Dreherei

Universaldrehmaschine beim Bearbeiten von Aluminium

Drehen ist ein zerspanendes Fertigungsverfahren für Metalle und Kunststoffe. Gedreht wird manuell auf einer Drehbank oder automatisiert auf einer Drehmaschine. Im Gegensatz zum Fräsen dreht sich hier das Werkstück beziehungsweise Halbzeug; es führt die Hauptschnittbewegung mit seiner Rotation aus. Das fest eingespannte Werkzeug (Drehmeißel) wird am drehenden Werkstück mit Hilfe des Werkzeugschlittens entlang bewegt, um einen Span abzuheben; es führt die Zustell- und Vorschubbewegung aus. Nur in besonderen Fällen (beispielsweise bei Gewindewirbeln) trägt auch das Werkzeug zur Schnittbewegung bei.

In der Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 zählt das Drehen als Trennverfahren.

Beim klassischen Drehen werden hauptsächlich rotationssymmetrische (runde) Teile bearbeitet. Die moderne Technologie einer CNC-Drehmaschine macht es möglich, auch Werkstücke zu fertigen, die früher nur auf einer Fräsmaschine zu produzieren waren.

Sind die Drehteile im mikroskopischen Bereich (sogenannte Kleinstdrehteile), beispielsweise in der Uhren- oder Medizinalindustrie sowie der Mikrotechnik, spricht man von Décolletage.

In der Holzbearbeitung heißt ein ähnliches Verfahren Drechseln. Es hat mit dem Drehen die rotierende Werkstückbewegung gemeinsam, unterscheidet sich jedoch vom Drehen über die manuelle Führung der Drechselwerkzeuge, derweilen eine Drehmaschine nicht nur Führungen rotatorischer Art zur Drehbewegung von Futter und Werkstück, sondern auch Linearführungen zur (meist zweiachsigen) Zustellung des Werkzeugs hat: den Längs-Support und den in aller Regel 90 Grad quer darauf montierten Plan-Support.

Achsen beim Drehen

Die Bezugsachse beim Drehen ist die Rotationsachse der Hauptspindel, um die sich das Werkstück und das Futter dreht. Diese wird normalerweise als Z-Achse bezeichnet und zeigt vom Futter in Richtung Reitstock. Senkrecht darauf steht die X-Achse. Beim reinen Drehen gibt es keine y-Achse, die Höhe des Werkzeugs über der XZ-Ebene wird beim Rüsten fest eingestellt, meist liegt die Schneide exakt in der XZ-Ebene. Bei Dreh-Fräszentren kann es weitere Achsen geben.

Die Skalenteilung und eventuelle Meßsysteme bei der X-Achse verdoppeln die tatsächliche Bewegung. Eine Bewegung des Werkzeugs um einen Millimeter wird mit zwei Millimeter angezeigt, da die Bewegung sich auf den Werkstück-Radius auswirkt und damit der Werkstückdurchmesser um zwei Millimeter geändert wird.

Bei rechnergesteuerten Drehmaschinen wird meist der Winkel der Hauptspindel als dritte Koordinate angezeigt und bei entsprechenden Fähigkeiten der Hard- und Software auch geregelt.

Drehverfahren

Die bearbeitete Fläche ist farbig markiert

Längs-Rund-Drehen

Quer-Plan-Drehen

Quer-Stech-Drehen

Längs-Stech-Drehen

Die Drehverfahren können nach verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden:

Lage der Bearbeitungsstelle

Je nachdem, wie die Bearbeitungsstelle am Werkstück liegt, spricht man von Außendrehen oder vom Innendrehen. Beim Außendrehen werden die Außenflächen bearbeitet, beim Innendrehen Flächen, die in einer Bohrung liegen.

Bewegungsrichtung

Je nach Vorschubrichtung wird zwischen Längsdrehen und Querdrehen unterschieden. Beim Längsdrehen bewegt sich das Werkzeug längs der Rotationsachse (Z-Achse), beim Querdrehen senkrecht/quer dazu, also entlang der X-Achse. Dies sind die grundlegenden Bewegungen beim Drehen. Kompliziertere Formen werden durch die Überlagerung beider Bewegungen erzeugt. Wenn sich das Werkzeug auf einer geraden Bahn in einem Winkel zur Z-Achse bewegt entstehen Kegelflächen. Beim Formdrehen kann sich das Werkzeug auch auf beliebig gekrümmten Bahnen bewegen und damit die verschiedensten rotationssymmetrischen Formen erzeugen.

