Weiter Drehmaschinen

Übersicht der Drehmaschinen:

Um die vielfältigen Ausführungsformen, die auf dem Markt angeboten werden, einordnen zu können, müssen möglichst unveränderliche und allgemein erkennbare Einteilungsgesichtspunkte herangezogen werden.

Dies können sein:

1 - Lage der Hauptachse: senkrechte Bauweise, waagrechte Bauweise

2 - Lage des Bettes, Tisches: Horizontal-, Vertikal- und Schrägbett

3 - Automatisierungsgrad: Handbediente Drehmaschinen, programmgesteuerte Drehmaschinen

4 - Steuerungsart: Mechanisch, hydraulisch, elektrisch, elektrohydrau­lisch

5 - Art der Zuordnung von Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit

6 - Größe des Werkstückspektrums: Universal-, Mehrzweck-, Einzweck­drehmaschinen

7 - Grobform der Werkstücke: Wellenform, Scheibenform, Sonderform

8 - Art der Werkstückaufnahme: Spitzen, Futter, Spannzange, Planscheibe

9 - Anzahl der Werkstückaufnahme: Einspindel-, Mehrspindeldrehmaschine

10 - Werkzeugaufnahme: Einzel-, Mehrfachwerkzeugaufnahme, Werkzeug­magazin

Revolverdrehmaschine:

Diese Drehmaschinengruppe überdeckt in Abhängigkeit von der Steuerungsart den Bereich der handbedienten Drehmaschinen bis zum Drehautomat. Die Revolverdrehmaschine dient der Herstellung von Serien gleicher Werkstücke.

Dir nacheinander in Eingriff kommenden Werkzeuge sind in einem schwenkbaren Werkzeugrevolver untergebracht. Die Schwenkung der Werkzeugaufnahme erfolgt durch Handsteuerung oder automatisch nach jedem Arbeitsgang.

Das wesentliche Merkmal einer Revolverdrehmaschine ist, dass werkstückabhängige voreingestellte Werkzeuge in einem Mehrfachwerkzeugträger mit meist rotierenden Werkzeugwechselbewegung (Revolverkopf) aufgenommen werden.

Schutzscheibe Revolverkopf CNC CNC-Drehmaschine mit vertikalem Bett (Autorenkollektiv, 1995)

Zur Senkung der Bearbeitungszeit sind die Anordnung der Werkzeuge wie die Folge der Arbeitsgänge zu wählen, dass möglichst viele Werkzeuge simultan arbeiten. Die zusätzliche Ausrüstung mit Querschlitten ist möglich.

Revolverköpfe (= Revolverwerkzeughalter):

Zur Aufnahme mehrerer Werkzeuge wurde der Mehrfachstahlhalter weiter entwickelt. Die Werkzeuge werden nun am Umfang und/oder an der Stirnseite einer Scheibe eingesetzt, die entsprechend dem Arbeitsablauf schrittweise weitergeschaltet wird. Nach der Lage der Drehachse unterscheidet man mehrere Systeme.

a) TROMMELREVOLVER

Der Trommelrevolver ist eine scheibenförmige Werkzeugaufnahme. Die Werkzeuge werden in Bohrungen an den Stirnseiten eingesetzt (automatischer Werkzeugwechsel möglich). Entsprechend der Indexierung sind in gleichen Abständen bis 16 Aufnahmebohrungen vorhanden. Weit verbreitet sind Revolverköpfe der beschriebenen Bauart bei NC-Drehmaschinen, die hier als Trommelwerkzeugspeicher bezeichnet werden.

b) STERNREVOLVER

Beim Sternrevolver sind die Werkzeuge senkrecht oder schräg zur Revolverkopfachse angeordnet. Die Revolverkopfachse liegt oft senkrecht zur Hauptspindelachse. Da die Werkzeuge weit aus dem Revolverkopf auskragen und weit auseinander stehen, eignen sich die Sternrevolver für Werkstücke mit großem Durchmesser.     

Trommel- und Sternrevolver

(Rabe, 1955)

c) FLACHTISCHREVOLVER

Der Flachtischrevolver ist eine Abwandlung des Sternrevolvers. Die Anordnung auf der Maschine entspricht der des Sternrevolvers. Auf dem sechs- oder viereckigen Grundkörper können auf jeder Seite mehrere Werkzeuge angebracht werden. Die Werkzeughalter werden in T-Nuten oder Prismenaufnahmen befestigt, wobei auch Mehrfachwerkzeughalter verwendet werden können. Das genaue Ausrichten ist schwieriger als bei einer Aufnahmebohrung.

