15.12.2021|Drehen

Alles rund?

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. Von den ersten fortschrittlicheren Drehmaschinen machten Feinmechaniker und Uhrmacher ab dem 17. Jahrhundert Gebrauch, ehe sie im Zuge der Industrialisierung flächendeckend in den Fabriken standen. Das grundlegende Prinzip des Drehens hat sich über die Jahrtausende 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.

Bereits das grundlegende Konzept des Drehens erlaubt ganz unterschiedliche Bearbeitungen an den zylinderförmigen Werkstücken. Beim Plandrehen wird die Stirnseite des Zylinders bearbeitet – entweder um eine ebene Fläche zu erzeugen oder auch um ein Werkstück abzustechen. Letzteres ist zum Beispiel bei der Bearbeitung mehrerer Drehteile von einer Stange üblich. Das Runddrehen hingegen geschieht an der Mantelfläche des Zylinders und erzeugt auf ihr eine kreisrunde Oberfläche. Die Herstellung von Gewinden erfolgt beispielsweise über das so genannte Gewindestrehlen.

Entwicklung zum Vielseitigkeitswunder

Turn & Mill Maschinen vereinen die 6-Seiten Komplettbearbeitung der Drehmaschinen mit der 5-Achs Bearbeitung.

Dass es noch viele weitere Drehprozesse gibt, belegt die Flexibilität moderner Drehmaschinen. Für die Bearbeitung von rotationssymmetrischen Bauteilen ist das Drehen nach wie vor die mit Abstand effizienteste Technologie. Die Kombination aus Drehzahlen von mehreren Tausend Umdrehungen pro Minute und Präzisionswerkzeugen mit hohen Standzeiten sorgt für höchste Effizienz und eine extrem genaue Fertigung. Noch produktiver wurden Drehmaschinen durch den Einsatz von Revolvern oder Linearträgern für die Aufnahme mehrerer Werkzeuge. In Verbindung mit einer Y-Achse wird die außermittige Bearbeitung sehr komplexer Werkstücke ermöglicht.

Highlight ist sicherlich die 6-Seiten-Komplettbearbeitung, die den Drehmaschinen vorbehalten ist. Neben der Hauptspindel verfügen die Drehmaschinen in diesem Fall über eine Gegenspindel. Damit kann das Werkstück auch von der Rückseite bearbeitet werden. Also von allen sechs Seiten.

Mehr Produktivität wird zum einen über den Einsatz mehrerer Werkzeugträger erreicht, wodurch mehrere Bearbeitungsschritte parallel ablaufen können, zum anderen durch den parallelen Einsatz mehrerer Drehspindeln. Die Königsklasse der Drehmaschinen, die Mehrspindeldrehautomaten, verfügen über bis zu acht Hauptspindeln und mehrere Gegenspindeln für die rückseitige Bearbeitung. Vom Grundsatz her wird hier der gesamte Bearbeitungsprozess auf die Haupt- und Gegenspindeln verteilt, die alle parallel arbeiten. Dadurch reduziert sich die Bearbeitungszeit massiv.

Automation ist bereits seit den 1960er Jahren ein Thema. Zunächst mittels Stangenlader. Hier wird das Rohmaterial automatisch durch die Drehspindel zugeführt. Mittlerweile  kommen hier auch Portallader oder Knickarm-Roboter zum Einsatz, die das Handling der Roh- und Fertigteile übernehmen. Mit dem Einzug NC-gesteuerter Drehmaschinen in den 1980er-Jahren wurde schließlich das heutige Zeitalter des Drehens eingeläutet.

Die zunehmende Komplexität von Werkstücken hat dafür gesorgt, dass Drehen und Fräsen – einst strikt getrennte Disziplinen – zunehmend verschmelzen. Revolver werden schon seit langem mit angetriebenen Werkzeugen ausgerüstet, so dass auch an rotationssymmetrischen Bauteilen, Fräsoperationen durchgeführt werden können. Dadurch vermeiden Anwender den Einsatz einer zweiten Maschine. Das spart zum einen Zeit. Zum anderen eliminiert es Ungenauigkeiten, die durch manuelles Umspannen entstehen können.

Aus dieser Entwicklung heraus sind vielseitige Dreh-Fräszentren entstanden, die über eine schwenkbare Frässpindel verfügen, analog einer 5-Achs Fräsmaschine. Damit wurde eine einzigartige Kombination geschaffen: Die Turn & Mill Maschinen vereinen die 6-Seiten Komplettbearbeitung der Drehmaschinen mit der 5-Achs Bearbeitung der Fräsmaschinen. Das ist heute das Maß der Dinge in der Fertigung hochkomplexer Werkstücke. Und die müssen längst nicht mehr rund sein.

DMG MORI mit Drehkompetenz seit 150 Jahren

Mit über 150 Jahren Erfahrung im Bereich Drehen verfügt DMG MORI über ein nahezu einzigartiges Know-How, das sich in etwa 20 Baureihen für nahezu alle Segmente dieser Zerspanungstechnologie widerspiegelt. So ermöglicht der Technologieführer die 6-Seiten-Komplettbearbeitung bereits im Einstiegssegment des Universaldrehens auf der CLX Baureihe, gefolgt von den Hightech-Drehzentren CTX und NLX. Ebenso das Segment der Turn & Mill Maschinen wird mit den CTX TC, NT und NTX Maschinen vollständig abgedeckt. Im Produktionsdrehen mit mehreren Werkzeugträgern können beispielsweise die Maschinen der CTX 4A und NZX zum Einsatz kommen. Aber auch das Segment des Automatendrehen wird abgedeckt. Das Sortiment umfasst die SPRINT Baureihe sowie die Mehrspindeldrehautomaten der GM und MULTISPRINT Baureihe. Damit diese Modellvielfalt allen Anwendern eine langfristige Wettbewerbsfähigkeit garantiert, sind alle Drehmaschinen auf die digitalisierte und automatisierte Fertigung ausgelegt.

CLX 450 TC Universaldrehmaschine - DMG MORI