Was ist Drehen? - Definition und Arten von Operationen

Was ist Drehen?

Drehen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem ein Schneidwerkzeug, typischerweise ein nicht rotierender Werkzeugeinsatz, einen spiralförmigen Werkzeugweg beschreibt, indem es sich mehr oder weniger linear bewegt, während sich das Werkstück dreht.

Üblicherweise ist der Begriff „Drehen“ der Erzeugung von Außenflächen durch diesen Schneidvorgang vorbehalten, während dieser gleiche wesentliche Schneidvorgang, wenn er auf Innenflächen angewendet wird, als „Bohren“ bezeichnet wird.

Daher kategorisiert der Ausdruck „Drehen und Bohren“ die größere Familie von Prozessen, die als Drehen bekannt sind. Das Schneiden von Flächen auf dem Werkstück, sei es mit einem Dreh- oder Bohrwerkzeug, wird als „Planen“ bezeichnet und kann als Teilmenge in eine der beiden Kategorien zusammengefasst werden.

Das Drehen kann manuell erfolgen, mit einer herkömmlichen Drehmaschine, die häufig eine ständige Überwachung durch den Bediener erfordert, oder mit einer automatisierten Drehmaschine, die dies nicht erfordert. Heute ist die am weitesten verbreitete Art dieser Automatisierung die computergestützte numerische Steuerung, besser bekannt als CNC.

Beim Drehen wird das Werkstück (z. B. Holz, Metall, Kunststoff oder Stein) gedreht und ein Schneidwerkzeug in 1, 2 oder 3 Bewegungsachsen bewegt, um präzise Durchmesser und Tiefen zu erzeugen. Das Drehen kann entweder auf der Außenseite des Zylinders oder auf der Innenseite (auch als Bohren bezeichnet) erfolgen, um rohrförmige Komponenten mit verschiedenen Geometrien herzustellen.

Obwohl heute ziemlich selten, konnten frühe Drehmaschinen sogar zur Herstellung komplexer geometrischer Figuren verwendet werden, sogar der platonischen Körper; obwohl es seit dem Aufkommen der CNC unüblich geworden ist, für diesen Zweck eine nicht computergestützte Werkzeugwegsteuerung zu verwenden.

Die Drehprozesse werden typischerweise auf einer Drehmaschine durchgeführt, die als die älteste der Werkzeugmaschinen gilt, und können unterschiedlicher Art sein, wie z. B. Geraddrehen, Kegeldrehen, Profilieren oder Außenstechen.

Mit diesem Drehverfahren können unterschiedliche Materialformen wie gerade, konische, gebogene oder genutete Werkstücke hergestellt werden. Beim Drehen wird in der Regel mit einfachem Einpunktschneiden gearbeitet. Jede Gruppe von Werkstückmaterialien hat einen optimalen Satz von Werkzeugwinkeln, die im Laufe der Jahre entwickelt wurden.

Die Metallabfälle aus Drehvorgängen werden als Späne (Nordamerika) oder Späne (Großbritannien) bezeichnet. In manchen Gegenden sind sie möglicherweise als Abzweigungen bekannt.

Drehvorgang

Drehen ist eine Form der Bearbeitung, ein Materialabtragungsprozess, der verwendet wird, um Rotationsteile durch Wegschneiden von unerwünschtem Material herzustellen. Der Drehprozess erfordert eine Drehmaschine oder Drehbank, ein Werkstück, eine Vorrichtung und ein Schneidwerkzeug.

Das Werkstück ist ein Stück vorgeformtes Material, das an der Halterung befestigt ist, die ihrerseits an der Drehmaschine befestigt ist, und mit hoher Geschwindigkeit rotieren kann. Der Schneider ist typischerweise ein Einpunkt-Schneidwerkzeug, das ebenfalls in der Maschine befestigt ist, obwohl einige Operationen Mehrpunkt-Werkzeuge verwenden.

Das Schneidwerkzeug fährt in das rotierende Werkstück ein und schneidet Material in Form kleiner Späne ab, um die gewünschte Form zu erzeugen.

Drehen wird verwendet, um rotierende, typischerweise achsensymmetrische Teile herzustellen, die viele Merkmale aufweisen, wie z. B. Löcher, Nuten, Gewinde, Verjüngungen, verschiedene Durchmesserabstufungen und sogar konturierte Oberflächen. Teile, die vollständig durch Drehen hergestellt werden, umfassen häufig Komponenten, die in begrenzten Mengen verwendet werden, möglicherweise für Prototypen, wie z. B. kundenspezifische Wellen und Befestigungselemente.

Drehen wird auch häufig als sekundärer Prozess verwendet, um Merkmale an Teilen hinzuzufügen oder zu verfeinern, die mit einem anderen Prozess hergestellt wurden. Aufgrund der hohen Toleranzen und Oberflächengüten, die das Drehen bieten kann, ist es ideal, um einem Teil, dessen Grundform bereits geformt wurde, präzise Rotationsmerkmale hinzuzufügen.

