Was ist CNC-Drehen? Grundlagen, Optionen und Anwendungsbereiche

CNC-Drehen

CNC-Drehen ist ein computergesteuertes, subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem eine stationäre Werkzeugmaschine Material von einem rotierenden Werkstück abträgt, entweder im Innen- oder Außendurchmesser. Dieses Verfahren wird üblicherweise auf CNC-Drehmaschinen durchgeführt, die in horizontaler oder vertikaler Ausführung erhältlich sind. 

Der CNC-Drehprozess beginnt mit der Erstellung eines CAD-Modells, gefolgt von der Umwandlung der CAD-Konstruktion für die CNC-Maschine, der Vorbereitung der CNC-Drehmaschine und schließlich dem eigentlichen CNC-Drehprozess. 

Drehspezifische Bearbeitungen wie Drehen, Plandrehen und Einstechen sowie interne Bearbeitungen wie Reiben und Bohren können alle auf der CNC-Drehmaschine durchgeführt werden. 

Angesichts der verschiedenen CNC-Drehmaschinen, Rohmaterialien, Konstruktionsüberlegungen und der Vielzahl an Anbietern kann dieser Prozess sehr verwirrend wirken. Dieser Artikel soll Ihnen helfen, alle Unklarheiten für Ihre anstehenden Projekte zu beseitigen. 

Lasst uns genauer betrachten, worum es beim CNC-Drehen geht.

Was ist CNC-Drehen? 

Das computergesteuerte (CNC-)Drehen ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, das üblicherweise auf der CNC-Drehmaschine durchgeführt wird und sich durch die systematische Abtragung von Material von einem rotierenden Werkstück mittels eines Einpunkt-Schneidwerkzeugs auszeichnet. 

CNC-Drehillustration

Es handelt sich um ein CNC-Verfahren, da der Prozess durch einen Computercode gesteuert wird. CNC-Drehen ist vor allem für die Herstellung zylindrischer Teile beliebt, aber durch Anpassung des Prozesses können auch komplexe Teile wie kundenspezifische Gewindeprofile, Exzenterwellen, Kurbelwellen und Innenverzahnungen hergestellt werden. 

 

Geschichte des CNC-Drehens

Die Geschichte des CNC-Drechselns reicht mehrere tausend Jahre zurück, genauer gesagt bis ins alte Ägypten um 1300 v. Chr. Die Technologie hat sich im Laufe verschiedener Epochen, darunter der griechischen, römischen und später des Mittelalters, stark weiterentwickelt. 

Vor der CNC-Technologie gab es die Renaissance und die vorindustriellen Entwicklungen, die Industrielle Revolution und schließlich den Einfluss der Automatisierung, der die Automobil- und Luftfahrtindustrie massiv voranbrachte. 

Die CNC-Bearbeitung und das CNC-Drehen rückten Mitte des 20. Jahrhunderts in den Mittelpunkt und wurden maßgeblich durch Computer-Aided Design (CAD) und Computer-Aided Manufacturing (CAM) geprägt. 

 

Was sind die Grundlagen des CNC-Drehens? 

CNC-Drehen Boda Das Drehen zeichnet sich durch eine kontrollierte Interaktion zwischen einem Einpunkt-Drehwerkzeug und einem Werkstück aus. Ob auf einer Drehmaschine oder einem Drehzentrum, der Drehprozess wird weitgehend computergesteuert durchgeführt. 

Das CNC-Drehen lässt sich in seinen grundlegenden Schritten zusammenfassen: CAD-Modellierung, CAM- und G-Code-Schritte, Einrichtung der CNC-Drehmaschine, Durchführung des CNC-Drehvorgangs und Nachbearbeitungsaktivitäten. 

Schritt 1: Computergestütztes Design (CAD)

CNC-Drehen – digitale Konstruktion

Mithilfe von CAD-Software wird ein detailliertes digitales Design des gewünschten Bauteils erstellt. Dieses Modell kann entweder durch Nachzeichnen des Bildes mithilfe von Vektorschnittpfaden oder durch automatische Bildkonvertierung erzeugt werden. 

Schritt 2: Computergestützte Fertigung (CAM)

Der zweite Schritt beim CNC-Drehen besteht darin, mithilfe von CAM-Software (Computer-Aided Manufacturing) Anweisungen und Werkzeugwege aus dem CAD-Modell zu erstellen. Die Konvertierung der CAD-Modelldatei in eine maschinenlesbare Datei wird durch Tools wie die Initial Graphics Exchange Specification (IGES) und den Standard for the Exchange of Product Data (STEP) unterstützt. 

