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Drehen

Drehen

Mit dem Bearbeitungsverfahren Drehen werden in der Regel rotationssymmetrische Bauteile erzeugt. Während das Werkstück die Rotationsbewegung ausführt, übt das Werkzeug die Zustell- und Vorschubbewegung aus. Die Drehbearbeitung nimmt in der Metallverarbeitung einen wichtigen Platz ein und hat sich durch die steigenden Marktanforderungen zu einem hochtechnologischen Verfahren entwickelt. 

Wichtige Kriterien für einen optimalen Zerspanvorgang sind unter anderem die Wahl des Drehverfahrens, der Wendeplattengeometrie  sowie der Schneidstoffsorte.


Drehverfahren

Drehen

Je nach gewünschter Form der erzeugten Werkstückfläche und Vorschubrichtung wählt man zwischen folgenden Drehverfahren:

Runddrehen

Beim Runddrehen (auch Längsdrehen genannt) werden durch die Vorschubbewegung des Werkzeuges zylindrische Flächen erzeugt.

Plandrehen

Beim Plandrehen bewegt sich das Werkzeug senkrecht zur Drehachse und erzeugt dadurch ebene Flächen.

Profildrehen

Beim Profildrehen besitzt das Werkzeug bereits die gewünschte Endform. Durch die Vorschubbewegung zeichnet sich diese Form auf dem Werkstück ab.

Gewindedrehen

Durch abgestimmte Drehzahlen sowie Vorschubbewegungen werden schraubenförmige Flächen erzeugt.

Formdrehen

Durch simultane Bewegungen der einzelnen Vorschubachsen können Konturen abgefahren werden.

Geometrien

Die Wendeplattengeometrie bestimmt maßgeblich die Performance eines Zerspanungsprozesses.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen negativer und positiver Grundform der Wendeplatte:

Negative Schneidengeometrie Drehen

Negative Schneidengeometrie: ß = 90° 

  • Stabile Schneidkante – geeignet für unterbrochenen Schnitt
  • Doppelte Anzahl von Schneidkanten im Vergleich zu positiven Geometrien
  • Erhöhte Schnittkräfte und Leistungsbedarf
  • Starke Spanstauchung

 

Unsere Empfehlung: die Systeme MaxiLock N  und MaxiLock D  zur Klemmung von negativen Platten.

Positive Schneidengeometrie Drehen

Positive Schneidengeometrie: ß < 90°

  • Niedrige Schnittkräfte
  • Geringe Vibrationstendenz
  • Weicher Spanablauf
  • Schwächung des Schneidkeils
  • Bruchgefahr

 

Unsere Empfehlung: das System MaxiLock S zur Klemmung von positiven Platten.

Spanbrecher

Spanbrecher für die Feinbearbeitung

Bei den Spanleitstufen für die Feinbearbeitung liegt der Spanbrecher nahe der Schneidkante (s. Bild). Dies führt dazu, dass der Span auch bei geringen Schnitttiefen umgeformt wird und in weiterer Folge bricht. Außerdem verfügen diese Geometrien über eine wesentlich geringere Fasenbreite als gröbere Spanbrecher. So ist die Wendeschneidplatte schnittiger und kann mit wesentlich geringerem Druck Späne abheben.

Spanbrecher für die mittlere Bearbeitung

Geometrien, die in der mittleren Bearbeitung eingesetzt werden, besitzen im Vergleich zu Geometrien der Feinbearbeitung eine größere Fasenbreite. Diese schützt die Schneidkante und kann daher auch bei schwierigen Bedingungen eingesetzt werden. Wichtig beim Einsatz solcher Geometrien ist die Einhaltung von Mindestvorschüben sowie Mindestschnitttiefen (s. Einsatzdaten), damit die Wendeschneidplatte in einen schneidenden Prozess treten kann.

Einsatzdaten: CNMG 120408EN-M50

ap: 1,5 - 5,0 mm
f: 0,3 - 0,5 mm

Spanbrecher für die Grobbearbeitung

Geometrien zur Grobbearbeitung weisen die höchste Stabilität auf. Mit diesen Spanbrechern können mühelos auch große Schnitttiefen und hohe Vorschübe erreicht werden. Da die Schnittkräfte in der Grobbearbeitung enorm hoch sind, heben einige Geometrien den Span ab, um die Reibung zu verringern (s. Bild).

