Drehbänke werden seit mehreren Jahrhunderten verwendet, um Metallstücke zu bearbeiten. Metallbearbeitung im Allgemeinen hat schon immer auf Drehbänke vertraut, und Drehoperationen, um Stücke und Komponenten aus Metall herzustellen. Als eines der solidesten Materialien, die wir haben, erfordern Metalle viel Kraft und Geschwindigkeit, um sie präzise in industrielle Teile und Komponenten zu formen. Mit der Einführung moderner industrieller Verfahren haben sich die Drehbänke weiterentwickelt. Dieser Fortschritt umfasst nicht nur die zusätzlichen Fähigkeiten der Drehbänke, sondern auch andere Operationen, die Drehbänke jetzt ausführen können.
Metalle sind die Materialien, die die Fähigkeiten der Industrie und Fertigung wirklich auf die Probe stellen. Branchen, die häufig auf solide, langlebige Metallteile mit bestimmten Maßen, hohen Qualitätsstandards und engen Toleranzen angewiesen sind, streben ständig nach Verbesserungen der Metallproduktionsprozesse, von denen viele auf Drehmaschinen.
Metall- oder Stahl-Drehen ist ein wesentlicher industrieller Prozess, und die meisten Hersteller weltweit sind in der Lage, bestimmte Metall-Dreh- und Drehbänke durchzuführen. Mit dem Aufkommen von CNC-Techniken ist das Metall-Drehen heute viel überlegen, genauer und zuverlässiger. Dies hat im Wesentlichen ermöglicht, dass Metall-Drehoperationen noch komplexere Geometrien effizient produzieren können.
Was ist Metalldrehen
Metallbearbeitungsprozesse sind vielfältig, jeder mit spezifischen Verwendungszwecken und Anwendungen. Das gemeinsame Merkmal ist, dass sie alle auf den gleichen Dreh- und Fräsprinzipien basieren, aber spezieller für den Einsatz bei Metallen sind. Das Grundprinzip umfasst die Hochgeschwindigkeitsrotation des Metallwerkstücks und eines Schneidwerkzeugs oder Bohrkopfs, um Schnitte entlang verschiedener Achsen durchzuführen. Dieser Prozess basiert oft auf einer speziell dafür entwickelten Drehmaschine für Metallbearbeitung.
Metall- und Stahl-Drehen bezieht sich im Allgemeinen auf eine Reihe von Drehprozessen wie Bohren, Reiben, Rändeln und Nutenziehen, die alle auf demselben Prinzip basieren und oft im Rahmen desselben Prozesses durchgeführt werden. Moderne Metallbearbeitungsdrehmaschinen, insbesondere mit CNC-Fähigkeiten, können verschiedene Metallbearbeitungsprojekte in derselben Maschine automatisieren. Einer der Hauptvorteile des Metall-Drehens ist die Herstellung kreisförmiger Geometrien. Dies gilt weiterhin, obwohl moderne Techniken des Metall-Drehens inzwischen mehrere komplexe Geometrien erzeugen können. Derzeit ist der Prozess so angepasst, dass er auf eine Vielzahl von Metallen angewendet werden kann, einschließlich ferritischer Metalle wie Gusseisen und Stahl, Kupfer- und Nickellegierungen, Aluminium und anderen. Es wird genutzt, um Teile und Komponenten für viele Branchen herzustellen und ist eines der Grundpfeiler der Metallbearbeitung.
Prozessbeschreibung
Es gibt mehrere Arten von Metall-Drehmaschinen, jede mit unterschiedlicher Konfiguration und spezifischen Verwendungszwecken. Dennoch bleibt das Drehprinzip in all diesen Maschinen und ihren Operationen erhalten. Die häufigste Art von Metallbearbeitungsdrehmaschinen ist die sogenannte Zentrier- oder Motor-Drehmaschine. Dies ist im Wesentlichen eine automatisierte Drehmaschine mit einem Schneidwerkzeug. Die Metall-Drehmaschine besteht aus einer Vorrichtung, an der das Werkstück befestigt ist. Metallbearbeitungsdrehmaschinen funktionieren, indem sie das Metallwerkstück rotieren lassen, und das Schneidwerkzeug entfernt dann langsam Material von der äußeren Oberfläche des Werkstücks. Dabei sammeln sich oft kleine Metallstücke, Späne oder Späne um das Schneidwerkzeug. Ziel dieser Operation ist es, die Größe des Werkstücks auf die erforderlichen Maße zu reduzieren.