Schritt 3: Maschineneinrichtung

Die Einrichtung einer CNC-Drehmaschine umfasst die sorgfältige Vorbereitung aller Komponenten vor dem eigentlichen Bearbeitungsprozess. Der Dienstleister für CNC-Drehbearbeitung konzentriert sich dabei auf Werkstückspannvorrichtungen, Schneidwerkzeuge, den Werkzeugrevolver, die Feinabstimmung des CNC-Programms und die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften während der Bearbeitung. 

Schritt 4: CNC-Drehschritt

Sobald alles vorbereitet ist, kann der Drehvorgang gestartet werden, sodass das Schneidwerkzeug und die übrigen Maschinenteile die Arbeit verrichten können. Der Startvorgang umfasst das Einschalten der Stromversorgung, das Aktivieren der Steuerung und das Laden des CNC-Programms von der Steuerung. 

Schritt 5: Nachbearbeitung 

Da CNC-gedrehte Teile häufig nachbearbeitet werden müssen, ist es wichtig, auch die Nachbearbeitungsschritte zu kennen. Typische Nachbearbeitungsmaßnahmen beim CNC-Drehen umfassen Wärmebehandlung, chemische Behandlung und mechanische Bearbeitung. 

Sie können auf die verweisen FAQ Abschnitt mit konkreten Hinweisen zur Umsetzung Ihres CNC-Drehprojekts.

 

Wichtige Konstruktionsüberlegungen beim CNC-Drehen

CNC-Drehdienstleister berücksichtigen bei der Konstruktion von CNC-Dreharbeiten und vor der Durchführung der oben beschriebenen Schritte die folgenden Punkte.;

• Werkzeugzugriff
• Die Wandstärke des Teils
• Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit
• Materialbearbeitbarkeit
• Längen-Durchmesser-Verhältnis des Bauteils

 

Was ist CNC-Programmierung?

Die CNC-Programmierung ist ein Codierungssystem, das Anweisungen für die Maschine zur Teilefertigung erzeugt. Die CNC-Maschine nutzt diese Anweisungen, um detaillierte Konstruktionszeichnungen für Teile unterschiedlicher Komplexität umzusetzen. 

Bei CNC-Systemen handelt es sich entweder um G-Codes oder M-Codes, die für die Werkzeugposition und Materialsteuerung bzw. die Werkzeugrotation und Maschinenfunktionen zuständig sind. Die CNC-Programmierung kann manuell, per CAM oder dialogbasiert erfolgen.

• Manuelle CNC-Programmierung Die manuelle Bearbeitung ist die Pioniermethode und deutlich schwieriger als die anderen. Der Maschinenbediener muss das Verhalten der Maschine genau kennen. Sie eignet sich am besten für einfache Teile. 
• CAM-CNC-Programmierung – Eine Software, die das Programm aus der CAD-Konstruktion ableitet. Dieser Typ ermöglicht die Automatisierung der Bearbeitung. 
• Konversationelle CNC-Programmierung Dies ist die fortschrittlichste und einfachste Art der CNC-Programmierung. G-Code ist nicht erforderlich, die Teile sind jedoch weniger komplex.  

Konversationsprogrammierung

 

Hauptparameter beim CNC-Drehen

Die wichtigsten Parameter beim CNC-Drehen sind die Spindeldrehzahl, die Schnittgeschwindigkeit, der Vorschub, die Schnitttiefe, der Werkzeugdurchmesser und die Werkzeuglänge. Weitere Details zu diesen CNC-Drehparametern sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

CNC-Drehparameter	Details
Spindeldrehzahl, 𝑛	Die Drehzahl des Werkstücks, typischerweise angegeben in Umdrehungen pro Minute (U/min).
Schnittgeschwindigkeit, 𝑉𝑐	Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Werkstückoberfläche und dem Schneidwerkzeug
Vorschubgeschwindigkeit, 𝑓𝑛	Die Bewegung des Schneidwerkzeugs relativ zum Werkstück bei einer Umdrehung. Sie wird in Millimetern pro Umdrehung (mm/U) angegeben.
Schnitttiefe, 𝑎𝑝	Der radiale Materialabtrag pro Arbeitsgang. Er wird in Millimetern (mm) angegeben.
Länge und Durchmesser des Schneidwerkzeugs	Dies sind entscheidende Abmessungen des Schneidwerkzeugs, die sich auf Genauigkeit, Präzision und Oberflächengüte auswirken.

