Was ist eine Drehmaschine und wie funktioniert Sie?

Drehmaschine

Rotationssymmetrische Teile mit beliebigen Toleranzen auf der Drehmaschine anfertigen. Als CNC Drehmaschine auch für Serienteile anwendbar.

Was ist eine Drehmaschine?

Drehmaschinen gehören zu den zerspanenden Universal-Bearbeitungsmaschinen. Sie dienen zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile. Sie zeichnet eine hohe Präzision aus. Abhängig von der eingesetzten Anlage lassen sich auf diesen Maschinen Drehteile in geringsten Toleranzen herstellen.

Das macht die Maschinen zu den wichtigsten Bearbeitungsmaschinen. Der Umgang mit diesen Geräten ist geschultem Personal vorbehalten. Hilfskräfte sind lediglich für CNC-Drehautomaten einsetzbar.

Ihre Arbeit beschränkt sich auf das Einlegen und Entnehmen von Serienprodukten. Für die Einrichtung und Wartung der CNC Drehautomaten sind wieder ausgebildete Maschinenschlosser, Metallbauer oder Zerspanungsmechaniker erforderlich.

Wie ist eine Drehmaschine aufgebaut?

Drehmaschinen sind grundsätzlich stationäre Anlagen. Sie bestehen aus folgenden Komponenten:

1.      gusseisernes oder geschweißtes Grundgestell

2.      kräftiger Elektromotor

3.      mehrstufiges Getriebe

4.      Spindelvorschub

5.      Drehspindel mit Spannzange

6.      Reitstock

7.      ggf. Pinolen

8.      Werkzeugträger

9.      Steuerung

Das Werkstück wird in die Spannzange der Drehspindel eingespannt.. Der Elektromotor treibt die Spindel über das Getriebe an. Die Drehzahl kann über den Motor und über das Getriebe variiert werden.

Die Werkzeuge, die sogenannten "Drehmeißel" sind auf dem Werkzeugträger montiert. Dieser ist in mindestens 2 Achsen beweglich. Das Heranführen des Werkzeugs an das rotierende Drehteil führt zum Abtrag des überschüssigen Materials.

Für manuelle Steuerungen stehen Handkurbeln und Skalen zur Verfügung. CNC Drehmaschinen werden über eine programmierbare Software gesteuert.

Wofür benutzt man eine Drehmaschine?

Drehmaschinen werden zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile verwendet. Dies sind auf Maß abgespante Wellen, Zapfen oder Kolben. Manuelle dienen zur Herstellung von Einzelstücken oder zur Reparatur von Bauteilen. Serienteile werden auf CNC Drehautomaten hergestellt.

Ihr Vorteil ist die Wiederholgenauigkeit. Unter idealen Voraussetzungen produzieren diese Anlagen beliebig große Stückzahlen in gleichbleibender Qualität. Aufgrund des verschleißstarken Bearbeitungsvorgangs ist die Qualitätssicherung bei einer Serienfertigung unverzichtbar. Da ein verschleißender Drehmeißel zu einer Über- und nicht zu einer Unterschreitung der Abmaße am Werkstück führt, sind Fehlteile meistens kein direkter Ausschuss. Sie lassen sich nach Austausch der Bearbeitungswerkzeuge wieder schnell auf Maß bringen.

Auf die Maschinen lassen sich folgende Vormaterialien bearbeiten:

·        Halbzeuge

·        Rohmaterialien

·        Gussteile

·        vorgedrehte Bauteile

Halbzeuge wie Profile sind preiswert in Standardgrößen erhältlich. Durch ihren gleichbleibenden Querschnitt sind sie gut bearbeitbar. Schläge und Vibrationen lassen sich durch Pinolen und doppelte Einspannung reduzieren.

Rohmaterial wie extrudierte Vollguss-Stränge ermöglichen eine besonders umfassende Bearbeitung. Sie eignen sich gut für Einzelstücke.

Gussteile und vorgedrehte Bauteile sind ideal für Serienfertigungen. Bei diesen Produkten liegt die Form bereits in groben Maßen vor. Die Drehmaschinen dienen nur noch dafür, die Bauteile auf das gewünschte Maß zu bringen.

Arbeitsweise einer Drehmaschine

Sie arbeiten in zwei Schritten:

  1. Schruppen
  2. Schlichten

Das Schruppen bzw. Räumen ist der Arbeitsgang, bei dem der größte Teil des überschüssigen Materials abgespant wird. Die Endmaße lassen sich bei diesem Prozess noch nicht erreichen. Das Schruppen geschieht bei hohen Drehzahlen und schnellen Vorschüben.

