Erfahren Sie mehr über CNC-Drehen in diesem Blogbeitrag. Dieses computergesteuerte Verfahren gewährleistet Effizienz und Genauigkeit bei der Formgebung von Materialien für verschiedene Branchen.
Informieren Sie sich über die wichtigsten Tätigkeiten und Branchen, von der Automobilindustrie bis zur Konsumgüterindustrie. Erfahren Sie mehr über die Vielseitigkeit der Materialien und erhalten Sie schnelle Antworten auf häufige Fragen.
Verstehen Sie, wie CNC-Drehen die Fertigung durch Geschwindigkeit, Präzision und Innovation verändert.
Eine kurze Geschichte des CNC-Drehens
Das CNC-Drehen begann mit Parsons' Entwicklung der numerischen Steuerung, die in den 1950er Jahren zur Entwicklung der ersten CNC-Fräsmaschine am MIT führte.
In den 1970er Jahren kamen CNC-Drehmaschinen auf, die mit Hilfe von Computerprogrammen Materialien präzise formen konnten.
Die kontinuierliche Weiterentwicklung hat dazu geführt, dass das CNC-Drehen in vielen Industriezweigen unentbehrlich geworden ist und die Präzision und Effizienz in der Fertigung erhöht.
Wie funktioniert das CNC-Drehen?
CNC-Drehen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem mit Hilfe von Präzisionsschneidwerkzeugen Material von einem Rohmaterial abgetragen wird.
Das Werkstück ist auf der Spindel der CNC-Drehmaschine montiert, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, während eine Reihe von feststehenden und beweglichen Schneidwerkzeugen mit dem rotierenden Material in Kontakt kommt und das Material entsprechend den Programmieranweisungen abträgt.
Zu den wichtigsten Komponenten des CNC-Drehsystems gehören ein nicht rotierender Werkzeughalter, der das Schneidwerkzeug aufnimmt, das so genannte Revolverwerkzeug, gefolgt von Vorschubachsen und Schienensystemen, die die Bewegung des Revolvers und der zugehörigen Werkzeuge führen, wenn diese mit den Werkstoffen des Werkstücks in Kontakt kommen.
Kombiniert kann man damit präzise zylindrische Rinderteile wie Wellen, Bolzen und andere Metallteile in wiederholten Mengen kostengünstig im Vergleich zu traditionellen Handdrehverfahren herstellen.
Vorteile des CNC-Drehens
CNC-Drehen hat viele Vorteile, die Sie vielleicht nutzen möchten. Hier sind einige von ihnen:
Genauigkeit
CNC-Drehen erreicht aufgrund seiner Automatisierung eine höhere Präzision als die herkömmliche Bearbeitung.
Der hochpräzise Prozess wird durch eine optimierte Software ermöglicht, die die Produktionsmethoden iterativ verfeinert, den Ausschuss und die Arbeitskosten minimiert und gleichzeitig die Maßgenauigkeit innerhalb der Toleranzgrenzen gewährleistet.
Durch das Abtragen von Material von einem rotierenden Werkstück mit nicht rotierenden Werkzeugen gewährleistet das CNC-Drehen einheitliche Abmessungen, was zu konsistenten, identischen Produkten führt, die sich ideal für eine nahtlose Integration in verschiedenen Branchen eignen.
Flexibilität
CNC-Drehen ist eine sehr anpassungsfähige Technik, mit der sich komplexe Teile leicht herstellen lassen. Dabei werden viele Winkel und harte Materialien verwendet, was im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine Weile dauern kann.
Mit CNC-Drehzentren können jedoch viele identische Teile schnell hergestellt werden, was die Flexibilität und Produktivität durch Automatisierung erhöht.
Betrachten Sie Fräs-Dreh-Systeme als ein Superwerkzeug - sie kombinieren die Geschwindigkeit des CNC-Drehens mit geometrischer Flexibilität, um komplizierte Teile schnell herzustellen.
Sicherheit
Beim CNC-Drehen ist Sicherheit der Schlüssel sowohl für Arbeitgeber als auch für Arbeitnehmer. Da es auf Präzision ankommt, ist die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften entscheidend.
