Was ist CNC-Drehen? Detaillierte Grundlagen über seinen Prozess

Die CNC-Bearbeitung ist unter anderem wegen ihrer hohen Funktionalität und Präzision ein Standbein in der industriellen Fertigung. Bei der Herstellung eines Produkts können Hersteller einen oder mehrere Bearbeitungsvorgänge verwenden, z. B. CNC-Drehen und CNC-Fräsen.

Die Definition des CNC-Drehens beinhaltet das Entfernen von Materialstücken, wenn sich das Werkstück gegen das Schneidwerkzeug dreht. Dieser Artikel beschreibt umfassend das CNC-Drehen – das Verfahren, die Maschinen für den Prozess und seine Anwendung. Also, ohne viel Aufhebens, lassen Sie uns damit beginnen.

Was ist CNC-Drehen?

CNC-Drehen ist ein typisches subtraktives Herstellungsverfahren, bei dem ein Schneidwerkzeug verwendet wird, um Teile eines Materials von seiner Außenseite zu entfernen. Das Werkstück dreht sich (kontinuierliches Drehen), während Leckerbissen abgeschlagen werden, bis es die gewünschte Form, den gewünschten Durchmesser und die gewünschte Größe des Endprodukts erreicht.

Das Schneidwerkzeug, typischerweise ein Einspitzenende, dreht sich jedoch nicht. Stattdessen dreht sich das Werkstück nur um ihn herum. CNC-Drehmaschinen sind die typischen Maschinen, die industriell zum Ausführen von Drehoperationen verwendet werden.

Inzwischen eignet sich das CNC-Drehen zum Schneiden von Metallen, Holz, Kunststoffen und anderen Polymeren. Da der Prozess computergenerierte Programme und Codes verwendet, sind seine Produkte außerdem von hoher Maßgenauigkeit – einer seiner Hauptvorteile.

Grundlagen des CNC-Drehens verstehen

CNC-Drehoperationen können ziemlich kompliziert sein. Nachdem Sie Ihre CAD-Dateien jedoch in ein Programm konvertiert haben, das von der CMC-Maschine erkannt werden kann, müssen Sie die Maschine so einrichten, dass sie den Drehprozess starten kann.

Beim Drehen wird ein Werkstück gedreht und gedreht, während das Schneidwerkzeug beginnt, Teile des Materials von außen herauszuschneiden. Üblicherweise ist das bearbeitete Material zylindrisch oder rund. In einigen Fällen, insbesondere bei Verwendung eines kompatiblen Adapters, kann das Drehen für Materialien mit unterschiedlichen Formen jedoch gut funktionieren.

Das Schneidwerkzeug fährt fort, Schnitte zu machen, während sich das Werkstück in der Maschine dreht, bis es die gewünschte programmierte Form erreicht. Insbesondere CNC-Drehmaschinen oder Drehzentren haben verschiedene Werkzeuge im Revolverkopf, die alle von Computerprogrammen und Codes gesteuert werden. Maschinen mit der Kapazität, mehr Werkzeuge aufzunehmen, sind jedoch anspruchsvoller und verfügen über mehr Funktionen, wodurch sie sich besser für komplexe Konstruktionen eignen.

Arten von CNC-Drehoperationen

Drehmaschinen und CNC-Drehmaschinen sind in verschiedenen Varianten erhältlich, von denen einige über einzigartige Schneideigenschaften verfügen, wodurch sie sich ideal für bestimmte Operationen eignen. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung verschiedener Arten von CNC-Drehprozessen.

Gerade Kurvenfahrt

Geraddrehen beinhaltet die Verwendung eines Schneidwerkzeugs, um eine gleichmäßige Verringerung des Durchmessers eines Werkstücks zu bewirken. Die Technik zielt darauf ab, das Material auf eine bestimmte Dicke zu bearbeiten. Es entfernt schnell einen Teil des Materials und verhindert Schwankungen im Produktdurchmesser. Es wird manchmal als Schruppdrehen bezeichnet und erfordert eine zusätzliche Endbearbeitung, um die Maßhaltigkeit zu erreichen.

Rändelung

Dieser Vorgang beinhaltet das Einbringen von Schnittmustern aus gezackten, abgewinkelten oder gekreuzten Linien in die Oberfläche eines Werkstücks. Der Prozess führt typischerweise zu einem festen Griff, da das Muster die Reibung erhöht. Es eignet sich auch zur Herstellung von Schrauben und Muttern für Gewindebohrungen. Insbesondere kann die Operation die Notwendigkeit speziell konstruierter Rändelwerkzeuge erfordern.