Das Ergebnis wird damit in kürzester Zeit erreicht.

Beim Schlichten bringen die Maschinen das Werkstück zur gewünschten Endform mit den geforderten Toleranzen. Dazu kann ein Wechsel der Werkzeuge erforderlich sein. Das Schlichten ist langsamer und weniger invasiv als der Schrupp- bzw. Räumvorgang.

Mit dieser Reihenfolge der Bearbeitung gewährleisten sie ein ideales Verhältnis aus effizienter Fertigung und maximalen Toleranzen.

Materialien für Drehvorgänge

Auf die Drehtische lassen sich alle zerspanbaren Werkstoffe verarbeiten. Die erreichbare Präzision hängt stark von der Homogenität des Ausgangsmaterials ab. Typische Drehmaterialien sind Folgende:

  • Kunststoffe
  • Kompositwerkstoffe
  • Holz
  • Holzverbundwerkstoffe
  • Metalle
  • Natur- und Kunstmineral

Die häufigsten Werkstoffe für Drehprozesse sind Metalle. Sie lassen sich besonders präzise auf Maß bringen. Je weicher das Metall ist, desto leichter lässt es sich zerspanen aber desto geringer wird die herstellbare Präzision.

Blei oder Zinn sind deshalb nur selten auf Drehmaschinen im Einsatz. Zähe Metalle wie Aluminium oder Stahl sind für Drehvorgänge ideal. Bei sehr harten Werkstoffen wie Wolframkarbid wird das Drehen wieder schwierig.

Holz, Mineralien und Kompositwerkstoffe sind aufgrund ihrer faserigen und inhomogenen Struktur ebenfalls schwer abzudrehen. Die erreichbaren Toleranzen sind wesentlich gröber als bei homogenen Vollkunststoffen oder Metallen.

Was ist der Unterschied zwischen einer Drehmaschine und einer Fräsmaschine?

Drehmaschinen und Fräsmaschinen sind beides Zerspanungsmaschinen. Sie arbeiten aus einem größeren Vormaterial ein Endprodukt mit definierten Abmaßen heraus. Sie dienen zur Herstellung rotationssymmetrischer Bauteile in maximaler Präzision.

Fräsmaschinen werden zur Herstellung beliebig geformter Bauteile eingesetzt. Sie können zwar auch runde Konturen ausfräsen. Die Genauigkeit einer Drehmaschine erreichen sie jedoch nicht. Dafür können sie praktisch jede Form herstellen.

Welche Unterschiede gibt es?

Drehmaschinen lassen sich in zahlreiche Kategorien aufteilen. Besonders sinnvoll ist die Unterscheidung zwischen manuellen und programmierbaren Anlagen. Manuelle Drehmaschinen dienen zur Ausbildung und zur Herstellung von Einzelstücken. CNC gesteuerte eignen sich zur Umsetzung von Serienteilen.

Eine weitere Unterscheidung kann auf die Ausrichtung des Drehteils gezogen werden.

Horizontal-Drehmaschinen spannen das Bauteil liegend ein. Sie eignen sich besonders gut für lange, schlanke Werkstücke. Vertikal-Drehmaschinen bearbeiten das Bauteil stehend. Sie sind für Werkstücke mit großem Querschnitt besonders gut geeignet.

Diese Anlagen nennt man auch "Karussell-Drehmaschinen". Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Bauformen dieser Bearbeitungsgeräte.

Welche Unternehmen stellen Drehmaschinen her?

Folgende Hersteller sind beliebte Produzenten von Drehmaschinen:

  • Weiler Drehmaschinen
  • Morando
  • Poreba
  • Bridgeport
  • DMG Mori
  • Gildemeister

Worauf sollte beim Kauf geachtet werden?

Wenn man Drehmaschinen gebraucht kaufen will, sollte man Probestücke anfertigen lassen. Drehmaschinen sind gebraucht häufig noch sehr hochpreisig. Man kann sich aber keinesfalls auf die ursprünglichen Angaben des Herstellers verlassen.

Die hoch belastende Arbeitsweise dieser Bearbeitungsgeräte führt zu einem starken Verschleiß bei allen beweglichen Teilen. Das gilt vor allem für die Führungen und die Lager. Gebrauchte sollten daher vor dem Kauf auf ihre erreichbaren Toleranzen über ein Probestück geprüft werden.

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