Drehen
Einleitung der Drehverfahren:
Drehen ist eines der wichtigsten Spanenden
Fertigungsverfahren. Das Drehen dient zum herstellen und bearbeiten runder
Werkstücke, mit meist kreisförmigen Querschnitten.
Als ausgangsmaterial werden überwiegend zylindrische
Rohlinge verwendet.
Drehverfahren unterscheiden sich im wesentlichen in 3
Punkten:
K
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Die Universaldrehmaschine:
Auf der Universaldrehmaschine können sehr unterschiedliche
Dreharbeiten durchgeführt werden.
Oft wird Sie auch als Leit- und Zugspindel- Drehmaschine
oder als Spitze
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ndrehmaschine bezeichnet.
Aufbau:
-
Ziffernanzeige:
Drehmaschinen werden vielfach mit einem elektronische Wegmeßsystem
ausgestattet. Dabei werden die Verfahrwege des Schlitten digital angezeigt. Bei
Drehmaschinen ohne elektronisches Wegmeßsystem erfolgt die Anzeige der
Verfahrwege über Skalenringe an den Handrädern.
-
Grafiken wurden automatisiert entfernt Spindelstock:
Im Spindelstock sind Arbeitsspindel und Vorschubgetriebe untergebracht.
Über das mehrstufige Hauptgetriebe wird die Antriebsenergie über Keilriemen vom
Motor auf die Arbeitsspindel übertragen.
An dieser werden die verschiedenen Werkstückspannmittel, wie zum Beispiel das
Backenfutter befestigt.
Die Antriebsenergie für den mechanischen Vorschub wird von der Arbeitsspindel
abgeleitet und über ein mehrstufiges Vorschubgetriebe auf Leit- und Zugspindel
übertragen. -
Maschinenbett:
Das Maschinenbett muss schwingungsfrei und starr konstruiert sein, damit die
Arbeitsgenauigkeit nicht beeinträchtigt wird.
Die gehärteten Führungsbahnen am oberen Abschluss dienen zur Führung, von
Werkzeugschlitten und Reibstock.
-
Werkzeugschlitten:
Der Werkzeugschlitten besteht aus
o
Bettschlitten
o
Querschlitten
o
Oberschlitten mit Werkzeugträger
Der Oberschlitten kann auch zusätzlich geschwenkt
werden. Alle Schlitten, können durch Handräder bewegt werden.
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-
Reibstock:
Der Reibstock dient als Gegenhalter bei der Bearbeitung langer Werkstücke sowie
zur Aufnahme von Werkzeugen.
Zur exakten Positionierung kann er in Quer- und Längsrichtung verschoben
werden. Die Pinole wird über eine Spindel mit dem Handrad bewegt.
-
-
Leitspindel, Zugspindel und Zahnstange:
Beim Gewindeschneiden überträgt die Leitspindel die Antriebsenergie über den
Schlosskasten auf den Bettschlitten.
Dabei entspricht der Vorschub der Gewindesteigung. Die Zugspindel überträgt die
Antriebsenergie zum Schlosskasten.
Zum Plandrehen wird diese auf den Querschlitten übertragen.
Zum Längsdrehen jedoch über die Zahnstange auf den Bettschlitten. -
Schaltwelle:
Die Schaltwelle wird über einen Hebel betätigt.
Durch Sie kann der Antriebsmotor an jeder beliebigen Position des
Werkzeugschlittens im Rechts- oder Linkslauf eingeschaltet werden.
-
Schlosskasten:
Im Schlosskasten befindet sich das Bettschlittengetriebe und die Schaltelemente
für die Vorschubbewegungen des Werkzeugschlittens.
Über das Bettschlittengetriebe wird die Drehbewegung der Zugspindel in eine
Geradlinige Bewegung für längs und Quervorschub umgewandelt.
Bett und Querschlitten können so mit automatischem Vorschub angetrieben werden. -
Maschinengestell:
Als Maschinengestell bezeichnet man den Unterbau der Drehmaschine, der die
übrigen Baugruppen trägt.
Da die Schwingungen, die währen der Bearbeitung entstehen, auf das Gestell
übertragen werden, wird es meist aus schwingungsdämpfenden Werkstoffen, wie
z.b. Stahlguss gefertigt.
Bei vielen Typen ist im Gestell, der Antriebsmotor, sowie die
Kühlschmiereinrichtung untergebracht.
Sonstige Bauarten:
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-
Frontdrehmaschine
Frontdrehmaschinen werden zur Bearbeitung von Werkstücken geringer Länge wie
z.B. Bremstrommeln oder Kupplungsdruckplatten für Kraftfahrzeuge eingesetzt.
