Drehen, Fräsen und Bohren:Wichtige Bearbeitungsprozesse erklärt

Gepostet vom Team für technische Kommunikation · 23. August 2024

Was ist Bearbeitung?

In einem früheren Blog haben wir uns auf die Zukunft des 3D-Drucks, auch bekannt als additive Fertigung, konzentriert. Bei der additiven Fertigung werden Materialschichten übereinander gestapelt, um ein 3D-Objekt zu bilden. Die maschinelle Bearbeitung ist eine weitere Methode zur Herstellung desselben Objekts. Anstatt Material hinzuzufügen, wird durch Materialabtrag die gewünschte Form erreicht. Man könnte sagen, 3D-Druck ist wie das Verlegen von Ziegeln, während die maschinelle Bearbeitung wie Bildhauerei ist.

Bei der Bearbeitung werden mehrere Vorgänge in einer geplanten Reihenfolge ausgeführt, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Wir decken drei der häufigsten Vorgänge ab, darunter Drehen, Bohren und Fräsen. Die maschinelle Bearbeitung ist ein sehr verbreitetes und vielseitiges Herstellungsverfahren. Somit ist es möglich, mit diesen drei Methoden verschiedene Arten von Materialien zu bearbeiten. Metalle, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Holz sind mögliche Werkstückmaterialien.

Inhaltsverzeichnis:

Werkzeugmaschinen

Was ist Drehen?

Was ist Bohren?

Was ist Fräsen?

Bearbeitungsinnovationen

Arten von Werkzeugmaschinen

Einzelpunktwerkzeuge -

• Drehprozess:Dieser Werkzeugtyp dreht ein Werkstück, während sich das Schneidwerkzeug in einer linearen Bewegung bewegt. Dieser Vorgang kann entweder manuell oder automatisch erfolgen

Mehrpunktwerkzeuge -

• Bohrprozess:Werkzeug erzeugt oder verfeinert runde Löcher in einem Werkstück. Dies erfolgt in der Regel durch ein rotierendes Werkzeug mit zwei oder vier spiralförmigen Schneidkanten
• Fräsprozess:Diese Art von Werkzeug erstellt Designs, indem durch Drehen eines Schneidwerkzeugs Material vom Werkstück entfernt wird

Einzelpunkt- vs. Mehrpunkt-Tools 

Die gewünschte Form des Materials bestimmt, welche Art von Werkzeugen Sie für die Arbeit benötigen. Die beiden Grundtypen von Schneidwerkzeugen sind Ein- und Mehrschneidwerkzeuge. Verwenden Sie Einschneidewerkzeuge zum Drehen, Bohren und Hobeln. Verwenden Sie zum Fräsen und Bohren Mehrschneidenwerkzeuge. Aus Qualitätsgründen ist es unerlässlich, die Schneidwerkzeuge ordnungsgemäß zu verwenden und zu warten. Leider kann die ordnungsgemäße Wartung von Maschinen und Werkzeugen kostspielig werden.

Werkzeuge sind in verschiedenen Materialien erhältlich. Am gebräuchlichsten sind Hartmetall und Schnellarbeitsstahl. Sie können sich für die Verwendung von Schnellarbeitsstahl (HSS) zum allgemeinen Fräsen entscheiden. Entscheiden Sie sich jedoch für Hartmetall, um zähere und härtere Werkzeugstähle zu bearbeiten. 

Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, Tiefe

Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe sind Parameter, die bei der Bearbeitung berücksichtigt werden müssen. Das Werkstückmaterial, das Werkzeugmaterial und die Abmessungen beeinflussen diese Parameter. Die Schnittgeschwindigkeit gibt an, wie schnell das Schneidwerkzeug in das Werkstückmaterial schneidet. Es wird in Oberflächenfuß pro Minute gemessen. Der Schnittvorschub bezieht sich darauf, wie schnell sich das Werkstück quer zu seiner Achse in Richtung des Schneidwerkzeugs bewegt. Es wird in Zoll pro Minute gemessen.

Geschwindigkeits- und Vorschubrechner

Rechner für Drehgeschwindigkeit und Vorschub

Bohrgeschwindigkeits- und Vorschubrechner

Fräsgeschwindigkeits- und Vorschubrechner

Wie bei der künstlerischen Bildhauerei wird das Werkstück zunächst einem oder mehreren Rohschnitten unterzogen. Ihr Zweck besteht darin, der fertigen Form und den fertigen Abmessungen so nahe wie möglich zu kommen. Nach der Schruppphase wird ein Endschnitt durchgeführt, um die endgültigen Abmessungen, Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen. Schlichtschnitte werden typischerweise mit geringem Vorschub und geringer Tiefe durchgeführt. Durch das Auftragen von Schneidflüssigkeit während beider Schneidphasen wird das Schneidwerkzeug gekühlt und geschmiert.

Maschinendrehen

Beim Drehen wird das Werkstück gedreht, während sich das Schneidwerkzeug in einer linearen Bewegung bewegt. Dadurch ergibt sich eine zylindrische Form. Für alle Drehbearbeitungen ist eine Drehmaschine die Maschine der Wahl.

Wie die meisten Bearbeitungsvorgänge erfolgt das Drehen entweder manuell oder automatisch. Der Nachteil des manuellen Drehens besteht darin, dass eine kontinuierliche Überwachung erforderlich ist. Automatisches Wenden nicht. Mit Computer Numerical Control oder CNC programmieren Sie alle Bewegungen, Geschwindigkeiten und Werkzeugänderungen in einen Computer. Diese Anweisungen werden dann zur Fertigstellung an die Drehmaschine gesendet. CNC ermöglicht Konsistenz und Effizienz bei hohen Produktionsläufen.

