jeder gemessene Durchmesser dieser Bohrungen muss zwischen 9,9 mm und 10,1 mm liegen.

Die Toleranz für die tatsächliche Lage bestimmt die Lage des Bohrungsmittelpunkts relativ zu den drei Bezugskanten oder Bezugspunkten. Sie schreibt vor, dass die Bohrungsachse innerhalb eines imaginären Zylinders liegen muss, dessen Mittelpunkt an der Nennposition liegt und dessen Durchmesser 0,1 mm beträgt.

Dadurch wird sichergestellt, dass die Lochmitte innerhalb des vorgegebenen Bereichs bleibt, sodass das Bauteil in die Baugruppe passt.

Wir empfehlen, bei kritischen Baugruppen und in späteren Phasen des Konstruktionsprozesses, beispielsweise in der Serienfertigung, GD&T-Angaben zu den Bauteilen hinzuzufügen. In beiden Fällen gelten höhere messtechnische Anforderungen, was die Kosten für einen Einzelprototyp erhöht.