Nachformdrehen

NC-Formdrehen

geometrische Form der bearbeiteten Fläche

• Runddrehen, es entsteht die Mantelfläche eines Zylinders
• Plandrehen, es entsteht die Grundfläche eines Zylinders, also eine Ebene
• Kegeldrehen, es entsteht die Mantelfläche eines Kegels
• Schraubdrehen, es entstehen Flächen entlang einer Schraubenlinie
• Profildrehen, die Form des Werkzeugs wird auf das Werkstück übertragen, z.B. zum Abrunden von Ecken mit einer viertelkreisförmigen Werkzeugschneide
• Formdrehen, eine beliebige rotationssymmetrische Fläche wird durch die dazu passende Werkzeugbahn erzeugt. Formdrehen kann weiter unterteilt werden in:
  • Freiformdrehen, hierbei wird das Werkzeug entweder mit der Hand geführt und auf eine Stütze aufgelegt oder die zwei Kurbeln (für Z- und X-Achse) werden gleichzeitig manuell betätigt. Hierzu ist eine gewisse Übung nötig, maßhaltige Werkstücke können so nicht hergestellt werden.
  • Nachformdrehen, hierbei wird die Form eines Musters elektronisch oder mechanisch abgetastet und auf das Werkzeug und damit auf das Werkstück übertragen.
  • NC-Formdrehen, die Werkzeugbahn wird durch ein Programm von einem Rechner gesteuert.
• Unrunddrehen, es entstehen Flächen, die nicht rotationssymmetrisch sind, z.B. der Sechskant-Kopf einer Schraube
• Hinterdrehen, das Herstellen von Freiflächen, z. B. an einem Fräserrohling

Schruppen & Schlichten

Schruppen von Aluminium

Schlichten

Stechdrehen bei Aluminium

Wie bei vielen anderen spanenden Fertigungsverfahren kann man auch beim Drehen zwischen einem Schrupp- und einem Schlicht-Arbeitsgang unterscheiden.

Drehen - Stechdrehen - Abstechen

Beim Drehen wird das Werkzeug an der Oberfläche entlang bewegt, beim Abstechen wird direkt in das zu bearbeitende Halbzeug geschnitten, so dass es sich vom Rest ablöst, es wird also in das Werkstück hineingestochen. Viele Profil-Werkzeuge werden im Stechdrehverfahren verwendet, z.B. zum Herstellen von Nuten für Sicherungsringe. Wird mit dem Stechdrehen bis zur Werkstückmitte fortgefahren, so kann das Werkstück vom eingespannten Halbzeug getrennt werden. Dies nennt man dann Abstechen.

Gewindedrehen - Gewindestrehlen

Bei beiden Verfahren wird ein Werkzeug im Längsdrehverfahren benutzt. Der Vorschub entspricht der Gewindesteigung, damit hinterlässt das Werkzeug eine Spur auf der gewünschten Schraubenlinie. Beim Gewindedrehen wird ein Profil-Werkzeug verwendet. Dessen Profil entspricht der Form des gewünschten Gewindes, z.B. ein 60°-Winkel für ein metrisches und ein 55°-Winkel für ein Rohr-Gewinde. Da die Schnittkräfte vor allem bei groben Gewinden bei einem einzigen Durchgang zu groß sind, wird dieses Werkzeug mehrmals durch dieselbe Spur bewegt, jedes mal ein Stückchen tiefer. Im Unterschied dazu hat ein Werkzeug für das Gewindestrehlen mehrere Schneiden hintereinander. Jede hat das Profil des Gewindes, der Abstand der Schneiden entspricht der Steigung. Die Schneiden sind versetzt angeordnet, so dass jede ein Stückchen tiefer in der Spur ihres Vorgängers läuft.

Das Gewindedrehen ist flexibler als das Gewindestrehlen, da mit demselben Werkzeug Gewinde unterschiedlicher Steigung gefertigt werden können. Dafür benötigt man für das Gewindestrehlen nur einen einzigen Durchlauf, die Bearbeitungszeit ist somit deutlich kürzer.

Mit Gewindedrehen können auch keglige Gewinde hergestellt werden. Damit das Gewindewerkzeug sich pro Umdrehung exakt um die Steigung weiterbewegt wird seine Vorschubbewegung entweder mechanisch an den Spindelantrieb gekoppelt, oder die Vorschubbewegung wird elektronisch mit der Spindeldrehung synchronisiert.

Werkzeuge

Wendeschneidplatten zum Schruppen	Wendeschneidplatten zum Schlichten	Halter für Stechplatten	Stechplatten
Halter für Profil-Wendeschneidplatten	Profil-Wendeschneidplatte zum Gewinde drehen

Wie bei anderen spanenden Fertigungsverfahren unterliegen die Werkzeugschneiden auch beim Drehen einem Verschleiß.

Siehe auch

• Regenerativeffekt

Weblinks