CNC-Drehverfahren

Kurze Beschreibung:

Beim CNC-Drehen handelt es sich um einen Bearbeitungsprozess, bei dem ein Schneidwerkzeug, typischerweise ein nicht rotierender Werkzeugeinsatz, einen spiralförmigen Werkzeugweg beschreibt, indem es sich mehr oder weniger linear bewegt, während sich das Werkstück dreht.

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Einführung in das CNC-Drehen

Gewöhnlich wird der Begriff „Drehen“ für die Erzeugung von Außenflächen durch diesen Schneidvorgang verwendet, wohingegen dieser gleiche wesentliche Schneidvorgang, wenn er auf Innenflächen (Löcher der einen oder anderen Art) angewendet wird, „Bohren“ genannt wird.Daher kategorisiert der Begriff „Drehen und Bohren“ die größere Familie von Prozessen, die als Drehen bekannt sind.Das Schneiden von Flächen am Werkstück, sei es mit einem Dreh- oder Bohrwerkzeug, wird als „Planfräsen“ bezeichnet und kann als Teilmenge in beide Kategorien zusammengefasst werden.

Das Drehen kann manuell erfolgen, in einer herkömmlichen Form einer Drehmaschine, die häufig eine ständige Aufsicht durch den Bediener erfordert, oder mit einer automatisierten Drehmaschine, die dies nicht erfordert.Heutzutage ist die häufigste Art einer solchen Automatisierung die computergestützte numerische Steuerung, besser bekannt als CNC.(CNC wird neben dem Drehen auch häufig bei vielen anderen Bearbeitungsarten eingesetzt.)

Beim Drehen wird das Werkstück (ein Stück relativ steifes Material wie Holz, Metall, Kunststoff oder Stein) gedreht und ein Schneidwerkzeug entlang einer, zwei oder drei Bewegungsachsen bewegt, um präzise Durchmesser und Tiefen zu erzeugen.Das Drehen kann entweder an der Außenseite des Zylinders oder an der Innenseite erfolgen (auch als Bohren bezeichnet), um rohrförmige Komponenten mit verschiedenen Geometrien herzustellen.Obwohl heute recht selten, konnten frühe Drehmaschinen sogar zur Herstellung komplexer geometrischer Figuren, sogar platonischer Körper, verwendet werden;Allerdings ist es seit dem Aufkommen der CNC unüblich geworden, für diesen Zweck eine nicht computergestützte Werkzeugwegsteuerung zu verwenden.

Die Drehvorgänge werden in der Regel auf einer Drehmaschine durchgeführt, die als die älteste Werkzeugmaschine gilt, und können unterschiedlicher Art sein, z. B. Geraddrehen, Kegeldrehen, Profilieren oder Außenstechen.Mit diesen Drehverfahren können verschiedene Materialformen hergestellt werden, beispielsweise gerade, konische, gebogene oder genutete Werkstücke.Im Allgemeinen werden beim Drehen einfache Einzelschneidwerkzeuge verwendet.Jede Gruppe von Werkstückmaterialien verfügt über einen optimalen Satz an Werkzeugwinkeln, die im Laufe der Jahre entwickelt wurden.

Die beim Drehen anfallenden Metallabfälle werden als Späne (Nordamerika) oder Späne (Großbritannien) bezeichnet.In manchen Gegenden werden sie auch als Turnings bezeichnet.

Die Bewegungsachsen des Werkzeugs können im wahrsten Sinne des Wortes eine gerade Linie sein oder entlang einer Reihe von Kurven oder Winkeln verlaufen, aber sie sind im Wesentlichen linear (im nicht-mathematischen Sinne).

Eine Komponente, die einer Drehbearbeitung unterzogen wird, kann als „gedrehtes Teil“ oder „bearbeitete Komponente“ bezeichnet werden.Dreharbeiten werden auf einer Drehmaschine durchgeführt, die manuell oder CNC-gesteuert sein kann.

CNC-Drehoperationen für den Drehprozess umfassen

Drehen
Der allgemeine Prozess des Drehens besteht darin, ein Teil zu drehen, während ein Einschneidewerkzeug parallel zur Drehachse bewegt wird. Das Drehen kann sowohl auf der Außenfläche des Teils als auch auf der Innenfläche durchgeführt werden (der Vorgang wird als Bohren bezeichnet).Das Ausgangsmaterial ist im Allgemeinen ein Werkstück, das durch andere Prozesse wie Gießen, Schmieden, Strangpressen oder Ziehen erzeugt wurde.

Konisches Drehen
Durch konisches Drehen entsteht eine zylindrische Form, deren Durchmesser von einem Ende zum anderen allmählich abnimmt.Dies kann erreicht werden a) mit dem Kreuzschlitten, b) mit der Kegeldrehvorrichtung, c) mit einer hydraulischen Kopiervorrichtung, d) mit einer CNC-Drehmaschine, e) mit einem Formwerkzeug, f) durch Versetzen des Reitstocks – diese Methode eignet sich besser für flache Werkstücke verjüngt sich.

Sphärische Generation
Die sphärische Erzeugung erzeugt eine sphärische fertige Oberfläche, indem eine Form um eine feste Rotationsachse gedreht wird.Zu den Methoden gehören a) die Verwendung einer hydraulischen Kopiervorrichtung, b) eine CNC-Drehmaschine (computergestützte numerisch gesteuerte Maschine), c) die Verwendung eines Formwerkzeugs (eine grobe und fertige Methode), d) die Verwendung einer Bettvorrichtung (Zeichnung zur Erklärung erforderlich).

