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Werkzeugmaschinen für die Dreh-Bearbeitung

Welche Aufgaben übernehmen Drehmaschinen und wie sind diese Anlagen aufgebaut? Hier finden Sie leichtverständliche Antworten zu Aufbau und Konstruktion.

Definition - Was sind Drehmaschinen?

Drehmaschinen sind Werkzeugmaschinen, welche auf dem Gebiet der mechanischen Bearbeitung für die Fertigung rotationssymmetrischer Bauteile zum Einsatz kommen. Dabei können sowohl einfache zylindrische oder ebene, zur Drehachse rechtwinklige Flächen, als auch komplexe Formen wie Kegel- und Kugelflächen präzise gefertigt werden. Im Gegensatz zu anderen zerspanenden Verfahren führt beim Drehen das Werkstück durch Rotation die Schnittbewegung aus. Das Drehwerkzeug ist fest auf den eingespannt und führt die Vorschubbewegung aus. Dabei fährt der Werkzeugschlitten längs sowie quer zur Rotationsachse des Werkstücks entlang der zu bearbeitenden Fläche und nimmt so Späne von der Oberfläche ab. Dieser Vorgang kann dabei sowohl konventionell als auch CNC-gesteuert erfolgen.

Einteilung und Kenngrößen von Drehmaschinen

Im Allgemeinen unterscheidet man zwischen konventionellen, automatisierten und CNC-gesteuerten Drehmaschinen. Dabei kommen automatisierte Universaldrehmaschinen für die Fertigung von Einzel- und Kleinserien zum Einsatz, während CNC-Drehmaschinen für die Großserienfertigung eingesetzt werden. So ist auch bei großen Stückzahlen eine gleichbleibende Qualität der Drehteile gewährleistet. Dagegen erfolgt die Steuerung bei konventionellen Drehbänken von Hand über Bediensysteme, weshalb diese nur noch bei Hobbybastlern Anwendung finden. Die Einteilung erfolgt dabei meist nach Art des Maschinenbettes, der Lage der Spindel sowie der Spindelanzahl.

  • Die Antriebsleistung
  • Länge des Werkstückes
  • Maximale Drehdurchmesser
  • Anzahl der Werkzeugträger
  • Größe von Spindeldurchlass und Drehzahl

Wie sind Drehmaschinen aufgebaut?

Aufbau und Anlagenkomponenten

Die Entwicklung der Drehmaschine hat sich mit der Zeit den individuellen Anforderungen des Marktes angepasst. In der heutigen Fertigungsindustrie finden Drehmaschinen vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, denn wo sich etwas dreht oder bewegt, sind meist gedrehte Bauteile im Einsatz. Heute steht Anwendern der Drehtechnik durch stetige Weiterentwicklungen, eine Vielzahl unterschiedlicher Drehmaschinen für verschiedene Fertigungsprozesse zur Verfügung. Häufig sind diese hochmodernen Drehsysteme modular nach den individuellen Bedürfnissen von Anwendern aufgebaut.

Welche Typen an Drehmaschinen gibt es?

Drehmaschinen können aus Sicht der Anwendung und anhand der Bauweise sowie Struktur der Maschine unterschieden werden. Für die Einteilung von Drehmaschinen hat der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. (VDW) und der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) ein Bezugsquellenverzeichnis erstellt, welches Drehmaschinen nach verschiedenen Kriterien unterteilt.

Ansicht verschiedener Drehmaschinen für die Drehbearbeitung

Leit- und Zugspindeldrehmaschinen

Leit- und Zugspindeldrehmaschinen sind handgesteuerte Drehsysteme und bilden die technische Basis von Universaldrehmaschinen. Diese Art von Drehsystem ist immer als Waagerechtdrehmaschine mit linksseitiger Spindel und rechtsbündigem Reitstock ausgelegt. Anwendern stehen eine Vielzahl an modularen Erweiterungen zur Verfügung und es können alle Drehverfahren sicher ausgeübt werden. Häufige Einsatzgebiete von Leit- und Zugspindeldrehmaschinen sind die Einzel- und Kleinstserienfertigung von Drehteilen, da ein geringer Planungsaufwand und eine hohe Flexibilität eine wirtschaftliche Fertigung gewährleisten.