Einschneidewerkzeuge, die beim Drehen verwendet werden, gibt es in verschiedenen Formen. Sie werden in verschiedenen Winkeln platziert, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.

 Rechner für Drehgeschwindigkeit und Vorschub

Maschinelles Bohren 

 Beim Bohren entsteht ein rundes Loch in einem Werkstück. Zum Bohren ist eine Bohrmaschine oder Gewindeschneidmaschine konzipiert, dieser Vorgang kann jedoch auch mit einer Fräsmaschine durchgeführt werden. Späne sind Metallabfälle, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks entstehen. Die Form des Bohrers trägt dazu bei, dass die Späne vom Werkstück abfallen und das Werkstück frei von Rückständen bleibt.

Wenn Sie den Bohrer senkrecht zum Werkstück platzieren, wird ein Abdriften oder Abdriften verringert. Für noch mehr Präzision wird vor dem Bohren häufig ein Zentrierbohrvorgang hinzugefügt. Einige Bohrvorgänge erfordern Winkelbohren. Winkelbohren erfordert spezielle Werkstückhaltewerkzeuge. Weitere Optionen sind:Drehung des Kopfes auf einer manuellen Maschine oder Verwendung mehrerer Achsen auf einer CNC-Maschine. 

Möglichkeiten, das Abdriften zu verhindern, sind unter anderem:

• Eine Marke gießen/formen/schmieden
• Körnerstanzen
• Anpunktbohren/Zentrierbohren
• Spot-Ausrichtung

Wie bei Drehoperationen gibt es für bestimmte Bohroperationen unterschiedliche Bohrer. Nachfolgend finden Sie einige Spezialbohrer mit ihren spezifischen Verwendungszwecken.

• Anbohrer – kurze Bohrer, die zum Erstellen flacher Löcher oder Pilotlöcher verwendet werden. Wenn Sie für diese flachen Löcher einen längeren Bohrer verwenden, besteht die Gefahr, dass der Bohrer abdriftet.
• Peckbohren – häufiges Zurückziehen des Bohrers hilft, Späne vom Werkstück zu entfernen und ein Abdriften zu verhindern.
• Schraubmaschinenbohrer – diese Bohrer sind kurz und können gerade und präzise Löcher erzeugen, ohne dass ein vorheriges Anbohren erforderlich ist.
• Spannreibahlen – werden verwendet, um zuvor gebohrte Löcher auf sehr präzise Durchmesser zu vergrößern.

Bohrgeschwindigkeits- und Vorschubrechner

Fräsprozess

Bei Fräsvorgängen werden mehrschneidige Rotationsfräser verwendet, um Material von einem Werkstück zu entfernen.

Es gibt zwei Hauptarten von Fräsoperationen:Planfräsen und Umfangsfräsen. Beim Planfräsen werden ebene Flächen und Hohlräume mit flachem Boden in das Werkstück geschnitten. Der Vorschub kann entweder horizontal oder vertikal erfolgen. Beim Umfangsfräsen werden tiefe Schlitze, Gewinde und Verzahnungen geschnitten.

Das Werkstück kann auf zwei Arten dem Schneidwerkzeug zugeführt werden. Beim konventionellen Fräsen wird das Werkstück entgegen der Fräserdrehung vorgeschoben. Dies ist die empfohlene Methode für manuelle Fräsmaschinen. Beim Gleichlauffräsen hingegen wird das Werkstück in die gleiche Richtung wie die Fräserdrehung vorgeschoben. Dies ist die bevorzugte Methode für das CNC-Fräsen.

Das Fräsen wird am besten als sekundärer Prozess auf ein bereits bearbeitetes Werkstück angewendet. Es hilft bei der Definition von Merkmalen und dient als „Abschlussanstrich“. Verwenden Sie Fräsen als sekundären Prozess, um Features wie Löcher, Schlitze, Taschen und Konturen hinzuzufügen.

Fräsgeschwindigkeits- und Vorschubrechner

Bearbeitungsinnovation

Zur Bearbeitung eines vollkommen glatten, präzisen und funktionalen Werkstücks gehört eine Menge dazu. Es erfordert viel Liebe zum Detail und Erfahrung. Drehen, Bohren und Fräsen sind nur einige der gängigsten Bearbeitungsverfahren. Es gibt sie schon seit vielen, vielen Jahren. Glücklicherweise hat sich die Bearbeitung mit der Entwicklung der CNC enorm verbessert. Während die konventionelle Bearbeitung in der Fertigung immer noch ihren Zweck erfüllt, übernimmt die CNC-Bearbeitung die Führung. Es trägt dazu bei, große Produktionsläufe mit Konsistenz und Effizienz zu ermöglichen. Wenn Sie daran interessiert sind, über die neuesten Innovationen und Neuigkeiten auf dem Laufenden zu bleiben, ist American Machinist eine großartige Ressource.

Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung als Anbieter von Fertigungslösungen sind wir zuversichtlich, dass wir eine maßgeschneiderte Lösung entwerfen können, die Ihren Anforderungen entspricht. Sie haben noch Fragen? Nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf und senden Sie uns eine Nachricht oder eine Anfrage.