Fräsen

Fräsen

Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem Flächen oder Konturen hergestellt werden. Das Werkzeug ist meist mehrschneidig und führt die Schnittbewegung aus. Die Vorschub- und Zustellbewegung wird entweder vom Tisch oder vom Werkzeug ausgeführt.

Die Anfänge gesteuerter Fräsmaschinen erlaubten Vorschubbewegungen in nur einer Achse, welche die nur geradlinige Bearbeitungen zuließ. Heute sind simultane Bewegungen mehrerer Achsen möglich und dadurch hochkomplexe Bauteile herstellbar.


Fräsverfahren

Planfräsen

Beim Planfräsen werden ebene Flächen erzeugt.

Schraubfräsen

Beim Schraubfräsen werden durch abgestimmte Vorschub- und Zustellbewegungen schraubenförmige Flächen erzeugt.

Drehfräsen

Beim Drehfräsen werden Bauteile hergestellt, die um einen zentralen Punkt rotieren. Klassische Bauteile sind Turbinenschaufeln oder Nockenwellen.                                                                    

Profilfräsen

Beim Profilfräsen besitzt das Werkzeug die gewünschte Form, die durch Vorschubbewegungen auf das Bauteil übertragen wird.   

Formfräsen

Beim Formfräsen werden durch simultane Bahnbewegungen komplexe Bauteile hergestellt.

Wälzfräsen

Wälzfräsen hat vor allem in der Zahnradbearbeitung einen hohen Stellenwert. Durch Abwälzen des Werkzeugs am Bauteil wird die Verzahnung hergestellt.

Spanbrecher

Spanbrecher für die Feinbearbeitung Fräsen

Spanbrecher für die Feinbearbeitung

  • F40-Geometrie für die Bearbeitung von hochwarmfesten Materialien
  • Positiver Spanwinkel: weicher Schnitt
  • Y = 12 – 30°
Spanbrecher für die mittlere Bearbeitung Fräsen

Spanbrecher für die mittlere Bearbeitung

  • M50-Geometrie für die universelle Bearbeitung
  • Vereinbart Schnittigkeit mit Schneidkantenstabilität
  • Y = 10 – 18°
Spanbrecher für die Grobbearbeitung Fräsen

Spanbrecher für die Grobbearbeitung

  • R50-Geometrie für schwere Bedingungen
  • Maximale Schneidkantenstabilität
  • Y = 0 - 12 °

Bohren

Bohren

Bohren ist ein spanabhebendes Herstellungsverfahren zur Erzeugung von rotationssymmetrischen Vertiefungen in Bauteilen. Das Werkzeug ist meist mehrschneidig und kann rotierend und stehend eingesetzt werden. Der Vorschub verläuft ausschließlich geradlinig zur Rotationsachse.

Im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren wie Drehen, Fräsen oder Stechen ist Bohren das älteste Fertigungsverfahren.


Bohrertypen

Wendeschneidplatten-Bohrer

Wendeschneidplatten-Bohrer

  • Durchmesser: Ø = 14 bis 63 mm
  • Für mittlere bis große Bohrungen
  • Bohrtiefen bis 5xD
Vollhartmetallbohrer

Vollhartmetallbohrer

  • Für Bohrungen mit kleinen bis mittleren Durchmessern; Ø = 1 bis 25 mm
  • Toleranzklassen: h7, H7 und m6
Tieflochbohrer

Tieflochbohrer

  • Durchmesser: Ø = 2 bis 12 mm
  • Für tiefe Bohrungen bis zu 50xD
  • Toleranzklasse: h7

Vollhartmetall–Bohrer: Geometrien

Vollhartmetall–Bohrer: Gerade Schneidkante

Gerade Schneidkante

  • Geringer Bohrdruck, gutes Eigenzentrierverhalten
  • Für die universelle Anwendung (Stahl, Rostfrei, Guss, Titan)
  • Stabiler Anschliff, scharfe Schneidkante
Vollhartmetall–Bohrer: Konvexe Schneidkante

