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Oberflächenbeschaffenheiten durch das Bearbeiten
Schruppen:
Ziel dieser Bearbeitung ist es, die größtmögliche Spanleistung zu erreichen ohne Rücksicht auf Maß und Formgenauigkeit des Werkstückes.
Schlichten:
Zerspanen mit dem Ziel eine gewünschte Maß und Formgenauigkeit zu erreichen, ohne Rücksicht auf die Spanleistung.
Wärme:
Im Allgemeinen entsteht Wärme durch:
- Scheren in der Scherebene und Stauchen des entstehenden Spanes
- Trennen des Werkstoffs unter Zugspannung über der Schneidkante
- Reibung zwischen Span und Spanfläche unter großer Flächenpressung
- Reibung an der Freifläche in einer kurzen Reibungszone welche so groß wie die
Verschleißmarke ist.
- Reibung im Span bei seiner endgültigen Formung.
Die meiste Wärme wird über den Span abgeführt.
Qualitätssicherung beim Drehen
Man spricht im Allgemeinen mehr über das Prüfen und Kontrollieren, da beim Drehen meist der Maschinenbediener das Werkstück noch im Spannfutter auf seine Maßhaltigkeit überprüft. Bei automatischen Drehbänken wird meistens nach Fertigung des Teils gemessen, Ausnahme dabei: Verarbeitung von extrem teuren Materialien. Zum Prüfen werden meist einfache Rachen-, Passungs- und Messlehren verwendet. Beim Drehen können Rautiefen Rz von 160 - 25µm (schruppen), 40 - 10µm (schlichten) und 16 - 2,5µm (feingeschlichtet) erreicht werden.
Drehen:
Drehen ist ein Fertigungsverfahren für Metalle oder Kunststoffe. Gedreht wird manuell auf einer Drehbank oder automatisiert auf einer Drehmaschine. Im Gegensatz zum Fräsen dreht sich hier das Werkstück und das fest eingespannte Werkzeug (Drehmeißel) wird am drehenden Werkstück mit Hilfe des Werkzeugschlittens entlang bewegt um einen Span abzuheben. In besonderen Fällen kann auch das Werkzeug die Drehbewegung ausführen.
Ablauf
Das Gussstück wird auf einen Stock gespannt und auf der Drehmaschine mit Vakuum festgehalten. Mit einem groben Drehstahl wird die harte Gusshaut, bei niedriger Drehzahl der Maschine, abgedreht.
Das so vorgedrehte Gussstück wird mit einer feineren Klinge und höherer Drehzahl weiter bearbeitet bis die Oberfläche glatt und glänzend ist. Bei den einzelnen Drehvorgängen wird das Gussstück mehrmals vom Rand ausgehend überdreht. Beim Überdrehen sollte die Klinge in verschiedenen Winkeln angesetzt werden, um Oberflächenfehler und Unebenheiten auszugleichen.
Drehmeißel:
Es wird grundsätzlich unterschieden in Drehmeißel mit Wendeschneidplatten und Drehmeißel aus Schnellarbeitsstahl. Wendeschneidplatten sind einsatzfertige Platten aus Hartmetall oder Schneidkeramik, welche nach Abnutzung einer Kante gewendet werden können.
Der Stechmeißel
Die Stechmeißel werden zum Versäubern verwendet. Ähnlich wie bei den Stählen gibt es auch hier unterschiedliche Breiten um auch in schwerer zugänglichen Stellen zu kommen.
Der Stechmeißel ist ein Stahl, der am Ende schräg angeschliffen wird.
Die Drehstähle
Stähle werden in erster Linie zum Entfernen der Gusshaut und Lötstellen beim Drehen verwendet. Sie werden nach den Bedürfnissen der zu drehenden Teile angepasst und geschliffen. Die Breite und Länge der Stähle richtet sich nach den benötigten Rundungen bzw Geraden.
Spannmittel:
Da Werkstücke einfach gespannt und möglichst genau positioniert werden müssen, gibt es beim Drehen verschiedenste Möglichkeiten. Das Bekannteste und am meisten Verwendete ist das Dreibackenfutter. Des weiteren existieren noch Zwei-, Vierbackenfutter, Axialspannfutter, Kraftspannfutter, Aufspannwinkel, Planscheiben und Spannzangen. Prinzipiell spannt man freitragend oder mit Gegenhalterspitze, dabei wird das Rundteil von der Gegenseite her in einer Zentrierbohrung unterstützt. Bei extrem langen und/oder schweren Rundteilen kann man das Drehteil noch mit Hilfe eines sog. Setzstocks unterstützen. Dieser wird entweder auf den Werkzeugschlitten mit aufgesetzt (mitlaufender Setzstock), oder auf die Drehmaschine montiert (feststehender Setzstock). Beim Spannen ist auf festen, mittigen Sitz des zu bearbeitenden Materials zu achten, wobei das Werkstück durch die Haltekräfte verformt bzw. die Oberfläche beschädigt werden kann. Bei hohen Drehzahlen vermindert die Fliehkraft die Haltekraft jedoch so stark, dass hier spezielle Futter mit Fliehkraftausgleich verwendet werden. Das Dreibackenfutter besitzt verschiedene auswechselbare Backen um verschiedenste Werkstücke sowohl von innen als auch von außen greifen zu können.
Als weitere Einflussgröße ist die Einspannung des Drehmeißels zu beachten. Dieser sollte mittig zur Drehachse und möglichst kurz gespannt werden.
Bei Einstellung außerhalb der Mitte verändern sich Frei- und Spanwinkel, was jedoch Maßfehler sowie eine schlechtere Oberfläche zur Folge hat.
Verfahren
Je nach:
- Lage der Bearbeitungsstelle am Werkstück, spricht man von Außendrehen und
Innendrehen.
- Vorschubrichtung wird zwischen Längsdrehen und Querdrehen unterschieden.
- Bearbeitungsfläche wird unterschieden in Runddrehen, Plandrehen, Schraubdrehen,
Wälzdrehen, Profildrehen und Formdrehen.
Drehverfahren
- Runddrehen:
Es wird eine zylindrische Fläche erzeugt. Man unterscheidet je nach Vorschubbewegung
bzw. Materialabtragungswert.
- Längs-Runddrehen (längs zur Drehachse)
- Quer-Runddrehen (quer zur Drehachse)
- Breitschlichtdrehen
- Schäldrehen
- Plandrehen:
Es wird eine rechtwinklig zur Drehachse liegende Fläche erzeugt. Man unterscheidet je nach
Vorschubbewegung.
- Quer-Plandrehen
- Quer-Abstechdrehen
- Längs-Plandrehen
- Schraubdrehen:
Es ist ein Drehen mit Profilwerkzeug zur Erzeugung von Schraubflächen. Der Vorschub
bestimmt die Steigung der Schraube.
- Wälzdrehen
- Profildrehen:
Es wird die Form des Profilwerkzeugs auf das Werkstück übertragen.
- Quer-Profildrehen
- Längs-Profildrehen
- Formdrehen:
Es wird die Form des Musters per Schablone oder numerisch auf das Werkstück übertragen.
- Freiformdrehen (Längs- und Quervorschub werden von Hand gesteuert)
- Nachformdrehen (Vorschubbewegung wird von einer Musterform abgetastet)
- NC-Formdrehen (Vorschübe werden numerisch gesteuert)
- Unrunddrehen (die Vorschubbewegung wird während der Werkstückrotation ausgeführt)
- Kegeldrehen