Optimierte Spanbruchstrategien beim CNC-Drehen

Einleitung

Mehrere CNC-Drehoperationen stellen strenge Anforderungen an die Spanbildung. Für ideales Drehen muss das Spanbruchproblem gelöst werden. Ob Späne leicht brechen, hängt direkt von der Spandeformation ab. Vernünftige Nutzung von Materialdeformation, technologischen Mitteln und einzigartigen CNC-Programmierfunktionen zum Spanbruch → höhere Drehstabilität.

Warum Spanbruch nötig ist

CNC-Drehmaschinen = moderne automatisierte Fertigungsanlagen (Mechanik, Mikroelektronik, Computertechnik). Sie revitalisieren traditionellen Maschinenbau, steigern Produktivität. Doch Automaten verlangen strikte Spanbeherrschung. Späne, die sich um Werkzeug, Werkstück, Nachbarwerkzeuge/Einrichtungen wickeln, stören die Bearbeitung und verursachen im Ernstfall Unfälle. Für ideales Drehen: Spanhandling (Spanbruch) lösen.

Prinzip des Spanbruchs

Beim Metallschneiden: Spanbrucheignung direkt mit Spandeformation verknüpft. Durch große plastische Deformation im Schneidprozess steigt Härte des Spans, Plastizität & Zähigkeit sinken stark → Kaltverfestigung. Nach Kaltverfestigung: Span hart & spröde, bricht bei Wechselbiege-/Stoßbelastung leicht. Je größer die plastische Deformation, desto stärker Hart-/Sprödverhalten, desto leichter bricht der Span.

Bei schwer zerspanbaren, hochfesten, hochplastischen, zähen Materialien: Spandeformation gezielt erhöhen → Plastizität/Zähigkeit senken → Spanbruch erreichen. Prinzip des Spanbruchs sinnvoll auf diverse Drehprozesse anwenden.

Gängige Spanbruchmethoden beim Drehen

1. Spanbruch durch Materialdeformation

• Spanleiste (Chipbreaker) nutzen

Spanleiste bewirkt zusätzliche Verformung und kontrolliert Spanrollung/-bruch. Bei passender Form, Größe, Neigungswinkel zur Hauptschneide: zuverlässiger Spanbruch. Ob gelötet oder wendeschneidplattenbasiert, nachschärfbar oder indexierbar – universell einsetzbar. Für verschiedene Schnittbereiche: Wendeschneidplatten mit diversen Spanleistengeometrien gepresst → einfache Auswahl, wirtschaftlich, praxisnah. Bevorzugte & meistgenutzte Methode. Nachteil: Werkzeuggeometrie durch Spanbruchanforderung begrenzt. Heute: Spanleistengeometrien immer vielfältiger, Auswahl breiter.

• Werkzeuggeometrie & Schnittparameter ändern

Nach Spanbruchprinzip: Spanwinkel verkleinern; Hauptfreiwinkel vergrößern; Negativfase an Hauptschneide anschleifen; Schnittgeschwindigkeit reduzieren; Vorschub erhöhen; Hauptschneidenform ändern. Alles fördert Spanbruch. Aber oft negative Folgen: geringere Produktivität, schlechtere Oberflächenqualität, höhere Schnittkraft. Auf Automatiklinien selten, manchmal nur als Hilfsmittel.

• Spanbrecher (Chip Breaker / Chip Deflector) einsetzen

Zwei Typen: fest & verstellbar. Spanleitschiene auf Spanfläche des Drehmeißels. Späne fließen über Spanfläche, werden durch Widerstand der Leiste gebogen & gebrochen. Parameter Ln und α des Spanbrechers nach Bedarf ausleg-/einstellbar → stabiler, zuverlässiger Spanbruch unter gegebenen Schnittbedingungen.

• Spanzerkleinerer (Chip Shredder) nutzen

Viele Typen: mechanisch, hydraulisch, elektrisch. Hohe Kosten, aber stabiler, zuverlässiger Spanbruch – meist nur auf Automatiklinien. Spanzerkleinerer am Drehmeißel: Späne durch Führungsnut, werden von rotierender Scheibe zwangszerkleinert, über Spänkanal abgeführt.

2. Spanbruch durch technologische Maßnahmen

Vornuten am Werkstück: Je nach Werkstückdurchmesser eine/mehrere Nuten axial auf bearbeiteter Fläche vorfräsen. Querschnitt der Späne dadurch begrenzt → Bruch. Vorteil: Zuverlässiger Spanbruch ohne Beeinträchtigung der Oberflächenrauheit. Auch bei zähen Materialien guter Spanbruch. Einschränkung: Nuten durch Werkstückkontur begrenzt.

Fazit

Ein Schlüssel für effiziente CNC-Drehautomation: Spanbruch lösen. Viele Lösungen, aber: Spanleiste situationsgerecht wählen, technologische Maßnahmen & Programmiertechniken nutzen. Berufserfahrung anreichern → effizientere CNC-Nutzung.