 

Der Einfluss dieser Parameter auf Präzision und Genauigkeit

Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe beeinflussen Präzision und Genauigkeit direkt. Der Zerspanungsmechaniker sollte diese Parameter sorgfältig aufeinander abstimmen, um optimale Bearbeitungsergebnisse zu erzielen. Eine langsamere Vorschubgeschwindigkeit führt beispielsweise zu einer ausgezeichneten Oberflächengüte, entfernt aber weniger Material, was die Bearbeitungszeit verlängern kann. 

 

Was ist ein CNC-Drehvorgang?

Ein CNC-Drehauftrag ist jeder Bearbeitungsprozess, der auf einer CNC-Drehmaschine (Computer Numerical Control) durchgeführt wird. Das Werkstück, das aus jedem bearbeitbaren Material bestehen kann, ist typischerweise zylindrisch und muss in die Abmessungen der Maschine passen. Das Werkstück wird sicher eingespannt und schnell gedreht, während ein stationäres Schneidwerkzeug Material abträgt. Typische Teile, die durch CNC-Drehen hergestellt werden, sind Buchsen, Armaturen und Wellen. 

 

Arten von CNC-Drehbearbeitungen

CNC-Dreharbeiten Zu den Bearbeitungsmethoden gehören Bohren, Drehen, Einstechen, Rändeln, Plandrehen und Drehen. Beim Rändeln kommen verschiedene Techniken zum Einsatz, darunter Kegeldrehen und Konturdrehen. Diese Bearbeitungsvorgänge lassen sich in Außendrehbearbeitung und Innendrehbearbeitung unterteilen. 

Arten von CNC-Drehbearbeitungen

 

Drehen spezifischer (externer) Operationen

Außendrehbearbeitungen erfolgen an der Außenfläche des Werkstücks. Dazu gehören Einstechen, Abstechen, Plandrehen, Drehen und Hartdrehen, die im Folgenden erläutert werden. 

Einstechen 

Beim Einstechen wird ein scharfes Schneidwerkzeug verwendet, um ein rotierendes Werkstück an einem bestimmten Abschnitt entlang seiner Länge so lange zu bearbeiten, bis eine Vertiefung oder ein Hohlraum entsteht. 

Abschied 

Wenn der Nutenschnitt so weit abgeschlossen ist, dass er den gesamten Durchmesser des Werkstücks durchdringt, beispielsweise bis ein Ende des Werkstücks abfällt, spricht man von Abstechen. Zerspanungsmechaniker verwenden das Abstechen, um ein fertiges Teilstück vom restlichen Rohmaterial zu trennen. 

Zugewandt 

Durch diesen Arbeitsgang entsteht eine ebene Fläche am Ende des Werkstücks. Diese Fläche steht senkrecht zur Längsachse des Werkstücks.

Drehung 

Drehen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein stationäres Einpunkt-Drehwerkzeug Material von der Oberfläche des Werkstücks abträgt. Beispiele für Drehprozesse sind: CNC-Stufendrehen, Fasendrehen, Konturdrehen und Kegeldrehen. 

Hartes Drehen 

Hartdrehen bezeichnet den oben beschriebenen Drehvorgang an einem Werkstoff mit einer Härte von 58 bis 70 HRC. Die CNC-Drehmaschine für das Hartdrehen muss ausreichend steif sein, um den dabei entstehenden hohen Schnittkräften standzuhalten.  

Unspezifische Vorgänge (intern)

Zu den unspezifischen CNC-Drehbearbeitungen gehören Bohren, Ausdrehen, Rändeln, Reiben und Gewindeschneiden. Einzelheiten dazu finden Sie unten:

CNC Bohren 

Bohren ist der Vorgang, bei dem ein kreisrundes Loch in ein Werkstück erzeugt wird. Entweder der Bohrer oder das Werkstück kann sich drehen.

CNC-Bohrung

Das Ausbohren erfolgt üblicherweise nach dem Bohren, da dabei Material aus dem Innendurchmesser eines Werkstücks abgetragen wird. Seine Funktion besteht darin, ein bereits vorhandenes Loch zu vergrößern. 

Rändeln 

Durch das Rändeln entstehen strukturierte Erhebungen und Vertiefungen auf der Werkstückoberfläche, die die Optik verbessern und die Griffigkeit erhöhen. Das Werkstück dreht sich langsam, während Rändelräder dagegen gepresst werden, um die Strukturen zu übertragen. 

Reiben 

Dieser CNC-Drehvorgang dient zum Aufweiten und Glätten eines bereits gebohrten Lochs in einem Werkstück. Er wird mit einem sogenannten Reibahle durchgeführt, die speziell dafür entwickelt wurde, die Qualität und Maßgenauigkeit des Lochs zu gewährleisten. 