Konvexe Schneidkante

  • Kurze Späne, gute Spanabfuhr
  • Besonders für Stähle und Hartbearbeitung
  • Durch geringen Spanwinkel und großen Keilwinkel sehr stabile, widerstandsfähige Schneiden
Vollhartmetall–Bohrer: Konkave Schneidkante

Konkave Schneidkante

  • Sehr scharfe und schnittfreudige Geometrie
  • Hohe Vorschübe und Schnittgeschwindigkeiten realisierbar
  • Besonders für Stähle mit niedriger Festigkeit (Baustahl, Automatenstahl) geeignet

Stechen

Stechen

Mit dem Bearbeitungsverfahren Stechen werden durch radiale oder axiale Bewegungen an rotationssymmetrischen Bauteilen Nuten hergestellt (Einstechen) oder Bauteile vom Stangenmaterial abgestochen (Abstechen). Stechen ist ein vielfältig einsetzbares Verfahren – so reicht der Anwendungsbereich vom Präzisionseinstich für Sicherungsringe bis hin zu komplizierten Formeinstichen und Drehbearbeitungen.


Stechverfahren

Stechen

Abstechen

Beim Abstechen werden Bauteile von einem Stangenmaterial abgestochen. Dieses Verfahren wird besonders häufig in der Massenfertigung eingesetzt.

Einstechen

Beim Einstechen werden Nuten im Bauteil hergestellt; dies kann sowohl radial als auch axial geschehen.

Stechen & Drehen

Bei der Herstellung von sehr breiten und wenig tiefen Nuten wird meistens das Längsdrehverfahren verwendet, da mit diesem Verfahren wertvolle Zeit und somit auch Kosten gespart werden.

Formstechen

Beim Formstechen wird mit einer Radiusplatte eine spezielle Form hergestellt.

Tiefstechen

Für sehr tiefe Einstiche eignet sich das Tiefstechen besonders. Meist wird dafür eine Stechklinge verwendet.

Ausführungen

Modulares Stechsystem

Modulares Stechsystem

  • Gleiche Schnittstelle für Abstech-, Einstech- und Gewindemodule
  • Für unterschiedliche Einsatzzwecke geeignet
  • Erweiterbar durch neue Module
  • Austauschbarkeit bei Beschädigung des Schneideinsatzes
  • Sehr präzise und stabile Verbindung
Monoblock-Stechsystem

Monoblock-Werkzeug

  • Hohe Stabilität, da Halter aus einem Teil besteht
  • Besonders geeignet für die Serienfertigung
  • Spannschraube von oben und von unten erreichbar
Block-/Klingen-Lösung Stechen

Block-/Klingen-Lösung

  • Die Auskragung kann flexibel eingestellt werden
  • Sehr tiefe Einstiche möglich
  • Zwei Plattensitze pro Klinge

Spanbrecher

Spanbrecher für die Feinbearbeitung Stechen

Spanbrecher für die Feinbearbeitung

Wendeschneidplatten für die Feinbearbeitung zeichnen sich in der Regel durch positive Geometrien aus. Sie verfügen über eine geringere Fasenbreite als gröbere Spanbrecher und sind deswegen auch wesentlich schnittfreudiger. Besonders häufig werden Spanbrecher für die Feinbearbeitung für das Einstechen sowie Stechdrehen verwendet.

Spanbrecher für die mittlere Bearbeitung Stechen

Spanbrecher für die mittlere Bearbeitung

Geometrien, die in der mittleren Bearbeitung eingesetzt werden, besitzen im Vergleich zu Geometrien der Feinbearbeitung einen reduzierten Spanwinkel. Aufgrund der offenen Geometrie gewährleisten diese Spanbrecher einen idealen Spanabfluss und sind universell einsetzbar. Typische Einsatzgebiete sind beispielsweise das Einstechen sowie das Stechdrehen.

Spanbrecher für die Grobbearbeitung Stechen

Spanbrecher für die Grobbearbeitung

Geometrien zur Grobbearbeitung weisen die höchste Stabilität auf. Die große Fasenbreite schützt die Schneidkante, so können diese Spanbrecher auch bei schwierigen Bedingungen eingesetzt werden. Häufig werden Spanbrecher zur Grobbearbeitung für das Ein- und Abstechen genutzt.