drehen und mehr

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Die Länge der Späne hängt von zahlreichen Einflüssen ab. Die beiden wichtigsten sind der Werkstoff und der Vorschub.

Mit steigendem Vorschub werden die Späne kürzer und somit günstiger. Wenn die Schneiden verschlissen sind, werden sie nachgeschliffen.

In der industriellen Praxis werden heute jedoch meist Klemmhalter genutzt, in denen eine Wendeschneidplatte als Schneide fungiert. Nachgeschliffen werden die Platten nicht mehr.

Die Werkstoffe, aus denen die Schneiden bestehen, werden in der Zerspantechnik als Schneidstoff bezeichnet. Industrieller Standard ist das Hartmetall, mit dem höhere Schnittgeschwindigkeiten und somit niedrigere Bearbeitungszeiten möglich sind als mit dem herkömmlichen Schnellarbeitsstahl HSS.

Beim Drehen kann jedoch grundsätzlich die gesamte Palette der bekannten Schneidstoffe zum Einsatz kommen. Für Werkstoffe, die nur schwer zerspanbar sind, kommen auch Schneidkeramiken und kubisches Bornitrid zum Einsatz.

Für Stahl sind sie jedoch ungeeignet, da sie sich bei den hohen auftretenden Temperaturen in Graphit umwandeln. Die zum Drehen geeigneten Maschinen sind hauptsächlich Drehmaschinen sowie Bearbeitungszentren , die sich sowohl zum Drehen als auch zum Fräsen eignen.

Etwa ein Drittel des Produktionswertes der spanenden Werkzeugmaschinen entfällt auf Drehmaschinen. Die Drehmaschine ist die wohl variantenreichste Werkzeugmaschine: Drehmaschinen bestehen aus mehreren Komponenten: Dazu zählt auch der Werkzeugschlitten, in dem das Werkzeug festgespannt ist, der üblicherweise über einen eigenen Antrieb verfügt.

Die einfachste Form der Drehmaschine ist die Universaldrehmaschine. Wenn zusätzlich statt des Werkzeugschlittens ein Werkzeugrevolver vorhanden ist, in dem mehrere Werkzeuge eingespannt sind, spricht man von Drehzentren.

Sie sind somit besonders produktiv, das Umrüsten auf ein anderes Produkt dauert jedoch relativ lange.

Für die Präzisionsbearbeitung von Teilen für die Feinmechanik gibt es Feindrehmaschinen. Für das Hochgeschwindigkeitsdrehen existieren spezielle Maschinen, die für die hohen Fliehkräfte ausgelegt sind.

Allgemein dienen Spannmittel dazu, Werkzeuge oder Werkstücke während der Bearbeitung zu fixieren. Aus der Besonderheit des Drehens mit seinen meist rotierenden, runden Werkstücken statt der meist stehenden, prismatischen Werkstücke ergeben sich einige Besonderheiten bei den Spannmitteln.

Die Werkzeuge selbst müssen in der Drehmaschine eingespannt werden. Dafür wurden verschiedene Schnittstellen entwickelt.

Sie können direkt in den Werkzeugschlitten eingespannt werden oder in einen Werkzeugspeicher , der mehrere Werkzeuge enthält und schnell das Bearbeitungswerkzeug austauschen kann.

Zum Festspannen beim automatischen Werkzeugwechsel dient ein Hydrauliksystem. Für die Werkstücke gibt es zahlreiche Spannmittel, die speziell für Drehteile ausgelegt sind.

Durch die Rotation der Drehteile ergeben sich insbesondere bei hohen Drehzahlen Fliehkräfte, die die sichere Einspannung der Werkstücke gefährden.

Standard-Spannmittel beim Drehen sind die Spannfutter. Diese eignen sich allgemein für rotierende Teile und werden neben dem Drehen Drehfutter auch beim Bohren oder Fräsen genutzt Bohr- bzw.

Sie bestehen aus zwei bis acht Spannbacken , die am Umfang des Werkstücks verteilt die Spannkräfte aufbringen. Bei Spannfuttern werden sämtliche Spannbacken gleichzeitig bewegt.

Sie eignen sich für hohle und massive Werkstücke, die hier auch als Futterteil bezeichnet werden.

