Drehteile aus Messing: Beispiele und wie werden sie hergestellt?

Verschiedene gedrehte Messingteile mit Text auf der Vorderseite

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink mit einem höheren Kupferanteil, der in einigen Sorten bis zu 80 % beträgt. Es ist in der Fertigung aufgrund seiner hohen Bearbeitbarkeit und anderer vorteilhafter Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, thermische und elektrische Leitfähigkeit, antibakterielle Wirkung und Ästhetik beliebt. Folglich werden verschiedene Bearbeitungsverfahren verwendet, um Rohmessingmaterial in funktionale Gegenstände umzuwandeln, und CNC-Drehen Ist einer von ihnen. CNC-Drehteile spielen eine entscheidende Rolle in Sensoren, Hydraulik, Motoren, elektronischen Steuerungen und anderen Bereichen, die zu vielfältigen Verbraucher- und Industrieanwendungen beitragen. 

Lassen Sie uns einen Überblick über das CNC-Drehen von Messing, geeignete Sorten, Vorteile und Anwendungsbeispiele geben.

 

Messing als Konstruktionswerkstoff und CNC-Drehen

Messing ist eine Kupferlegierung mit Zink als Hauptlegierungselement, während andere Elemente wie Eisen, Zinn, Blei, Phosphor und Nickel in geringen Mengen hinzugefügt werden. Folglich hängen die genaue Zusammensetzung und ihre Anteile von der Art der jeweiligen Messinglegierung ab. 

Messingrohstoffe - Ringe und Hohlzylinder

Messingmaterialien 

Die üblichen Zerspanungssorten sind C300, C360, C335, C314, C230, C272 und C220. Die C 3XXX-Serie ist als frei zerspanbare Sorte bekannt (nahezu 100 % Zerspanbarkeit). 

In der nachfolgenden Tabelle sind die üblichen Bearbeitungsgrade, die Zusammensetzung und die wichtigsten Eigenschaften aufgeführt. Quelle.

Messinglegierungssorten Kupfer (%) Zink (%) Führen (%) Zusätzliche Elemente Schlüsseleigenschaften
C260 (Patrone Messing) 70 30 - - Hohe Duktilität, Korrosionsbeständigkeit, gute Festigkeit
C280 (Muntz-Metall) 60 40 - Eisen (geringe Menge) Hohe Korrosionsbeständigkeit und gut zum Gießen geeignet
C230 (Rotmessing) 85 5 - - Hohe Korrosionsbeständigkeit und dekorative Wirkung
C360 (Freibearbeitbares Messing) 60 35.5 3 - Hohe Zerspanbarkeit und gute Umformbarkeit
C385 (Architekturbronze) 59 42 max. 3.5   Hervorragende Zerspanbarkeit und hochpräzise Arbeit
C464 (Marinemessing) 9 40 - 1% Zinn Marinekorrosionsbeständigkeit und langlebig

Was ist CNC-Drehen?

Als nächstes ist CNC-Drehen ein Prozess, bei dem durch kontrollierten Materialabtrag symmetrische Teile aus zylindrischen Werkstücken hergestellt werden. Während des Prozesses versorgen Drehwerkzeuge die rotierenden Werkstücke, und der Werkzeughalter/Schlitten steuert die lineare und vertikale Bewegung des Werkzeugs durch G-Codes. 

Ein GIF-Bild, das einen CNC-Drehmechanismus zeigt

CNC-Drehmechanismus 

Durch die Bearbeitung von CNC-Drehteilen können folgende Formen hergestellt werden:

  • Zylindrische und konische Formen
  • Rillen, Verjüngungen und Stufen
  • Flansche und Aussparungen 
  • Spielautomaten
  • Fasen und Grate
  • Abrundungen, Rändelungen usw.

Darüber hinaus sind manuelle Drehmaschinen, CNC-Drehmaschinen und Drehzentren die Maschinen, die Dreharbeiten an Messingwerkstücken durchführen. Manuelle Drehmaschinen eignen sich für kleine Mengen und kundenspezifische Drehteile, während CNC-Drehmaschinen und Drehzentren präziser und schneller sind. Drehzentren eignen sich insbesondere für hochkomplexe Designs.

 

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Anwendungen von Messingdrehteilen

Die wichtigsten Branchen, in denen Drehteile aus Messing verwendet werden, sind die folgenden: 

Sanitär und Armaturen

Sanitär- und Armaturenteile aus Messing, hergestellt im CNC-Drehverfahren

Sanitär- und Armaturenartikel aus Messing 

Messing ist eine vergleichsweise leichte und äußerst korrosionsbeständige Kupferlegierung. Aufgrund seiner Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Bedingungen eignet es sich für verschiedene Sanitärarmaturen und -zubehör.

  • Röhren 
  • Elemente des Warmwasserbereiters
  • Gelenke und Wasserhahn 

Architektonische und dekorative Gegenstände 

Architektonische Messingkomponenten mit glatter Oberfläche

Architektonische Messingkomponenten hergestellt durch CNC-Drehen 

Das leuchtend goldene Aussehen von Messing macht es ideal für verschiedene architektonische und dekorative Gegenstände. Darüber hinaus verblasst seine ästhetische Qualität nicht mit der Zeit. 

