Drehmaschinen erklärt: Aufbau, Bearbeitungsverfahren & Typen – mit PDF-Leitfaden

Als Maschinenbauer begegnet man der Drehmaschine unweigerlich – sie gilt als die populärste Werkzeugmaschine wegen ihrer Vielseitigkeit. Willkommen bei The Mechanical Post! Heute: Was ist eine Drehmaschine? Aufbau, Bearbeitungsverfahren, Kenngrößen, Typen. PDF zur Drehmaschine am Artikelende.

Was ist eine Drehmaschine?

Eine Drehmaschine ist ein Werkzeugmaschine, die das Werkstück zwischen festen, starren Spitzen (oder im Futter) spannt und rotieren lässt. Ein Schneidwerkzeug wird gegen das rotierende Werkstück geführt und spannt Material in Form von Spänen ab.

Heute sind CNC-Drehmaschinen (automatisiert, programmgesteuert) Industriestandard.

Hauptbearbeitungsverfahren

• Drehen (Längs-, Plan-, Kopfdrehen)
• Gewindedrehen (Außen- & Innengewinde)
• Bohren, Senken, Reiben, Gewindeschneiden (mit Gegenstand)
• Abstechen, Nuten, Profilieren
• Schleifen, Fräsen (mit Sonderausrüstung)

Hauptbaugruppen der Drehmaschine

1. Maschinenbett (Lathe Bed)

Grundgestell – trägt Spindelstock, Reitstock, Schlitten. Führungen (Prismen- oder Flachführungen) für Schlittenbewegung.

Anforderungen: Hohe Steifigkeit (keine Durchbiegung), hohe Masse & Dämpfung (Schwingungsabsorption), Verwindungssteifigkeit, hoher Druckfestigkeit, Verschleißfestigkeit. Material: Grauguss mit Nickel- und Chromlegierung.

2. Spindelstock (Headstock)

Links am Bett befestigt. Enthält hohle Hauptspindel mit Antrieb (Getriebe/Keilriemen) und Drehzahlsteuerung. Spindel läuft in Präzisionslagern.

3. Spannfutter (Chuck)

Am Spindelende montiert. Spannt das Werkstück. Drehzahl über Spindelstock steuerbar.

Gängige Typen: Dreibackenfutter (Zentrischspannfutter) für runde/hexagonale Werkstücke, Vierbackenfutter für unregelmäßige/quadratische Formen.

4. Reitstock (Tailstock)

Rechts am Bett, verschieb- und klemmbar. Zwei Hauptfunktionen:

• Abstützung langer Werkstücke (mit Drehzentrum)
• Aufnahme von Werkzeugen (Bohrer, Reibahlen, Gewindebohrer) für stationäre Bearbeitung

5. Leitspindel (Lead Screw)

Außengewindetrieb mit Trapezgewinde. Wandelt Drehbewegung in Längsbewegung um. Wird für Gewindedrehen verwendet – bewegt den Schlitten synchron zur Spindeldrehung.

6. Vorschubwelle / Vorschubstange (Feed Rod / Feed Shaft)

Glatte Welle parallel unter der Leitspindel. Kein Gewinde. Dient dem allgemeinen Vorschub des Schlittens (Längs- und Quervorschub) – nicht für Gewinde.

7. Schlitten (Carriage) – Aufbau

Trägt, bewegt und positioniert das Schneidwerkzeug. Besteht aus:

• Schlittenbock (Saddle): H-förmiger Guss, gleitet auf Bettführungen, trägt Querschlitten & Werkzeughalter
• Querschlitten (Cross-slide): Bewegt Werkzeug senkrecht zur Werkstückachse (Plan-/Kopfdrehen)
• Oberschlitten / Planschlitten (Compound Slide): Auf Querschlitten drehbar → Schräg-/Kegeldrehen, kurze Konizitäten
• Werkzeughalter (Tool Post): Auf Oberschlitten – spannt Wendeschneidplatten / Meißel, einstellbar
• Schürze (Apron): An Schlittenbock befestigt, überhängt Bettvorderkante. Enthält Getriebe, Kupplungen, Hebel für Hand- & Kraftvorschub