Vorteil: Höhere Flexibilität

Flachtischrevolver

A) Für Werkzeugsystem mit VDI - Zylinderschaft

B) Für Pittler 'Pimat'-System

(Rabe, 1955)

d) SCHEIBENREVOLVER

Mit Scheibenrevolvern werden Werkzeugträger bezeichnet, bei denen die Werkzeugaufnahmen in der Scheibe versenkt angeordnet sind.

Plandrehmaschine:

Zur Bearbeitung von Werkstücken mit großem Durchmesser dienen Plandrehbänke. Der Spindelstock trägt eine Planscheibe (bis etwa 2500 mm Durchmesser), die wegen der großen erforderlichen Drehmomente häufig über Ritzel und Innenzahnrad angetrieben wird.

Es können Werkstücke mit einer Masse bis 10.000 kg liegend bearbeitet werden. Das Maschinenbett schließt wegen des großen

Durchmessers nicht direkt an den Spindelstock an und trägt fallweise einen Reitstock. Der massive Werkzeugträger wird durch

einen eigenen Elektromotor angetrieben. Der Zusammenhang des Vorschubes mit der Antriebsdrehzahl wird durch

eine elektrische Welle erreicht.

Gegebenfalls kann auch zwischen Planscheibe und Vorschubschlitten eine Grube vorgesehen werden. Vorteilhaft ist der

geringe Platzbedarf. Als Nachteil stehen dem gegenüber lange Ausrichtzeiten, wodurch Hallenkräne lange Zeit blockiert werden.

Plandrehmaschine        (Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

Karusselldrehmaschinen:

Die Karusselldrehmaschine ist durch die sich um eine senkrechte Achse drehende Planscheibe und darauf gespannte Werkstücke gekennzeichnet.    

Normalerweise führt das Werkstück die Drehbewegung aus, während der Drehstahl die Vorschubbewegung macht.

Bei sogenannten Drehwerken sind die Bewegungsverhältnisse anders. Dabei bleibt das Werkstück in Ruhe und das

Drehwerkzeug führt beide Bewegungen, die drehende Hauptbewegung und den Vorschub aus.

Bei der Senkrecht-Drehmaschine wird die Planscheibe mit lotrechter Drehachse als Tisch oder bei großem Durchmesser knapp über dem Bodenniveau angeordnet. Damit vermeidet man den Nachteil der Plandrehmaschine, sperrige, schwere Werkstücke am Kran hängend spannen zu müssen.

Vorteile:

- leichte Zu- und Abfuhr sowie Aufspannung der Werkstücke

- die Bearbeitung kann in der späteren Einbaulage erfolgen

- genaue Fertigung durch einmalige Aufspannung durch Zusatzeinrichtungen

Nachteile:

- relativ schlechte Spanabfuhr

- teuer und mehr Platz erforderlich (gegenüber Plandrehmaschine)

Karusselldrehmaschinen                                (Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

Drehautomaten:

Allgemeines

Kennzeichnend für Automaten ist der vollständige selbsttätige Ablauf des Arbeitsvorganges. Während Bearbeitung und Werkzeugaufnahme ähnlich wie bei Revolverdrehmaschinen ausgeführt sind, werden die Befehle oder Signale für die einzelnen Funktionen nun von einem Datenträger abgenommen.

Diese Datenträger, etwa Kurvenscheiben bei den mechanischen Automaten und Lochstreifen bzw. Magnetbänder bei den elektronisch gesteuerten Maschinen tragen alle Befehle, die zur Fertigung eines Stückes notwendig sind. Sie müssen also je Werkstück eine Umdrehung bzw. einen Umlauf ausführen.

Als Drehautomaten im engeren Sinn bezeichnet man die mechanisch gesteuerten Automaten. Sie haben eine Steuerwelle, von der alle Befehle abgeleitet werden und die je Werkstück eine Umdrehung macht. Die Befehle werden durch Nocken, die gegen Rückholfedern arbeiten, oder durch formschüssige Kurven gegeben.

Um die vielfältigen Ausführungsformen, die auf dem Markt angeboten werden einordnen zu können, müssen möglichst allgemein erkennbare Einteilungsgesichtspunkte herangezogen werden. Dies können sein:

Automatisierungsgrad: Vollautomate, Halbautomaten

Steuerungsart: Kurvengesteuerte und programmgesteuerte Automaten

Anzahl der Hauptspindeln: Einspindel- und Mehrspindelautomaten

Werkstückform: Stangen- Futterautomaten

Lage der Hauptspindel: Waagrecht- und Senkrechtautomaten

Halbautomaten- Vollautomaten:

Halbautomaten sind Maschinen, bei denen das Auf- Abspannen der Werkstücke

von Hand erfolgen muss. Vollautomate sind Maschinen , bei denen sämtliche

Tätigkeiten, einschließlich der Werkstoffzuführung bei Stangenautomaten oder

das Werkstück- Wechseln bei Futterautomaten, selbsttätig erfolgen.

