Drehzentren verstehen: Hauptmerkmale und Anwendungen

Was ist ein Drehzentrum?

Ein Drehzentrum ist ein modernes Bearbeitungswerkzeug zur Herstellung oder Bearbeitung hochpräziser Bauteile. Diese Art von Werkzeugmaschine eignet sich ideal für die Bearbeitung zylindrischer Werkstücke. Tatsächlich kann ein Drehzentrum jedoch Werkstücke in fast jeder Form bearbeiten, solange diese eine symmetrische Achse aufweisen. Das grundlegende Arbeitsprinzip ist einfach: Das Werkstück wird von einem Futter gespannt, das mit einer Spindel verbunden ist. Die Spindel dreht das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit. Während sich das Werkstück dreht, wird ein stationäres Schneidwerkzeug gegen den Umfang des Werkstücks vorgeschoben, um Material von der Oberfläche abzutragen.

Durch das Abtragen von Material von der Werkstückoberfläche wird der Durchmesser des Werkstücks reduziert. Das Schneidwerkzeug bewegt sich linear, um Konturen oder Profile auf der Werkstückoberfläche zu erzeugen. Im Allgemeinen bewegt sich das Schneidwerkzeug in zwei Richtungen entlang der Radial- und Axialachse des Teils. Diese Bewegungen ermöglichen es dem Drehzentrum, sowohl den Innen- als auch den Außendurchmesser des Teils zu verändern. Die Veränderung des Innen- und Außendurchmessers wird fachsprachlich als Innendrehen (ID-Drehen) bzw. Außendrehen (OD-Drehen) bezeichnet. Ein Drehzentrum wird auch häufig als Drehbank oder einfach als Bank bezeichnet.

Vorteile von Drehzentren

Obwohl sie oft als Drehbänke bezeichnet werden, sind Drehzentren tatsächlich Drehbänke mit erweiterten Bearbeitungsmöglichkeiten dank der Integration eines Computergesteuerten Numerischen Steuerungssystems (CNC). Ein CNC-System steuert und überwacht den Drehprozess, um Genauigkeit, Präzision und Gesamtproduktivität zu verbessern. Mit einem solchen System können Drehzentren nicht nur Drehen, sondern auch Prozesse wie Fräsen, Plandrehen und Bohren durchführen. Darüber hinaus ermöglicht das CNC-System Maschinen mit einer zweiten Spindel, die Effizienz und Bearbeitungsfähigkeiten weiter zu steigern. Die Vorteile eines Drehzentrums umfassen:

• Spindeln mit hohem Drehmoment und hoher Drehzahl gewährleisten schnelle, präzise und aggressive Metallabtragsraten
• Zweite Spindeln ermöglichen Hinterseitenbearbeitung oder sequenzielle Teilebearbeitung
• Rotierende Werkzeugspindeln sichern Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidleistung im Bearbeitungszentrum
• Doppelte Spindel- und Doppelscheibenkonfigurationen bieten innovative Teilebearbeitungsoptionen
• Volle-Umfang-Spindelstock-Bremsdesign
• Die Y-Achsenfunktion bietet einen größeren Bearbeitungsbereich für Teilegeometrien
• Robuste, NC-gesteuerte Reitstöcke ermöglichen automatisierte Prozesse
• Hybrid-Rollenführungen sorgen für Langlebigkeit und Zuverlässigkeit für langfristige Genauigkeit
• Optionales Tieflochbohren in Bohrstangen gewährleistet extrem produktive Bearbeitung
• Benutzerfreundliche, hochfunktionale CNC-Steuerung vereinfacht die Programmierung und steigert die Produktivität
• Kompatibilität mit Stangenlader, Torlader und Artikuliertem Roboter erhöht die Produktion und ermöglicht mannlosen Betrieb

Die Mehrachsen-Bearbeitung eines Drehzentrums

Herkömmliche 2-Achs-Drehmaschinen regeln nur den Werkstückdurchmesser. Sie können nicht um Ecken herum oder in der Mitte schneiden. Mehrachsige CNC-Drehzentren können das Werkzeug bewegen, um um Ecken herum zu schneiden. Diese Funktion entfernt Material, das für eine herkömmliche 2-Achs-Drehmaschine unerreichbar ist. CNC-Drehzentren können problemlos bohren, bohren und öffnen. Diese Operationen finden in der Mitte der Elementachse während der Zentrifugation statt. Es gibt auch Live-Tool-Funktionen, die diese Operationen an Werkstücken durchführen können, wenn diese stationär sind. Die Werkzeuge bohren und erstellen Löcher, wo immer die Spezifikationen dies erfordern. Diese Funktion macht zusätzliche Schritte an verschiedenen Stationen überflüssig.

