Den CNC-Drehprozess verstehen

CNC-Technologien erfreuen sich in der Bearbeitungsindustrie immer größerer Beliebtheit, da sie die manuelle Arbeit auf eine ganz andere Ebene heben. Mit Funktionen wie verbesserter Präzision und Wiederholgenauigkeit steigern sie die Gesamteffizienz und Produktivität des Fertigungsprozesses.

Abhängig von der Art der Drehbearbeitung und den spezifischen Anforderungen kann die Maschine verschiedene Formen und Größen herstellen. Obwohl dieses Konzept einfach und leicht zu befolgen scheint, erfordert es große Fachkenntnisse in der Programmierung des CNC-Systems, um die richtigen Schneidwerkzeuge für den Vorgang auszuwählen.

Falls Sie sich fragen, wie modern CNC-Drehmaschinen Dieser ausführliche Leitfaden beantwortet alle Ihre Fragen zu den Komponenten und der Bedienung des CNC-Drehens!

Was bedeutet CNC-Drehen?

Bei der CNC-Drehbearbeitung kommt modernste Technologie zum Einsatz, um ein Material, im Allgemeinen zylindrisch, zu formen. Die Maschine dreht das Material und schneidet unnötige Teile ab, um die gewünschte Form zu erreichen. Da wir eine computergesteuerte Maschine verwenden, ist das Endergebnis hochpräzise und automatisiert.

Um es besser zu verstehen, sehen wir uns eine kurze Aufschlüsselung des Begriffs „CNC-Drehprozess“ an:

● CNC: Steht für Computer Numerical Control. Das bedeutet, dass ein Computer die Bewegungen von Maschinen steuert, um präzise und automatisierte Designs zu erstellen.

● Drehbank: Normalerweise ist eine Drehmaschine eine Maschine, die ein Werkstück um eine Achse dreht, um Vorgänge wie Schneiden, Schleifen, Rändeln, Bohren, Umformen, Plandrehen und Drehen auszuführen. Unter CNC-Drehmaschine versteht man hier eine Maschine, die ein Werkstück (aus Metall oder Holz) gegen ein Schneidwerkzeug dreht.

● Wendevorgang: Das Werkstück wird durch Entfernen überschüssiger Teile in die gewünschte Form „gedreht“. Beim Drehen geht es in der Regel darum, durch Wegschneiden von unerwünschtem Material zylindrische Formen zu erzeugen.

Wenn wir also „CNC-Drehprozess“ sagen, meinen wir den Einsatz fortschrittlicher Technologien (computergesteuert), um ein Material zu drehen und unnötige Teile wegzuschneiden, um ihm eine bestimmte Form zu geben (in den meisten Fällen zylindrisch).

Eine detaillierte Anleitung zu CNC-Drehmaschinenkomponenten 

Beim CNC-Drehen werden mehrere Komponenten verwendet, um Material in zylindrische oder längliche Stücke zu schneiden.

Normalerweise verfügen alle Arten von Drehmaschinen über ähnliche Komponenten. Sie werden verwendet, um das zu drehende Material zu sichern, die Schneidwerkzeuge auszuwählen und das CNC-System zu programmieren, um die präzisen Bewegungen der Drehmaschine während des gesamten Bearbeitungsvorgangs zu steuern.

Hier finden Sie einen detaillierten Einblick in diese Komponenten, bevor wir uns näher mit der Funktionsweise des Drehens befassen:

1. CNC-Bedienfeld

Bedienfelder beim CNC-Drehen ähneln CPUs in Computern. Sie sind einer der wichtigsten Teile der Drehmaschine und verantwortlich für die Leitung und Überwachung der komplexen Bearbeitungsvorgänge.

Maschinisten und Techniker geben Codes und Programme über das Bedienfeld ein, das dann die Anweisungen entschlüsselt und die Maschine anweist, Materialien zu formen. Diese Anweisungen werden über verschiedene Tasten auf dem Bedienfeld gegeben, z. B. zum Starten, Eingeben von Codes und Beenden eines Projekts.

2. CNC-Spindel 

Im Allgemeinen ist eine CNC-Spindel die Welle, die sich in der Mitte einer rotierenden Achse innerhalb der Maschine befindet. Es ist eine der Hauptkomponenten nach dem Bedienfeld und verantwortlich für das Halten und Drehen des Schneidwerkzeugs.

Wenn der Maschinist oder Techniker über das Bedienfeld Codes und Programme eingibt, enthalten die Befehle Anweisungen für die CNC-Spindel zu Geschwindigkeit, Richtung und Tiefe der erforderlichen Schnitte.

3. CNC-Spindelstock 

Ein Spindelstock einer CNC-Drehmaschine ist für mehrere Dinge in einer Maschine verantwortlich und nimmt je nach Anforderung unterschiedliche Formen an.

Erstens fungiert es als Getriebemechanismus, um verschiedene Drehmaschinenkomponenten anzutreiben. Es dient auch als Mittelpunkt für die Drehbewegung des Werkstücks bei Bearbeitungsvorgängen.