Dieser Prozess ist in der Regel in der Menge des Materials, das er entfernen kann, begrenzt. Er wird meist als Sekundärprozess betrieben. Industrielle Teile durchlaufen oft mehrere Prozesse, um ihre Grundform zu erhalten. Das Drehen ist in der Regel der letzte Schritt bei Metallteilen und wird hauptsächlich verwendet, um die Oberfläche zu verfeinern oder andere Details hinzuzufügen.
Materialien und Spezifikationen
Drehen ist ein sehr verbreiteter Zerspanungs- und Industrieprozess und wird häufig auf verschiedenen Materialien angewandt, einschließlich Kunststoff und einigen Arten von Stein. Das Metall-Drehen hingegen ist spezifisch für die Metallbearbeitung. Dies beeinflusst nicht nur die Prozessdetails, sondern Metalle kommen auch in einer Vielzahl von Sorten vor. Drehoperationen können auf die meisten Metalle angewandt werden. Dennoch können die Eigenschaften jeder Metallart den Prozess beeinflussen und erfordern besondere Aufmerksamkeit.
Unlegierter Stahl wird beispielsweise häufig in industriellen Anwendungen verwendet und ist bekannt für seinen hohen Kohlenstoffgehalt. Metalle mit hohem Kohlenstoff erfordern mehr Kraft und Vorschub der Maschine, um zu brechen. Unlegierter Stahl benötigt oft den höchsten möglichen Vorschub und einen Wischer-Einsatz, um das Clustern von Spänen am Rand zu vermeiden. Niedriglegierte Stähle unterscheiden sich in dieser Hinsicht erheblich. Die Legierungsgehalte und die Wärmebehandlung bestimmen die Zerspanbarkeit dieser Metalle. Stahlgütenserien sind die am häufigsten verwendeten ungehärteten niedriglegierten Metalle.
Hochlegierte Stähle sind widerstandsfähiger und enthalten in der Regel einen Legierungsgehalt von über 5%. Je härter sie sind, desto schwieriger werden sie zu bearbeiten und zu drehen. Feste Stahl-Einsätze sind auch für hochlegierte Stähle geeignet, wenn die Zerspanbarkeit sehr schwierig wird. Edelstahl ist ebenfalls häufig bei Metall-Drehoperationen, einschließlich austenitischer Edelstähle mit einem Nickellegierungsgehalt von über 20%. Diese verwenden in der Regel einen runden Einsatz. Die meisten festen Metalle basieren auf einem bestimmten Einsatzt-Typ (meist aus Gusseisen oder CBNWerkzeugverschleiß wird in der Regel bei der Arbeit mit sehr festen Materialien vorhergesehen. Daher gibt es spezielle Stahlqualitäten, die für unterschiedliche Einsatzarten verwendet werden, sei es bei intermittierenden Schnitten, komplexen Geometrien oder Schneidwinkel.
Verschiedene Drehbearbeitungsprozesse
Drehen ist ein wesentlicher industrieller und spanender Fertigungsprozess und umfasst mehrere ähnliche Prozesse. Obwohl Metalldrehen sich auf diesen Prozess bezieht, wenn er ausschließlich bei Metallen angewendet wird, haben die Fortschritte in Herstellung und Technologie die Fähigkeiten des Drehens mehr oder weniger auf eine Vielzahl von Materialien anwendbar gemacht. Auch die Einführung CNC hat mehrere spezifische und unspezifische Drehoperationen in die breitere Gruppe der Metallbearbeitungsdrehmaschinen integriert.
Es gibt einige feine Unterschiede zwischen dem grundlegenden Metalldrehen und verwandten Prozessen, aber alle basieren auf dem gleichen Grundprinzip des Drehens. Zum Beispiel erzeugt das Stufendrehen mehrere Oberflächen in einem runden Werkstück, jede mit einem anderen Durchmesser; das Endprodukt ähnelt Stufen, während das Konturdrehen auf der Verwendung von Tracern beruht, um die gewünschte Form auf einem rotierenden Werkstück zu erstellen. Einige Drehoperationen wie Nutenziehen und Absetzen können zusammen mit anderen Prozessen verwendet werden, was sie zu einer häufig genutzten Technik macht, während andere Operationen wie Bohren und Reiben eher für innere Oberflächen verwendet werden.