Kurvengesteuerte Drehautomaten:

Die Drehautomaten waren die ersten automatisch arbeitenden spanenden

Werkzeugmaschinen.

Die Gründe für die Entwicklung der Automaten waren nicht nur die angestrebten

Leistungssteigerung und die Erleichterung der Maschinenbedienung, sondern die

von der menschlichen Geschicklichkeit unabhängige, gleichbleibende

Fertigungsgenauigkeit.

An einer Werkzeugmaschine kommen mehrere Steueraufgaben vor. Komplizierte Steuerungen bestehen eigentlich nur aus einer Summe einfacher Blockschaltungen, die sich zum Teil gegenseitig beeinflussen. Deshalb müssen wir nach ihrer Funktionsweise unterscheiden:

a.) Zentralsteuerung

Bei diesem Steuerungssystem werden mehrere unabhängige oder verkettete Vorgänge von einer Steuereinrichtung zentral gesteuert.  

Zentralsteuerung                                 (Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)               

b.) Folgesteuerung

Über Zwischenglieder der Steuereinrichtung löst ein Vorgang den nächsten aus. Als Beispiel zeigt, das darunter liegende Bild, einen hydraulischen Schlittenantrieb, dessen Bewegungsumsteuerung als Folge der vorgehenden Bewegung erzielt wird.

Folgesteuerung  (Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

c.) Programmsteuerung

Alle Bewegungs- und Schaltvorgänge laufen nach einem Fertigungsprogramm selbsttätig ab. Das darunter liegende Bild zeigt den Steuermechanismus eines kurvengesteuerten Drehautomaten. Es sitzen praktisch mehrere Befehlsgeber auf einer gemeinsamen Welle, die für automatische Betätigung geeignet ist.

Steuerungsmechanismus: A) Nockensteuerung, B) Kurvensteuerung

(Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

Der Mehrkurvenautomat sei an einem vereinfachten Schema gezeigt. Die Steuerwelle wird direkt über Wechselräder angetrieben und leitet über Steuerkurven alle Funktionen ein.

Schema eines Mehrkurvenautomaten

a Schalten der Spindeldrehzahl

b Materialvorschub

c Werkstückspannung (Spannzange)

d Bewegung des Einstechschlittens

e Bewegung des Revolverkopfes

(Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

Einspindeldrehautomaten:

Der Arbeitsraum der mechanisch gesteuerten Einspindel- Drehautomaten ist

durch den Einsatz mehrerer simultan arbeitender Schlitten gekennzeichnet. Durch

Möglichkeit zur Senkung der Hauptzeit, die jedoch durch die Gefahr von

geometrischen und technologischen Kollisionen eingeschränkt ist.

Unter diesen Automaten findet man Langdreh-, Kurzdreh-, Spitzdreh-, und

Revolverdrehautomaten. Als Beispiel sei das Prinzip der Revolverdrehautomaten

und Langdrehautomaten erwähnt.

a.) Revolverdrehautomat

Unter den Revolverdrehautomaten entspricht der Arbeitsraum etwa dem Bild 1.36.

Im Beispiel sind vier Radialschlitten angeordnet, von denen die beiden

Querschlitten auch mit einer Querfräs- oder Querlochbohreinrichtung ausgerüstet

werden können.

(Bruins, D.H. und Dräger, Hans - Jürgen,1984)

Revolverdrehautomat

b.) Langdrehautomaten

Langdrehautomaten werden vorwiegend für die Feinmechanik gebraucht.

Dies sind kurvengesteuerte Maschinen, die entgegen Revolverdrehautomaten keinen

Revolverkopf, aber ähnliche Werkzeuganordnung besitzen. Besonderes

Kennzeichen ist die axial verschiebbare Hauptspindel, mit deren Pinole der

Längsvorschub über Kurven gesteuert wird.

Kurvengesteuerte Einspindeldrehautomaten verarbeiten meist stangenförmigen

Werkstoff. Weniger häufig werden Rohteile aus Stangenabschnitten oder

vorbearbeitet angeliefert. Zur Bearbeitung von Werkstoffstangen zwischen 2 und

80 mm Durchmesser werden verschiedene Größen von Drehautomaten

hergestellt.