Threading 

Durch CNC-Drehen lassen sich auch spiralförmige Gewinde auf einer Welle mittels vordefinierter Zyklen herstellen. Der Maschinenbediener muss dabei wichtige Gewindeparameter wie Länge, Versatz und Größe festlegen. 

 

Arten von CNC-Drehmaschinen

Die vier Hauptkategorien von CNC-Drehmaschinen sind vertikale CNC-Drehmaschinen, horizontale CNC-Drehmaschinen, vertikale CNC-Drehzentren und horizontale CNC-Drehzentren. Diese Maschinen unterscheiden sich durch ihre Ausrichtung und ihre Leistungsfähigkeit.

Vertikale CNC-Drehmaschine

Eine vertikale CNC-Drehmaschine ist für die Bearbeitung großer Werkstücke konzipiert, die eine stabile Auflage erfordern, ohne dass die Gefahr des Durchhängens besteht, die bei horizontaler Position auftreten kann. Diese Art von CNC-Drehmaschine ist in der Werkstatt wertvoll, da sie auch CNC-Fräsbearbeitungen durchführen kann. Das Spannfutter mit dem Spindelstock befindet sich an einem Ende, der Reitstock am anderen. Spezielle, bewegliche Halterungen tragen die Schneidwerkzeuge.

Eine vertikale CNC-Drehmaschine

Vorteile der vertikalen CNC-Drehmaschine

• Geeignet für große, schwere Werkstücke
• Natürliche Späneabfuhr aufgrund der Schwerkraft
• Nimmt vergleichsweise weniger Platz ein
• Ideal für die Bearbeitung scheibenförmiger Teile

Einschränkungen der vertikalen CNC-Drehmaschine

• Nicht geeignet für längere Teile
• Benötigt eine größere Dach- oder Deckenfläche
• Das Verladen schwerer Werkstücke ist schwierig.

Horizontale CNC-Drehmaschine

Die horizontale CNC-Drehmaschine arbeitet seitlich, im Gegensatz zur vertikalen CNC-Drehmaschine, die von oben nach unten arbeitet. Sowohl die horizontale als auch die vertikale Drehmaschine sind in verschiedenen Ausführungen und Größen erhältlich.

Vorteile der horizontalen CNC-Drehmaschine

• Einfaches Spänemanagement dank seitlicher Abführung
• Offen für diverse Spann- und Klemmmechanismen
• Einfacheres Be- und Entladen der Teile

Einschränkungen der horizontalen CNC-Drehmaschine

• Geeignet für Werkstücke mit großem Durchmesser.
• Benötigt eine größere Bodenfläche
• Bei mangelhaftem Chipmanagement können sich leicht Chips ansammeln.

Vertikales CNC-Drehzentrum

Ein vertikales Drehzentrum ist ähnlich wie eine vertikale CNC-Drehmaschine, jedoch mit zusätzlichen Funktionen. CNC-DrehtechnikenZu diesen Möglichkeiten gehören Fräsen, Gewindeschneiden, Bohren und automatische Werkzeugwechsler (ATC). Die vertikale Ausrichtung ermöglicht, unterstützt durch die Schwerkraft, eine höhere Stabilität des Werkstücks. Der Bedarf an Spannkräften verringert sich in dieser Anordnung. 

Vorteile des vertikalen CNC-Drehzentrums

• Steif genug, um Werkstücke mit großem Durchmesser zu tragen
• Hohe Maßgenauigkeit 
• Geringerer Einrichtungsaufwand im Vergleich zur horizontalen Version
• Doppelturm-Funktion für kürzere Zykluszeiten
• Gravitationsbedingte Spanabfuhrkapazität 

Einschränkungen von vertikalen CNC-Drehzentren

• Relativ teuer in der Investition
• Üblicherweise ist der Einsatz von Brückenkränen erforderlich, was den Kapitalaufwand erhöht.
• Die Werkzeugwegstrategie unterscheidet sich von der eines horizontalen CNC-Drehzentrums – eine Umschulung kann erforderlich sein.

 

Horizontales CNC-Drehzentrum

Das horizontale CNC-Drehzentrum zeichnet sich durch eine horizontal ausgerichtete Spindelachse aus. Es ist für verschiedene Dreh- und Fräsbearbeitungen ausgelegt. Horizontale Drehzentren sind aufgrund ihrer Vielseitigkeit und der Möglichkeit, die meisten Werkstückdurchmesser zu bearbeiten, häufiger anzutreffen als vertikale. 