CNC-Drehmaschinen große Losgrößen

CNC-Drehmaschinen sind computergesteuerte Drehsysteme und kommen in der Großserienfertigung von Drehteilen zur Anwendung, da sämtliche Fertigungsschritte mit einem speicherbaren Programm gesteuert werden. Dies garantiert auch bei großen Stückzahlen eine gleichbleibende Qualität der CNC-Drehteile. Auch verfügen diese hochtechnologisierten Drehsysteme über eine RC-Schnittstelle, dies ermöglicht das direkte Einlesen und Programmieren von CAD-Zeichnungen. Häufig verfügen CNC-Drehmaschinen über eine zusätzliche Hilfsachse. Die Vorschubachsen sind motorisiert und verfügen über ein eigenes Wegmesssystem. Dies entlastet Anlagenbediener und sichert eine hohe Prozessgenauigkeit. Durch modulare Ausbaustufen können die individuellen Fertigungskriterien von Anwendern angepasst werden.

Karusselldrehmaschinen für große Bauteile

Für die Fertigung von Großdrehteilen kommen in der heutigen Fertigungsindustrie Karusselldrehmaschinen mit einer liegenden Planscheibe als Arbeitsspindel zum Einsatz. Das Werkstück wird beim Fertigungsprozess zentrisch auf die horizontal drehende Planscheibe gespannt und mit bis zu drei unabhängigen arbeitenden Drehwerkzeugen bearbeitet. Dies verkürzt die Bearbeitungszeiten und ermöglicht so eine wirtschaftliche Fertigung von Groß- und Langdrehteilen.

Vertikaldrehmaschinen mit kurzen Nebenzeiten

Vertikaldrehmaschinen kommen in Bereichen zur Anwendung, wo Drehteile in großer Stückzahl und mit einer hohen Prozessgenauigkeit gefertigt werden müssen. Beim Fertigungsvorgang übernimmt die Arbeitsspindel die Bearbeitungsoperationen als auch die Automation. So sind Vertikaldrehmaschinen hochtechnologisierte Bearbeitungszentren mit höchster Präzision und kurzen Nebenzeiten.

Flachbettmaschinen für schwere Bauteile

Flachbettdrehmaschinen sind meist als Spitzendrehmaschine mit automatischen Antrieben aufgebaut und verfügen immer über eine horizontales Maschinenbett sowie Arbeitsspindel. Durch die versteifte Bauweise können im Gegensatz zu normalen Spitzendrehmaschinen, starke Bearbeitungskräfte aufgenommen und schwere Drehteile präzise bearbeitet werden. Aufgrund des stabilen Aufbaus der Maschinenkomponenten sind diese Drehsysteme relativ teuer, weshalb häufig Flachbettdrehmaschinen in modularer Bauweise zum Einsatz kommen.

Frontdrehmaschinen für kleine Werkstücke

Frontdrehmaschinen kommen häufig für die Fertigung von Kleindrehteilen zum Einsatz, welche nicht durch den Reitstock abgestützt werden müssen. Durch ein querliegendes oder stehendes Maschinenbett zur Drehachse der Hauptspindel sind kompakte Maschinengrößen und eine gute Zugänglichkeit gewährleistet. Häufige Einsatzgebiete von Frontdrehmaschinen sind z.B. die Schmuck- und Uhrenindustrie.

Maschinen für die Präzisionstechnik

Wenn höchste Qualität und Präzision gefordert sind, kommen Ultrapräzisionsdrehmaschinen für die Fertigung von Präzisionsdrehteilen zum Einsatz. Auch sind diese Drehsysteme zum Hartdrehen von sehr harten Werkstoffen bestens geeignet. Die Bearbeitung der vorgeformten Rohlinge erfolgt in klimatisierten Räumen und die Maschinen sind vom Boden entkoppelt, um eine hohe Prozessgenauigkeit zu gewährleisten. Um die Bearbeitungskräfte besser abdämpfen zu können, verfügen die Führung der Schlitten und die Lagerung der Spindel über aerostatische oder hydrostatische Systeme. Die Entwicklung von Ultrapräzisionsdrehmaschinen passt sich stets den hohen Anforderungen des Marktes an Qualität und Präzision an, sodass auch Präzisionsdrehteile aus gehärtetem Stahl in Großserien gefertigt werden können.

