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Drehmaschinen
Auf einer Universaldrehmaschine können fast alle vorkommenden Dreharbeiten ausgeführt werden. Weil auch Werkstücke zwischen Spitzen gespannt werden können, wird sie auch Spitzendrehmaschine genannt. Universaldrehmaschinen sind meist mit einem maschinellen Antrieb für den Vorschub ausgestattet und können dann auch als Leit- und Zugspindeldrehmaschinen bezeichnet werden.
Die tragende Baugruppe ist das Drehmaschinenbett mit den Führungsbahnen. Es ruht auf dem Gestell und trägt den Spindelstock, den Reitstock und den Werkzeugschlitten.
Das Drehmaschinenbett ist aus Gusseisen, mit kräftigen Holmen und Rippen versteift und mit dem Gestell verschraubt oder in einem Stück gegossen. Zur Schwingungsdämpfung sind die Hohlräume mit Sand oder Polymerbeton gefüllt.
Die Form der Führungsbahnen und ihre Qualität sind für die Arbeitsgenauigkeit der Drehmaschine sehr wichtig.
Die Arbeitsspindel wird im Spindelstock in Präzisionswälzlagern geführt. Von der Lagerung und Steifigkeit der Arbeitsspindel hängt die Güte der Dreharbeit ab.
Die Lager der Arbeitsspindel müssen fortlaufend geschmiert und regelmäßig gewartet werden.
Zur Aufnahme eines Drehmaschinenfutters oder einer Planscheibe verwendet man einen Kurzkegel mit Bajonettscheibenbefestigung. Zentrierspitzen, Stirnmitnehmer und Spannzangen werden in einen Innenkegel eingesetzt.
Bei Universaldrehmaschinen dient als Antrieb der Arbeitsspindel ein Drehstrommotor zusammen mit einem Schieberäder- od. Kupplungsgetriebe. Meist sind zw. 24 und 36 Drehzahlen mit geometrischen Stufung schaltbar.
Die Vorschubbewegung wird von der Arbeitsspindel abgeleitet und mit dem Wendegetriebe kann die Vorschubrichtung geschaltet werden (zB: zum Drehen von Rechts- oder Linksgewinden).
Das Wendegetriebe wird über Wechselräder oder Keilriemen mit dem Vorschubgetriebe verbunden. Mit dem Vorschubgewinde wird die Vorschubgröße und die Weiterleitung an die Zug- oder Leitspindel geschaltet.
Der Werkzeugschlitten dient zum Spannen und Bewegen der Drehwerkzeuge und besteht aus Schlosskasten, Bettschlitten, Planschlitten und Oberschlitten mit der Spannvorrichtung.
Der Bettschlitten dient zur Längsbewegung der Drehwerkzeuge, er wird auf dem Drehmaschinenbett geführt und kann zum Plandrehen festgeklemmt werden.
Der Planschlitten dient zur Querbewegung.
Der Oberschlitten ist um 360° schwenkbar und in beliebiger Richtung von Hand zu bewegen. Weiter trägt er die Spanneinrichtungen für die Drehwerkzeuge.
Der Schlosskasten enthält die Schaltelemente für die Vorschubbewegungen und für die Hauptkupplung.
Die Zugspindel ist eine glatte Welle mit Längsnut oder Sechskantprofil. Sie überträgt die Kraft für den Längs- und Quervorschub.
Die Leitspindel ist ein Trapezgewindespindel, die den Bettschlitten beim Gewindedrehen über die teilbare Schlossmutter antreibt.
Der Reitstock wird auf das Drehmaschinenbett geklemmt. Die Reitstockpinole kann mit einem Handrad über eine Gewindespindel verschoben und festgeklemmt werden.
Im Werkzeugkegel der Reitstockpinole werden Zentrierspitzen oder Bohrwerkzeuge aufgenommen. Beim Drehen von langen Wellen dient der Reitstock als Stützeinheit.
Zum Kegeldrehen ist der Reitstock quer zur Drehachse verstellbar.
Die Verwendung numerischer Steuerungen ermöglicht eine wesentliche Steigerung der Produktivität. Drehteile mit nicht zylindrischen Formen (zB: Kegel, Formeinstiche, Rundungen) sind ohne umrüsten der Maschine und ohne Profilmeißel herzustellen.
CNC-Drehmaschinen sind so oft schon bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich.
CNC-Drehmaschinen arbeiten mit hohen Antriebsleistungen, großen Schnittgeschwindigkeiten und hoher Maßgenauigkeit der Werkstücke. Daraus ergeben sich besondere Anforderungen gegenüber der Konstruktion von CNC-Drehmaschinen.
Zum Schutz vor Spänen und Kühlschmierflüssigkeit muss der Arbeitsraum der Maschine vollständig geschlossen werden können.
Ein Hydraulikaggregat liefert den Druck für die Betätigung der Kraftspanneinrichtungen, des Werkzeugwechslers, der Reitstockpinole und der selbstzentrierenden Lünette.
Zum Antrieb der Arbeitsspindel wird ein Gleichstrommotor oder ein frequenzgesteuerter Drehstrommotor verwendet.
CNC-Drehmaschinen besitzen eine stufenlose Drehzahl- und Vorschubregelung.
Das Drehmaschinenbett muss besonders steif und schwingungsdämpfend sein. Gleichzeitig ist auf einen guten Abfluss der Späne und Schutz der Führungen zu achten. Für Maschinen mit hoher Leistung wird daher meist ein Schrägbett mit abgedeckten Führungen verwendet.
Als Werkzeugträger verwendet man Mehrfachhalter (zB: Revolverkopf)
Hier sind wesentlich umfangreichere Werkstückformen, als auf Maschinen ohne numerischer Steuerung, ohne Umrüsten herstellbar. Bereits eine Zweiachsen-Bahnsteuerung (2 Achsen in Funktionszusammenhang, bewegen sich gleichzeitig) ermöglicht beliebige Konturen wie Kegel, Einstiche und Kugeln.
Mit einer gesteuerten Bewegung der Arbeitsspindel und angetriebenen Werkzeugen können Werkstücke in einer Aufspannung zusätzlich mit Nuten, Querbohrungen, Lochkreisen und Anfräsungen versehen werden.
Eine Dreiachsen-Bahnsteuerung und ein Werkstückhalter im Revolverkopf gestatten eine Komplettbearbeitung von Werkstücken ohne Umspannung.
Drehautomaten arbeiten nach einem selbsttätigen Fertigungsablauf. Sie besitzen mehrere Schlitten und Arbeitsspindeln. Dies gibt eine Vervielfachung der Bearbeitungsstellen und damit sehr kurze Fertigungszeiten. Es lassen sich gleichzeitig entweder mehrere Arbeitsschritte an einem Werkstück oder die gleichen Arbeitsschritte an mehreren Werkstücken durchführen.
Werden zur Bearbeitung von Werkstücken, bei denen wegen der geringen Länge auf die Abstützung durch den Reitstock verzichtet werden kann (zB: für Bremstrommeln, Schwungräder und Scheiben).
Diese Maschinen besitzen eine vertikale Arbeitsspindel, schwere und sperrige Werkstücke lassen sich so besonders leicht ausrichten und spannen.
Die Karusselldrehmaschinen ist eine Senkrechtdrehmaschine mit einer Planscheibe bis zu 25m Durchmesser. Mehrer Schlitten ermöglichen bei dieser Maschinen das Arbeiten mit verschiedenen Werkzeugen.
Beim Unrunddrehen wird der Drehmeißel in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Arbeitsspindel gesteuert. So können eckige und gerundete Polygone sowie Profilfräswerkzeuge gefertigt werden.
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