Drehfutter werden entweder manuell Handspannfutter oder hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch betätigt Kraftspannfutter. Den Spannfuttern ähnlich sind die Planscheiben , bei denen sich die Spannbacken einzeln verschieben lassen.

Das Einspannen dauert somit länger, sie eignen sich jedoch auch für nicht kreisrunde Werkstücke. Für dünnwandige, hohle Drehteile, die sich auf Spannfuttern verformen würden, eignen sich Spanndorne.

Spannzangen eignen sich für Drehteile mit kleinerem Durchmesser in der automatisierten Fertigung, beispielsweise auf Drehautomaten.

Drehfutter, Planscheiben, Spanndorne und -zangen spannen die Drehteile auf dem Umfang. Für längere Werkstücke eignen sich Stirnmitnehmer , Zentrierspitzen und Drehgreifer.

Diese spannen auf den Stirnflächen der Werkstücke. Damit wird einerseits die gesamte Länge der Werkstücke für die Bearbeitung zugänglich, wodurch das Umspannen für die Rückseitenbearbeitung entfallen kann, was auch die Rundlaufgenauigkeit erhöht.

Andererseits werden die beiden Enden der Werkstücke abgestützt, sodass sie sich weniger verbiegen. Besonders lange Werkstücke werden mittig zusätzlich mit einer Lünette abgestützt.

Bei gegebenen Werkstückdurchmesser ergibt sich die Schnittgeschwindigkeit aus der Drehzahl. Die Verfahrensparameter führen während der Bearbeitung zu einer bestimmten Zerspankraft und Temperatur am Werkzeug, einem Leistungsumsatz, Schwingungen und akustischen Emissionen Lärm und Spanformen.

Die wichtigsten Prozessparameter sind, wie bei den meisten Verfahren der Zerspantechnik, der Vorschub, die Schnitttiefe und die Schnittgeschwindigkeit.

Da mit der Genauigkeit auch die Kosten zunehmen, gilt: Die Bearbeitung sollte nur so genau sein wie nötig. Diese sind der Werkstoff des Werkstücks, der Werkstoff des Werkzeugs Schneidstoff , das Bearbeitungsverfahren Schruppen , Schlichten , Feinschlichten , das Drehverfahren, die geforderte Oberflächengüte des Werkstücks und der Kühlschmierstoff.

Eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit erhöht das Zeitspanvolumen. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann es zur Aufbauschneidenbildung kommen.

Eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit führt auch zu langsam fallenden Schnittkräften, was beim Hochgeschwindigkeitsdrehen genutzt wird.

Richtwerte für die Schnittgeschwindigkeit sind Tabellenbüchern oder den Datenblättern der Drehwerkzeuge zu entnehmen. Eine Optimierung kann mit der Taylor-Geraden erreicht werden.

Der Vorschub f wird in Millimeter pro Umdrehung angegeben. Eine Erhöhung des Vorschubs erhöht auch die Zerspankraft, die auf das Werkzeug wirkt.

Diese kann zu Schwingungen führen und damit zu abnehmenden Genauigkeiten. Da die Leistung des Antriebes begrenzt ist, sind bei gegebener Schnittgeschwindigkeit auch der Vorschub und die Schnitttiefe begrenzt.

Für Letztere gilt das gleiche wie für den Vorschub, eine Verdopplung des Vorschubes erhöht die Schnittkraft um weniger als das Doppelte, bei der Schnitttiefe verdoppelt sie sich.

Einen mathematischen Zusammenhang bietet die Kienzle-Formel. Beim Schlichten Fertigdrehen wird zu Gunsten einer höheren Oberflächenqualität der Vorschub gegenüber dem Schruppvorgang vermindert und die Schnittgeschwindigkeit erhöht.

Das Verhältnis von Mindestspanungsdicke zu Schneidkantenradius beträgt beim Drehen zwischen 0,25 und 1, In der Praxis beträgt das Verhältnis der Schnitttiefe zum Vorschub etwa Richtwerte sind in Tabellen aufgeführte Werte, die eine Orientierung erlauben, in welchen Bereichen mit wirtschaftlichen Verfahrensparametern zu rechnen ist.