Dazu gehören geschlossene Maschinen mit Schutzvorrichtungen und das Tragen von Schutzausrüstung wie Brillen, Schutzschildern, Gehörschutz und Handschuhen, wenn dies erforderlich ist.
Die Hersteller befolgen auch Regeln für den sicheren Umgang mit Materialien während des Drehprozesses.
Wirkungsgrad
Das CNC-Drehen erhöht die Effizienz des Fertigungsprozesses, da es die Notwendigkeit manueller Messungen, Einstellungen und Bedienungen eliminiert.
Durch einen iterativen Optimierungsprozess während der Produktion, bei dem die eingesetzten Ressourcen im Verhältnis zum Qualitätsergebnis berücksichtigt werden, sorgt die CNC-Bearbeitung dafür, dass Teile schnell hergestellt werden können, während der Ausschuss reduziert wird.
Dies trägt zu einer verbesserten Gesamteffizienz bei, ohne dass die Genauigkeit bei der Erstellung von Komponenten beeinträchtigt wird.
Automatisierung
CNC-Drehen ist eine Art der automatisierten Fertigung mit computergesteuerten Werkzeugen, die die manuelle Arbeit verringern.
Die Automatisierung von CNC-Vorgängen bietet Vorteile wie Effizienz, Kostensenkung und eine bessere Organisation in der Werkstatt.
Diese Maschinen und Roboter arbeiten präzise und beständig und stellen ohne menschliches Zutun präzise Teile her. Sie laufen kontinuierlich mit minimaler Wartung und gewährleisten einen Betrieb rund um die Uhr.
Haupttypen von CNC-Drehbearbeitungen
Vom Abstechen bis zum präzisen Gewindeschneiden bietet das CNC-Drehen eine große Vielfalt an Bearbeitungsfunktionen.
Dazu gehören Drehen oder Hartdrehen, Plandrehen, Bohren, Einstechen, Abstechen, Aufbohren, Rändeln und Gewindeschneiden, die je nach Anwendung für verschiedene Materialien eingesetzt werden können.
Lassen Sie uns weiter darüber diskutieren!
Turning oder Hard Turing
Beim CNC-Drehen, das auch als Hartdrehen oder Drehen bezeichnet wird, werden Teile gegen ein Schneidwerkzeug gedreht, um unterschiedlich geformte Komponenten zu erzeugen.
Diese vom Computer gesteuerte Methode ermöglicht präzise Schnitte, die Schleifvorgänge ersetzen und die Herstellung komplexer Formen mit mehr Toleranz ermöglichen.
Das Verfahren umfasst drei primäre Bewegungen des Schneidwerkzeugs: eine lineare Bewegung über die Werkstückoberfläche (X- und Z-Achse), eine kreisförmige Bewegung um die Spindelachse (vertikal) und eine Zustellbewegung, um Material aus bestimmten Tiefen abzutragen und gleichzeitig in den Außendurchmesser des Werkstücks zu schneiden.
Gegenüber
Das Plandrehen dient dazu, glatte, ebene Oberflächen auf Werkstücken zu erzeugen.
Der Werkzeugrevolver bringt das Schneidwerkzeug zur Bearbeitung an das sich drehende Werkstück, wobei eine Reihe von Parametern zur Kontrolle der Präzision und Genauigkeit beiträgt.
Dazu gehören die Spindeldrehzahl, die Werkzeuggröße und die Anforderungen an die Endbearbeitung, z. B. die Oberflächengüte.
Plandreharbeiten sind für die Erhöhung der Dimensionsstabilität unerlässlich, um sicherzustellen, dass das Endprodukt alle erforderlichen Spezifikationen erfüllt.
Bohren
Bohren ist entscheidend für das präzise Schneiden von Materialien wie Metall, Kunststoff, Holz, Glas und Wachs, indem ein Schneidwerkzeug in ein sich drehendes Werkstück eingeführt wird. Dadurch entstehen Löcher oder Hohlräume.
Es erfordert eine präzise Programmierung, um das Werkzeug genau auf die gewünschte Form und Größe auszurichten. Durch die Kombination des Bohrens mit anderen Techniken wie Plandrehen oder Aufbohren lassen sich komplexe Formen bei hoher Genauigkeit erzielen.