Sondersysteme spezielle Anwendungen

Drehmaschinen in Sonderanfertigung sind in den unterschiedlichsten Branchen der allgemeinen Industrie im Einsatz. Je nach Anforderung werden spezielle Drehmaschinen für die Klein- und Großserienfertigung entwickelt, die den individuellen Fertigungskriterien von Anwendern entsprechen.

Maschinen für die Serienfertigung

Lange Zeit kamen in der Serienfertigung von Drehteilen kurvengesteuerte Drehmaschinen zum Einsatz, welche heute noch in puncto Langlebigkeit, Reparaturfreundlichkeit und Ressourcenersparnis ungeschlagen sind. Doch da die Rüstzeiten von kurvengesteuerten Drehanlagen sehr aufwendig sind, werden in der Serienproduktion von gedrehten Bauteilen immer mehr CNC-gesteuerte Drehmaschinen eingesetzt. Diese flexiblen Bearbeitungszentren sind mit mehreren Werkzeugen bestückt und verfügen über einen in entsprechenden Takten gesteuerten Schlitten. Auch erfolgt die Zuführung der Werkstücke und der Austausch von Werkzeugen automatisiert. So gewährleisten Drehautomaten eine flexible sowie wirtschaftliche Massenfertigung von Automatendrehteilen wie Schrauben und Muttern.

Maschinentypen
Welche Typen an Drehmaschinen gibt es?

Drehmaschinen können aus Sicht der Anwendung und anhand der Bauweise sowie Struktur der Maschine unterschieden werden. Für die Einteilung von Drehmaschinen hat der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. (VDW) und der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. (VDMA) ein Bezugsquellenverzeichnis erstellt, welches Drehmaschinen nach verschiedenen Kriterien unterteilt.

Ansicht verschiedener Drehmaschinen für die Drehbearbeitung

Leit / Zugspindel

Leit- und Zugspindeldrehmaschinen

Leit- und Zugspindeldrehmaschinen sind handgesteuerte Drehsysteme und bilden die technische Basis von Universaldrehmaschinen. Diese Art von Drehsystem ist immer als Waagerechtdrehmaschine mit linksseitiger Spindel und rechtsbündigem Reitstock ausgelegt. Anwendern stehen eine Vielzahl an modularen Erweiterungen zur Verfügung und es können alle Drehverfahren sicher ausgeübt werden. Häufige Einsatzgebiete von Leit- und Zugspindeldrehmaschinen sind die Einzel- und Kleinstserienfertigung von Drehteilen, da ein geringer Planungsaufwand und eine hohe Flexibilität eine wirtschaftliche Fertigung gewährleisten.

CNC-Technik

CNC-Drehmaschinen große Losgrößen

CNC-Drehmaschinen sind computergesteuerte Drehsysteme und kommen in der Großserienfertigung von Drehteilen zur Anwendung, da sämtliche Fertigungsschritte mit einem speicherbaren Programm gesteuert werden. Dies garantiert auch bei großen Stückzahlen eine gleichbleibende Qualität der CNC-Drehteile. Auch verfügen diese hochtechnologisierten Drehsysteme über eine RC-Schnittstelle, dies ermöglicht das direkte Einlesen und Programmieren von CAD-Zeichnungen. Häufig verfügen CNC-Drehmaschinen über eine zusätzliche Hilfsachse. Die Vorschubachsen sind motorisiert und verfügen über ein eigenes Wegmesssystem. Dies entlastet Anlagenbediener und sichert eine hohe Prozessgenauigkeit. Durch modulare Ausbaustufen können die individuellen Fertigungskriterien von Anwendern angepasst werden.

Karussell

Karusselldrehmaschinen für große Bauteile

Für die Fertigung von Großdrehteilen kommen in der heutigen Fertigungsindustrie Karusselldrehmaschinen mit einer liegenden Planscheibe als Arbeitsspindel zum Einsatz. Das Werkstück wird beim Fertigungsprozess zentrisch auf die horizontal drehende Planscheibe gespannt und mit bis zu drei unabhängigen arbeitenden Drehwerkzeugen bearbeitet. Dies verkürzt die Bearbeitungszeiten und ermöglicht so eine wirtschaftliche Fertigung von Groß- und Langdrehteilen.