3-Achs-Drehbank

Die dritte Achse (Y) steht senkrecht zu X und Z und ermöglicht die Bearbeitung von Kurven. Angetrieben durch Spindelantriebe gleiten die Y-Achsenführungen entlang der Linear- oder Kastenschienen. Die Bewegung wird durch zusätzliche Bewegungsmöglichkeiten des Werkzeugs erreicht. Einige Maschinen verfügen über mehrere Werkzeugpositionen und motorgetriebene Werkzeughalter auf dem Revolver. Der Revolver ist auf einem Schlitten montiert. Andere haben einen dedizierten Fräswerkzeug-Controller, der auf der Revolveroberfläche montiert ist. Ein größerer Werkzeugmagazin mit einer Kapazität von bis zu 30 Werkzeugen ist für diesen automatischen Werkzeugwechsler erforderlich. Wieder andere montieren Y-Achsenführungen auf einem geneigten Bett. Andere Hersteller bauen einen unabhängigen Fräskopf mit Werkzeugwechseloption ein.

4-Achs-Drehbank

Damit Live-Tooling effektiv ist, muss das Werkstück präzise positioniert werden. Dies geschieht mithilfe einer Spindel oder einer rotierenden C-Achse. Kleine Servomotoren in den auf dem Revolver montierten Werkzeugen kommen zum Einsatz, wenn die Hauptspindel stoppt, und wandeln die Drehbank in eine konventionelle Fräsmaschine um. Die Verwendung von Servomotoren zur Positionsverwaltung ermöglicht sowohl Positionier- als auch Konturbewegungen. Profilschnitte können auf diese Weise durchgeführt werden, indem die simultane Bewegung der X-Y-Z-Achsen mit der C-Achse genutzt wird.

5-Achs-Drehbank

Die fünfte Achse ist normalerweise die A- oder B-Achse, sodass die Maschine XYZAC- oder XYZBC-Werkzeugbahnen hat. Die Fähigkeit der B-Achse unterscheidet die 5-Achs-Maschine von den vorherigen vier. Die Achse dreht sich um die Y-Achse und ermöglicht Schnitte mit komplexen Winkeln. Die 5-Achs-Maschine unterstützt den gesamten Bereich von Fräs- und Drehoperationen und ermöglicht es, alle Fräs- und Drehoperationen in einer einzigen Aufspannung durchzuführen.

Operationen, die ein Drehzentrum neben dem Drehen durchführt

Rändeln sorgt für einen natürlichen Werkzeuggriff. Einige bearbeitete Teile, insbesondere Werkzeuge, erfordern, dass der Benutzer sie gut halten kann. Die glatte Oberfläche macht sie rutschig. Beim Rändeln wird ein Muster auf die Oberfläche gepresst, was sie leichter handhabbar macht. Steckschlüssel und andere Metallwerkzeuge haben meist gerändelte Griffe.

Kegeldrehen ist dank mehr als zwei Achsen einfach. Man kann es sich wie das Anspitzen eines Bleistifts vorstellen. Die Ausführung dieser Funktion erfordert eine Option, die beim CNC-Drehen nicht verfügbar ist. Der Kegel ergibt am Ende des Werkstücks am meisten Sinn, aber die Technik kann an jeder Stelle entlang der Werkstücklänge angewendet werden.

Gewindeschneiden im CNC-Drehzentrum reduziert die Bearbeitungszeit. Bei herkömmlichen Drehbänken ist das Gewindeschneiden ein separater Schritt; der Bediener muss das Werkstück entnehmen und an einer anderen Station das Gewinde schneiden. Dieser Schritt kostet Zeit und fügt ein unnötiges Risikoelement hinzu. Präzises Gewindeschneiden hält das Element fest und kann viel Zeit sparen.