Drehautomat und seine Eigenschaften. Drehautomat Mehrspindel-Längsdrehen mit CNC. Herstellung und Bearbeitung von Teilen auf Drehautomaten

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-07 20:57

Eine Drehmaschine ist eine spezielle Maschine, an der die Bearbeitung von Teilen ohne Mitwirkung eines Werkers erfolgt. Diese Art von Ausrüstung ist teurer als üblich. Es wird jedoch auch als bequemer in der Anwendung angesehen. Alle Operationen auf solchen Maschinen werden automatisch durchgeführt. Der Werker überwacht lediglich die Rohteilverladung und kontrolliert die Qualität der gefertigten Teile.

Sorten von Werkzeugmaschinen

Es gibt mehrere Arten solcher Geräte. Teile können auf Ein- oder Mehrspindelautomaten gefertigt werden. Strukturell unterscheiden sie sich kaum. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei Geräten wie Einspindeldrehmaschinen das Drehen mit nur einem Arbeitswerkzeug durchgeführt wird. Bei der Konstruktion von Mehrspindlern gibt es mehrere davon. Je nach Art der Werkstücke werden alle Drehmaschinen unterteilt in:

• Schraubenschneiden;
• Karussell;
• Gesicht dreht sich um;
• drehen-Fräsen;
• Turmdrehung;
• Längsdrehen.

Schraubendrehmaschinen werden zur Durchführung aller Arten von Drehoperationen, Karussell - zur Bearbeitung von Werkstücken mit großer Masse eingesetzt. Plandrehmaschinen werden zum Drehen zylindrischer, stirnseitiger und konischer Produkte eingesetzt. Für die Reliefbearbeitung werden Fräsgeräte eingesetzt. Revolverdrehmaschinen werden zur Herstellung von Teilen mit komplexer Form verwendet. Wofür Längsschnittmaschinen bestimmt sind und welche Merkmale ihre Konstruktion haben, werden wir im Folgenden ausführlich erörtern.

Zuordnung Drehautomaten

Wie bei herkömmlichen Maschinen verrichtet diese Art von Geräten Arbeiten wie:

• Längsdrehen von zylindrischen und gestuften Flächen;
• Außenfasenbearbeitung;
• Nuten, Planen und Schulterfräsen;
• Bohrlöcher;
• bohren;
• Gewindeschneiden;
• Einstechen;
• Profildrehen.

Allgemeine Designmerkmale

Alle Drehautomaten und Halbautomaten sowie konventionelle Maschinen sind daher darauf ausgelegt, bestimmte Teile des Werkstücks abzutragen, während dieses rotiert. Konstruktionsbedingt können verschiedene Arten dieser Ausrüstung stark variieren. Die Hauptmerkmale sind jedoch für die meisten Typen gleich. Das Design jeder Drehmaschine umfasst: ein Bett,vorderer und hinterer Spindelstock, Schlitten. Letztere dient dazu, das Werkzeug zu h alten und in die richtige Richtung zu bewegen. Für diesen Vorgang ist ein spezieller Vorschubmechanismus verantwortlich.

Am Spindelstock von Geräten wie Drehautomaten sind eine Spindel und ein Drehzahländerungsmechanismus angebracht. Er ist sehr fest fixiert, da er Vibrationen verursachen kann, die auf das Werkstück übertragen werden und die Qualität des Fertigteils mindern. Die Spindel im Spindelstock ist gelagert und mit speziellen Spannvorrichtungen (Schlaufen oder Spannfutter) ausgestattet. Es wird von einem separaten Elektromotor über ein Getriebe angetrieben.

Betten in Drehbänken können unterschiedlich genutzt werden (umgekehrt, V-förmig, flach). Dieses Strukturelement sollte so genau wie möglich lokalisiert werden. Jegliche Abweichungen führen zu einer erheblichen Minderung der Qualität der hergestellten Produkte.

Der Reitstock dient zum Abstützen langer Werkstücke beim Drehen. Es befindet sich normalerweise entlang des Tisches und ist in der für die Fertigung des Teils günstigsten Position befestigt.

