Innovative Drehmaschinen für die Fertigung der Zukunft
Mit Wurzeln in der Bronzezeit gehört das Drehen zu den ältesten Fertigungsverfahren. Als Werkstoffe kamen Holz, Elfenbein und seit dem Mittelalter auch Metall zum Einsatz. Feinmechaniker und Uhrmacher nutzten ab dem 17. Jahrhundert fortschrittlichere Drehmaschinen. Im Zuge der Industrialisierung wurde das Drehen zu einer flächendeckenden Technologie. Das grundlegende Prinzip hat sich bis heute nicht verändert: Ein Werkstück wird über eine Drehspindel in Rotation versetzt und durch Kontakt mit einem Drehwerkzeug wird eine Schnittbewegung erzeugt. Das Werkzeug wiederum macht eine Vorschubbewegung, so dass das Werkstück über einen maschinenabhängigen Längsweg bzw. den Drehdurchmesser bearbeitet wird. Moderne Drehmaschinen übersteigen dieses einfache Prinzip bei weitem und gelten als immer flexiblere Präzisionswunder – vom Produktionsdrehen bis zur 6-seitigen Komplettbearbeitung.
Das Drehen zählt zweifelsohne zu den flexibelsten Zerspanungstechnologien. Es beginnt bei der Vielzahl an Drehverfahren. Denn fachlich erfolgt eine Differenzierung nach Merkmalen und Form der Oberfläche in das Plandrehen, das Runddrehen, Schraubdrehen (u.a. Gewindedrehen), das Wälzdrehen, das Profildrehen und das Formdrehen. Eine weitergehende Differenzierung erfolgt gemäß der Lage der Oberfläche in das Außen- und Innendrehen, unterteilt nach Oberflächengüte in Schrupp-, Schlicht- und Feindrehen. Vor allem die fortschreitenden Möglichkeiten der NC-Steuerungen und der Programmiertechnik haben dafür gesorgt, dass Drehmaschinen darüber hinaus noch vielseitiger werden. Für die Bearbeitung von rotationssymmetrischen Bauteilen ist das Drehen nach wie vor die mit Abstand effizienteste Technologie.
Universaldrehen, 6-Seiten-Komplettbearbeitung und Prozessintegration
Die Kombination aus Drehzahlen von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute und Präzisionswerkzeugen mit hohen Standzeiten sorgt für höchste Effizienz und eine extrem genaue Fertigung. Durch ihre stetige Weiterentwicklung wurden Drehmaschinen noch produktiver. Revolver oder Linearträger für die Aufnahme mehrerer Werkzeuge, angetriebene Werkzeuge, eine Y-Achse für die außermittige Bearbeitung und eine Gegenspindel gehören heute oftmals zum Standard eines modernen Drehzentrums. Ein Reitstock unterstützt bei Bedarf die Bearbeitung langer Werkstücke. Diese Ausstattung ermöglicht die Fertigung komplexer Drehteile in einem Arbeitsraum, was den Einsatz zusätzlicher Fräsmaschinen in vielen Fällen überflüssig macht.
Die Integration des Fräsens war der Beginn einer Evolutionsstufe, die bis heute anhält – die 6-seitige Komplettbearbeitung auf Dreh-Fräszentren. Leistungsstarke und um die B-Achse drehbare Dreh-Frässpindeln bringen die 5-Achs-Simultanbearbeitung auf das Niveau moderner Fräsmaschinen in den Arbeitsraum von Drehmaschinen. An einer Gegenspindel dreht die Maschine zudem die Rückseite eines Werkstücks, so dass ein fertig bearbeitetes Werkstück entnommen wird. Die Prozessintegration geht an dieser Stelle noch weiter. Mit Hilfe innovativer Technologiezyklen, wie DMG MORI sie anbietet, lassen sich auch Verzahnungen herstellen oder Schleifprozesse durchführen. In-Prozess-Messen komplettiert die Integration zusätzlicher Prozessschritte. So werden Toleranzen durchgehend geprüft und der Aufwand in der finalen Qualitätskontrolle minimiert.
