Tipps zur Optimierung der Schweizer Drehteilfertigung

Schweizer Drehteilefertigung

Schweizer Drehbearbeitung ist für hochpräzise Arbeiten, meist an Teilen mit kleinem Durchmesser, konzipiert. Sie ist ideal, wenn Sie enge Toleranzen, tiefe Details und gleiche Ergebnisse bei großen Produktionsmengen benötigen. Die Maschinenkonfiguration sorgt für Stabilität am Schnittpunkt. Dies ist entscheidend bei der Arbeit mit schlanken oder komplexen Geometrien.

Darüber hinaus bleibt das Werkzeug nah an der Führungsbuchse. Dies reduziert die Durchbiegung und hält die Toleranzen eng, selbst bei der Bearbeitung von Teilen mit einem Durchmesser von weniger als 10 Millimetern oder tiefen axialen Schnitten. Wo beim herkömmlichen Drehen Rattern oder Driften auftritt, beseitigt das Schweizer Drehen dieses Problem. 

Dieser Leitfaden führt Sie durch die Schweizer CNC-Bearbeitung Funktionsweise, Vorteile und Teile, die es herstellen kann.

Welchen Platz nimmt die Langdrehbearbeitung in der modernen Fertigung ein?

CNC-Drehmaschinenbearbeitung

Schweizer Schraubenbearbeitung (auch Schweizer Drehen oder Schweizer Bearbeitung genannt) ist besonders geeignet für lange, schlanke und komplizierte Teile und enge Toleranzen. 

Es kann präzise bearbeitet werden;

• Edelstahllegierungen (303, 304 und 316)
• Titanlegierungen (Klasse 2 und Klasse 5 (Ti-6Al-4V)
• Kupferlegierungen (C145 (Tellurkupfer) und C360 (Messing)
• Technische Thermoplaste (POM (Delrin oder Acetal), PEEK und Nylon 6/6)
• Alles, was nahtlose Oberflächen und wiederholbare Abmessungen erfordert.

Schweizer Drehen wird häufig zur Herstellung von Folgendem verwendet:

• Orthopädische und chirurgische Komponenten
• Präzisionsarmaturen für die Luft- und Raumfahrt
• Elektrische und HF-Steckverbinder
• Fluidsystemteile mit langen Bohrungen oder enger Konzentrizität

Die CNC-Mehrachsen-Drehteilesteuerung und angetriebene Werkzeuge ermöglichen die Fertigstellung der Teile in einem einzigen Durchgang. Dadurch werden Nachbearbeitung und Handhabung reduziert und die Fertigungszykluszeiten minimiert.

Was sind Schweizer Drehteile?

Ausgestellte, in der Schweiz gedrehte Maschinenteile

Schweizer Drehteile erfordern hohe Präzision und werden auf Schweizer Drehbänken hergestellt. Diese Teile sind typischerweise klein, komplex und erfordern enge Toleranzen. Schweizer Drehen ist die erste Wahl für diese präzisen, langen und schlanken Geometrien.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Drehmaschinen stützen Schweizer Maschinen das Stangenmaterial in der Nähe der Schnittstelle. Ein verschiebbarer Spindelstock führt das Material durch eine Führungsbuchse. Dadurch bleibt das Werkstück während des Schneidvorgangs stabil. Darüber hinaus reduziert die Konstruktion die Durchbiegung und ermöglicht saubere, wiederholbare Schnitte.

Swiss Präzisionsdrehen Die Maschine verwendet einen verschiebbaren Spindelstock, der Stangenmaterial kontinuierlich durch eine Führungsbuchse führt und die Unterstützung in der Nähe des Schnittpunkts über die gesamte Werkstücklänge aufrechterhält. Diese segmentierte Bewegung erhöht die Kontrolle und verkürzt die Zykluszeiten. Das Ergebnis sind hochwertige Drehteile mit minimalen Abweichungen zwischen den einzelnen Durchläufen.

Wie funktioniert Schweizer Drehen?

Illustration des Schweizer Drehprozesses

Schweizer Maschinen verwenden typischerweise mehrere Spindeln. Hauptspindel übernimmt den Großteil der Operationen. 

A Sekundärspindel, Hinter dem Teil platziert, vervollständigt es sonst unzugängliche Funktionen. Dies ermöglicht die vollständige Bearbeitung in einer einzigen Aufspannung.

Der Prozess minimiert manuelle Eingriffe. Sobald das Teil abgesägt ist, übernimmt die Sekundärspindel den nächsten Arbeitsgang. Sie übernimmt Bohren, Gewindeschneiden und die Feinbearbeitung. Nach Fertigstellung wird das fertige Teil automatisch ausgeworfen. Ein manuelles Umrüsten zwischen den Zyklen ist somit nicht erforderlich.