Abschied

Abstechen ist eine Bearbeitungstechnik, bei der ein Einpunkt-Schneidwerkzeug verwendet wird, um eine tiefe Kerbe in einem Material zu erzeugen und seine inneren Komponenten zu entfernen. Wie der Name schon sagt, werden Teile produziert oder ein Abschnitt des Originalstücks abgeschnitten.

Kegeldrehen

Beim Kegeldrehen wird der Durchmesser eines Materials allmählich von einem Ende zum anderen verringert. Die Winkelbewegung zwischen dem Material und dem Schneidwerkzeug bewirkt den Übergang und die Verringerung des Durchmessers des Werkstücks. Wie bei den meisten Drehoperationen ist das Endprodukt zylindrisch geformt.

Threading

Gewindeschneiden ist ein weiterer CNC-Drehprozess, bei dem ein Schneidwerkzeug entlang der Seiten des Materials bewegt wird und Gewinde in die äußeren Komponenten des Werkstücks schneidet. Gewinde sind Spiralnuten mit bestimmten Längen und Steigungen.

Nuten

Dieser Drehvorgang erzeugt einen schmalen Schnitt – eine Nut – im Werkstück. Dabei wirkt ein spitzer Werkzeugkopf gegen das Material und schneidet mit der gleichen Breite wie das Schneidwerkzeug. Die Bearbeitung von Nuten mit größerem Durchmesser ist jedoch mit Hilfe mehrerer Schneidwerkzeuge möglich.

Welche Materialien eignen sich für das CNC-Drehen?

Einer der wesentlichen Vorteile der CNC-Bearbeitung ist die Kompatibilität mit einer Vielzahl von Materialien. Ebenso sind die meisten Metall- und Kunststoffmaterialien ideal für CNC-Drehprozesse. Sie sind:

• Aluminium
• Nylon
• Kupfer
• Stahl
• Holz
• Titan
• SCHAUEN
• ABS
• Glas
• PVC
• Messing
• Wachs usw.

Da jedes Material eine unterschiedliche strukturelle Integrität besitzt, sind möglicherweise unterschiedliche Drehmaschinen oder Drehzentren mit einzigartigen Spezifikationen wie Vorschubgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit erforderlich.

Arten von CNC-Drehmaschinen

Tatsächlich sind Drehmaschinen die typischen Maschinen, die zum Drehen verwendet werden. Diese Vorrichtungen gibt es jedoch in verschiedenen Arten, die jeweils besser für bestimmte Drehvorgänge geeignet sind. Es gibt vier verschiedene CNC-Drehmaschinentypen für Ihre Bearbeitungsprojekte.

Horizontale CNC-Drehmaschinen

Diese Drehmaschinen haben alle Merkmale einer typischen Drehmaschine, was sie zu einer der am weitesten verbreiteten Maschinen für verschiedene industrielle Anwendungen macht. Sie eignen sich jedoch sowohl für Dreh- als auch für Bohroperationen. Da es sich um eine CNC-Maschine handelt, arbeitet es auch mit Computerprogrammen.

Vertikale CNC-Drehmaschinen

Ähnlich wie bei einer horizontalen Drehmaschine, aber wie zu erwarten, besteht der Hauptunterschied darin, wie sie das Werkstück hält. Das Material wird vertikal positioniert – von unten, bevor es gedreht, geschleudert und geschnitten wird. Daher eignen sich diese Maschinen am besten für den Betrieb mit beengten Platzverhältnissen. Außerdem sind sie bestens geeignet für schwere und stabile Werkstücke.

Horizontale Drehzentren

Horizontale Drehzentren sind geschlossene Geräte mit Bohr- und Fräsfunktion. Wie der Name schon sagt, hat das Drehzentrum eine horizontale Ausrichtung mit darüber montierten Werkzeugen, während sie sich drehen und in das Werkstück schneiden, und hängt von der Schwerkraft ab, um die Schnitte zu entfernen.

Vertikale Drehzentren

Dieses Gerät fungiert als Kombination aus einem horizontalen Drehzentrum und einer CNC-Fräse. Durch seine Bauweise liegt das Drehfutter nahe am Boden – das erleichtert das Arbeiten mit großen Werkstücken.

Die verschiedenen Komponenten einer Drehbank

Obwohl es verschiedene Drehmaschinen gibt, besitzen sie praktisch ähnliche Komponenten. Werfen wir also einen kurzen Blick auf jedes Element einer typischen Drehmaschine.