Ein horizontales CNC-Drehzentrum

Vorteile des horizontalen CNC-Drehzentrums

• Verfügt über überlegene Mehrachsen-Bearbeitungsmöglichkeiten, bestehend aus angetriebenen Werkzeugen und Y-Achsen-Fräsen
• Ergänzt das konventionelle Drehen durch außermittiges Fräsen und Bohren.
• Die sekundäre Spindelfunktion minimiert den manuellen Aufwand für die Teileeinrichtung.
• In der Regel besteht nur ein sehr geringer oder gar kein Bedarf an Sekundäroperationen. 

Einschränkungen horizontaler CNC-Drehzentren

• Hohe Kapitalinvestition
• Komplex zu programmieren
• Hoher Wartungsaufwand
• Der Einsatz von angetriebenen Werkzeugen und Spezialwerkzeugen ist kapitalintensiv.

Komponenten von CNC-Drehmaschinen

Die grundlegenden Komponenten jeder CNC-Drehmaschine sind die CNC-Steuerung, das Bedienfeld, der Maschinentisch mit Ständer, der Vorschubmechanismus und der Arbeitstisch. Weitere Komponenten sind die Spindel, der Werkzeugwechsler und die Schneidwerkzeuge. 

Teile für CNC-Drehmaschinen

Spindelstock und Reitstock

Spindelstock und Reitstock sind einander gegenüber angeordnet. Im Spindelstock befinden sich das Getriebe, die Spindel und der Antriebsmotor der Maschine. Der Reitstock sitzt quer über dem Spindelstock und dient zum Positionieren langer Werkstücke und zum Verschieben entlang des Maschinenbetts. 

Werkzeugturm

Dieser Indexiermechanismus ermöglicht die Aufnahme mehrerer Werkzeuge und positioniert das Werkzeug während des Drehvorgangs an der richtigen Stelle. 

Chuck und Collet

Das Spannfutter dient der Werkstückaufnahme, die Spannzange hingegen der Präzisionsspannung. Unregelmäßig geformte Werkstücke werden in Vierbackenfuttern, regelmäßig geformte in Dreibackenfuttern eingespannt. 

Drehbett

Das Drehmaschinenbett ist die wichtigste strukturelle Stütze der CNC-Drehmaschine. Es ist steif, präzise geradlinig und vibrationsdämpfend. 

Schlossschrauben

Der Schlitten ist ein System, das das Schneidwerkzeug trägt und sich über das Drehmaschinenbett bewegt. Seine Hauptkomponenten sind der Werkzeugrevolver, der Schlitten und der Querschlitten. 

CNC-Steuerung

Die CNC-Steuerung regelt die Funktionen und Bewegungen der CNC-Drehmaschine. Sie ist sozusagen das Gehirn der Maschine. Diese Komponente ersetzt die manuelle Bearbeitung, indem sie die über verschiedene Codes an die Maschine übermittelten Befehle ausführt. 

Systemsteuerung 

Diese Komponente dient dem Bediener zur Steuerung der jeweiligen Maschinenfunktionen, beispielsweise zur Eingabe von CNC-Programmen. Sie verfügt über eine Tastatur, ein Display, Tasten und Schalter. 

Sockel und Säule

Sockel und Säule dienen als Träger für die übrigen Komponenten der CNC-Maschine. Die Komponenten sind so konstruiert, dass sie steif sind und Bearbeitungsschwingungen absorbieren. Zur Verbesserung der Schwingungsdämpfung wird für diese Teile üblicherweise Epoxidgranit verwendet. 

Vorschubmechanismus 

Jede CNC-Drehmaschine verfügt über einen Vorschubmechanismus, ein elektromechanisches System, das die Längs-, Vertikal- und Querbewegungen steuert. Ein zentraler Bestandteil dieses Mechanismus sind die Motoren, die mit der Steuerung verbunden sind. 

Spindel 

Die Spindel beherbergt das Spannfutter, das das Werkstück während des Drehvorgangs fixiert. Sie wird vom Hauptmotor der Maschine angetrieben. Die Drehzahl der Spindel wird durch den G-Code bestimmt, der von der Steuerung übersetzt wird. 

Werkzeugwechsler

Ein automatischer Werkzeugwechsler an einer CNC-Drehmaschine führt verschiedene Arten von Schneidwerkzeugen mit und stellt diese während des Bearbeitungsprozesses bereit. Er ist besonders nützlich für Bearbeitungsvorgänge, die in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden müssen. 

Schneidewerkzeug

Das Schneidwerkzeug führt den eigentlichen Drehvorgang aus und ist somit ein zentraler Bestandteil des Systems. Wie im nächsten Abschnitt erläutert wird, gibt es verschiedene Arten von Drehwerkzeugen, die jeweils für einen bestimmten Bearbeitungsvorgang und unterschiedliche Werkstoffe ausgelegt sind. 