Vertikal

Vertikaldrehmaschinen mit kurzen Nebenzeiten

Vertikaldrehmaschinen kommen in Bereichen zur Anwendung, wo Drehteile in großer Stückzahl und mit einer hohen Prozessgenauigkeit gefertigt werden müssen. Beim Fertigungsvorgang übernimmt die Arbeitsspindel die Bearbeitungsoperationen als auch die Automation. So sind Vertikaldrehmaschinen hochtechnologisierte Bearbeitungszentren mit höchster Präzision und kurzen Nebenzeiten.

Flachbett

Flachbettmaschinen für schwere Bauteile

Flachbettdrehmaschinen sind meist als Spitzendrehmaschine mit automatischen Antrieben aufgebaut und verfügen immer über eine horizontales Maschinenbett sowie Arbeitsspindel. Durch die versteifte Bauweise können im Gegensatz zu normalen Spitzendrehmaschinen, starke Bearbeitungskräfte aufgenommen und schwere Drehteile präzise bearbeitet werden. Aufgrund des stabilen Aufbaus der Maschinenkomponenten sind diese Drehsysteme relativ teuer, weshalb häufig Flachbettdrehmaschinen in modularer Bauweise zum Einsatz kommen.

Front

Frontdrehmaschinen für kleine Werkstücke

Frontdrehmaschinen kommen häufig für die Fertigung von Kleindrehteilen zum Einsatz, welche nicht durch den Reitstock abgestützt werden müssen. Durch ein querliegendes oder stehendes Maschinenbett zur Drehachse der Hauptspindel sind kompakte Maschinengrößen und eine gute Zugänglichkeit gewährleistet. Häufige Einsatzgebiete von Frontdrehmaschinen sind z.B. die Schmuck- und Uhrenindustrie.

Präzision

Maschinen für die Präzisionstechnik

Wenn höchste Qualität und Präzision gefordert sind, kommen Ultrapräzisionsdrehmaschinen für die Fertigung von Präzisionsdrehteilen zum Einsatz. Auch sind diese Drehsysteme zum Hartdrehen von sehr harten Werkstoffen bestens geeignet. Die Bearbeitung der vorgeformten Rohlinge erfolgt in klimatisierten Räumen und die Maschinen sind vom Boden entkoppelt, um eine hohe Prozessgenauigkeit zu gewährleisten. Um die Bearbeitungskräfte besser abdämpfen zu können, verfügen die Führung der Schlitten und die Lagerung der Spindel über aerostatische oder hydrostatische Systeme. Die Entwicklung von Ultrapräzisionsdrehmaschinen passt sich stets den hohen Anforderungen des Marktes an Qualität und Präzision an, sodass auch Präzisionsdrehteile aus gehärtetem Stahl in Großserien gefertigt werden können.

Sondersysteme

Sondersysteme spezielle Anwendungen

Drehmaschinen in Sonderanfertigung sind in den unterschiedlichsten Branchen der allgemeinen Industrie im Einsatz. Je nach Anforderung werden spezielle Drehmaschinen für die Klein- und Großserienfertigung entwickelt, die den individuellen Fertigungskriterien von Anwendern entsprechen.

Serienfertigung

Maschinen für die Serienfertigung

Lange Zeit kamen in der Serienfertigung von Drehteilen kurvengesteuerte Drehmaschinen zum Einsatz, welche heute noch in puncto Langlebigkeit, Reparaturfreundlichkeit und Ressourcenersparnis ungeschlagen sind. Doch da die Rüstzeiten von kurvengesteuerten Drehanlagen sehr aufwendig sind, werden in der Serienproduktion von gedrehten Bauteilen immer mehr CNC-gesteuerte Drehmaschinen eingesetzt. Diese flexiblen Bearbeitungszentren sind mit mehreren Werkzeugen bestückt und verfügen über einen in entsprechenden Takten gesteuerten Schlitten. Auch erfolgt die Zuführung der Werkstücke und der Austausch von Werkzeugen automatisiert. So gewährleisten Drehautomaten eine flexible sowie wirtschaftliche Massenfertigung von Automatendrehteilen wie Schrauben und Muttern.

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