Drehmaschinen, CNC-gesteuerte Osten

Häufig gestellte Fragen zum Thema CNC-Drehmaschinen

Wie funktioniert eine CNC-Drehmaschine?

CNC-Drehmaschinen ermöglichen die Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile: Es werden zylindrische oder ebene, zur Drehachse im rechten Winkel befindliche Flächen und auch aufwendige Werkstücke, etwa Kegel- und Kugelflächen, produziert. Im Kontrast zu anderen Technologien der Zerspanung löst in einer CNC-Drehmaschine das Bauteil den Schneidvorgang durch Drehen aus, während das Drehwerkzeug fixiert ist und den Vorschub ausführt. Der Werkzeugschlitten bewegt sich längs und quer zur Rotationsachse des Bauteils entlang der zu bearbeitenden Fläche; so werden Späne von der Oberfläche abgetrennt.

Sämtliche Abläufe einer CNC-Drehmaschine (CNC: Computerized Numerical Control = rechnergestützte numerische Steuerung) werden von vorgegebenen Programmen gesteuert. Daher funktionieren CNC-Drehmaschinen auf Basis von Soll-Vorgaben in Zahlenform, die mittels Regeleinrichtungen fortlaufend mit dem Ist-Stand abgeglichen werden. Als Parameter dienen hierbei die Lage des Werkzeugs, wie schnell das Spanen abläuft, die Umdrehungsgeschwindigkeit sowie die Lage der Spindel bzw. des Bauteils.

CNC-Drehmaschinenhersteller verkaufen Basiskonstruktionen, zu denen je eine Arbeitsspindel und ein Revolver als Werkzeugträger gehört, wobei der Revolver in X- und Z-Richtung manövriert wird. In puncto Funktionsweise bieten weiterentwickelte Modelle den Nutzen, dass ein Bauteil mittels einer synchron zur Arbeitsspindel angetriebenen Gegenspindel am gedrehten Ansatz gespannt werden kann, damit beim Abstechen kein Butzen (Abfallstück) zurückbleibt. Daraufhin kann das Werkstück mithilfe eines rückseitigen weiteren Revolvers zu Ende gefertigt werden. Es kann dank einer Spindelstopp- und Schalteinrichtung mit einer weiteren Y-Achse eine Fräse genutzt, und außermittige Querbohrungen vorgenommen werden. Des Weiteren konstruieren CNC-Drehmaschinenhersteller Drehmaschinen mit C-Achsen, auf denen die Arbeitsspindel in 1/1000°-Schritten drehbar ist. Dies dient u. a. dazu, Bauteile zu beschriften oder per Fräse Konturen erzeugen.

Wie sind CNC-Drehmaschinen aufgebaut?

Als interessierter Kunde können Sie Ihr gewünschtes Modell entsprechend Ihren Anforderungen im Bereich Drehen bei CNC-Drehmaschinenherstellern in Deutschland kaufen. Der folgende Aufbau ist bei vielen CNC-Drehmaschinen üblich:

Das Untergestell ist eine Stahlkonstruktion, die als Träger der Anlagenkomponenten dient. Damit es die ausgelösten Kräfte beim Drehen ausgleichen kann, muss ein Untergestell verwindungssteif* beschaffen sein. Darüber hinaus muss es ein effektives Dämpfungssystem aufweisen, um maschinelle Schwingungen abbauen zu können. *Verwindungssteifigkeit beschreibt den Widerstand, den statische Teile einer Kraft (Biege- oder Torsionskraft) entgegenhalten. Es wird ermittelt, wie viel Druck auf verbundene Teile ausgeübt werden kann, bis sie verbiegen.

Das Maschinenbett steht auf dem Untergestell. Darauf befinden sich der Werkzeugschlitten, der Reitstock und die Lünette. Aufgrund der sogenannten Spanungsdickenmodulation beim Drehverfahren, die die Oberflächenbeschaffenheit und Maßgenauigkeit beeinflusst sowie die Standzeiten der Drehwerkzeuge herabsetzt, ist ein Maschinenbett aus schwingungsdämpfendem Material konstruiert. Zudem befinden sich in den Hohlräumen dieser Komponente Sand oder kunstharzgebundener Granit. Das Maschinenbett ist bei CNC-Drehmaschinen häufig geneigt, um während der Bearbeitung eine bestmögliche Spanabfuhr zu gewährleisten; es kann sich auch über der Hauptspindel befinden.