Beim CNC-Bohren werden nicht nur Rohmaterialblöcke zu 3D-Oberflächen geformt, sondern auch Horntiefeneinstellungen und Lochplatzierungen präzise vorgenommen.
Nuten
Das Einstechen ist ein wesentlicher Bestandteil der CNC-Drehbearbeitung und ermöglicht die Herstellung von präzisionsgefertigten Teilen mit schmalen Schnitten oder Nuten mit einer bestimmten Tiefe auf den Werkstücken.
Es handelt sich um ein mehrstufiges Verfahren, bei dem verschiedene Werkzeugtypen zum Einsatz kommen, z. B. Form- und Walzenstirnfräser, einstellbare Winkelfräser und Messerklingen, die durch Rotation entlang der Materialoberfläche zugeführt werden, um Löcher mit engen Grenzen zu erzeugen.
Verschiedene Materialien wie Metalle, Kunststoffe, Holz, Glas und Wachs können je nach ihren Eigenschaften hinsichtlich der Duktilität, die es ihnen ermöglicht, ohne Beschädigung geformt oder bewegt zu werden, ebenfalls mit diesem Verfahren bearbeitet werden.
Verabschiedung
Beim Trennen wird eine tiefe Furche in einem Material für verschiedene Bearbeitungsvorgänge erzeugt.
Das Trennen hängt von speziellen Techniken ab, die von Schneidwerkzeugen, Bohrern, Sägeblättern, Legierungen und anderen Ressourcen abhängen, die strategisch entwickelt wurden, um in Materialien wie Metalle zu schneiden.
Der Prozess hängt von Größenbeschränkungen oder Designs ab, die tiefere Schnitte erfordern, als sie mit herkömmlichen Bearbeitungsmethoden erreicht werden können.
Bohren
Bohren ist ein Schlichtverfahren beim CNC-Drehen, bei dem ein Einpunktwerkzeug linear in den Innendurchmesser einer vorhandenen Bohrung eingeführt wird.
Diese Präzisionsbearbeitungstechnik stellt sicher, dass bei CNC-Drehteilen die gewünschte Größe und Oberflächengüte erreicht wird, da sie eine feine Kontrolle über die Toleranzen der Innenabmessungen innerhalb eines begrenzten Rahmens ermöglicht.
Da die Schnittkraft beim Bohren zunimmt, kann es erforderlich sein, die Tiefe und Breite stufenweise zu verändern, um sicherzustellen, dass die Werkzeuge intakt bleiben und gleichzeitig eine gleichmäßige Genauigkeit über jedes Werkstück hinweg gewährleistet ist.
Rändeln
Beim Rändeln handelt es sich um ein Bearbeitungsverfahren, bei dem mit Hilfe von Werkzeugtechniken regelmäßige Muster aus geriffelten oder rautenförmigen Linien auf der Oberfläche zylindrischer Werkstücke gebildet werden.
Das Rändelwerkzeug drückt ein Rad oder eine Walze in einem bestimmten Winkel gegen das Material, rollt Vertiefungen über die gesamte Länge und erzeugt deutliche Rillen, die sich in einem überlappenden Muster überkreuzen.
Dadurch entsteht auf der Oberfläche des Werkstücks eine Struktur, die dem gewellten Metall ähnelt und zusätzlichen Halt für Oberflächen bietet, die einen sicheren Kontakt erfordern, wie z. B. bei Handwerkzeugen und Teilen der Sicherheitsausrüstung.
Sie kann auch als dekoratives Detail zu ästhetischen Zwecken verwendet werden.
Einfädeln
Beim Gewindeschneiden werden schraubenförmige Rillen in das Material eingebracht, die eine zylindrische Form bilden. Mit diesem Verfahren lassen sich Außengewinde an Komponenten oder Bauteilen anbringen, die dadurch fester und präziser zusammengehalten werden können als mit herkömmlichen Methoden.
Senkrechtes Gewindeschneiden für Drehteile erfordert die Kenntnis verschiedener Gewindearten, wie z. B. Sägezahn, Parallelgewinde, Trapezgewinde, modifizierte Quadratwurzel und andere.