1. CNC-Bedienfeld

Die Panels sind quasi das Gehirn der Maschinen. Es bezieht sich auf das Kontrollhaus, wo Maschinisten und Techniker die Computerprogramme und Codes eingeben. Das CNC-Bedienfeld verfügt über eine Reihe von Tasten zur Steuerung aller Geräteoperationen, einschließlich Starten, Eingeben neuer Programme und Beenden eines Projekts.

2. Spindeln

Die Spindeln sind das Herzstück des Spindelstocks. Es ist die Drehachse einer Drehbank mit Welle. Außerdem ist es nicht ungewöhnlich, dass der Reitstock auch Spindeln hat.

3. Spindelstöcke

Die Spindelstöcke wirken als Klemmen, die andere Komponenten der Drehmaschine an Ort und Stelle halten. Es enthält unter anderem Zahnräder, Spindeln, Spannfutter und Steuerhebel.

4. Reitstöcke

Das gegenüberliegende Ende zum Spindelstock ist der Reitstock. Es ist ein nicht rotierendes Zentrum, das Bohroperationen durchführen kann.

5. Betten

Die Betten sind das wichtigste Teil in jeder Drehmaschine, da alle anderen Komponenten daran befestigt sind, einschließlich Spindelstock, Spannfutter, Reitstöcke usw. Darüber hinaus ist es eine große horizontale Struktur, die weiter ausgebaut werden kann, um massive Werkstücke aufzunehmen. P>

6. Chucks

Das Spannfutter ist eine weitere wichtige Komponente der Drehmaschine. Es hilft, das Material für die Bearbeitung zu halten (greifen).

7. Wagen

Der Schlitten befindet sich zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock, der andere Komponenten wie den Sattel, den Querschlitten und die Schürze enthält. Es dient als Führung für das Schneidwerkzeug, wenn es durch die Außenseite des Werkstücks schneidet.

8. Schneidwerkzeuge

Zu den Schneidwerkzeugen gehören die Werkzeugbits, die beim Drehen Teile des Materials entfernen. Häufig hängt der Schneid- und Drehvorgang von der Art der Schneidwerkzeuge ab, die in der Drehmaschine vorhanden sind.

9. Werkzeugrevolver

Die Werkzeugrevolver sind die Werkzeughalter für die Drehmaschine. Größe und Form eines typischen Werkzeugrevolvers bestimmen die Anzahl der Werkzeuge, die er tragen kann.

10. Fußpedale

Die Fußpedale helfen beim schnellen Öffnen und Schließen des Reitstocks oder des Spannfutters.

5 gängige Drehwerkzeugtypen

Wir haben bereits festgestellt, dass es verschiedene Drehoperationen gibt. Daher gibt es verschiedene Drehschneidwerkzeuge, die für jeden Prozess besser geeignet sind. Sehen wir uns kurz einige dieser Tools an.

1. Stirn- oder Drehwerkzeuge

Dies sind Drehmaschinen, die zum Schneiden von flachen Oberflächen geeignet sind, die rechtwinklig zur Rotationsachse des Materials sind. Während des Vorgangs spannt der Werkzeughalter auf den Schlitten das Schneidwerkzeug, das dann senkrecht zur Rotationsachse durchschneidet.

2. Fadenschneider

Dieses Schneidwerkzeug eignet sich zum Durchführen von Außen- und Innenschnitten durch ein Material. Darüber hinaus sind sie, wie der Name schon sagt, ideal zum Schneiden von Gewinden auf Drehmaschinen.

3. Langweilige Stangen

Bohrstangen sind nicht gerade Drehwerkzeuge. Stattdessen sind sie Einpunktwerkzeuge, die geeignet sind, um Innenschnitte in ein Werkstück zu machen – Bohrlöcher. Die Geräte vergrößern im Wesentlichen den Durchmesser eines bereits vorhandenen Lochs.

4. Einstechwerkzeuge

Nutwerkzeuge eignen sich zum Ausschneiden von Kanälen (Nuten) und Merkmalen wie O-Ringen in ein Werkstück. Darüber hinaus eignen sie sich ideal zum Erstellen von Konturen in einem Material, das das Einschnüren verschiedener Werkstücke mit einer hervorragenden Passform jedes Teils ermöglicht.

5. Rändelwerkzeuge

Diese Drehwerkzeuge sind mit spezifischen Designs und Mustern ausgestattet, um den Halt des Werkstücks zu verbessern. Wenn sie gegen das Material gedrückt werden, prägen sie ihre Rändelmuster ein. Daher sind sie nützlich bei der Herstellung von Griffen für Geräte, Schrauben, Muttern usw.