Das Bearbeitungs-Setup ermöglicht eine kontinuierliche Produktion mit minimalem Bedieneraufwand. Es unterstützt auch eine konsistente Teileproduktion, insbesondere in Großserienproduktion. (Weiterlesen: Keilwellenbearbeitung)

Ideale Materialien für Schweizer Drehteile

Schweizer CNC-Bearbeitung von Messing

Schweizer CNC-Bearbeitung Funktioniert am besten mit stabilen Materialien (einschließlich Metallen und Kunststoffen), die enge Toleranzen einhalten. Diese Materialien reagieren gut auf Hochgeschwindigkeitsschnitte. Hier sind die Materialien, die häufig für Schweizer Drehteile verwendet werden:

• Edelstahl: Es kann umgehen enge Toleranzen ohne sich zu verziehen. Außerdem bietet es eine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Diese Eigenschaften machen es nützlich für schweizerisch gedrehte medizinische Komponenten, Teile für die Luft- und Raumfahrt und industrielle Anwendungen.
• Aluminium: Es ist leicht und einfach zu formen. Es ermöglicht zudem schnelle Zykluszeiten und scharfe Oberflächen. Daher eignet es sich ideal für Komponenten mit komplexen Merkmalen und engen Terminvorgaben.
• Messing: Messing ist ist von Natur aus stabil und lässt sich hervorragend bearbeiten. Es erfordert nur minimalen Werkzeugdruck und bietet gleichmäßige Oberflächen, oft ohne Nachbearbeitung.
• Kupfer: Es bietet eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Seine Verwendung ist in elektronischen und HF-Komponenten üblich.
• Kohlenstoffstahl: Dieser Legierungstyp ist unter mechanischer Belastung stark und zuverlässig. Er eignet sich daher für Strukturteile, die Maßhaltigkeit und Haltbarkeit bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung erfordern.
• Nylon: Es handelt sich um einen Hochleistungskunststoff, der sich sauber bearbeiten lässt. Er weist eine gute Beständigkeit auf und wird häufig in leichten und nichtmetallischen Anwendungen eingesetzt.
• Polycarbonat: Polycarbonat ist robust, klar und hitzebeständig. Es wird ausgewählt, wenn Komponenten Schlagfestigkeit oder elektrische Isolierung erfordern.

Schweizer Drehteilbearbeitung vs. konventionelle Drehmaschinen

CNC-Drehmaschine Schweizer Typ

Schweizer Drehen ist anwendbar, wenn es um Geschwindigkeit, Konsistenz und kurze Fristen geht. Auf der anderen Seite müssen Bediener bei konventionellen Drehmaschinen laden und Teile manuell entladen. Es können hochpräzise Komponenten hergestellt werden, erfordert jedoch mehr Kontrolle und Sorgfalt. Die Vorteile der Schweizer Drehteilbearbeitung liegen daher in der Teilestabilität, der Zykluszeit und der Endqualität.

Spindelstockbewegung

Beim Langdrehverfahren bewegt sich das Stangenmaterial entlang der Z-Achse. Der Spindelstock führt das Material durch eine Führung. Dadurch wird das Werkstück nah am Werkzeug gehalten. Dies ermöglicht hohe Präzision auch bei langen und detaillierten Teilen.

Im Vergleich dazu wird beim konventionellen Drehen das Material in einer festen Position gehalten. Beim Überfahren mit dem Werkzeug neigen längere Teile dazu, sich zu verbiegen. Dünne und kleine Teile können daher beim Schneiden zu Verformungen führen, wenn das Teil nicht richtig behandelt wird.

Schneidemechanismus

Schweizer Drehteile werden in kleinen Abschnitten hergestellt. Die Maschine bearbeitet ein Segment, bevor das nächste zugeführt wird. Diese Kontrolle gewährleistet Oberflächengüte und Toleranz über die gesamte Teilelänge.

Beim konventionellen Drehen hingegen liegt das gesamte Werkstück frei. Das Werkzeug führt jeden Arbeitsgang nacheinander aus. Der Prozess dauert daher länger und es können Abweichungen zwischen den Schnitten auftreten.

Werkstückunterstützung

Schweizer Maschinen verwenden eine Führungsbuchse. Diese hält das Material direkt an der Schneidzone. Sie verhindert Vibrationen und verhindert eine Durchbiegung des Werkstücks.

Herkömmliche Maschinen bieten nicht die gleiche Unterstützung. Wenn das Teil eine bestimmte Länge überschreitet, kann es sich verbiegen. Insbesondere bei Komponenten mit kleinerem Durchmesser können diese Maschinen die Genauigkeit nicht aufrechterhalten.

Zykluszeit

Schweizer Maschinen ermöglichen mehrere Arbeitsgänge in einer einzigen Zykluszeit. Sie können ohne Unterbrechung über mehrere Achsen schneiden, bohren und Gewinde schneiden. Der Stangenlader sorgt für einen kontinuierlichen Prozess.

Herkömmliches Drehen erfordert mehr manuelle Schritte. Diese Maschinen schneiden Teile nacheinander. Sie müssen möglicherweise zwischen den Vorgängen oder zum Laden von Teilen anhalten. 

Kühlmitteltyp

Beim Langdrehverfahren wird ölbasiertes Kühlmittel zur Schmierung verwendet. Diese Kühlmittel reduzieren die Reibung und halten den Schneidbereich sauber. Sie schützen außerdem die Oberflächenqualität und tragen zur Vermeidung von Werkzeugverschleiß bei.