Drehmaschinen können mit einer Steuerung oder einem mechanischen Befehlsgerät automatisiert werden. Anlagen dieser Art unterscheiden sich von einfachen CNC-Maschinen dadurch, dass auch hier die Werkstücke automatisch der Bearbeitung zugeführt werden. CNC solche Maschinen können zusätzlich ausgerüstet werden.

Der Unterschied zwischen Automaten und konventionellen Maschinen

Arbeiten an Maschinen dieser Art können somit genauso durchgeführt werden wie an einfachen Drehmaschinen. Der Unterschied liegt darin, dass das Drehen von Teilenauf den automaten wird nach dem fest eingestellten zyklus erzeugt. Auf einer herkömmlichen Maschine kann ein Arbeiter, nachdem er die Herstellung eines Teils abgeschlossen hat, sofort mit dem Drehen eines anderen beginnen. An der Maschine dauert der Nockenwechsel mehrere Stunden, die Vorbereitung mehrere Tage.

Gebiet nutzen

Drehautomaten sind wesentlich produktiver als herkömmliche Maschinen. Da ihr häufiges Umrüsten zu Produktionszeitverlusten führt, werden diese Anlagen meist in der Großserienfertigung eingesetzt. Da eine solche Ausrüstung außerdem ziemlich teuer ist, ist es ratsam, sie nur dann zu verwenden, wenn Teile mit sehr komplexen Formen mit einer großen Anzahl von Übergängen hergestellt werden müssen. Sehr oft verwenden Unternehmen hochspezialisierte Maschinen dieser Art, die für die Herstellung eines Teils oder einer kleinen Gruppe von Produkten ausgelegt sind.

Mehrspindler

Diese Art von automatischen Drehmaschinen wird in Fabriken verwendet, um Teile in verschiedenen Formen und Größen in Massenproduktion herzustellen. Damit unterscheiden sich solche Maschinen von Einspindlern, die hauptsächlich für die Herstellung seriengleicher Produkte eingesetzt werden. Es gibt zwei Arten solcher Maschinen:

• Horizontal. Der Hauptvorteil solcher Maschinen ist die Bequemlichkeit des Ladens des Ausgangsmaterials. Daher werden sie dort eingesetzt, wo mit kontinuierlichem Stangenvorschub gearbeitet wird.
• Vertikal. Der Vorteil von Mehrspindlern dieser Art sind kleine Baugrößen. Platziert Indoor-Ausrüstungdieser Typ braucht nicht zu viel.

Mehrspindel-Drehautomaten können manchmal in der Kleinserienfertigung eingesetzt werden. Aber nur wenn mit einer CNC ausgestattet.

Längsdrehmaschinen

Geräte dieser Art erfreuen sich in letzter Zeit immer größerer Beliebtheit. Längsdrehmaschinen werden zur Herstellung von meist kleinen Teilen mit sehr komplexer Form eingesetzt. Eine Besonderheit ihres Designs ist das Vorhandensein eines beweglichen Spindelstocks. Die Art der Klemme in solchen Maschinen ist die verwendete Spannzange. Die Gegenspindel in Langdrehmaschinen ist auf hochpräzisen Linearführungen gelagert.

Maschinen dieser Art zeichnen sich unter anderem durch kleine Abmessungen aus. Auch ihr Arbeitsbereich ist nicht zu umfangreich. Maschinen dieser Art arbeiten normalerweise mit sehr hoher Geschwindigkeit.

Der Längsdrehautomat kann sowohl in der Massen- als auch in der Serienfertigung von Teilen eingesetzt werden. Am häufigsten werden Geräte dieser Art in der optischen, elektrischen und Instrumentenindustrie eingesetzt. Die Messer in solchen Maschinen sind in Bremssätteln montiert und bewegen sich nur in horizontaler Richtung. In der Produktion kommen Längsdrehmaschinen zum Einsatz, sowohl Einspindler als auch Mehrspindler.

Langdrehautomaten sind für die Ausführung von Vorgängen wie:

• Drehschritte;
• Nuten und Kegeln;
• langweiligflache Löcher;
• Behandlung geformter Oberflächen;
• Threading intern und extern;
• Bohrungen aufbohren;
• Rändelung der Außenflächen;
• Frässchlitze für Schrauben;
• bohren.