Reiben
Beim Reiben wird ein vorhandenes Loch vergrößert, um einen genauen Durchmesser und eine glatte Oberfläche zu erhalten.
Dabei wird ein mehrzahniges, geriffeltes Werkzeug verwendet, das für Genauigkeit und Präzisionsschneiden von Metall entwickelt wurde.
Reiben ist oft viel genauer als Bohren, da die Schnitte viel feiner sind. Darüber hinaus wird durch das Reiben sichergestellt, dass die Durchmesser mit der vom Ingenieur oder Hersteller vorgegebenen Toleranz übereinstimmen.
In welchen Branchen wird CNC-Drehen benötigt?
Von der Automobil- und Luftfahrttechnik bis hin zu Konsumgütern verlassen sich viele Branchen auf CNC-Drehen für Präzisionskomponenten.
In diesem Leitfaden erfahren Sie mehr über die Einsatzmöglichkeiten des CNC-Drehens in verschiedenen Branchen.
Autoindustrie
Mit Hilfe von automatisierten Maschinen werden komplexe Teile wie Komponenten von Verbrennungsmotoren, Aufhängungen, Leuchten und Auspuffanlagen nach einem sehr anspruchsvollen Standard hergestellt.
Elektroindustrie
Es wird zur Herstellung von Stromversorgungen, Steckern, Anschlüssen, Schaltern und anderen Komponenten verwendet, die in elektronischen Geräten benötigt werden, sowie von kleinen Leiterplatten und komplizierten Transformatorenteilen.
Luft- und Raumfahrtindustrie
CNC-Drehen ermöglicht die effiziente und präzise Herstellung von Komponenten für Flugzeuge, Raketen, Hubschrauber und Raumfahrzeuge.
Mit dem Präzisionsbearbeitungsverfahren werden komplizierte Teile wie Schrauben, Muttern, Gewinde, Verbindungsstifte und Befestigungselemente mit gleichbleibend hoher Genauigkeit für jedes gefertigte Teil hergestellt.
Medizinische Industrie
CNC-Drehzentren werden in großem Umfang zur Herstellung kundenspezifischer Teile eingesetzt, die für medizinische Geräte und Ausrüstungen unerlässlich sind.
Transportindustrie
Sie wird für die Herstellung spezieller oder kundenspezifischer Komponenten verwendet, die verschiedene Standards in Bezug auf Qualität, Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit erfüllen müssen.
Dies ist besonders wichtig für Fahrzeug- oder Flugzeugteile, die mit äußerster Sorgfalt und Wartung hergestellt werden müssen.
Das CNC-Drehen kommt auch der Lieferkette der Transportindustrie zugute, da es eine effiziente Produktion von Komponenten gewährleistet, die für verschiedene Arten von Transportausrüstung benötigt werden.
Öl- und Gasindustrie
Beim CNC-Drehen werden Komponenten und Ausrüstungen hergestellt, die für Bohr-, Explorations-, Förder- und Raffinierungsprozesse benötigt werden.
Das CNC-Drehen bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten in der Öl- und Gasindustrie, bei denen es um die Herstellung von Sonderteilen wie Ventilen, Pumpen und Rohren geht, die in diesem Sektor verwendet werden.
Konsumgüterindustrie
CNC-Drehen ist ein wichtiges Verfahren für die Konsumgüterindustrie, das hohe Präzision und Genauigkeit bei der Herstellung kundenspezifischer Teile und Komponenten bietet.
Auf diese Weise ermöglicht die CNC-Technologie den Herstellern, mit relativ geringem Aufwand genau das zu produzieren, was ihre Kunden wünschen.
Die wichtigsten Materialien, die beim CNC-Drehen verwendet werden können?
CNC-Drehen ist sehr vielseitig und kann mit verschiedenen Materialien arbeiten, von Metallen über Kunststoffe, Holz und Glas bis hin zu Wachs.
Zu den am häufigsten verwendeten Materialien gehören Aluminium, Edelstahl, Messing und andere Kupferlegierungen.
Metalle - Aluminium, rostfreier Stahl, Messing, Kupfer und mehr
Beim CNC-Drehen werden verschiedene Metalle für die präzise Bearbeitung von Komponenten verwendet. Aluminium, rostfreier Stahl, Messing und Kupfer sind gängige Werkstoffe.
