Grundlagen zum Drehen

Schlichten:

Niedriger Vorschub, niedrige Schnitttiefe und hohe Schnittgeschwindigkeit → glättl. Oberfläche und geringes Spanvolumen

Schruppen:

Großer Vorschub, große Schnitttiefe und geringe Schnittgeschwindigkeit → raue Oberfläche, großes Spanvolumen

Vorschubbewegung:

Sorgt für stätige oder schrittweise Spanabnahme

Stätig: Drehen, Bohren

Schrittweise: Stoßen, Hobeln

Zustellbewegung:

Bestimmt die Schnitttiefe, daher wie tief das Werkzeug in das Werkzeug eindringt

Sie ist normal auf die Vorschubbewegung

Abhängig von:Werkzeug

Werkstoff des Werkstücks

Oberflächenanforderungen

Leistung der Maschine

Anstellbewegung:

Damit wird vor dem Spanvorgang das Werkzeug an das Werkstück herangeführt

Drehen

Ist das spanen mit kreisförmiger Schnittbewegung des Werkstücks und quer zur Schnittrichtung liegender Vorschubbewegung des Werkzeugs.

Durch das Drehen können Werkstücke gefertigt werden, die zylindrisch, kegelig oder kugelig sind.

1. Drehverfahren

Innen-/ Außendrehen , abhängig von Bearbeitungsstelle

Lenks-/ Querplandrehenl, Abhängig von Vorschubbewegung des Werkzeuges im Bezug auf die Werkzeugachse

Einstechen:

Einstechmeißel; Drehen von ringförmigen Nuten

Normal auf die Drehachse des Werkstücks

Abstechen:

Trennen des Werkstücks; Bewegung wie beim Querplandrehen

Formdrehen:

z.B.: Kegeldrehen

Schreubdrehen: Gewindedrehen

Profildrehen

2. Das Drehwerkzeug

Je nach Spanabnahme und Oberflächengüte unterscheidet man schruppen und schlichten: großer Spanquerschnitt durch größtmöglichen Vorschub und Zustellung. Kleiner Spanquerschnitt durch kleinen Vorschub bei hoher Schnittgeschwindigkeit.

Freiwinkel Alpha: Abhängig vom zu bearbeitenden Werkstoff: 8- 12 Grad

Keilwinkel Beta: -----------------------,-----------------------------------: 60-80 Grad

Spanwinkel Gamma: ---------------------------,-------------------------: 5- 25 Grad

Einstellwinkel: Winkel zwischen Hauptschneide und Werkstückachse

Er beeinflusst die Form des Spanquerschnittes sowie die Größe der Vorschubkraft und die Richtung des Schnittdruckes.

Eckenwinkel: Winkel zwischen Haupt und Nebenschneide

Er ist beim Schruppmeißel größer gleich 90 Grad (großer Vorschub, große Schnittiefe; Werkzeug muss stabil sein.

Neigungswinkel Landa: Bestimmt die Lage der Hauptschneide im Bezug auf das Werkstück und beeinflusst den Spanablauf. Bei positivem Neigungswinkel: Landa beginnt der Anschnitt an der Schneidenecke → Der Spanablauf ist günstig.

Bei negativem Neigungswinkel nimmt man einen ungünstigen Spanablauf in Kauf. Jedoch kommt hier die Schneidenecke zuletzt zum Schnitt und verschleißt deshalb langsamer.

3. Schneidstoffe der Drehmeißel:

Als Schneidstoffe kommen beim Drehen HM und Oxydkeramische Schneidstoffe zur Anwendung. HSS verliert zunehmend an Bedeutung.

HSS: Drehmeißel aus HSS sind zäh und hart und können bei Bedarf nachgeschliffen werden. Bedingt durch die geringe Wärmefestigkeit (maximale Temperatur an der Schneide: 600 Grad) ergeben sich auch geringe Schnittgeschw. Und damit geringe Schnittleistungen.

HM: Die Schneidplatten aus HM werden auf den Drehmeißelschaft geklemmt, oder durch Hartlöten fest verbunden. Die Wärmefestigkeit liegt bei 900 Grad (höhere Schnittgeschwindigkeiten)

Oxydkeramische Schneidstoffe: Aus Al-Oxid (Al2O3), sind extrem hart und verschleißfest, aber sehr stoßempfindlich.

Mit diesen Schneidstoffen (als Wendeschneidplatten) werden sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten aufgrund der möglichen Schneidetemperatur (1300 Grad) erreicht.

Kühl und Schmiermittel senken die Reibung und erhöhen die Standzeit des Werkzeuges.

Bei HM Werkzeugen muss (wenn überhaupt gekühlt wird) eine ununterbrochene Kühlung gewährleistet sein, um Spannungsrisse zu verhindern (sonst entstehen Spannungsrisse)

4. Drehmeißelarten

Siehe Skizzenblatt Seite 1

5. Arbeitsbewegungen

a. Schnittgeschwindigkeit Vc

Die Umfangsgeschwindigkeit ist abhängig vom zu bearbeitenden Werkstoff und eine Funktion des Durchmessers des Werkstücks und der Einstellmöglichkeit der Drehzahl. Die Schnittgeschwindigkeit ist beim Lenksdrehen konstant, ändert sich beim Querdrehen bis zu Vc= 0.

