Drehen

Drehen ist ein Spanen mit kreisförmiger Drehbewegung. Meist führt das Werkstück die Drehbewegung aus, das einschneidige Werkzeug ist eingespannt und wird an der zu bearbeitenden Fläche entlanggeführt.

Erfolgt die Werkzeugbewegung längs zur Drehachse, so spricht man vom Längsdrehen; erfolgt diese quer zur Drehachse, so spricht man vom Plandrehen.

Bei den Drehmaschinentypen unterscheidet man grundsätzlich zwischen konventionellen Drehmaschinen, Zyklen-Drehmaschinen und CNC-gesteuerten Drehmaschinen.

Die Konventionelle Drehmaschine ist der Ursprung des heutigen Zerspanens.

Meist waren sie aus Gussgrundkonstruktionen und wurden erst mittels Transmissionsriemen durch Übertragung von Drehbewegungen von Dampfmaschinen oder auch mittels Wasserkraft angetrieben. Später wurden die Drehmaschinen von Elektromotoren angetrieben, welche erst an den Maschinen angeflanscht wurden. Wiederum später wurden die Elektromotoren in die Maschinen integriert. Die in die Maschinen eingeleitete Drehbewegung wird mit Hilfe eines sehr fein abgestimmten Getriebes in die für den Zerspanungsvorgang benötigte Drehzahl des Werkstückes umgewandelt. Im gleichen Getriebekasten werden auch die benötigten Vorschubgeschwindigkeiten für die Längs- und Querachse umgewandelt und mittels der Leit- und Zugspindel auf den Schlosskasten übertragen. Durch Betätigen der Vorschubhebel am Schlosskasten werden die Vorschubbewegungen ein und ausgestellt. Hier wird auch der Gewindevorschub eingerastet, wenn man ein Gewinde schneiden möchte.

Das Drehen mit konventionellen Drehmaschinen wird heute meist in der Einzelfertigung von Drehteilen oder auch für die Durchführung von Reparaturdreharbeiten eingesetzt.

Wir als Dreherei Rieger OHG setzen solche Maschinen in der Lohnfertigung für Drehteile ein, was bedeutetet, dass wir Drehteile, Reparaturarbeiten, aber auch Passarbeiten im Bereich Lohnfertigung auf diesen Maschinen fertigen.

Die Zyklen-Drehmaschine ist eine Weiterentwicklung der konventionellen Drehmaschine. Hier wurde das Grundprinzip übernommen, jedoch wurden aufgrund der Integration einer elektronischen Steuerung die Möglichkeiten der Steuerung, die Geschwindigkeit und die Wiederholgenauigkeit wesentlich optimiert.

Da die Maschinen nun Werkstückkonturen dauerhaft in sehr hoher Genauigkeit und höherer Geschwindigkeit fertigen, hat sich für die Konstruktion von neuen Anwendungen ein ganz neues Spektrum ergeben. Ein weiteres Plus ist die kostengünstigere Herstellung von größeren Drehmaschinen, da hier auf die bewährten Grundkonstruktionen von konventionellen Drehmaschinen zurückgegriffen werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt bei Einzelteilen oder Kleinserien. Hierbei kann das Aufrüsten der Maschine in vielen Fällen schneller erfolgen und es ist auch möglich, einzelne Schritte konventionell abzuarbeiten. Dies hat besonders seinen Vorteil bei Reparaturen. Die Zyklen gesteuerten Maschinen eignen sich daher besonders für die Lohnfertigung, da sehr schnell auf die wechselnden Anforderungen der Kunden reagiert werden kann.

CNC-gesteuerte Drehmaschinen sind Drehmaschinen, die komplett eingekapselt sind und nur mit einem CNC-Programm gesteuert werden können. Die Programme können extern auf einem Programmiersystem oder auch an der Maschine erstellt werden. Die CNC-Drehmaschinen zeichnen sich durch einen komplett geschlossenen Arbeitsraum aus, in den kein Eingreifen von außen mehr möglich ist. Dies ist möglich, da die CNC-Drehmaschinen mit einem Werkzeugwechselsystem ausgestattet sind und die Maschine die Werkzeuge automatisch, wie im CNC-Programm definiert, wechseln kann. Mit diesen geschlossenen Systemen ist es möglich, sehr hohe Geschwindigkeiten bei der Zerspanung zu erreichen und so die optimalsten Bedingungen für die Produktion zu erreichen. Die dauerhafte Wiederholgenauigkeit liegt bei unter 0,01 mm und damit in höchster Präzision. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Programmierung ein Mitarbeiter gleich mehrere Maschinen parallel bedienen kann und somit die Produktionskosten deutlich reduziert werden können. Durch weitere Schritte (Automation) kann die CNC-Drehmaschine mit automatischen Zuführeinheiten, wie zum Beispiel Stangenlader oder Handhabungssysteme, wie Roboter ausgestattet werden.