Die folgende Tabelle gibt einen groben Überblick über die in der Praxis genutzten Werte und gilt für das Schruppen. Beim Schlichten werden geringere Schnitttiefen und Vorschübe genutzt und etwas höhere Schnittgeschwindigkeiten sowie andere Schneidstoffsorten.

Die Festigkeit von Aluminiumlegierungen ist am geringsten, die von legiertem Stahl am höchsten. Die tatsächlich realisierbaren Werte hängen von der Legierung ab.

Zu den hohen Schnittgeschwindigkeiten einer Zeile gehören die niedrigen Vorschübe und Schnitttiefen. Beim Drehen können verschiedene Fehler auftreten, die die Werkzeuge oder die Werkstücke betreffen.

In der Fachliteratur existieren ausführliche Tabellen mit möglichen Fehlern, deren Ursachen und Abhilfen. Abhilfe kann eine Verbesserung der Kühlschmiermittelzufuhr sein mehr oder gezielter oder das Abstellen des Kühlschmiermittels beim unterbrochenen Schnitt Trockenbearbeitung , denn auch durch verringerte Kühlung können schnelle Temperaturwechsel vermieden werden.

Mit den folgenden Gleichungen können die beim Drehen auftretenden Kräfte, Leistungen und die Bearbeitungszeit berechnet werden.

Diese Werte werden für die Arbeitsvorbereitung und die Konstruktion der Drehmaschinen benötigt. Für andere Fertigungsverfahren wird sie je nach Verfahren mit einem Korrekturfaktor multipliziert.

Die Leistung ergibt sich als Produkt aus der Geschwindigkeit und der Kraft. Die Schnittleistung, die näherungsweise der Gesamtleistung entspricht, ergibt sich als Produkt aus Schnittgeschwindigkeit und Schnittkraft.

Die Hauptzeit beim Drehen ist die Zeit, während der Späne fallen. Sie lässt sich berechnen. Die Nebenzeit dagegen, während derer Werkzeuge oder Werkstücke gewechselt werden sowie die Werkzeuge verschiedene Verfahrbewegungen durchführen, ohne Späne abzutrennen, hängt von der Maschine ab.

Sie wird benötigt für die Kalkulation Berechnung der entstehenden Kosten , die Maschinenbelegungszeit und die erforderliche Anzahl Maschinen, um eine bestimmte Produktionsmenge innerhalb der gewünschten Zeit fertigen zu können.

Links mit Teilprofilwerkzeug, rechts mit Vollprofil. Im Punkt E könnte ein Werkzeug angebracht werden. Lesenswert Spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide Drehen.

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Die Werkstücke können direkt im gehärteten Zustand bearbeitet werden. Damit entfallen sowohl das Weichglühen als auch das Schleifen, was zu kürzeren Durchlaufzeiten führt.

Da beim Hartdrehen die Werkstückform durch die Bewegung des Werkzeuges gesteuert wird, ist es auch flexibler als das Schleifen, bei dem die Werkstückform meist teilweise im Werkzeug enthalten ist.

Das Hartdrehen wird bei komplizierteren Formen angewandt, wogegen lange gerade Wellen wirtschaftlicher durch Schleifen zu bearbeiten sind, weil die breiteren Schleifscheiben in diesem Fall kürzere Bearbeitungszeiten aufweisen.

Sie liegen somit alle deutlich unter denen des konventionellen Drehens. Höhere Schnittgeschwindigkeiten wirken sich günstig auf die Produktivität aus.

Sie führen zudem zu abnehmenden Schnittkräften , weshalb sich die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung auch für filigrane Bauteile eignet.

Beim Drehen führen die hohen Drehzahlen zu hohen Fliehkräften, was besondere Maschinen erfordert. Wegen der hohen Drehzahlen geht von wegfliegenden Teilen wie zum Beispiel Spänen eine deutlich erhöhte Gefährdung für Menschen und Maschinen aus, was besondere Sicherheitsvorkehrungen erfordert.

Der Vorschub wird dabei reduziert: Genutzt werden spezielle Ultrapräzisionsdrehmaschinen. Als Werkstoffe gelten für das Präzisionsdrehen Stahl und Nichteisenmetalle als besonders geeignet.

Das Präzisionsdrehen wird auch in Form des Hartdrehens eingesetzt für gehärtete Werkstoffe als Ersatz für das Schleifen.