8. Vorschubmechanismus

Relativbewegung Werkzeug → Werkstück. Drei Vorschubrichtungen:

• Längsvorschub (Längsdrehen)
• Quervorschub (Plandrehen, Tiefe)
• Schrägvorschub (Kegeldrehen)

Funktionsweise

1. Futterbacken öffnen, Werkstück einlegen, mit Futterschlüssel festspannen.
2. Spindelantrieb (Getriebe/Keilriemen) versetzt Werkstück in Rotation.
3. Schneidwerkzeug wird gegen rotierendes Werkstück geführt (starr im Halter).
4. Werkzeugvorschub: parallel, senkrecht oder schräg zur Werkstückachse.
5. Gewünschte Form durch Spanabhebung entsteht.
6. Prinzip: Werkstück rotiert, Werkzeug führt Vorschubbewegungen aus (Längs, Quer, Schräg).

Drehbearbeitungen – Übersicht

• Längsdrehen (Zylindrisch)
• Absatzdrehen (Stufen)
• Fasen / Kantenbrechen
• Gewindedrehen (Außen & Innen)
• Plandrehen (Stirnflächen)
• Rändeln (Riffelung für Griffigkeit)
• Feilen (Handnacharbeit)
• Kegeldrehen (Konizitäten)
• Exzenterdrehen (versetzte Achsen)
• Polieren
• Nuten / Einstechen
• Spinnen (Blechumformen)
• Federn wickeln
• Formdrehen (Profilwerkzeuge)
• Bohren, Senken, Reiben
• Ausbohren (Aufbohren)
• Aufbohren mit Planboden (Counterboring)
• Kegelbohren
• Außen- & Innengewindeschneiden
• Gewindebohren (mit Gewindebohrer im Reitstock)
• Unterschneiden (Freischnitte)
• Abstechen / Trennen

Mit Sonderausrüstung zusätzlich: Schleifen, Fräsen.

Wichtige Kenngrößen

Schnittgeschwindigkeit (v_c)

Geschwindigkeit, mit der die Schneide das Material am Umfang abträgt. Einheit: m/min. Abhängig von Werkstoff, Werkzeugstoff, Standzeit.

Vorschub (f)

Weg, den das Werkzeug pro Werkstückumdrehung zurücklegt. Einheit: mm/Umdrehung.

Schnitttiefe (a_p)

Senkrechter Abstand von der bearbeiteten zur unbearbeiteten Oberfläche.

Formel: a_p = (d₁ − d₂) / 2

• d₁ = Durchmesser vor Bearbeitung
• d₂ = Durchmesser nach Bearbeitung

Schnitttiefe wirkt umgekehrt proportional zur Schnittgeschwindigkeit (tieferer Schnitt → niedrigere v_c).

Drehmaschinentypen

• Schnelldrehmaschine (Speed Lathe): Einfach, handbedient, hohe Drehzahlen, für Holz/Leichtmetall, Polieren
• Universal-Drehmaschine (Engine Lathe): Standardwerkstattmaschine, voll ausgerüstet
• Tischdrehmaschine (Bench Lathe): Klein, auf Werkbank montierbar, für Feinmechanik
• Werkzeugdrehmaschine (Toolroom Lathe): Hohe Präzision, für Werkzeugbau
• Revolverdrehmaschine (Capstan & Turret Lathe): Mehrere Werkzeuge im Revolver, für Serienfertigung
• Spezialdrehmaschinen: Für spezifische Aufgaben (z. B. Raddrehmaschinen, Rohrdrehmaschinen)
• CNC-Drehmaschine: Programmgesteuert, hochautomatisiert, komplexe Konturen, Haupttyp der modernen Fertigung

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