Der Spindelstock ist bei vielen CNC-Drehmaschinen links auf dem Maschinenbett montiert. Er steuert die Arbeitsspindel dank justierbarer Präzisionswälzlager. Um die Form zu behalten und Stangenmaterial effektiv zu spannen, ist die Arbeitsspindel oftmals eine Hohlwelle. Mithilfe von Zahnriemen oder Keilriemen und dem Getriebe ist die Arbeitsspindel mit dem Motor verbunden. Die Drehmomentbewegung verläuft von der Hauptspindel über die Werkzeugaufnahmesysteme. Häufig weist ein Getriebe eine bis vier Stufen auf, damit die Schnittgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Drehdurchmessern gleich bleibt. Zudem gibt es viele CNC-Drehmaschinen mit motorisierten Getrieben, um Bauraum zu sparen.

Der Vorschub für den Werkzeugschlitten wird üblicherweise über das Vorschubgetriebe gelenkt. Allerdings wird der Schlitten bei CNC-Drehmaschinen-Modellen mit regelbaren Vorschubmotoren mittels Kugelgewindetrieb angetrieben. Die Vorschubgeschwindigkeit der Schlittenbewegungen erfassen eingebaute Wegmesssysteme, und digitale Positionsanzeigen bilden dieses Tempo ab.

Der Werkzeugschlitten setzt sich aus einem Maschinenbettschlitten inklusive Schlosskasten, einem Planschlitten und einem Oberschlitten mit der Spannvorrichtung zum Fixieren des Drehwerkzeugs zusammen. Auf den Werkzeugplätzen von CNC-Drehmaschinen können alternativ mechanisch angetriebene Werkzeuge platziert werden, sodass z. B. auch eine Fräse bei Drehteilen zum Einsatz kommen kann.

Der Reitstock wird bei der Herstellung von Langdrehteilen mittels einer Zentrierspitze für die Abstützung genutzt. Ferner sorgt der Reitstock dafür, Bauteile zwischen Spitzen und für Bohrwerkzeuge aufzunehmen.

Die Lünette: Für dünne Drehteile verwenden Betriebe Lünetten (Stützvorrichtungen für lange Werkstücke), um zu verhindern, dass Bauteile aufgrund ihres Gewichts und der Kräfte während des Drehens schwingen und sich durchbiegen.

Was sind die Vor- und Nachteile einer CNC-Drehmaschine?

Gegenüber manuell oder mechanisch betriebenen Drehmaschinen bieten CNC-Drehmaschinen folgende Vorteile:

• Firmen steigern mithilfe dieser computergestützten Werkzeugmaschinen ihre Produktivität im Bereich Drehen.
• Die Rüstzeiten sind kurz.
• Die Drehachsen kann man programmieren.
• Betriebe fertigen in kurzen Zeiträumen hohe Stückzahlen bei konstant hochwertiger Qualität.
• Der Werkzeugverschleiß wird vermindert.
• Die Mitarbeiter in den Unternehmen müssen CNC-Drehmaschinen nicht manuell bedienen (nur um z. B. Korrekturen an Werkzeugen vorzunehmen), denn dieses Drehen läuft automatisiert ab.
• Durch die Automatisierung sinkt die Fehlerrate enorm; auch können mehrere Maschinen simultan bedient werden.
• Die Produktionszeiten weichen nicht voneinander ab und können daher gut geplant werden.
• Mehrere Drehmaschinen dieser Art können zu Systemen in der Herstellung ausgebaut werden.
• CNC-Drehmaschinen erlauben viele Optionen beim Drehen, darunter die Fertigung aufwendiger Bauteile.
• Die Automatisierung bei diesen Maschinen wird dank des Einsatzes von Robotern, Ladern und Einbettung in Netzwerksysteme immer weiter vorangetrieben. Die CNC-Drehmaschinenherstellerin Deutschland informieren Sie bei Interesse gern weiter.

Nachteile:

• Grundsätzlich ist es kostspielig, eine solche Maschine bei einem Hersteller von CNC-Drehmaschinen zu kaufen. Allerdings räumt der rapide Preisverfall im Bereich der elektronischen Steuerungen diesen Nachteil zunehmend aus, sodass die Anschaffung für immer mehr Betriebe in greifbare Nähe rückt. Außerdem rentiert sich der Kauf einer herkömmlich automatisierten Werkzeugmaschine unter wirtschaftlichen Aspekten kaum noch.
• Es bestehen anspruchsvolle Entwicklungsanforderungen in puncto Arbeitsvorbereitung.
• Firmen müssen für Wartung und Service dieser Drehmaschinen in den allermeisten Fällen Dienstleister, am besten einen CNC-Drehmaschinenhersteller, hinzuziehen.
• Die Überwachung dieser Werkzeugmaschinen in der laufenden Produktion wird schnell zur Routine – so können sich Fehler einschleichen.