  • Türbeschläge wie Knöpfe und Griffe 
  • Dachfassaden 
  • Laternen
  • Luxuriöse Möbel und Kunstwerke  
  • Komponenten der Wasserpumpe 

Automobilindustrie 

Ein Satz gedrehter Messingteile für den Automobilbau

Gedrehte Autoteile aus Messing 

Die Präzision des CNC-Drehens von Messing und die mechanischen Eigenschaften der Messingsorten ermöglichen es den Herstellern von Messingdrehteilen, verschiedene Hochleistungsautoteile herzustellen. Folglich können sie den rauen Umgebungen standhalten. 

  • Reibungsarme Lager und Buchsen 
  • Sensors
  • Lager und Buchsen mit geringer Oberflächenreibung 
  • Heizkörperelemente 
  • Zierleisten und Embleme
  • Befestigungselemente 

Elektro- und Elektronikindustrie 

Kleine Messingkomponenten für unterschiedliche Anwendungen

Messingdrehteile für die Elektroindustrie 

Die elektrische Leitfähigkeit und die Rostschutzeigenschaften von Messing sind für elektrische und elektronische Bauteile von Vorteil. In verschiedenen elektrischen Geräten und Anlagen kommen Drehteile aus Messing zum Einsatz. 

  • Elektrische Steckverbinder und Klemmen 
  • Stecker wechseln und anschließen 
  • Sammelschienen für MCCs 
  • Leiterplattenteile 
  • Schaltanlagenelemente 

Weitere Branchen

Darüber hinaus werden CNC-gedrehte Messingkomponenten auch in den Bereichen Musik, Sport, Schmuck, Verteidigung und Luft- und Raumfahrt verwendet.

 

CNC-Drehverfahren für Messingkomponenten

Ein Drehwerkzeug formt das individuelle Messingteil und die bearbeiteten Teile an der Seite

CNC-Drehverfahren für Messing

Es gibt drei Hauptoptionen für das CNC-Drehen von Messing: Drehbearbeitung, CNC-Drehzentren und Schweizer Drehen. Jede von ihnen hat unterschiedliche Fähigkeiten und Arbeitspräferenzen.

CNC-Drehmaschinenbearbeitung 

Drehmaschinen werden am häufigsten für kundenspezifische Messingdrehteile verwendet. Sie verwenden ein Spannfutter und einen Werkzeugschlitten zum Halten des Werkstücks bzw. zum Einrichten des Werkzeugs. Ein einschneidiges Schneidwerkzeug entfernt das Material, das das Messingwerkstück formt. Folglich CNC-Drehmaschine Bearbeitung umfasst verschiedene Vorgänge, die über hochgeladene CAM-Dateien gesteuert werden können, wie z. B. Kegeldrehen, Gewindeschneiden, Rändeln und Einstechen.

Bearbeitung mit CNC-Drehzentren 

Ein Bild, das eine Drehmaschine zeigt, die Material von einer Messingstange entfernt

Im Mittelpunkt steht die Aktion

Dies sind fortgeschrittenere Drehmaschinen mit vielfältigen Bearbeitungsmöglichkeiten zusätzlich zu Drehoperationen. Sie können auch zylindrische Werkstücke fräsen, bohren, schleifen und mit Gewinde versehen. Sie können mehrere Drehoperationen in CNC-Drehzentren mit Präzision und Geschwindigkeit mit CNC-Drehzentren. Darüber hinaus können sie über 3, 4, 5 oder sogar mehr Achsen verfügen.

CNC-Langdrehen 

Schweizer Dreher bearbeitet ein Messingwerkstück mit Mehrfachwerkzeug-Setup

Schweizer Drehen von Messingteilen

Es ist ein Präzisionsdrehen Methode, die auf kleine und komplexe Teile spezialisiert ist. CNC Swiss Turning produziert gedrehte Messingteile wie Avionik-Anschlüsse, chirurgische Instrumente, Antennen, kleine Befestigungselemente usw. Ein Führungsbuchsenmechanismus für das Werkstück trägt dazu bei, Vibrationen und Ablenkungen während der Bearbeitung winziger Teile zu minimieren. 

 

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Tipps zum CNC-Drehen von Messing

Messingsorten sind hochduktil und lassen sich leicht bearbeiten, auch im Drehprozess. Es gibt jedoch einige Bedenken hinsichtlich der Werkzeuge, Drehvariablen und der Handhabung des Vorgangs. 

Im Folgenden finden Sie einige auf Branchenpraktiken basierende Tipps für präzise und hochwertige CNC-Drehkomponenten aus Messing.

  1. Sorgen Sie für eine sichere Werkstückhalterung 

Befestigen Sie Ihr Messingwerkstück im Spannfutter und stellen Sie sicher, dass es perfekt mit Kopf und Reitstock zentriert ist. Darüber hinaus kann ein zu festes Spannen auch Spuren auf der Oberfläche hinterlassen. 