Machining Transformation (MX) mit Hilfe innovativer Drehtechnologie
Vor dem Hintergrund des rasanten industriellen Wandels leisten innovative Drehmaschinen und Dreh-Fräszentren einen entscheidenden Beitrag auf dem Weg in Richtung Fertigung der Zukunft. Sie bilden eine perfekte Basis für Prozessintegration, eine der vier Säulen von Machining Transformation (MX) – ein Ansatz, mit dem DMG MORI Unternehmen befähigt langfristig wettbewerbsfähig zu arbeiten. Die zunehmende Integration von Prozessen resultiert in einer effizienteren Fertigung. Denn die Vorteile insbesondere der Komplettbearbeitung liegen auf der Hand: Sie reduziert Durchlaufzeiten auf ein Minimum, während Kapazitäten auf anderen Maschinen frei werden. Das schafft mehr Flexibilität in der Auftragsplanung. Gleichzeitig wird auch das Personal entlastet, wodurch Fachkräfte mehr Zeit für anspruchsvolle Aufgaben in der Arbeitsvorbereitung oder Qualitätskontrolle haben. Außerdem kommt die Fertigbearbeitung in einem Arbeitsraum der Bauteilqualität zugute, weil manuelles Umspannen der Vergangenheit angehört.
Drehmaschinen für jede Anwendung und jede Bauteilgröße
Mit über 150 Jahren Erfahrung im Drehen verfügt DMG MORI über ein ganzheitliches Know-How, das sich in rund 20 Baureihen unterschiedlicher CNC-Drehmaschinen widerspiegelt: Von der vielseitigen Uniwoversaldrehmaschine über innovative Dreh-Fräszentren (Turn & Mill) bis hin zum hoch wirtschaftlichen Produktionsdrehen wird dabei ein breites Anwendungsspektrum abgedeckt. Das Portfolio umfasst günstige Revolver-Drehmaschinen ebenso wie flexible Universaldrehmaschinen mit direktangetriebenen Werkzeugen, Gegenspindel oder Reitstock. Wo Universaldrehmaschinen wie die NLC, CTX und CLX Modelle an ihre Grenzen stoßen, fangen die Dreh-Fräszentren von DMG MORI erst an. Maschinen wie die CLX 450 TC oder die Modelle der CTX beta TC und CTX gamma TC Baureihen sowie die NTX Maschinen kommen überall dort zum Einsatz, wo anspruchsvolle Werkstücke effektiv und effizient komplett fertig gedreht und gefräst werden müssen. Die Produktionsdrehmaschinen beispielsweise aus der SPRINT Serie oder die NZ Plattform spielen ihre Stärken vor allem in der Serienfertigung aus. Das breit gefächerte Portfolio bietet Lösungen für die Bearbeitung kleinster Werkstücke bis hin zu Großbauteilen mit Durchmessern von über ø 1.000 mm und mehr als 6.000 mm Länge.
Optimale Auslastung durch automatisierte Drehbearbeitung
Die automatisierte Fertigung auf Drehmaschinen ist bereits seit den 1960er Jahren ein Thema, zunächst mittels Stangenlader. Hier wird das Rohmaterial automatisch durch die Drehspindel zugeführt. Die Möglichkeiten, Drehteile autonom zu fertigen haben sich seither enorm weiterentwickelt. Für DMG MORI ist das Thema eine weitere Säule der Machining Transformation (MX). Deshalb verleiht der Werkzeugmaschinenhersteller seinen Drehmaschinen, Dreh-Fräs-Bearbeitungszentren und Produktionsdrehmaschinen mit ganzheitlichen Automationslösungen zusätzliche Produktivität. Das Angebot reicht hier vom Stangenlader und integrierten Robotern für die automatische Werkstückentnahme über Gantry-Lader bis hin zu einer Reihe von flexiblen Roboteranwendungen für das autonome Be- und Entladen. Hier sind die Robo2Go Modelle, das MATRIS Light und das IMTR zu nennen. Die Automatisierung ist ein gewinnbringender Baustein, um auf dem globalen Markt langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben.