Oberflächen auf Automaten dieser Art können sehr unterschiedlich bearbeitet werden: konisch, zylindrisch, gestuft, etc. Um die Möglichkeiten von Längsdrehmaschinen zu erweitern, werden allerlei Zusatzeinrichtungen eingesetzt. So reduziert beispielsweise der Einsatz von Sch althebeln den Verschleiß an Nocken und Druckstücken.

Konstruktionsmerkmale von Längsdrehmaschinen

Der Spindelstock solcher Maschinen ist auf der oberen Ebene des Bettes befestigt. Davor befindet sich eine spezielle Platte zum Installieren zusätzlicher Geräte. Auf seiner oberen Ebene ist ein vertikaler Bremssattel installiert, und auf der Rückseite ist ein Schwenkanschlag installiert. Geräte wie eine Längsdrehmaschine werden durch ein System von Nocken und Nockenwellen gesteuert, die im Rahmen befestigt sind.

Hauptvorteile

Zu den Vorteilen von Längsdrehmaschinen zählen vor allem:

• Möglichkeit, geformte und konische Oberflächen zu erh alten, wenn Prismenfräser verwendet werden;
• glatte Oberfläche des fertigen Produkts;
• Möglichkeit des Fräsens sowohl entlang der Achse des Teils als auch quersie;
• Fähigkeit, kleine Zahlen, Zeichen und Buchstaben zu würfeln.

Die Bearbeitung von Teilen auf Drehautomaten dieser Art kann mit höchster Präzision erfolgen.

Funktionsprinzip

Bei der Verarbeitung wird dem Ausgangsmaterial auf solchen Maschinen nicht nur eine Rotationsbewegung wie bei herkömmlichen Maschinen gegeben, sondern auch eine Translationsbewegung - entlang der Achse. Die Schneidwerkzeuge selbst in Geräten wie Schubstangendrehmaschinen bewegen sich nur senkrecht zur Stange. Die bei der Bearbeitung auftretenden Radialkräfte werden von der Lünette aufgenommen. Dies eliminiert alle Arten von Vibrationen und Durchbiegungen und gewährleistet dementsprechend eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit.

Der Bewegungsablauf von Spindelstock und Werkzeugen in Längsdrehautomaten wird durch speziell auf dieses Teil abgestimmte Kurvenscheiben eingestellt. Letztere sind auf einer speziellen Welle montiert, deren Drehzahl auch bei konstanter Spindeldrehzahl variieren kann.

Wartung von Schweizer Maschinen

In der Bedienung ist dieser Maschinentyp einfach. Allerdings benötigen sie natürlich etwas Pflege. Damit beispielsweise das Kühlsystem reibungslos funktioniert, muss regelmäßig das Öl gewechselt werden. Es wird auch empfohlen, das Flüssigkeitsbad monatlich zu spülen. Das Design des Kühlsystems beinh altet auch einen Filter, der mit der gleichen Häufigkeit gereinigt werden sollte. Diese Empfehlungen müssen befolgt werden. Eine Drehbank zu reparieren ist teuer.

CNC-Maschinen

Wie bereits erwähnt, können Maschinen zur Herstellung von Metallteilen zusätzlich mit CNC ausgestattet werden. Solche Steuerungen werden üblicherweise eingesetzt, wenn der Drehautomat für die Herstellung von Teilen in Massen- oder Kleinserienfertigung vorgesehen ist. Die in der CNC verwendete Software ermöglicht:

• den Verarbeitungsprozess automatisieren;
• Verbesserung der Qualität der bearbeiteten Teile;
• Maschineneinrichtzeit deutlich reduzieren.

Verschiedene Arten von Antrieben und Umrichtern in der CNC werden digital verwendet. Sie sind Elektromotoren, die entweder mit Wechselstrom oder Gleichstrom betrieben werden. Bei Verwendung der CNC werden spezielle Sensoren in das kinematische Schema der Maschine eingebaut. Das Arbeitswerkzeug in Maschinen, die mit CNC ausgestattet sind, wird so langlebig wie möglich verwendet, da sie mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und Produktivität arbeiten. Die Grundstruktur solcher Maschinen muss extrem steif sein.