Die Schnittgeschwindigkeit hängt im wesentlichen ab von:

Werkstoff des WerkstücksWerkstoff des WerkzeugesDer gewünschten Oberflächengüte

b. Vorschub f

Beeinflusst die Oberflächengüte

Zum Schlichten werden kleinere Vorschübe gewählt (0.05mm bis 2 mm pro Umdrehung)

Zum Schruppen werden größere Vorschübe gewählt

Beim Schruppen ergibt sich großes Spanvolumen (durch den hohen Vorschub)

c. Spanquerschnitt A

ap….. Schnittiefe

Ist das Produkt aus Vorschub und Spantiefe (Schnitttiefe) und wird in seiner Form vom Einstellwinkel Kappa beeinflusst

ap

Günstige Spanquerschnitte werden durch eine große Schnitttiefe bei gleichzeitig kleinem Vorschub erzielt: ap:f 3:1 bis 8:1

Der Spanquerschnitt und somit das Spanvolumen sind vom Schneidenwerkstoff sowie von der Leistungsfähigkeit und Stabilität der Drehmaschine abhängig.

6. Spannen der Werkzeuge

Der Drehmeißel wird in einem Drehspannhalter eingespannt: fest und schwingungsfrei, da große Kräfte wirken

l max = 1.5 x h

Die Hauptschnittkraft Fs beansprucht den Drehmeißel auf Biegung = L muss sehr kurz sein.

Erläuterung zum Skizzenblatt Seite 2 (mitte)

Die richtigen Größen der Spanrelevanten Winkel werden nur erreicht, wenn der Drehmeißel auf die Mitte des Werkstückes ausgerichtet ist = Vergleich mit der Mitte des Reitstockes

Beim Schruppen größerer Werkstücke kann die Schneide etwas über der Mitte stehen → Spanwinkel Gamma wird größer und damit die Schnittleistung erhöht.

Unter Mitte eingespannte Drehmeißel verkleinern den Spanwinkel Gamma → Es können Rattermarken entstehen und es besteht die Gefahr, dass der Drehmeißel in das Werkstück gezogen wird (durch die Richtung der Schnittkraft Fc)

Spannen der Werkzeuge:

a. 3- bzw. 4 Backenfutter

Ist das gebräuchlichste Spannmittel und wird händisch, hydraulisch oder elektromagnetisch betätigt.

Bei Handbetätigtem Spanfutter erfolgt die Bewegung der Spannbacken über Planspirale. Die Backen greifen in die Planspirale ein. Durch verdrehen der Planspirale werden alle Backen gleichmäßig in radialer Richtung bewegt →Selbstzentrierung.

b. Planscheibe

4 unabhängig einzustellende Spanbacken werden eingestellt und festgeklemmt. Damit passen sie sich an unregelmäßig geformte Werkstücke an.

c. Spannen zwischen den Spitzen

Lange zylindrische Werkstücke werden zwischen den Körnerspitzen vom Arbeitsspindel und Reibstock gespannt.

Die Übertragung der Drehbewegung erfolgt über einen Mitnehmer (Drehherz, das über eine Mitnehmerscheibe mit der Antriebswelle verbunden ist.

d. feststehender bzw. mitlaufender Setzstock

lange Werkstücke neigen bei der Bearbeitung zu Durchbiegung

Der feststehende Setzstock wird am Werkzeugschlitten befestigt und läuft mit dem Werkzeug mit.

Drehmaschinen:

a. Leit und Zugspindelmaschine

Zeichnung Skizzenblatt Seite 3

Wird für die Einzelfertigung und Kleinserienfertigung verwendet.

Sie ist in folgende Baugruppen gegliedert:

1. Spindelstock

Enthält die gesamte Antriebseinheit (= Elektromotor mit Getriebe; für unterschiedliche Drehzahlen)

2. Reibstock

Dient als Gegenlager bei der Bearbeitung längerer Werkstücke und zur Aufnahme von Werkzeugen (Bohrer, Senker, Reibahle)

3. Werkzeugschlitten

Besteht aus Bettschlitten, Querschlitten und dem Oberschlitten. Somit kann das Werzeug in Richtung der Drehachse (Vorschubbewegung beim Lenksdrehen) und senkrecht zur Drehachse (Zustellbewegung) bewegt werden.

4. Zugspindel

Wird über das Vorschubgetriebe in Bewegung versetzt

5. Leitspindel

Dient zum Gewindeschneiden

b. CNC „Computerized Nummerical Controlled“

Zeichnung siehe Skizzenblatt

Der wesentliche Unterschied zur klassischen a. Leit und Zugspindelmaschine ist, dass Haupt und Vorschubbewegung getrennte bzw. eigenständige Einheiten sind.

Für bestimmte Dreharbeiten wie z.B. das Gewindeschneiden findet die notwendige Kopplung von Haupt und Vorschubantrieb elektronisch statt. Weiters sei die Schrägstellung des Maschinenbettes erwähnt. Diese ermöglicht dem Facharbeiter einen guten Zutritt zum Werkstück und zu den Werkzeugen.

Zudem wird der Abtransport der Späne erleichtert.

Die vollständige Kleidung der Maschine dient zum Schutz des Facharbeiters und der Umwelt.