Es können asphärische Linsen und sogar nicht-rotationssymmetrische Linsen hergestellt werden. Für Letztere werden besonders dynamische Vorschubantriebe benötigt, die meist als Lineardirektantrieb ausgeführt sind.

Für die Feinmechanik werden optische Fassungen gefertigt sowie Linsengehäuse, Mikroskopkomponenten, Kopierwalzen, Fotobauteile, Video kopftrommeln und Festplattenteile.

Die Entstehung der Späne ist für das Drehen besonders gut erforscht. Zu Beginn der Bearbeitung wird der Werkstoff durch das Werkzeug angestaucht, bis die Festigkeit überschritten ist.

Bei harten, spröden Werkstoffen wie Gusseisen oder Keramiken bilden sich Risse, die sich ausbreiten, bis sich Brocken vom Werkstück lösen und der Vorgang erneut beginnt.

Die meisten Metalle, insbesondere Stahl, sind duktil , sie lassen sich verformen. Es bildet sich ein langer Span aus, der über das Werkzeug abläuft.

Die Spanbildung ist kontinuierlich, was zu geringen Schwankungen der Schnittkraft und somit zu langen Standzeiten führt.

Die Späne können sich jedoch verfangen und Mensch und Maschine gefährden. Um dies zu vermeiden, werden sogenannte Spanbrecher genutzt.

Dies sind Kanten an den Werkzeugen, gegen die die Späne laufen und brechen. Die Länge der Späne hängt von zahlreichen Einflüssen ab. Die beiden wichtigsten sind der Werkstoff und der Vorschub.

Mit steigendem Vorschub werden die Späne kürzer und somit günstiger. Wenn die Schneiden verschlissen sind, werden sie nachgeschliffen.

In der industriellen Praxis werden heute jedoch meist Klemmhalter genutzt, in denen eine Wendeschneidplatte als Schneide fungiert.

Nachgeschliffen werden die Platten nicht mehr. Die Werkstoffe, aus denen die Schneiden bestehen, werden in der Zerspantechnik als Schneidstoff bezeichnet.

Industrieller Standard ist das Hartmetall, mit dem höhere Schnittgeschwindigkeiten und somit niedrigere Bearbeitungszeiten möglich sind als mit dem herkömmlichen Schnellarbeitsstahl HSS.

Beim Drehen kann jedoch grundsätzlich die gesamte Palette der bekannten Schneidstoffe zum Einsatz kommen. Für Werkstoffe, die nur schwer zerspanbar sind, kommen auch Schneidkeramiken und kubisches Bornitrid zum Einsatz.

Für Stahl sind sie jedoch ungeeignet, da sie sich bei den hohen auftretenden Temperaturen in Graphit umwandeln. Die zum Drehen geeigneten Maschinen sind hauptsächlich Drehmaschinen sowie Bearbeitungszentren , die sich sowohl zum Drehen als auch zum Fräsen eignen.

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Die einfachste Form der Drehmaschine ist die Universaldrehmaschine. Wenn zusätzlich statt des Werkzeugschlittens ein Werkzeugrevolver vorhanden ist, in dem mehrere Werkzeuge eingespannt sind, spricht man von Drehzentren.

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Den Spannfuttern ähnlich sind die Planscheiben , bei denen sich die Spannbacken einzeln verschieben lassen. Das Einspannen dauert somit länger, sie eignen sich jedoch auch für nicht kreisrunde Werkstücke.

Für dünnwandige, hohle Drehteile, die sich auf Spannfuttern verformen würden, eignen sich Spanndorne. Spannzangen eignen sich für Drehteile mit kleinerem Durchmesser in der automatisierten Fertigung, beispielsweise auf Drehautomaten.

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Die folgende Tabelle gibt einen groben Überblick über die in der Praxis genutzten Werte und gilt für das Schruppen. Beim Schlichten werden geringere Schnitttiefen und Vorschübe genutzt und etwas höhere Schnittgeschwindigkeiten sowie andere Schneidstoffsorten.

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In diesem Fall versuchen Sie einfach das Folgende. Dort angelangt wählen Sie den Punkt Einstellungen. Mitunter haben Sie Glück, denn nicht jede Grafikkarte bietet uns das Folgende: Klicken Sie auf Erweitert.

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