Wettbewerbsfähig und nachhaltig durch innovatives Drehen
Durch ihre enorme Vielseitigkeit präsentieren sich Drehmaschinen immer öfter als Rückgrat einer effizienten Fertigung. Mit der Fertigbearbeitung hochkomplexer Werkstücke liefern sie tagtäglich den Beweis, dass Produktivität und Präzision mühelos einhergehen können. Für Unternehmen in der Zerspanung haben Drehmaschinen folglich eine zentrale Bedeutung. Zum einen sichern sie durch ihre Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit eine langfristig wettbewerbsfähige Position am Markt. Zum anderen ermöglichen sie eine ressourcenschonende Fertigung, die im Einklang mit den zunehmend wichtigen Nachhaltigkeitsaspekten steht.
Wissenswertes zu Drehmaschinen
Was ist Drehen?
Die DIN (Deutsche Industrie Norm) definiert Drehen als „Spanen mit geschlossener, meist kreisförmiger Schnittbewegung und beliebiger, quer zur Schnittrichtung liegender Vorschubbewegung“. Die Drehachse der Schnittbewegung ist dabei werkstückgebunden. Das heißt sie behält ihre Lage zum Werkstück unabhängig von der Vorschubbewegung bei. Das Ziel beim Drehen ist es, das Werkstück in seiner geometrischen Form und in seinen Abmessungen präzise und in Übereinstimmung mit den technischen Zeichnungen herzustellen. Die Werkstückform wird dabei bestimmt durch die Geometrie des Werkzeugs und die Relativbewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug, das als Wirkpaar bezeichnet wird.
Was passiert beim Drehen?
Eine Drehspindel versetzt ein Werkstück in Rotation. Durch Kontakt mit einem Drehwerkzeug wird eine Schnittbewegung erzeugt. Das Werkzeug wiederum macht eine Vorschubbewegung, so dass das Werkstück über einen maschinenabhängigen Längsweg bzw. den Drehdurchmesser bearbeitet wird.
Wie ist eine Drehmaschine aufgebaut?
Drehmaschinen verfügen über eine Drehspindel, die das Werkstück in Rotation versetzt und Drehwerkzeuge, die das Werkstück bearbeiten. Ein Revolver bietet Platz für mehrere Werkzeuge, die je nach Bedarf an das Werkstück geführt werden. Alternativ oder zusätzlich verfügen Dreh-Fräszentren über eine Dreh-Frässpindel, die Werkzeuge aus einem externen Werkzeugmagazin einwechselt, um auch Fräsoperationen durchzuführen. Eine Gegenspindel erlaubt in fortschrittlichen Drehzentren zudem die rückseitige Bearbeitung von Werkstücken.
Was für Drehmaschinen gibt es?
Das Spektrum an Drehmaschinen reicht von Universaldrehmaschinen bis hin zu Dreh-Fräszentren für die 6-seitige Komplettbearbeitung. Mit Hilfe von angetriebenen Werkzeugen absolvieren viele Universaldrehmaschinen auch Fräsoperationen. Mehrspindlige Produktionsdrehmaschinen sind zudem für eine hochwirtschaftliche Drehbearbeitung großer Serien konzipiert.
Welche Bewegungen unterscheidet man beim Drehen?
Die Relativbewegungen bei der Zerspanung setzen sich generell aus einer Schnitt- sowie einer oder mehreren Vorschubbewegungen zusammen. Beim Drehen führt in der Regel das Werkstück die umlaufende Schnittbewegung aus und das Werkzeug die erforderlichen Vorschub- und Zustellbewegungen. Die resultierende Bewegung aus Schnitt- und Vorschubbewegungen heißt Wirkbewegung. Die Hauptschnittbewegung erfolgt beim Drehen.