Bohren, Sägen, Fräsen und Drehen – das sind die verbreitetsten Verfahren in der Metallbearbeitung. Bei rotationssymmetrischen Bauteilen ist das Drehen in der Regel die Methode der Wahl, und das nicht ohne Grund. Ob Einzelteil, Kleinserie oder Massenproduktion, Drehmaschinen eignen sich für alle Ansprüche gleichermaßen. Was eine Drehmaschine genau ist und wie sie arbeitet, das erfahren Sie hier.
Was ist eine Drehmaschine?
Eine Drehmaschine, auch als Drehbank bekannt, ist eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück um eine Rotationsachse bewegt, so dass verschiedene Bearbeitungsverfahren wie Schneiden, Schleifen, Rändeln, Bohren, Verformen und Planen angewendet werden können. Dabei wird das Werkzeug so auf das Werkstück aufgesetzt, dass ein Objekt mit Symmetrie um die Rotationsachse entsteht. Die Werkstücke können aus verschiedenen Materialien bestehen, vorwiegend aus Metall, aber auch aus Holz, Kunststoff etc.
Drehmaschinen werden in der Drechslerei, der Metallbearbeitung, dem Metalldrücken, dem thermischen Spritzen, der Rückgewinnung und der Glasbearbeitung eingesetzt. Sie können auch zum Formen von Töpferwaren verwendet werden, z. B. ein der bekannten Form der einfachen Töpferscheibe. Die meisten entsprechend ausgerüsteten Drehmaschinen für die Metallbearbeitung können zur Herstellung beliebiger Rotationskörper, aber auch für Schraubengewinde, Spiralfedern usw. verwendet werden. Mit verschiedenen Arten von Spezialdrehbänken können dreidimensionale Körper von großer Komplexität hergestellt werden.
Das Werkstück wird in der Regel von einer oder zwei Zentrierspitzen gehalten, von denen mindestens eine horizontal verschoben werden kann, um unterschiedliche Werkstücklängen aufzunehmen. Je nach Anforderungen gibt es verschiedene weitere Methoden zum Halten des Werkstücks, zum Beispiel das Einspannen um die Drehachse mithilfe eines Spannfutters oder einer Spannzange. Auch eine Planscheibe kann hier eingesetzt werden, dabei halten Klemmen oder Klauenkupplungen das Werkstück.
Beispiele für Produkte, die auf einer Drehmaschine hergestellt werden können, sind:
- Schrauben
- Gewindestangen
- Gewehrläufe
- Tischbeine
- Schüsseln
- Stifte
- Musikinstrumente
- Jegliche Art von Wellen (Kurbelwellen, Nockenwellen etc.)
Wie arbeitet die Drehmaschine?
Die Drehmaschine gibt es – ja nach Anforderungen und Budget – als Tisch- oder Standmodell. Letzteres ist mit Beinen bzw. einem Gestell ausgestattet, wodurch das Bett der Drehmaschine auf Arbeitshöhe angehoben wird.
Fast alle Drehbänke verfügen über ein Bett, das horizontal ausgerichtet ist. CNC-Drehbänke können zusätzlich über ein geneigtes und/oder vertikales Bett verfügen, womit die Fertigung besonders komplexer Teile möglich wird. Drechselbänke, die auf das Drechseln großer Werkstücke spezialisiert sind, haben oft weder Bett noch Reitstock, sondern lediglich einen frei stehenden Spindelstock und eine freitragende Werkzeugauflage.
An einem Ende des Bettes (fast immer auf der linken Seite, da der Bediener der Drehbank gegenübersteht) befindet sich ein Spindelstock. Dieser enthält hochpräzise Spindellager. In den Lagern dreht sich eine horizontale Achse, die parallel zum Bett verläuft und als Spindel bezeichnet wird. Spindeln sind häufig hohl und haben an der Spindelnase (d. h. nach rechts bzw. zum Bett hin) einen innenliegenden Kegel, mit dem Werkstückhalterungen an der Spindel befestigt werden können. Die Spindeln werden angetrieben und übertragen die Drehbewegung Bewegung auf das Werkstück. Die Spindel wird meist durch Riemen- oder Zahnradantrieb von einem Elektromotor angetrieben.
Neben der Spindel und ihren Lagern enthält der Spindelstock häufig Mechanismen zur Umwandlung der Motordrehzahl in verschiedene Spindeldrehzahlen. Hierfür gibt es verschiedene Arten von Umschaltmechanismen, von einer Kegel- oder Stufenscheibe über eine Kegelscheibe mit Rückwärtsgang bis hin zu einem kompletten Getriebezug, das dem eines handgeschalteten Fahrzeuggetriebes ähnelt. Viele moderne Motoren sind mit elektronischen Drehzahlreglern ausgestattet, die Kegelscheiben oder Zahnräder überflüssig machen.
Das Gegenstück zum Spindelstock ist der Reitstock, der auch als „loser Spindelstock“ bezeichnet wird, da er an jeder beliebigen Stelle des Bettes positioniert werden kann. Der Reitstock enthält eine Trommel, die sich nicht dreht, sondern parallel zur Bettachse und in direkter Linie mit der Spindel des Spindelstocks ein- und ausfahren kann. Die Trommel ist hohl und verfügt in der Regel über eine Verjüngung, um das Einspannen verschiedener Werkzeuge zu erleichtern. Am häufigsten wird sie zur Aufnahme einer gehärteten Stahlspitze verwendet, die beim Drehen langer dünner Wellen zum Einsatz kommt, aber auch zur Aufnahme von Bohrern, mit denen axiale Löcher im Werkstück gefertigt werden können.
Drehmaschinen für die Metallbearbeitung haben einen Schlitten (bestehend aus einem Sattel und einer Schürze), auf dem ein Querschlitten sitzt. Hierbei handelt es sich um ein flaches Teil, das quer auf dem Bett sitzt und im rechten Winkel zum Bett gekröpft werden kann. Auf dem Querschlitten befindet sich in der Regel ein weiterer Schlitten, der sogenannte Kreuzschlitten, der zwei zusätzliche Bewegungsachsen bietet, nämlich eine Dreh- und eine Linearachse. Darüber befindet sich ein Werkzeughalter, der das Schneidwerkzeug aufnimmt. Hierbei handelt es sich meist um spezielle Drehmeißel Arten, die aus komplett aus Hartmetall gefertigt sind oder eine auswechselbare Schneide aus diesem Material besitzen. Die Schneide ermöglicht den Abtrag von Material am Werkstück.