Die Hauptfunktion eines CNC-Drehmaschinenspindelstocks besteht jedoch darin, das Werkstück zu sichern. In der Mitte des Spindelstocks befindet sich die Hauptspindel, die zusammen mit der Spindel das Werkstück hält. Zusammen erzeugt der Mechanismus eine Drehbewegung, die für Dreh-, Bohr- und andere Bearbeitungsprozesse erforderlich ist.

Darüber hinaus enthält der Spindelstock verschiedene Unterkomponenten wie Zahnräder, Spannfutter und Steuerhebel sowie andere Maschinenteile. Abhängig von den genauen Anforderungen der Bearbeitungstätigkeit kann dieser Mechanismus in Form eines Spannfutters oder einer Spannzange ausgeführt sein.

4. CNC-Reitstock

Reitstöcke sind beim CNC-Drehen genauso wichtig wie Spindelstöcke und befinden sich am gegenüberliegenden Ende der Spindelstöcke. Die beiden arbeiten zusammen, um das Werkstück während des Schneidvorgangs zu halten.

Während der Spindelstock mit der Hauptspindel für eine Drehbewegung des Werkstücks sorgt, verhindert der Reitstock Durchbiegungen und Vibrationen während der Bearbeitung.

Außerdem kann sich der Spindelstock drehen, der Reitstock ist jedoch nicht rotierend und nur für die Unterstützung des gegenüberliegenden Endes des Werkstücks verantwortlich. Ebenso ist der Spindelstock grundsätzlich nicht verstellbar. Der Reitstock ist jedoch häufig entlang des Drehmaschinenbetts verstellbar, um Werkstücke unterschiedlicher Länge bearbeiten zu können.

Vereinfacht gesagt verfügen sowohl der Spindelstock als auch der Reitstock über einzigartige Eigenschaften in einer CNC-Drehmaschine, aber sie arbeiten zusammen, um das Werkstück zu halten.

Zum besseren Verständnis sehen Sie sich die folgende Vergleichstabelle zwischen Spindelstock und Reitstock beim CNC-Drehen an:

5. Betten

Die Betten sind der wichtigste Bestandteil jeder Drehmaschine, da sie an allem anderen befestigt sind, einschließlich Spindelstock, Spannfutter, Reitstock usw.

Es gibt zwei Arten von Bettkonstruktionen für CNC-Drehmaschinen: Flachbett und Schrägbett. Der Hauptunterschied zwischen den beiden ist ihre Struktur. Bei einer Flachbettkonstruktion verlaufen zwei Schienen parallel zur Grundebene. Andererseits verfügt ein Schrägbett über zwei Schienen, an denen sich die Grundebene in Winkeln wie 30°, 45°, 60° und 75° schneidet.

Darüber hinaus gibt es noch weitere Unterschiede wie:

● Ein Flachbett-Design erfordert aufgrund der parallelen Anordnung der Schienen mehr horizontalen Platz, das Schrägbett benötigt jedoch weniger Platz, da das geneigte Design eine kompaktere Grundfläche ermöglicht.

● Bei einer Flachbettkonstruktion ist die Spanentsorgung unkompliziert, da die Späne auf natürliche Weise aus dem Arbeitsbereich fallen. Andererseits rutschen die Späne die schiefe Ebene hinunter und tragen so zur Spanabfuhr bei.

● Aufgrund der parallelen Schienenkonstruktion sind Flachbetten steifer als Schrägbetten. Bei Schrägbetten kann die geneigte Bauweise die Steifigkeit und Stabilität insbesondere bei schwerem Schnitt verbessern.

● Flachbettmaschinen sind einfacher zu bedienen und können zum Einrichten und Werkzeugwechsel schnell auf das Werkstück zugreifen. Bei Schrägbetten kann der Zugang zum Werkstück schwierig sein, aber die geneigte Position sorgt für eine bessere Sicht während der Bearbeitung, was bei Flachbetten nicht der Fall ist.

● Aufgrund ihrer einfacheren Bauweise sind Flachbetten kostengünstiger als Schrägbetten.

Normalerweise wird das Flachbett in horizontalen CNC-Drehmaschinen eingesetzt. Bei einer solchen Konstruktion wird das Werkstück horizontal montiert und dreht sich um eine horizontale Achse. Die Schneidwerkzeuge werden über dem Werkstück positioniert und entlang der X- und Z-Achse bewegt, um verschiedene Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.

6. Chucks 

Spannfutter halten das Werkstück für die Bearbeitung beim Drehdrehen. Es gibt normalerweise drei Arten:

● Hydraulisches Spannfutter ist der beliebteste Typ für CNC-Drehmaschinenanwendungen. Es wird mit einem Hochgeschwindigkeitsdrehzylinder und einer hohen Rotationsgeschwindigkeit kombiniert, um Aufgaben zu erledigen. Außerdem zeichnet es sich durch eine hohe Präzision und eine stabile Klemmkraft aus, was es zu einem recht teuren Gerät macht.