Wo werden CNC-Drehmaschinen eingesetzt?

Unternehmen nutzen CNC-Drehmaschinen für die Großserienfertigung, denn bei großen Stückzahlen garantieren diese modernen Werkzeugmaschinen eine konstante Qualität der Drehteile.

Insbesondere für die Bearbeitung von zylindrischen Bauteilen eignen sich CNC-Drehmaschinen. Sie dienen zur Fertigung von Kupplungs- und Antriebsscheiben, wobei sowohl die Innen- als auch die Außenbearbeitung in einem Aufspannungsvorgang vorgenommen werden kann.

Der Zusammenschluss von unterschiedlichen CNC-Maschinen sorgt für eine große Bandbreite in der Fertigung. Dieser Kombination bedienen sich CNC-Drehfräszentren, die neben Drehmaschinen auch Fräsen einsetzen. Im Verbund mit weiteren Industriemaschinen bilden CNC-Drehmaschinen Fertigungssysteme oder -straßen, zum Teil bestückt mit Robotern und Transportvorrichtungen – diese Systeme bieten den Vorteil hoher Produktivität. Es rentiert sich für Betriebe, diese computergesteuerten Werkzeugmaschinen einzusetzen, wenn sie eine hohe Produktivität, sauberes Arbeiten und konstant überzeugende Qualität anstreben. Kontaktieren Sie als interessierter Kunde die CNC-Drehmaschinenhersteller in Deutschland.

Welche Sicherheitsmaßnahmen müssen im Umgang mit einer CNC-Drehmaschine beachtet werden?

Am Arbeitsplatz mit einer CNC-Drehmaschine umzugehen, birgt Gefahren. Daher müssen Betriebe, die diese modernen Werkzeugmaschinen einsetzen, diverse Schutz- und Sicherheitsvorkehrungen treffen. Bei Bedarf liefern Hersteller von CNC-Drehmaschinen hierzu weitere Informationen.

• Arbeitsschutzausrüstung: Arbeiter an diesen Werkzeugmaschinen müssen Schutzausrüstung tragen, bestehend aus einer am Körper anliegenden und geschlossenen Arbeitskleidung. Bei längeren Haaren gehört eine Kopfbedeckung dazu.
• Schutzeinrichtung: Eine Drehmaschine muss eine Schutzeinrichtung aufweisen, damit Späne oder Kühlschmierstoff beim Drehen nicht auf nahestehende Arbeitsplätze gelangen.
• Ausbildung: Fundierte Kenntnisse zum Umgang mit einer CNC-Drehmaschine sind ebenfalls ein Muss.
• Überprüfung: Die Kontrolle der CNC-Drehmaschine vor jedem Arbeitsdurchlauf ist Pflicht – u. a. ist der Kühlschmierstoff so einzustellen, dass er ausschließlich auf den betroffenen Arbeitsbereich gerät. Werkzeuge oder Bauteile dürfen sich nicht auf dem Maschinenbett befinden.
• Reinigung: Nach jedem Einsatz ist die Drehmaschine gründlich zu säubern. Auch muss man sie abschalten und darauf achten, dass niemand, der sich nicht damit auskennt, sie in Betrieb setzt. Werkzeugwechsel, Messung oder Reinigung erfolgen ausschließlich bei ausgeschalteter Maschine.
• Entsorgung der Späne: Niemals dürfen Späne per Hand entnommen werden. Dazu verwendet man Gummiwischer, Handbesen, Spänehaken oder Pinsel. Für die Entsorgung der Späne ist ein eigens gekennzeichneter Sammelbehälter bereitzustellen.
• Störung: Im Fall einer Störung oder bei Schäden an einer solchen Werkzeugmaschine gilt, diese sofort ausschalten und den verantwortlichen Mitarbeiter in Kenntnis setzen. Eine durch Kühlmittel oder Späne verursachte Rutschgefahr ist am besten sofort zu entschärfen. Für Schäden oder Störungen sollten Betriebe Experten, die z. B. bei Herstellern von CNC-Drehmaschinen arbeiten, hinzuziehen.