Drehoperationen

Drehen ist die häufigste Drehbearbeitungsoperation. Beim Drehvorgang trägt ein Schneidwerkzeug Material vom Außendurchmesser eines rotierenden Werkstücks ab. Das Hauptziel des Drehens ist es, den Werkstückdurchmesser auf das gewünschte Maß zu reduzieren. Es gibt zwei Arten von Drehoperationen, Schruppen und Schlichten.

Während des Prozesszyklus können eine Vielzahl von Operationen an dem Werkstück durchgeführt werden, um die gewünschte Form des Teils zu erhalten. Diese Operationen können als extern oder intern klassifiziert werden.

Externe Operationen ändern den Außendurchmesser des Teils, während interne Operationen den Innendurchmesser ändern. Die folgenden Operationen werden jeweils durch den verwendeten Fräsertyp und den Weg definiert, den dieser Fräser nimmt, um Material vom Werkstück zu entfernen.

Spezielle Drehoperationen (extern)

• Drehen. Ein Einpunkt-Drehwerkzeug bewegt sich axial entlang der Seite des Werkstücks und entfernt Material, um verschiedene Merkmale zu bilden, einschließlich Stufen, Verjüngungen, Fasen und Konturen. Diese Merkmale werden typischerweise mit einer kleinen radialen Schnittiefe bearbeitet und es werden mehrere Durchgänge durchgeführt, bis der Enddurchmesser erreicht ist.
• Konisches Drehen. Konisches Drehen erzeugt eine zylindrische Form, deren Durchmesser von einem Ende zum anderen allmählich abnimmt.
• Hartes Wenden. Hartdrehen ist eine Art des Drehens, das an Materialien mit einer Rockwell-C-Härte von mehr als 45 durchgeführt wird. Es wird normalerweise durchgeführt, nachdem das Werkstück wärmebehandelt wurde. Das Verfahren soll herkömmliche Schleifverfahren ersetzen oder einschränken. Das Hartdrehen konkurriert vorteilhaft mit dem Schruppschleifen, wenn es nur für Zwecke der Materialabtragung eingesetzt wird. Wenn es jedoch zum Schlichten verwendet wird, wo Form und Dimension entscheidend sind, ist das Schleifen überlegen.
• Gesicht. Ein Einpunkt-Drehwerkzeug bewegt sich radial am Ende des Werkstücks entlang und entfernt eine dünne Materialschicht, um eine glatte, flache Oberfläche zu schaffen. Die typischerweise sehr kleine Tiefe der Fläche kann in einem einzigen Durchgang bearbeitet werden oder kann durch Bearbeitung mit einer kleineren axialen Schnittiefe und mehreren Durchgängen erreicht werden
• Abschied. Ähnlich wie beim Nuten bewegt sich ein Einpunkt-Trennwerkzeug radial in die Seite des Werkstücks und fährt fort, bis der Mittelpunkt oder Innendurchmesser des Werkstücks erreicht ist, wodurch ein Abschnitt des Werkstücks getrennt oder abgeschnitten wird>
• Nuten. Ein Einpunkt-Drehwerkzeug bewegt sich radial in die Seite des Werkstücks und schneidet eine Nut, die gleich breit wie das Schneidwerkzeug ist. Es können mehrere Schnitte durchgeführt werden, um Nuten zu formen, die größer als die Werkzeugbreite sind, und spezielle Formwerkzeuge können verwendet werden, um Nuten mit unterschiedlichen Geometrien zu erzeugen.

Nicht spezifische Vorgänge (intern)

• Langweilig. Ein Bohrwerkzeug tritt axial in das Werkstück ein und schneidet entlang einer Innenfläche, um verschiedene Merkmale wie Stufen, Verjüngungen, Fasen und Konturen zu bilden. Das Bohrwerkzeug ist ein Einpunkt-Schneidwerkzeug, das mit einem einstellbaren Bohrkopf auf den gewünschten Durchmesser eingestellt werden kann. Das Bohren wird üblicherweise nach dem Bohren eines Lochs durchgeführt, um den Durchmesser zu vergrößern oder genauere Abmessungen zu erhalten.
• Bohren. Es wird verwendet, um Material von der Innenseite eines Werkstücks zu entfernen. Dieser Prozess verwendet Standardbohrer, die stationär im Reitstock oder Werkzeugrevolver der Drehmaschine gehalten werden. Der Prozess kann mit separat erhältlichen Bohrmaschinen durchgeführt werden.
• Rändelung. Das Schneiden eines gezackten Musters auf die Oberfläche eines Teils zur Verwendung als Handgriff oder als optische Verbesserung mit einem speziellen Rändelwerkzeug.
• Reiben. Der Kalibriervorgang, bei dem eine kleine Menge Metall aus einem bereits gebohrten Loch entfernt wird. Es wird zum Herstellen von Innenlöchern mit sehr genauen Durchmessern verwendet. Beispielsweise wird ein 6-mm-Loch durch Bohren mit einem 5,98-mm-Bohrer hergestellt und dann auf genaue Abmessungen aufgerieben.
• Threading. Ein Einpunkt-Gewindewerkzeug, typischerweise mit einer spitzen 60-Grad-Nase, bewegt sich axial entlang der Seite des Werkstücks und schneidet Gewinde in die äußere Oberfläche. Die Gewinde können auf eine bestimmte Länge und Steigung geschnitten werden und erfordern möglicherweise mehrere Durchgänge, um geformt zu werden.
• Mehrkantdrehen. In denen unrunde Formen bearbeitet werden, ohne die Rotation des Rohmaterials zu unterbrechen.