Die abgebildete Bauform wird zur Bearbeitung von Werkstücken mit sehr großem
Durchmesser eingesetzt. -
Drehautomaten
Drehautomaten arbeiten vollautomatisch, nach einem vorgegebenen
Fertigungsablauf.
Sie besitzen mehrere Werkzeugschlitten und als Mehrspindelautomaten auch
mehrere Arbeitsspindeln.
Durch diese Vervielfachung der Bearbeitungsstellen werden die Fertigungszeiten
stark reduziert, die Rüstzeiten jedoch erhöht.
Daher eignen Sich Drehautomaten insbesondere zur Herstellung von Drehteilen in
sehr großen Stückzahlen. -
Computer gesteuerte Drehmaschinen:
Üblicher Weise bezeichnet man diese Drehmaschinen als CNC-Drehmaschinen, wobei
CNC für Computerized numerical control steht.
Bei diesen Drehmaschinen werden alle für den Fertigungsablauf erforderlichen
angaben mit einer Tastatur oder einem elektronischen Lesegerät in den Speicher
der Maschinensteuerung eingegeben.
Die Maschinenfunktionen und Bewegungen des eigentlichen Fertigungsablaufes
werden dann von einem Computer ausgelöst und kontrolliert.
Drehmeißel:
Aufbau:
Der Drehmeißel
besteht
aus Schaft und Schneidteil.
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Schneidgeometrie:
Durch die zum Spanen erforderlich Geometrie bilden sich am
Schneidkeil folgenede Schneiden:
-
Hauptschneide
-
Nebenschneide
Haupt- und Nebenschneide treffen an der Schneidenecke
zusammen.
Das Verrunden der Schneidenecke erhöht deren Stabilität und verbessert außerdem
die Qualität der Werkstück Oberfläche.
Flächen:
Zudem ergeben sich am Schneidteil folgende Flächen:
-
Spanfläche
-
Freifläche
Hauptfreifläche u
nd
Spanfläche zusammen bilden den Schneidkeil.
Schneidenwinkel:
Auch die Drehmeißelschneide beruht auf der Grundform des
Schneidkeils mit: α (Alpha) = Freiwinkel
β (Beta) = Keilwinkel
γ (Gamma) = Spanwinkel
Die Summe aus Frei-, Span- und
Keilwinkel ergibt immer 90°.
Darüber hinaus unterscheidet man weitere Winkel:
κ (Kappa) = Einstellwinkel
ε (Epsylon) = Eckenwinkel
Bei der Außenbearbeitung werden überwiegend Drehmeißel mit
Einstellwinkel von 45° bis 107,5° eingesetzt. Je kleiner der Eckenwinkel, desto
größer wird die Bruchgefahr.
Die Auswirkung der Schneidgeometrie (Winkel am Drehmeißel)
richtet sich überwiegen nach:
-
Grafiken wurden automatisiert entfernt Werkstoff
-
Werkstückkontur
-
Bearbeitungsverfahren
(z.b. Schruppen oder Schlichten)
-
geforderte Oberflächengüte
Richtwerte können aus Tabellen und Herstellerempfehlungen
entnommen werden.
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Spanarten:
Grafiken wurden automatisiert entfernt Die Form
der beim Drehen entstehenden Späne kann sehr unterschiedlich sein.
Sie ist zunächst vom Spanwinkel der Schneide abhängig.
Es werden folgende Spanarten unterschieden:
-
Fließspäne:
Fließspäne sind lang zusammenhängende Späne, die sich insbesondere bei großen
Spanwinkeln bilden.
Bei dieser Spanart wird der Werkstoff nur wenig gestaucht und der Span fließt
an der Spanfläche entlang, bis ihn die Schneide trennt.
Die Folge ist eine gute und saubere Oberfläche.
-
Da die langen Fließspäne jedoch den Arbeitsvorgang stark
behindern und eine große Verletzungsgefahr bedeuten, sollten sie trotz guter
Oberfläche vermieden werden.
-
Scherspäne
Scherspäne setzen sich aus mehreren, zusammenhängenden, Spanelementen zusammen,
die sich bei mittlerem Spanwinkel bilden.
Hier wird der Werkstoff stärker gestaucht, wodurch ein kurzer voreilender Riss
entsteht.
Dies bedingt eine unregelmäßige raue Oberfläche. Scherspäne brechen kurz und
behindern somit nicht den Arbeitsvorgang.
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