Rapidfacture – Drehteile online

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CNC Drehteile online fertigen? Rapidfacture ist ein neuer Webdienst für CNC-Drehteile der das ermöglicht. Anlässlich unserer Gründung stelle ich dir wichtige Fakten zum Verfahren „Drehen“ und im Anschluss kurz unsere innovative Dienstleistung vor.

Drehen allgemein

konventionell Drehen

Beim Drehen wird das Werkstück gedreht und mit einem stillstehenden Werkzeug mit meist einer Schneide Material abgetragen. So entsteht ein rotationssymmetrisches Bauteil, wie im linken Bild zu sehen. Häufige Anwendungen sind Spitzen, Düsen, Armaturen, vor allem aber Maschinenbauteile aus der Antriebstechnik wie Lager, Wellen, Zahnräder, Zylinder oder Kolben. Typisch sind außerdem Flansche, wie sie zur Befestigung von Elektromotoren oder zum Fügen von Rohren benötigt werden. Das nächste Bild zeigt ein paar gedrehte Teile.

CNC Drehteile online gefertigt

Drehen gehört zusammen mit Fräsen zu den am häufigsten angewendeten Verfahren im Bereich der Metallzerspanung. Beim Drehen sind die erreichbaren Oberflächengüten aufgrund konstanter Spandicken und damit verbunden geringerer Schwingungen besser als beim Fräsen.

Das Verfahren Drehen entspricht dem dir vielleicht auch bekannten Drechseln (man denke an runde Tischfüße mit Formen in ihrer Kontur), bei dem Holz bearbeitet wird. Beim Drehen in Metall sind höhere Genauigkeiten möglich und je nach Einsatzgebiet erforderlich. Die Maschinen müssen entsprechend dem metallischen Werkstoff hohen Belastungen standhalten. Drechseln (insbesondere das Herstellen der Freiform Rundungen) erfolgt – im Gegensatz zum Drehen – meistens ohne Verwendung mechanischer Achsen frei Hand.

Passungen

Seilrolle mit Lagerpassung

Sehr wichtig für Maschinenkomponenten sind Passungen. Hierbei handelt es sich meistens um zylindrische Abschnitte eines Drehteils mit hoher Genauigkeit des Durchmessers. Mit Durchmesserpassungen werden Teile zueinander zentrisch positioniert oder gefügt.

Beispiel: Seilrolle mit Lagerpassung

Die beiden Seilrollen im Bild rechts haben Innen eine Passung zur Aufnahme von Kugellagern. Auch Autofelgen haben in ihrer Mitte für eine genaue Positionierung des Rades auf dem Radträger eine Passung. Bei schnell drehenden Teilen ist es wichtig, dass kein Spiel auftritt, das zu Vibration/Erwärmung/Beschädigungen führen würde.

Es gibt verschiedene Arten von Passungen: Das Kugellager des Skatebords soll von Hand auf dessen Achse geschoben werden können. Dagegen kann ein Zahnrad mithilfe einer Presspassung fest auf eine Welle gefügt werden. Dabei ist der Innendurchmesser des Zahnrads wenige hundertstel Millimeter kleiner als die Welle. Üblicherweise wird für die Montage das Zahnrad in einem Ofen erwärmt. Aufgrund der Wärmeausdehnung des Materials wird der Fügedurchmesser größer und das Zahnrad kann aufgeschoben werden. Im erkalteten Zustand ist die Verbindung sehr fest.

Die Definition von Passungen erfolgt über das Passungssystem, das sich stets aus zwei Kenngrößen zusammensetzt: Einer Angabe zur Lage der Toleranz (über/unter dem Nenndurchmesser) und einer Genauigkeitsangabe. Die Passung „H7“ gibt zum Beispiel an, dass es sich um ein Passung mit der Lage „H“ (= nah am Nenndurchmesser) mit Genauigkeit „7“ handelt. H7 ist für viele Kugellager die richtige Passung – kaum Spiel, aber noch von Hand einschiebbar. Hat man erhöhte Anforderungen für die Lagerung, so ändert man H7 auf M7, was bedeutet, dass der Durchmesser  minimal kleiner ist – nun muss das Lager mit leichten Hammerschlägen eingeklopft werden. Passungen können auf Drehmaschinen bis etwa Toleranzklasse 6 hergestellt werden, bei höheren Anforderungen ist das Rundschleifverfahren erforderlich.

Herstellen von Gewinden

Auf einer Drehmaschine lassen sich eine Vielzahl an Gewindetypen herstellen. Als Werkzeug kommt eine Wendeschneidplatte mit der Gewindegeometrie – quasi ein kleines Dreieck mit dem entsprechenden Winkel zum Einsatz. Für verschiedenen Steigungen werden jeweils andere Platten benötigt, allerdings spielt der Werkstückdurchmesser keine Rolle, womit sich Feingewinde nach belieben herstellen lassen.