Hartes Drehen
Beim Hartdrehen handelt es sich um eine Form des Drehens von Materialien mit einer Rockwell-C-Härte von mehr als 45. Sie wird typischerweise nach der Wärmebehandlung des Werkstücks durchgeführt.
Das Verfahren soll traditionelle Schleifvorgänge ersetzen oder einschränken.Hartdrehen konkurriert, wenn es ausschließlich zur Materialabtragung eingesetzt wird, gut mit dem Schruppschleifen.Wenn es jedoch zur Endbearbeitung eingesetzt wird, bei der es auf Form und Abmessung ankommt, ist das Schleifen überlegen.Durch Schleifen wird eine höhere Maßhaltigkeit der Rundheit und Zylindrizität erreicht.Darüber hinaus können mit Hartdrehen allein keine polierten Oberflächengüten von Rz=0,3–0,8z erreicht werden.Hartdrehen eignet sich für Teile, die eine Rundheitsgenauigkeit von 0,5–12 Mikrometern und/oder eine Oberflächenrauheit von Rz 0,8–7,0 Mikrometern erfordern.Es wird unter anderem für Getriebe, Einspritzpumpenkomponenten und Hydraulikkomponenten verwendet.

Gegenüber
Beim Plandrehen im Rahmen von Dreharbeiten wird das Schneidwerkzeug im rechten Winkel zur Drehachse des rotierenden Werkstücks bewegt.Dies kann im Gegensatz zum Längsvorschub (Drehen) durch die Betätigung des Querschlittens (falls vorhanden) erfolgen.Es ist häufig der erste Arbeitsgang bei der Herstellung des Werkstücks und oft auch der letzte – daher der Ausdruck „Ende“.

Abschied
Dieser Vorgang, auch Abtrennen oder Trennen genannt, wird verwendet, um tiefe Nuten zu erzeugen, die ein fertiges oder teilweise vollständiges Bauteil aus seinem Ausgangsmaterial entfernen.

Einstechen
Das Einstechen ähnelt dem Trennen, mit der Ausnahme, dass die Nuten auf eine bestimmte Tiefe geschnitten werden, anstatt eine fertige/teilweise Komponente vom Rohteil abzutrennen.Das Einstechen kann auf Innen- und Außenflächen sowie auf der Vorderseite des Teils durchgeführt werden (Planeinstechen oder Trepanieren).

Zu den unspezifischen Operationen gehören:
Langweilig
Vergrößern oder Glätten eines vorhandenen Lochs, das durch Bohren, Formen usw. entstanden ist, d. h. die Bearbeitung von inneren zylindrischen Formen (Erzeugung) a) durch Anbringen des Werkstücks an der Spindel über ein Spannfutter oder eine Planscheibe b) durch Anbringen des Werkstücks auf dem Querschlitten und Einsetzen des Schneidwerkzeugs das Spannfutter.Diese Arbeit eignet sich für Gussteile, deren Montage in der Frontplatte zu schwierig ist.Auf Drehmaschinen mit langem Bett können große Werkstücke mit einer Halterung am Bett verschraubt werden und eine Welle zwischen zwei Laschen am Werkstück geführt werden, und diese Laschen können auf Maß ausgebohrt werden.Eine begrenzte Anwendung, die jedoch dem erfahrenen Dreher/Maschinenbauer zur Verfügung steht.

Bohren
Wird verwendet, um Material aus der Innenseite eines Werkstücks zu entfernen.Bei diesem Verfahren werden Standardbohrer verwendet, die stationär im Reitstock oder Werkzeugrevolver der Drehmaschine gehalten werden.Die Bearbeitung kann mit separat erhältlichen Bohrmaschinen erfolgen.

Rändelung
Das Schneiden eines gezackten Musters auf die Oberfläche eines Teils zur Verwendung als Handgriff oder zur optischen Aufwertung mithilfe eines speziellen Rändelwerkzeugs.

Reiben
Der Kalibriervorgang, bei dem eine kleine Menge Metall aus einem bereits gebohrten Loch entfernt wird.Es dient zur Herstellung von Innenlöchern mit sehr genauen Durchmessern.Beispielsweise wird ein 6-mm-Loch durch Bohren mit einem 5,98-mm-Bohrer hergestellt und dann auf genaue Abmessungen aufgebohrt.

Einfädeln
Mit einem geeigneten Schneidwerkzeug können auf einer Drehmaschine sowohl Standard- als auch Nicht-Standard-Schraubengewinde gedreht werden.(Normalerweise mit einem Nasenwinkel von 60 oder 55°) Entweder außen oder innerhalb einer Bohrung. Beim Gewindeschneiden handelt es sich um einen Prozess zur Herstellung von Innen- oder Außengewinden in einem Werkstück. Wird im Allgemeinen als Einpunktgewindeschneiden bezeichnet.

Gewindeschneiden von Gewindemuttern und -löchern a) mit Handgewindebohrern und Reitstockspitze b) mit einem Gewindeschneidgerät mit Rutschkupplung, um das Risiko eines Gewindebohrerbruchs zu verringern.

Zu den Gewindeschneidoperationen gehören a) alle Arten von Außen- und Innengewindeformen mit einem einzigen Werkzeug, außerdem Kegelgewinde, zweigängige Gewinde, mehrgängige Gewinde, Schnecken, wie sie in Schneckenrad-Untersetzungskästen verwendet werden, Leitspindeln mit ein- oder mehrgängigen Gewinden.b) durch die Verwendung von Gewindeschneidkästen, die mit 4 Formwerkzeugen ausgestattet sind, bis zu 2"-Gewindedurchmesser, es sind jedoch auch größere Kästen als diese erhältlich.

Polygonales Drehen
Dabei werden unrunde Formen bearbeitet, ohne die Rotation des Rohmaterials zu unterbrechen.