Aluminium ist aufgrund seines geringen Gewichts und seiner anpassbaren Oberflächen beliebt, aber es ist weniger stabil, was es für Anwendungen mit hohen Toleranzen wie die Luft- und Raumfahrt ungeeignet macht.
Rostfreier Stahl ist formbar, langlebig und korrosionsbeständig und eignet sich ideal zum Bohren und Reiben in Konsumgütern.
Messing ist zwar nicht sehr widerstandsfähig, bietet aber eine gute Verschleißfestigkeit und komplizierte Konstruktionsmöglichkeiten, weshalb es in der Elektrotechnik und bei der Herstellung medizinischer Geräte, wie z. B. Kinderrollstuhlbefestigungen, beliebt ist.
Kupfer hat, wie andere Metalle beim CNC-Drehen, seine Vorzüge. Es wird wegen seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit und thermischen Eigenschaften geschätzt. Es ist nützlich für elektrische Komponenten und andere spezielle Bearbeitungen.
Kunststoff
Kunststoffe wie Nylon/PA, Polyamide, PVC, PET und HDPE werden beim CNC-Drehen wegen ihrer Formbarkeit bevorzugt, da sie zusätzliche Prozesse überflüssig machen.
CNC-Maschinen stellen nicht nur Verpackungen her, sondern fräsen auch Schaumstoff für verschiedene Bauteile.
Die Gravur ermöglicht eine individuelle Oberflächengestaltung. Diese Kunststoffe bieten Flexibilität, Kosteneffizienz und eine rasche Produktion.
Holz
Harthölzer wie Eiche, Ahorn, Ebenholz und Nussbaum sind die erste Wahl für das CNC-Drehen, weil sie zäh und stark sind und gut mit Druck umgehen können.
Im Vergleich zu weicheren Hölzern oder Kunststoffen behalten Harthölzer beim Schneiden besser ihre Form, weil sie sich durch die von der Drehgeschwindigkeit der Drechselbank erzeugte Hitze nicht so stark verformen.
Glas
Glas, insbesondere gehärtetes Glas mit Drahtgeflecht, wie es häufig in Schul- und Gebäudetüren zu finden ist, eignet sich hervorragend zum CNC-Drehen.
Aufgrund seiner empfindlichen Beschaffenheit erfordert es spezielle Werkzeuge und eine sorgfältige Handhabung. CNC-Drehen mit Glas ist vorteilhaft für die Herstellung von präzisen Mustern oder Formen, die in der Herstellung von medizinischen Geräten und Konsumgütern benötigt werden.
Wachs
Bearbeitungswachs, auch Hartwachs genannt, ist ein haltbares synthetisches Wachs, das mit Kunststoff gemischt ist.
Seine außergewöhnliche Härte ermöglicht eine präzise Formgebung, komplizierte Designs und glatte Oberflächen, wodurch es Kunststoffen, Glas, Holz und Metallen in Bezug auf Genauigkeit und Gleichmäßigkeit überlegen ist.
Die fortschrittliche Programmierung ermöglicht eine schnellere Produktion professioneller Artikel mit detaillierten Komponenten und macht eine Nachbearbeitung überflüssig, indem Parameter wie Schnittrichtung und Toleranzen optimiert werden, um perfekte Formen effizient zu erzielen.
Schlussfolgerung
CNC-Drehen ist ein hochpräzises, subtraktives Fertigungsverfahren, das am häufigsten zur Herstellung von Teilen wie Wellen, Bolzen und Befestigungselementen eingesetzt wird.
Sie bietet zahlreiche Vorteile, da sie mit Hilfe von computergesteuerten Schneidwerkzeugen hochpräzise Bauteile sehr effizient herstellen kann.
Das CNC-Drehen unterscheidet sich von der Fräsbearbeitung dadurch, dass das Schneidwerkzeug stationär bleibt, während es in das rotierende Werkstück eintaucht, anstatt wie beim traditionellen Fräsen über das Werkstück zu fahren.
Daher ist das CNC-Drehen eine effektive Lösung für viele Industriezweige, die hochpräzise Komponenten mit engen Maßtoleranzen benötigen.