Drehmaschinen

Zu den bekanntesten Drehmaschinenherstellern gehören Traub, MAG, Mazak und DMG. Drehmaschinen haben in den letzten Jahrzehnten einen großen Wandel durchlaufen:

Konventionelle Drehmaschinen werden über Handräder mechanisch bewegt. Mittels gekoppeltem Vorschub lassen sich glatte Flächen drehen und eine Auswahl an Gewinden schneiden. Der Bearbeitungs- und Messaufwand für komplexe Konturen ist jedoch hoch. Präzise Radien können nur mit Hilfe von Profilwerkzeugen hergestellt werden.

Zyklengesteuerte Drehmaschinen sind eine Zwischenstufe zwischen konventionellen- und CNC-Maschinen. Diese Maschinen sind in der Lage, NC-Zyklen bzw. NC-Programme abzuarbeiten. Meist verfügen die Maschinen noch über die Handräder, welche zur Steuerung einzelner Achsen verwendet werden können. Ein automatischer Werkzeugwechsel ist meist wegen fehlendem Werkzeugrevolver nicht möglich. Sie bieten durch ihr Messsystem und genaue Positionierung durch Servomotoren höhere Genauigkeit. Außerdem können im konventionellen Betrieb durch Achskopplung präzise Kegel oder Radien gefertigt werden.

Computergesteuerte CNC-Maschinen sind im Gegensatz zu zyklengesteuerten Drehmaschinen auch in Mehrspindelausführung mit mehreren Werkzeugrevolvern verfügbar. Die Maschine ist aus Sicherheitsgründen meist voll gekapselt. Der automatische Werkzeugwechel wird bei vielen CNC-Drehmaschinen erreicht, indem ein drehbarer mehrfach Werkzeugrevolver (mit 6, 8, 12 oder mehr Positionen) verwendet wird. Moderne CNC-Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen können Lochkreise bohren, Gravieren oder sogar mit Hardware Y-Achse oder über Y-Achsinterpolation Fräsen.

Automatisierung in der Produktion

Im Gegensatz zum Fräsen lässt sich die Materialzufuhr und automatische Spannung der Werkstücke beim Drehen relativ einfach realisieren. Aus diesem Grund werden kleine Frästeile bevorzugt aus Rundmaterial auf CNC-Drehmaschinen hergestellt. Dies wird über so genannte Stangenlader realisiert, die bis zu 6 m lange Stangen durch die Arbeitsspindel in das Futter der Drehmaschine nachschieben. Die Drehmaschine bearbeitet das Werkstück, sticht es ab und neues Material wird nachgeschoben. Mit einer zweiten gegenüberliegen Gegenspindel lassen sich die Werkstücke von allen Seiten bearbeiten.

Für hohe Stückzahlen ab 10.000 Stück werden mehrspindlige (bis zu 8 Spindeln) Maschinen verwendet, auf denen mehrere Werkstücke simultan bearbeitet werden. Auf jeder Station wird ein Bearbeitungsschritt durchlaufen. Für kleine Teile bei höchsten Stückzahlen werden sogenannte Rundtakttransfermaschinen eingesetzt, die noch mehr Bearbeitungsstationen aufweisen. Ein typisches Teil hierfür ist die Kugel eines Kugelschreibers, die milliardenfach hergestellt wird.

Rapidfacture: Webdienst für CNC Drehteile online

Rapidfacture Online-CAD für Drehteile

Auch wenn du dir nun keine eine professionelle Drehmaschine mit Werkzeugwechsler zulegen wirst, benötigst du vielleicht dennoch ab und zu ein paar Drehteile. Nachdem wir bei verschiedenen Projekten selbst mit der Beschaffung von Drehteilen Schwierigkeiten hatten, haben wir den Webdienst Rapidfacture gegründet.

Im Online-CAD  kannst du schnell und unkompliziert Drehteile zeichnen, als .pdf exportieren (künftig auch auf .step) und erhältst bereits während der Konstruktion eine Preisschätzung. Deine gezeichneten Teile kannst du dann bei uns zur Fertigung anfragen und du erhältst ein unverbindliches Angebot von uns. Künftig werden wir die Option zum direkten bestellen anbieten.

Zusätzlich arbeiten wir an Erweiterungen, wie z.B. einem Passungsrechner oder einer Gewichtsberechnung. Durch unsere selbst entwickelte CAD/CAM Kette wollen wir auch in der Einzelteilfertigung einen hohen Automatisierungsgrad ermöglichen. Dadurch profitierst du am Ende durch günstigere Preise für deine Teile.

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