Schnittparameter

Beim Drehen werden Geschwindigkeit und Bewegung des Schneidwerkzeugs durch mehrere Parameter vorgegeben. Diese Parameter werden für jede Operation basierend auf Werkstückmaterial, Werkzeugmaterial, Werkzeuggröße und mehr ausgewählt.

• Schnittfutter – Der Abstand, den das Schneidwerkzeug oder Werkstück während einer Umdrehung der Spindel vorrückt, gemessen in Zoll pro Umdrehung (IPR). Bei einigen Operationen führt das Werkzeug in das Werkstück ein und bei anderen führt das Werkstück in das Werkzeug ein. Bei einem Mehrpunktwerkzeug entspricht der Schnittvorschub auch dem Vorschub pro Zahn, gemessen in Zoll pro Zahn (IPT), multipliziert mit der Anzahl der Zähne des Schneidwerkzeugs.
• Schnittgeschwindigkeit – Die Geschwindigkeit der Werkstückoberfläche relativ zur Kante des Schneidwerkzeugs während eines Schnitts, gemessen in Oberflächenfuß pro Minute (SFM).
• Spindelgeschwindigkeit – Die Drehzahl der Spindel und des Werkstücks in Umdrehungen pro Minute (RPM). Die Spindeldrehzahl ist gleich der Schnittgeschwindigkeit geteilt durch den Umfang des Werkstücks, an dem der Schnitt ausgeführt wird. Um eine konstante Schnittgeschwindigkeit beizubehalten, muss die Spindeldrehzahl je nach Schnittdurchmesser variieren. Wenn die Spindeldrehzahl konstant gehalten wird, ändert sich die Schnittgeschwindigkeit.
• Vorschubgeschwindigkeit – Die Geschwindigkeit der Bewegung des Schneidwerkzeugs relativ zum Werkstück, wenn das Werkzeug einen Schnitt durchführt. Die Vorschubgeschwindigkeit wird in Zoll pro Minute (IPM) gemessen und ist das Produkt aus dem Schnittvorschub (IPR) und der Spindeldrehzahl (U/min).
• Axiale Schnitttiefe – Die Tiefe des Werkzeugs entlang der Achse des Werkstücks, wenn es einen Schnitt ausführt, wie bei einer Planbearbeitung. Eine große axiale Schnittiefe erfordert einen geringen Vorschub oder führt zu einer hohen Belastung des Werkzeugs und verkürzt die Standzeit. Daher wird ein Merkmal typischerweise in mehreren Durchgängen bearbeitet, während sich das Werkzeug für jeden Durchgang auf die angegebene axiale Schnitttiefe bewegt.
• Radiale Schnitttiefe – Die Tiefe des Werkzeugs entlang des Radius des Werkstücks, wenn es einen Schnitt ausführt, wie bei einem Dreh- oder Bohrvorgang. Eine große radiale Schnittiefe erfordert einen niedrigen Vorschub oder führt zu einer hohen Belastung des Werkzeugs und verkürzt die Standzeit. Daher wird ein Merkmal oft in mehreren Schritten bearbeitet, während sich das Werkzeug mit der radialen Schnitttiefe bewegt.

Werkzeuge

Die verschiedenen Winkel, Formen und Größen eines Einpunkt-Schneidwerkzeugs stehen in direktem Zusammenhang mit der resultierenden Oberfläche eines Werkstücks während der Bearbeitungsvorgänge. Es gibt verschiedene Arten von Winkeln wie Spanwinkel, Seitenspanwinkel, Schneidenwinkel, Freiwinkel, Spitzenradius, die existieren und je nach Werkstück unterschiedlich sein können.

Es gibt auch viele Formen von Einpunkt-Schneidwerkzeugen, wie z. B. V-förmig und quadratisch. Normalerweise wird ein spezieller Werkzeughalter verwendet, um das Schneidwerkzeug während des Betriebs an Ort und Stelle zu halten.

Häufig gestellte Fragen.

Was ist Drehen?

Drehen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem ein Schneidwerkzeug, typischerweise ein nicht rotierender Werkzeugeinsatz, einen spiralförmigen Werkzeugweg beschreibt, indem es sich mehr oder weniger linear bewegt, während sich das Werkstück dreht.

Was ist der Wendeprozess?

Drehen ist eine Form der spanenden Bearbeitung , ein Materialentfernungsprozess, der verwendet wird, um Rotationsteile durch Wegschneiden von unerwünschtem Material zu erzeugen. Der Drehprozess erfordert eine Drehmaschine oder Drehbank, ein Werkstück, eine Vorrichtung und ein Schneidwerkzeug.