Vorteile und Einschränkungen
Als einer der am häufigsten angewandten industriellen Prozesse sind Metall-Drehoperationen einige der vorteilhaftesten und wirtschaftlich effizientesten industriellen Verfahren. Sie sind effizienter und erzeugen weniger Abfall im Vergleich zu anderen Methoden wie Schmieden, Stanzen oder Gießen. Der meiste Abfall entsteht während des Schneidprozesses in Form von Metallspänen. Diese können jedoch gesammelt und recycelt werden. Ein weiterer Vorteil des Metalldrehens ist die Kosteneffizienz. Es ist einer der werkzeugabhängigsten industriellen Prozesse. Dennoch sind die Werkzeugkosten oft niedrig. Solche Werkzeuge zeichnen sich durch extreme Härte und Haltbarkeit aus (da sie speziell für die Arbeit mit festen Metallen entwickelt wurden). Diese einfache Werkzeugtechnik macht das Metalldrehen kostengünstiger als andere industrielle Verfahren.
Trotz der Flexibilität und Haltbarkeit der beim Metalldrehen verwendeten Werkzeuge hat dieser Vorgang auch Grenzen. Vielleicht am auffälligsten ist die Oberflächenverzerrung oder Vertiefung. Eine CNC-Metall-Drehmaschine erfordert hochqualifizierte Arbeiter, insbesondere bei der Herstellung komplexer Geometrien. Hohe Drehzahlen, falsch kalkulierte Vorschubraten und ein sehr festes Metall können oft Unvollkommenheiten auf der Oberfläche oder Form des Werkstücks hinterlassen. Es ist oft schwierig, gleichbleibende Drehbedingungen zu gewährleisten. Werkzeuge können manchmal überhitzen. Stoß zwischen Schneidwerkzeug und sehr festem Metall bei hoher Drehzahl kann ebenfalls die Geschwindigkeit der Maschine beeinflussen, neben anderen Faktoren.
Häufige Anwendungen
Metall-Drehoperationen werden angewendet, um die meisten metallischen Industriebauteile herzustellen, insbesondere solche mit kreisförmigen Geometrien. Viele Alltagsgeräte verwenden gedrehte Metallteile. Zum Beispiel werden Beleuchtungsarmaturen und funktionale Zahnräder durch Drehen von Metallteilen hergestellt. Dies gilt auch für Beleuchtungsbalkone, die gedrehte Metallteile für Kappen und Blendungssteuerungen benötigen.
HVAC-Systeme bestehen fast ausschließlich aus Metall und bestehen aus großen kreisförmigen Metallrohren und Auslässen, die ausschließlich durch Drehen von Metallteilen hergestellt werden. Dieser Prozess wird auch für industrielle Zwecke genutzt. Lüfterabdeckungen für Induktionsmotoren und Prozesshülsen werden ebenfalls aus gedrehtem Metall gefertigt. Dieser Prozess kann auch verwendet werden, um Metallteile für architektonische Anwendungen herzustellen.
Fazit
Drehen ist ein wesentlicher industrieller Prozess, der von den meisten Herstellern bereitgestellt und beherrscht wird. Die kontinuierlichen technologischen Fortschritte machen das Drehen und andere ähnliche industrielle Prozesse zugänglicher und weiterentwickelt, sodass sie komplexere Aufgaben ausführen können. In den meisten industriellen Prozessen sind Metalle einige der zuverlässigsten Materialien, aber sie sind auch schwierig zu bearbeiten und zu verarbeiten. Metall-Drehoperationen entwickelten sich als Erweiterung der allgemeinen Drehverfahren, speziell für die Verwendung mit verschiedenen Metallen. Diese Entwicklung; die Fähigkeit, Metalle zu bearbeiten und zu formen, um Teile und Komponenten herzustellen, war ebenso revolutionär in der Fertigung wie in mehreren anderen Branchen.