Häufig gestellte Fragen
Der Unterschied zwischen CNC-Drehen und CNC-Drehmaschinen
CNC-Drehen und CNC-Drehmaschinen sind Möglichkeiten, Material mit computergesteuerten Maschinen zu schneiden.
Beim CNC-Drehen werden rotierende Werkzeuge eingesetzt, um Werkstoffe zu formen, während die CNC-Drehmaschinen fortschrittlicher sind und automatische Werkzeugwechsler für verschiedene Bearbeitungsaufgaben mit höherer Präzision einsetzen.
CNC-Drehmaschinen verkürzen die Rüstzeit und können komplexe Formen besser bearbeiten als herkömmliche Drehmaschinen. In der Fertigung werden CNC-Optionen für komplexe Aufgaben wie das Gewindeschneiden aufgrund ihrer Präzision und Kosteneffizienz im Vergleich zu manuellen Methoden bevorzugt.
Welche Teile eignen sich gut für das CNC-Drehen?
CNC-Drehen ist ein präzises Bearbeitungsverfahren, das für die Herstellung zylindrischer Teile verwendet wird.
Dieses Verfahren ist vielseitig einsetzbar und ermöglicht aufgrund seiner hohen Genauigkeit die Herstellung von Bauteilen wie Stangen, Wellen, Löchern, Nuten, Gewinden und komplizierten Details in Produkten der Automobil-, Medizin-, Öl- und Gasindustrie.
CNC-Drehen vs. CNC-Fräsen, was ist besser für Sie?
Die Entscheidung zwischen CNC-Drehen und CNC-Fräsen hängt von der Form, der Größe und der Komplexität des Werkstücks ab.
Das CNC-Fräsen ist in der Lage, schnell komplizierte Formen aus verschiedenen Materialien herzustellen, während das CNC-Drehen zylindrische Objekte mit präzisen Werkzeugen wie Reibahlen und Bohrern produziert.
Fräsarbeiten sind bei komplexen Konstruktionen mit mehreren Arbeitsgängen vorzuziehen, während das Drehen bei der Massenproduktion nahezu identischer Teile wie Schrauben oder Bolzen aufgrund des minimalen Rüstaufwands vor automatisierten Produktionsläufen eine höhere Genauigkeit und Kosteneffizienz bietet.
Letztlich hängt die Auswahl von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab.
Ist CNC-Drehen teuer?
Die Kosten für CNC-Drehen variieren je nach Größe, Komplexität und Zweck der Maschine.
Maschinen für die Industrie reichen von 10.000 Euro bis zu Hunderttausenden von Euro, während Modelle für Hobbyanwender preiswerter sind und in der Regel zwischen einigen Tausend und $20.000 Euro kosten.
Die Betriebskosten pro Stunde belaufen sich in der Regel auf etwa 15 Euro. Höherwertige automatisierte Maschinen können die Kosten jedoch senken, indem sie die Rüstzeiten und die Zykluszeiten der Teile reduzieren.
Welches sind die drei Hauptbewegungen bei Dreharbeiten?
Beim CNC-Drehen sind drei Hauptbewegungen für die Präzision ausschlaggebend: die Drehung des Werkstücks über das Spannfutter und die Spindel, die Bewegung des Schneidwerkzeugs für Bearbeitungen wie Plandrehen oder Gewindeschneiden und der Vorschub, bei dem Druck auf die Werkstückoberfläche ausgeübt wird, um einen präzisen Schnitt zu erzielen.
Unterschiede zwischen CNC-Fräsen und CNC-Drehen
Beim CNC-Drehen wird ein stationäres Werkzeug und ein rotierendes Teil verwendet, wodurch zylindrische Formen wie Wellen oder Stifte entstehen, während beim CNC-Fräsen ein rotierendes Werkzeug auf einem statischen Teil verwendet wird, wodurch vielfältigere Formen möglich sind, einschließlich komplexer 3D-Strukturen und flacher Flächen.
Das Drehen ist aufgrund der gleichmäßigen Rotation präziser und damit schneller und kostengünstiger als bei herkömmlichen Bearbeitungszentren mit zusätzlichen Rüstzeiten.