 

Die Sicherheit von CNC-Drehmaschinen

Zu den sicheren Maßnahmen beim CNC-Drehen gehören folgende:; 

1. Der Bediener sollte stets persönliche Schutzausrüstung tragen.
2. Werkstücke sichern 
3. Geeignete Kleidung tragen – eng anliegend
4. Tragen von Arbeitsschuhen
5. Überwachung des CNC-Drehprozesses
6. Die Maschine regelmäßig überprüfen und warten.

 

CNC-Drehwerkzeugtypen

Die verschiedenen CNC-Drehwerkzeugtypen, die unter CNC-Drehdienstleistungen können im Allgemeinen in Schruppdrehwerkzeuge und Fertigdrehwerkzeuge unterteilt werden. 

Schruppdrehwerkzeuge

Diese CNC-Drehwerkzeuge sind für den schnellen Materialabtrag ausgelegt. Sie werden vor den Schlichtdrehwerkzeugen eingesetzt. 

Fertigdrehwerkzeuge

Fertigdrehwerkzeuge werden eingesetzt, wenn es darum geht, die endgültige Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität des Werkstücks zu erreichen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Werkzeugtypen liegt in der Schnitttiefe: Schruppdrehwerkzeuge ermöglichen tiefere Schnitte als Schlichtdrehwerkzeuge. Mehr zu diesem Thema finden Sie im [Link einfügen]. Leitfaden zur Schnitttiefe bei der CNC-Bearbeitung. 

Über diese allgemeine Kategorisierung hinaus gibt es spezifische Werkzeugkonstruktionen für die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge, die bereits in diesem Artikel besprochen wurden. Tatsächlich sind diese Werkzeuge zumeist nach den jeweiligen Drehbearbeitungen benannt.

Das Werkzeug nimmt auch verschiedene Formen an, wie die untenstehende Abbildung zeigt. 

Drehwerkzeuge mit unterschiedlichen Formen

Nachfolgend finden Sie eine Tabelle mit einer Übersicht einiger dieser Tools: 

CNC-Drehwerkzeugtyp	Beschreibung
Langweiliges Werkzeug	Ein Werkzeug zum Vergrößern und Verfeinern vorhandener Löcher
Einstechwerkzeug	Ein schmales Werkzeug zum Schneiden von Kanälen oder Nuten
Rändelwerkzeug	Ein Werkzeug, das Muster auf ein Werkstück presst, um eine strukturierte Oberfläche zu erzeugen.
Trennwerkzeug	Ein schmales Werkzeug zum Trennen von Fertigteilen vom Rohmaterial
Einfädelwerkzeug	Ein Werkzeug zum Schneiden von Innen- und Außengewinden
Drehwerkzeug	Einpunkt-Schneidwerkzeug für allgemeine Drehprozesse

 

CNC-Drehmaterialoptionen

Ein Vorteil des CNC-Drehens ist seine Vielseitigkeit, da es Metalle, Kunststoffe, Holz und Verbundwerkstoffe bearbeiten kann. Dies ist eine entscheidende Eigenschaft, da in den meisten modernen Industrieumgebungen Bauteile aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. 

CNC-Drehen von Metallen

Wie Sie sich vorstellen können, werden CNC-Drehteile üblicherweise aus Metallen gefertigt, wobei folgende Optionen zur Verfügung stehen:

• Aluminiumdrehen
• Messingdrehen
• CNC-gefräste Teile aus Kohlenstoffstahl
• CNC-gefräste Teile aus Edelstahl
• Kupfer-CNC-gefräste Teile
• CNC-gefräste Titanteile

Kupfer-CNC-Drehen

CNC-Drehen von Kunststoffen

CNC-Drehen von Kunststoff

Kunststoffe lassen sich auch CNC-drehen, um chemikalienbeständige, langlebige und leichte Teile herzustellen. Die gängigsten CNC-bearbeitbaren Kunststoffarten sind:

• Acrylnitril-Butadien-Styrol, ABS
• Polycarbonat (PC)
• Acryl oder Polymethylmethacrylat (PMMA)
• Nylon (PA)
• Polyethylen (PE)
• Polyetheretherketon (PEEK)
• Polypropylen (PP)

CNC-Drehen für Holz

CNC-Drehen für Holz

Das CNC-Drechseln von Holz ist ebenfalls ein gängiges Verfahren zur Herstellung von Holzteilen für die Möbelindustrie. Zu den möglichen Materialien für das Drechseln gehören Eiche, Kirsche, Palisander, Nussbaum und Ahorn. 