Anwendungen des CNC-Drehens

CNC-Dreh- und -Bearbeitungsprozesse sind für verschiedene Fertigungssektoren von großem Nutzen. Im Folgenden werfen wir einen kurzen Blick auf die Anwendungen von Drehoperationen.

Automobilindustrie

CNC-Drehoperationen sind bei der Herstellung von Automobilkomponenten weit verbreitet, die dazu beitragen, die Funktion des Fahrzeugs zu verbessern. Das Verfahren ist mit der Herstellung von Metallkomponenten wie Zylinderblöcken und Kunststoffkomponenten wie Armaturenbrettkomponenten kompatibel.

Elektroindustrie

Das CNC-Drehen eignet sich unter anderem zur Herstellung von Leiterplatten und anderen elektrischen Komponenten. Da es sich um einen äußerst präzisen Bearbeitungsprozess handelt, sind die Produkte elektronisch effizient und erfüllen alle Anforderungen und Spezifikationen.

Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Luftfahrtindustrie erfordert aufgrund ihrer hohen Maßgenauigkeit einen Prozess wie CNC-Drehen und -Bearbeitung. Sie eignen sich für die Konstruktion von Stahlteilen für Shuttle- und Flugzeugbefestigungen und interne Komponenten.

Waykens CNC-Drehfähigkeit

Nachdem Sie detaillierte Informationen zum CNC-Drehen erhalten haben, wissen Sie, ob Ihre Fertigung dies erfordert. Als Nächstes müssen Sie den richtigen Partner finden, der Sie bei der Herstellung Ihrer Designs unterstützt. WayKen ist ein Experte für Drehdienstleistungen. Mit fast 20 Jahren Erfahrung in der Zerspanung können unsere Maschinisten mit allen Arten von Drehoperationen und anderen Bearbeitungstechnologien umgehen.

Wir sind auch ein nach ISO 90001:2015 zertifiziertes Unternehmen, sodass Sie sicher sein können, dass alle unsere Produkte den hohen Standards der Branche entsprechen. In der Zwischenzeit bieten wir On-Demand-Lösungen für Ihre Anfrage zu wettbewerbsfähigen Preisen. Darüber hinaus können wir Sie mit unserer DFM-Analyse professionell beraten, wie Sie Ihr Design verbessern können.

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Schlussfolgerung

CNC-Drehen ist eine wichtige Fertigungstechnik mit zahlreichen Anwendungen in verschiedenen Branchen. Dank seiner hohen Vielseitigkeit, Maßhaltigkeit und Eignung für die Großserienfertigung ist es seit langem ein fester Bestandteil der industriellen Fertigungstechnik.

Wenn Sie diesen ausführlichen Artikel lesen, sollten Sie umfassend wissen, was der Prozess beinhaltet. Daher wissen Sie, wann Sie die Technik für Ihre Fertigung übernehmen müssen.

Häufig gestellte Fragen

Was sind die Bearbeitungsachsen von Drehmaschinen?

CNC-Drehmaschinen können in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sein, die besser durch die Bewegung der Achsen definiert werden. Dazu gehören die folgenden:

• 2 Achse:typisch für eine typische Drehmaschine; die X- und Y-Achse.
• 3 Achsen:Die rotierenden Bohrer arbeiten entlang der X-, Y- und Z-Achse.
• 4 Axis:enthält die zwei üblichen Achsen und zusätzliche Y- und A-Achsen.
• 5-Achse:Bewegung in fünf Richtungen:X, Y und Z mit A- und B-Achse.
• Mehrachsig:Eine Drehmaschine mit automatischem Gleiten kann mehr als neun verschiedene Achsen haben.

Was ist der Unterschied zwischen Drehen und Fräsen?

Beim Drehen wird ein Werkstück gegen ein nicht rotierendes Einpunkt-Schneidwerkzeug gedreht, während beim Fräsen rotierende Fräser verwendet werden, um Komponenten eines stationären Werkstücks zu entfernen. Während Drehprodukte oft zylindrisch oder konisch sind, haben die Endprodukte des Fräsens flache Oberflächen.

Was sind die drei Hauptbewegungen beim Drehen?

Beim Drehen treten folgende Bewegungen auf:

• Rotation:Beim Drehen dreht und dreht sich das Werkstück kontinuierlich, während der Schneidvorgang stattfindet.
• Fortgeschrittene Bewegung:Die Werkzeuge befinden sich parallel zum Material in einer geraden Bewegung, die zur Bearbeitung führt.
• Eindringung:Die Schneidwerkzeuge schneiden beim Durchdringen Teile des Materials, was die Schnitttiefe bestimmen kann.