  1. Kühlschmierstoffe 

Kühlmittel sind nicht für alle Messingdrehvorgänge erforderlich, bei großen Werkstücken und tiefen Schnitten ist es jedoch unerlässlich. Kühlmittel wirken der Hitzeentwicklung im Werkzeug während des Drehvorgangs entgegen. 

  1. Luftstrom im Bearbeitungsbereich

Es dient der Prozesssicherheit, indem die Luft die Messingspäne oder den Staub vom Körper des Bedieners wedelt und die Hitzeentwicklung minimiert.

  1. Verwenden Sie scharfe Werkzeuge mit minimalem Hängen 

Übliche Werkzeuge für das CNC-Drehen von Messing sind Stangen, Einsätze oder andere Einpunktfräser. Stellen Sie sicher, dass sie nicht überhängen und sicher im Werkzeughalter positioniert sind. Vermeiden Sie außerdem eine übermäßige Drehung des Querschlittens.

  1. Wolfram- oder Karbidspitze

Das Material des Stimmwerkzeugs für die Messingbearbeitung ist typischerweise Schnellarbeitsstahl (HSS) mit Wolfram- oder Hartmetallspitzen. 

  1. Überprüfen Sie den Zustand der Werkzeuge 

Stellen Sie sicher, dass Spannbacken, lose Lager, Entkörnungsvorrichtungen, Sättel und Schneidwerkzeuge keinen Verschleiß aufweisen und unter den gewünschten Bedingungen gut funktionieren. 

  1. CNC-Drehvariablen

Drehzahl, Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit sind drei kritische Variablen beim CNC-Drehen. Sie wirken sich direkt auf die Maßgenauigkeit und Produktionsgeschwindigkeit von Messingdrehteilen aus. Die Tiefe kann das 4- bis 10-fache des Spitzendurchmessers betragen, der Vorschub beträgt 300 bis 400 Fuß pro Minute und die Drehzahl liegt zwischen 500 und 9,000. Der genaue Wert hängt vom Durchmesser des Werkstücks und der Art der Sorte ab.

 

Messingbearbeitung: CNC-Fräsen vs. Drehen

Ein weiteres CNC-Verfahren zur Herstellung von Messingteilen ist das Fräsen, bei dem ein rotierendes Werkzeug an einer Spindel befestigt wird. Der Hauptunterschied zwischen CNC-Fräsen vs. Drehen geht es um die Art der Formen, die sie erzeugen. Fräsen wird für flache und komplexe Konturen bevorzugt, während Drehen am besten für zylindrische Geometrien geeignet ist.

Ein Bild, das die Unterschiede zwischen CNC-Dreh- und Fräsaufbauten für die Materialentfernung zeigt

Messingdrehen vs. Fräsen 

In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Unterschiede zwischen Fräsen und Drehen im Zusammenhang mit Messingwerkstücken aufgeführt. 

Eigenschaften CNC Fräsen CNC-Drehen
Prozess Das Schneidwerkzeug rotiert gegen das ruhende Werkstück Rotierendes Werkstück und stehendes Werkzeug
Anwendungen Komplexe Formen mit mehreren Achsen Zylindrische oder konische Teile
Messing Passend für Am besten für detaillierte Gravuren oder Konturen Ideal für Wellen, Buchsen und Gewinde
Materialabfall Schneller Materialabtrag, aber auch höherer Abfall Effizienter Materialeinsatz und minimaler Abfall
Aufbauzeit Länger für mehrachsige Präzisionsarbeiten Schneller für sich wiederholende symmetrische Teile

 

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Fazit 

Die Verwendung von Messing gedrehte Teile ist weit verbreitet, von Hochleistungs-Automobilkomponenten bis hin zu chirurgischen Instrumenten in der Medizinbranche. Unterschiedliche Eigenschaften (physikalisch, mechanisch, chemisch, elektrisch) und hohe Bearbeitbarkeit sind die Hauptgründe für diese Beliebtheit. Sie können CNC-Messingdrehen für Ihre Anwendungen verwenden, aber denken Sie daran, den richtigen Legierungstyp und die richtige Drehmethode entsprechend den Endanforderungen auszuwählen.

 

Häufig gestellte Fragen

Sind Messingdrehteile langlebig?

Obwohl die genaue Lebensdauer von CNC-gedrehten Messingteilen von den jeweiligen Anwendungsszenarien abhängt, sind sie langlebig und können bis zu 25 Jahre halten. Die Korrosionsbeständigkeit gegenüber rauen Umgebungen und Salzwasser, die geringe Oberflächenreibung und die thermische Stabilität machen Messingteile langlebig.

Was versteht man unter CNC-Drehteilen? 

CNC-Drehteile oder -Komponenten sind rotationssymmetrische Objekte, die mithilfe von CNC-Drehvorgängen hergestellt werden, bei denen der Fräser das Material vom rotierenden Werkstück entfernt, bis die gewünschte Form erreicht ist.

Was sind Beispiele für gedrehtes Messing?

Einige Beispiele für CNC-Drehteile aus Messing sind Buchsen, Verbindungsstücke, Ventilschäfte, Gewindestangen, Düsen und Kupplungen.