CNC-Drehen für Verbundwerkstoffe

Verbundwerkstoffe lassen sich neben CNC-Fräsen, CNC-Rohrfräsen und CNC-Bohren auch CNC-drehen. Ja, dieses Material erfordert bei der CNC-Bearbeitung besondere Sorgfalt, insbesondere um Delaminationsprobleme zu vermeiden. Bei richtiger Werkstückunterstützung, Schnittgeschwindigkeit und Schneidwerkzeugschärfe kann das CNC-Drehen von Verbundwerkstoffen sehr erfolgreich sein. 

 

Verschiedene Anwendungsbereiche des CNC-Drehens

CNC-Drehen ist sehr präzise, ​​vielseitig und wiederholgenau, daher reichen die Anwendungsbereiche des Drehens von der Luft- und Raumfahrt über die Automobilindustrie, die Elektronik, die Energiewirtschaft bis hin zur Medizintechnik. 

Luft-und Raumfahrtindustrie

Für diese wichtige Branche werden Präzisionsdrehteile aus CNC-Maschinen benötigt, darunter Armaturen und Turbinenschaufeln. Führende CNC-Bearbeitungsdienstleister setzen modernste Maschinen ein, um sicherheitspräzisionsgefertigte CNC-Drehteile aus Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen und anderen Werkstoffen mit hohem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis herzustellen. 

Luft- und Raumfahrtwelle

Automobilindustrie 

CNC-Drehen ist ein weit verbreitetes Fertigungsverfahren in der Automobilindustrie. Es produziert Getriebewellen, Fahrwerksstreben und andere Teile mit engen Toleranzen. Anbieter von CNC-Drehbearbeitung in dieser Branche können bestätigen, wie entscheidend dieses Verfahren für die Qualität, Genauigkeit und Langlebigkeit der Teile ist. 

Getriebewelle

Elektronik-Industrie

Die Hersteller dieser Branche verwenden sicher Präzisions-CNC-Drehen Anlagen zur Herstellung zylindrischer Teile wie Verbinder, Befestigungselemente und Stifte. 

Energiewirtschaft 

Die Energiewirtschaft benötigt Wellen, Rotoren und andere zylindrische Bauteile. Diese lassen sich problemlos per CNC-Drehen fertigen. Mit diesem Verfahren können alle in der Branche üblichen, zerspanbaren Werkstoffe bearbeitet werden, von Edelstahl bis hin zu Aluminiumlegierungen. 

CNC-Drehen für die Energieindustrie

Medizintechnik

Die CNC-Drehtechnik wird zur Herstellung zylindrischer Teile für die Medizintechnik eingesetzt, beispielsweise für chirurgische Schrauben, Zahnimplantate, Zentrifugenwellen und Rollstuhlachsen. 

 

Vorteile des CNC-Drehens

Das CNC-Drehen bietet folgende Vorteile: 

• Software und Automatisierung minimieren menschliche Fehler 
• Vielseitig – geeignet für verschiedene Designs und Größen
• Kürzere Vorlaufzeit 
• Hochwertige Teile
• Produziert zuverlässig sicherheitspräzise CNC-Drehteile

Industriegetriebewelle

 

Einschränkungen des CNC-Drehens

Die Grenzen des CNC-Drehens und die empfohlenen Lösungen sind:

• Hohe Einrichtungskosten der CNC-Drehmaschine – Aufträge bündeln und mit einem CNC-Bearbeitungsdienstleister zusammenarbeiten 
• Für größere Werkstücke ist es möglicherweise nicht geeignet. – Bezugsquellen bei Anbietern mit Maschinen/Drehmaschinen mit hoher Kapazität, alternative Technologien in Betracht ziehen
• Materialverschwendung – Auf Materialoptimierungsstrategien bestehen
• Klappern oder Vibrationen – Hochwertige Vorrichtungen und Werkzeuge verwenden
• Schlechte Oberflächenbeschaffenheit – Die Anforderungen an die Endbearbeitung klar kommunizieren. 
• Werkzeugverschleiß – Präventive Maßnahmen und hochwertige Werkzeuge einsetzen

 

Worin besteht der Unterschied zwischen CNC-Fräsen und CNC-Drehen?

CNC-Drehen vs. Fräsen

CNC-Fräsen und CNC-Drehen unterscheiden sich hauptsächlich in der Werkzeugdynamik und der Beschaffenheit der Werkstücke. Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung dieser und weiterer Unterschiede zwischen CNC-Fräsen und CNC-Drehen.