Bei den Stangenladern wird das Rohmaterial als komplette Stangen in eine Zuführeinheit gelegt, durch die die Maschine das Material automatisch, durch die Antriebsspindel, zugeführt bekommen kann. Diese Lösung eignet sich besonders für kleine Bauteile und wird in der Serienfertigung eingesetzt.

Mit dem Handhabungssystem (Roboter) können auch größere Bauteile, also auch Gussrohlinge, automatisiert in die Maschine eingelegt und entnommen werden. Die Bearbeitung läuft dann ohne Maschinenbediener.

Beide Möglichkeiten der Materialzuführung findet man in der Serienfertigung, da die Prozesse hierbei so weit wie möglich optimiert werden. 

 

Fräsen

Das Fräsen ist ein Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide, für die Herstellung von ebenen und gekrümmten Flächen, von Nuten, Wendelnuten und Gewinden. Während beim Drehen die kreisförmige Schnittbewegung vom Werkstück ausgeführt wird, dreht sich beim Fräsen das Werkzeug. Die Vorschub- und Zustellbewegungen werden beim Fräsen meist vom Werkstück ausgeführt, können aber auch vom Werkzeug ausgeführt werden.

Die ursprünglichen konventionellen Fräsmaschinen wurden über Transmissionsriemen angetrieben, wobei die Drehbewegung über Riemen in die Maschinen eingeleitet und über ein Getriebe in die unterschiedlichen Dreh- und Vorschubbewegungen umgeleitet wurde. Bei nachfolgenden Modellen wurde die Drehbewegung mittels Elektromotoren, welche in die Maschine integriert wurden, eingeleitet. Die Zustellung wurde mittels Handräder, auf denen ein Nonius (Maßeinheit) eingearbeitet war, eingestellt.

Nachfolgend wurden auch die Fräsmaschinen mit einer CNC-Steuerung versehen und die Antriebe auf jede Achse, mit Hilfe von Spindelmotoren und Kugelrollspindeln umgesetzt. Die Zustellung wurde mittels elektronischer Ablesesysteme umgesetzt und später mittels Glasmaßstäbe noch weiter optimiert. Durch die Erweiterung der Fräsmaschinen mit einer Steuerung ist es nun möglich die unterschiedlichsten Konturen zu erzeugen. So kann z.B. ein Kopf eines Menschen eingescannt werden und mit Hilfe eines Programmiersystems in ein CNC-Programm umgewandelt werden, wodurch die Fräsmaschine diese feinen Konturen verfahren kann. Hierzu ist dann jedoch eine Fräse erforderlich, die fünf Achsen simultan fräsen kann. Die modernen Fräsmaschinen sind mit Palettenwechselsystemen oder Roboterarmen erweitert, um die Fertigung möglichst vollautomatisch zu betreiben. Diese Maschinen werden für die Fertigung von Bauteilen, in höchster Präzision, in der Produktion aber auch in der Lohnfertigung eingesetzt. 

 

Gravieren von metallischen Bauteilen

Zum Gravieren von metallischen Bauteilen mittels einer CNC – Fräsmaschine, verwenden wir eine hochfrequente Schleifspindel mit bis zu 100.000 Umdrehungen pro Minute.

Um ein Programm für die Gravur zu erstellen, benötigt man zuerst einmal eine Vorgabe.

Eine Vorgabe kann zum Beispiel ein Name, eine Zeichenkette oder Zahlenkette sein, mit der, in Verbindung mit der gewählten Schriftart und der Schriftgröße, das entsprechende Programm erstellt werden kann. Das CNC-Programm wird dann mit Hilfe eines Programmiersystems erstellt. Hier werden die Arbeitsschritte der Werkzeuge festgelegt und die Geschwindigkeiten zu den jeweiligen Arbeitsschritten ausgewählt, mit denen das CNC-Programm erzeugt werden soll. Da man die verschiedensten Werkstoffe, wie Glas, Stein, Metall, Holz, Kunststoff oder auch Keramik gravieren kann, benötigt man für die verschiedenen Werkstoffe auch verschiedene Fräswerkzeuge oder Gravierwerkzeuge.