Beim konventionellen Drehen wird häufig ein Kühlmittel auf Wasserbasis (mit Wasser emulgiertes Öl) verwendet. Es führt die Wärme schnell ab, bietet jedoch weniger Schmierung und erhöht das Korrosionsrisiko.

Finishing-Anforderungen

Schweizer Drehteile werden oft in einem einzigen Durchgang fertiggestellt. Die Maschine liefert gebrauchsfertige Drehteile mit minimaler bis keiner Nachbearbeitung.

Teile aus konventionellen Maschinen müssen möglicherweise zusätzlich poliert, entgratet oder geschnitten werden. Wenn enge Toleranzen erforderlich sind, erhöht sich der Zeit- und Arbeitsaufwand.

Kosten und Wert

Schweizer Maschinen verfügen über erweiterte Funktionen. Daher erfordern diese Maschinen oft eine höhere Anfangsinvestition als herkömmliche Schweizer Drehmaschinen. Bei komplexer und großvolumiger Produktion sind die Gesamtkosten pro Teil jedoch niedriger.

Darüber hinaus benötigen Sie weniger Zeit für die Endbearbeitung. Ausschuss und Maschinenstillstände werden reduziert. Langfristig rentiert sich das Langdrehen besser.

Einschränkungen der Bearbeitung von Schweizer Drehteilen

Das Schweizer Drehen eignet sich optimal für kleine, präzise Teile, hat aber dennoch seine Grenzen. Hier sind die wichtigsten Punkte, die Sie beachten sollten.

Stangenmaterialgröße 

Schweizer Maschinen benötigen Stangenmaterial zwischen 2 und 38 Millimeter dick. Der Durchmesser muss konstant sein. Andernfalls wird das Durchführen der Stange durch die Führungsbuchse zum Problem und beeinträchtigt die Teilegenauigkeit. 

Stangen über 10 Millimeter haben in der Regel eine Fase an einem Ende, damit der Greifer sie besser festhalten kann. Bei manchen Maschinen können auch größere Stangen verwendet werden. Im Allgemeinen sind diese Konfigurationen nicht üblich.

Werkzeuggröße und -kosten

Werkzeuge müssen klein und präzise sein, da auf einer Schweizer Drehbank alles eng gepackt ist. Das bedeutet weniger Auswahl an Werkzeugformen und -größen. Diese Werkzeuge kosten mehr und verschleißen schneller, sodass Sie mehr für Ersatz ausgeben müssen. Außerdem kann der Werkzeugwechsel länger dauern.

Kühlung und Wärmeentwicklung

Schweizer Maschinen verwenden Ölkühlung anstelle von Wasser. Öl schmiert gut und hält die Werkzeuge in gutem Zustand, kühlt aber nicht so schnell ab. Bei langen Bearbeitungen und beim Schneiden zäher Materialien kann sich Hitze stauen und Probleme verursachen. Achten Sie daher auf Geschwindigkeit und Vorschub, um eine Überhitzung zu vermeiden.

Einrichtungs- und Programmierzeit

Das Einrichten einer Schweizer Drehmaschine ist nicht einfach. Sie müssen mehrere Werkzeuge kalibrieren und alle Achsen sorgfältig programmieren. Daher sind erfahrene Bediener erforderlich, um alles richtig zu machen. Die Vorlaufzeit ist länger als bei einer herkömmlichen Drehmaschine.

Praktische Tipps für die Langdrehbearbeitung

Präzise gefertigte Schweizer Drehteile

• Präzision und Toleranz: Halten Sie das Werkstück nahe an der Führungsbuchse. Dies verhindert ein Verbiegen und sorgt für präzisere Teile. Verwenden Sie scharfe Werkzeuge, um leichter zu schneiden und eine glatte Oberfläche zu erzielen.
• Vermeiden Sie Werkstückschäden: Wählen Sie das richtige Material und SchneidgeschwindigkeitHarte Materialien benötigen geringere Geschwindigkeiten. Gleichzeitig können weichere Materialien schneller geschnitten werden. Verwenden Sie Kühlmittel, um Werkzeuge und Teile kühl zu halten und Schäden zu vermeiden.
• Erzielen Sie eine bessere Spanabfuhr: Kleine Teile benötigen wenig Platz, damit Späne entweichen können. Passen Sie Drehzahl und Vorschub so an, dass sich keine Späne ansammeln. Sorgen Sie für einen guten Kühlmittelfluss, um die Späne zu entfernen. Wählen Sie Werkzeuge und Beschichtungen, die den Späneabtransport unterstützen.
• Maximieren Sie Ihren Werkzeugweg: Wählen Sie die richtigen Werkzeuge und Schnitteinstellungen für kleine Teile. Verwenden Sie CNC-Software, die komplexe Schnitte gut bewältigt. Halten Sie das Teil fest, um Vibrationen zu reduzieren und ein besseres Ergebnis zu erzielen.

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