Eigenschaft	CNC-Drehen	CNC Fräsen
Schneidewerkzeuge	Stationäres Einzelschneidwerkzeug	Rotierende Mehrpunkt-Schneidwerkzeuge, wie z. B. Schaftfräser und Planfräser
Werkstückbewegung	Das Werkstück dreht sich	Das Werkstück ist stationär.
Teilekomplexität	Symmetrische, zylindrische Teile	Komplexe Geometrien wie Taschen und 3D-Formen
Anzahl der Achsen	Üblicherweise werden die X- und Z-Achse verwendet, bei Arbeiten mit angetriebenen Werkzeugen kommt jedoch eine zusätzliche Achse zum Einsatz.	Typischerweise X, Y und Z, aber in fortgeschrittenen Designs sind auch mehr Achsen möglich.

 

Alternativen zum CNC-Drehen

Im selben Atemzug mit dem Vergleich müssen auch alternative Fertigungsmethoden erwähnt werden, nämlich Schweizer Drehmaschinen, manuelles Drehen, 3D-Druck für Prototypen und Gießen. 

Schweizer Bearbeitung – Bei dieser Technik werden Führungsbuchsen verwendet, die simultane Mehrachsenbearbeitungen ermöglichen und die Durchbiegung bei Teilen mit kleinem Durchmesser und Toleranzen bis zu ±0.0001″ minimieren. 

Schweizer Maschine 

Manuelles Drehen – Da dieses System keine Automatisierung bietet, eignet es sich für die Fertigung kleiner Serien oder kundenspezifischer Teile. 

3D-Druck für Prototypen – Eignet sich für die schnelle Prototypenfertigung komplexer Bauteile ohne hohe Investitionskosten. Allerdings weist der 3D-Druck nicht die Oberflächengüte und Maßgenauigkeit des CNC-Drehens auf. 

Casting – Beim Gießen sind die Vorlaufzeiten möglicherweise länger und die Präzision geringer, dafür lassen sich aber komplexe Teile in großen Stückzahlen herstellen. 

MEHR LESEN: 

Schweizer Drehen vs. CNC-Drehen

Schweizer Schraubenbearbeitung

 

Auswahl des richtigen CNC-Drehservices

Angesichts all der Details zum CNC-Drehen ist es vielleicht an der Zeit, den besten Anbieter für diese Dienstleistungen zu finden. Die folgenden Punkte können Ihnen dabei helfen, den optimalen Partner für CNC-Dreharbeiten zu finden.

1. Ziehen Sie einen Anbieter mit ISO 9001-Zertifizierung und weiteren Zertifizierungen in Betracht.
2. Stellen Sie sicher, dass der Anbieter über die notwendigen materiellen Kapazitäten verfügt.
3. Ermitteln Sie die Mindestbestellmenge (MOQ) des Unternehmens.
4. Erkundigen Sie sich nach den Qualitätsprüfungsverfahren.
5. Berücksichtigen Sie die wirtschaftlichen und ökologischen Faktoren (die im Folgenden erläutert werden).

 

Ökonomische und ökologische Aspekte des CNC-Drehens

Letztendlich erfordert die Entscheidung, wie man bei CNC-Drehdienstleistungen oder -Teilen vorgehen soll, mehrere wirtschaftliche und ökologische Überlegungen.

Hier einige Punkte, die bei den beiden Elementen zu beachten sind: 

Wirtschaftliche/Kostenüberlegungen

• Die Investitionskosten für CNC-Drehmaschinen variieren stark.
• Der Preis pro Teil hängt von den Rohmaterialien und der Bearbeitungszeit ab.
• Einrichtungs- und Werkzeugkosten spielen eine Rolle.
• Die Fertigung großer Stückzahlen bietet Kosteneinsparungen

Umwelterwägungen

• Die besten Anbieter von CNC-Drehdienstleistungen betreiben Spänerückgewinnung und Kühlmittelrecycling. 
• Moderne CNC-Drehmaschinen sind energieeffizienter als ältere Maschinen.
• Es gibt ISO 14001 – Umweltmanagement

Fazit

CNC-Drehen ist ein vorrangiges Fertigungsverfahren für verschiedene Branchen und liefert zylindrische und symmetrische Teile. Nur ein erfahrener Hersteller mit einem engagierten Team kann zuverlässige und präzise Teile zu wirtschaftlichen Preisen garantieren. Boda legt Wert auf kundenorientierte Elemente, die mit internationalen Fertigungsstandards übereinstimmen, und bietet makellose CNC-Drehdienstleistungen. 

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