● Elektrisches Spannfutter wird häufiger beim häuslichen Drehen auf Drehmaschinen verwendet. Es ist außerdem präzise und arbeitet mit harter Klemmung, nur dass es sich nicht drehen kann. Im Vergleich zum hydraulischen Spannfutter weist ein elektrisches Spannfutter eine geringere Stabilität auf, wodurch es besser für den Einsatz im Haushalt geeignet ist. Es ist außerdem einfacher zu installieren und zu einem relativ günstigen Preis erhältlich als ein hydraulisches Spannfutter.

● Pneumatische Spannfutter sind die kostengünstigsten, weisen jedoch im Vergleich zu hydraulischen und elektrischen Spannfuttern eine geringere Spannkraftstabilität auf. Aus diesem Grund werden sie häufig bei weniger anspruchsvollen Dreharbeiten eingesetzt, beispielsweise in kleinen Werkstätten, in denen Präzision keine so große Rolle spielt.

7. Kutschen

Der Schlitten befindet sich zwischen Spindelstock und Reitstock. Alle wichtigen Elemente wie Sattel, Querschlitten und Schürze sind in einem Schlitten untergebracht, der als Führung für das Schneidwerkzeug dient. Sein Hauptzweck besteht darin, die kontrollierte Bewegung des Werkzeugs über die Außenseite des Werkstücks zu lenken.

8. Schneidewerkzeuge

Schneidwerkzeuge bestehen aus verschiedenen Komponenten, die beim Drehen das Material abtragen. Je nach Schwere der Arbeit verfügen verschiedene Drehmaschinen über einzigartige Werkzeugeinsätze, die entsprechend den spezifischen Anforderungen des zu schneidenden Materials arbeiten.

9. Werkzeugrevolver

Werkzeugrevolver halten verschiedene Werkzeuge auf der Drehmaschine. Die Kapazität eines Werkzeugrevolvers zur Aufnahme von Werkzeugen hängt von seiner Konstruktion ab. Einige Revolver können mehrere Werkzeuge aufnehmen, während andere für die Aufnahme bestimmter Werkzeuge ausgelegt sind. Deshalb ist es wichtig, die Werkzeugrevolver für eine Drehmaschine entsprechend den Anforderungen der Drehbearbeitung sorgfältig auszuwählen.

10. Fußpedale

Fußpedale bieten eine einfache Möglichkeit, Komponenten wie den Reitstock oder das Spannfutter schnell zu öffnen und zu schließen. Auch wenn es wie eine einfache Aufgabe erscheint, trägt sie doch viel zur Gesamteffizienz des gesamten Drehprozesses bei.

Kurze Zusammenfassung

Um es kurz zusammenzufassen: Dies sind die Komponenten des CNC-Drehens und ihre grundlegende Funktionsweise:

Den CNC-Drehprozess verstehen

Unter Verwendung aller oben genannten Komponenten schneidet die Maschine das Material in die gewünschte Form. Allerdings werden nicht bei jedem Schneidvorgang alle Komponenten verwendet, da es auf die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Aufgabe ankommt.

Im Allgemeinen beginnt der CNC-Drehprozess beim Maschinisten der alle Anweisungen in das Bedienfeld eingibt, einschließlich Werkzeugweg, Schnittparameter und andere Spezifikationen für die Spindel. Das CNC-Bedienfeld aktiviert die CNC-Spindel und bestimmt die Geschwindigkeit und Richtung der Drehung.

Sobald dies geschieht, klemmt das Spannfutter im CNC-Spindelstock das Werkstück sicher in Position und ist bereit zum Schneiden. Der Reitstock auf der Rückseite wird ebenfalls aktiviert, allerdings nur bei Bedarf, und wird entlang des Bettes verstellt, um zusätzlichen Halt zu bieten.

Anschließend lädt der Werkzeugrevolver die erforderlichen Schneidwerkzeuge, die für die Durchführung des Arbeitsgangs erforderlich sind. Unterschiedliche Aufgaben erfordern unterschiedliche Schneidwerkzeuge, die alle im Revolver geladen sind.

Der Maschinist gibt erneut Anweisungen in das Bedienfeld ein, um den Werkzeugweg festzulegen und Schnittparameter wie Schnitttiefe, Vorschubgeschwindigkeit und Werkzeugeingriff anzupassen. Der Schlitten führt dann das Schneidwerkzeug, während es sich über das Werkstück bewegt, um es in die gewünschte Form zu schneiden. Während des gesamten Drehprozesses überwacht das CNC-System den Vorgang und nimmt bei Bedarf Anpassungen in Echtzeit vor.

Letzte Worte 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass beim CNC-Drehen Materialien wie Metall, Kunststoff und Holz in eine zylindrische Form geschnitten werden. Es gibt verschiedene Arten von CNC-Drehmaschinen, die jeweils für eine bestimmte Aufgabe ausgelegt sind. Aber normalerweise arbeiten alle Maschinen mit Komponenten wie einem Bedienfeld, Spindeln, Spindelstock, Reitstock, Betten, Spannfuttern und Schlitten, Werkzeugrevolvern und Schneidwerkzeugen sowie Fußpedalen. Zusammen folgen alle diese Komponenten den von einem Maschinisten eingegebenen Befehlen, um das Werkstück zu drehen und die unerwünschten Teile zu schneiden, um die erforderliche Form zu erreichen.