Eine weitere Möglichkeit des Gravierens ist das Gravieren von Bildern unter Verwendung von z.B. JPG-Dateien, BMP-Dateien oder auch PDF-Dateien. Es können beispielsweise Bilder von Hunden und Katzen in Stein graviert werden.

Läppen bei der Dreherei Rieger OHG

Beim Läppen wird das Werkstück auf der Läppscheibe bewegt, wobei die Bewegungsrichtung laufend geändert wird. Zwischen Werkstück und Läppscheibe befindet sich das Läppmittel. Es besteht aus pulverförmigen Läppkörnern oder feinem Diamantstaub und wird mittels eines Trägerstoffes wie Öl oder Petroleum fortlaufend auf die Läppscheibe gegeben. Durch Andrücken der Werkstücke mit einem leichten Gewicht erreicht man, dass die Schleifkörper einen leichten Abtrag am Werkstück erzeugen. Durch das Läppen ist es möglich, sehr hohe Oberflächengüte und Ebenheiten der Werkstücke zu erzeugen. Das Abtragvolumen ist jedoch gering und nicht für größere Zerspanungsarbeiten geeignet. Angewandt wird das Läppen zum Beispiel für das Endbearbeiten von Dichtflächen.

Gravuren und Fotodateien lasern

Für unsere Laserbeschriftungen verwenden wir einen Faserlaser der Firma SK Laser mit einem maximalen Laserfeld von 160 mm x 160 mm. Der Arbeitsraum ist 800 mm x 400 mm und wir können Bauteile mit einer Höhe von bis zu 400 mm lasern, wobei das maximale Werkstückgewicht nicht über 50,00 kg sein darf.

Mit diesem Laser haben wir die Möglichkeit, verschiedene metallische Werkstoffe zu beschriften. Die Möglichkeiten der Beschriftung reichen von einem einzelnen Buchstaben oder einer Zahl über umfangreiche Texte bis hin zum Lasern von Bildern, Logos, Barcodes und QR-Codes. Dies ist durch Verwendung von verschiedenen Bilddateien wie zum Beispiel BMP-Dateien, JPG-Dateien, Tif-Dateien usw. möglich. Eine Kombination ist selbstverständlich auch möglich.

Bei der Verwendung von Farbbildern ist es teilweise möglich, verschiedene Schattierungen in den Bildern zu erzeugen, um auf einem polierten metallischen Untergrund einen leichten 3D-Effekt zu erreichen.

 

Schleifen

Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem ein Werkzeug mit einer Vielzahl von Schneiden verwendet wird, deren Anzahl, Schneiden-Geometrie und Lage im Werkzeug unbestimmt sind.

Die Vorteile des Schleifens liegen in der hohen Form- und Maßgenauigkeit sowie der zu erreichenden hohen Oberflächengüte. Weitere Vorteile sind das Bearbeiten von schwer zerspanbaren Werkstoffen.Zu diesen gehören gehärtete Werkstoffe mit einer Härte von mehr als               60 HRC, Hartmetall oder auch keramische Werkstoffe.

Schleifen wird in drei grundsätzliche Arten unterteilt.

  1. das Außen-Rundschleifen,
  2. das Innen-Rundschleifen,und
  1. das Planschleifen.
 

Das Schleifen wird in der Regel als nachgelagerter Arbeitsgang nach dem Drehen oder Fräsen angewandt, um Maße mit geringeren Toleranzen, aber auch höhere Präzision in Form und Lage zu erzeugen.

Mit modernen CNC-gesteuerten Schleifmaschinen ist es sogar möglich, Konturen, aber auch Gewinde zu schleifen. Die neuen Generationen von CNC-Schleifmaschinen sind mit Messsystemen ausgestattet, die ein Messen des bearbeiteten Werkstückes unmittelbar nach dem Arbeitsgang „Schleifen“ ermöglicht. Die Schleifmaschinen kommen in allen Bereichen zum Einsatz, bei denen die höchsten Anforderungen an Toleranzen und Oberflächen bestehen.

Wir setzen die unterschiedlichen Schleifverfahren in der Lohnfertigung von Werkstücken ein, um die stetig steigenden Anforderungen unserer Kunden erfüllen zu können.