CNC-Mehrspindel-Längsdrehmaschine

Eigentlich ist die numerische Software selbst nichts anderes als ein Computersystem mit darauf installierter Spezialsoftware, die die Antriebe der Maschine steuert. Üblicherweise sieht die Standardausstattung von CNC-Maschinen wie folgt aus:

• Spindel;
• Kühlsystem;
• Gegenspindel;
• Beleuchtung für Arbeitsbereich;
• Maschinenauswurfsensor;
• Ärmelvariable;
• spezielle Vorrichtung zum Empfangen von Fertigprodukten;
• Werkzeuge zum Außen- und Innendrehen;
• vorder- und querangetriebene Werkzeuge;
• das CNC-System selbst.

Einfache Drehmaschinen mit Mehrspindel-Längsdrehen ohne CNC werden hauptsächlich für die Massenproduktion einer großen Anzahl verschiedener Arten von Kleinteilen verwendet, meistens lange und kleine Abschnitte, komplexe Formen. Letztere dienen in der Regel als Strukturelemente moderner Medizin- und Laborgeräte, Elektronik, Uhren etc.

Durch die Installation von CNC auf solchen Maschinen können Sie auch eine große Anzahl von Produkten herstellen, jedoch nicht die gleichen, sondern unterschiedliche Formen (dh in kleinen Chargen). Gewöhnliche Automaten werden meistens eingerichtet, um ein bestimmtes Teil zu produzieren, und zwar nur einmal. Fakt ist, dass die mechanische „Umprogrammierung“solcher Geräte, wie bereits erwähnt, ein äußerst aufwändiger und langwieriger Vorgang ist. Die Ausfallzeit der Produktion während der Umstellung wirkt sich stark auf die Rentabilität aus. Daher wird der Einsatz herkömmlicher Maschinen für die Produktion von Kleinserien von Teilen unterschiedlicher Form als ungeeignet angesehen.

CNC-Installation hilft, dieses Problem zu lösen und die Vorteile der Maschine mit der Möglichkeit zu kombinieren, die Palette der hergestellten Produkte zu erweitern. Wenn die Maschine über ein numerisches Steuerungssystem verfügt, können Sie es neu konfigurierensehr schnell. So erfolgt beispielsweise der Wechsel des Schneideinsatzes direkt an der Maschine ohne Ausbau des H alters. Um die Rotationsgeschwindigkeit der Werkzeuge und die Reihenfolge ihrer Arbeit zu ändern, müssen Sie nur bestimmte Werte im Programmfenster des CNC-Computers eingeben.

Produktion von Teilen auf CNC-Drehmaschinen: Merkmale

Die Mitwirkung des Arbeiters bei der Benutzung von Maschinen dieser Art ist auf ein Minimum reduziert. Ein Fachmann muss lediglich den reibungslosen Betrieb der Anlage überwachen. Natürlich hängt die Qualität der Produkte in diesem Fall direkt von der Genauigkeit der Einstellung der Maschine ab. Daher müssen NC-Programme so durchdacht wie möglich sein.

Die Hauptaufgabe derjenigen Industrien, die Geräte wie CNC-Längsdrehautomaten verwenden, besteht darin, Teile mit genau festgelegten Parametern und gleichzeitig niedrigen Kosten herzustellen. Die auf solchen Maschinen als Ausgangsmaterial verwendeten Stangen haben normalerweise keine sehr geometrische Form (auch nicht kalibriert). Dabei lassen sich alle Fehler und Ungenauigkeiten problemlos auf das fertige Teil übertragen. Denn natürlich können Arbeitswerkzeuge ohne menschliches Zutun ihre Position oder Rotationsgeschwindigkeit nicht beliebig verändern. Diese Eigenschaft des Schneidens auf automatischen Maschinen wird als "Vererbung" bezeichnet und ist das Hauptproblem für technische Programmierer von Unternehmen. Es wird normalerweise gelöst, indem die Geschwindigkeit der Bearbeitungsmodi entlang der gesamten Schnittlänge reduziert wird. Was natürlich zu einer Erhöhung der Produktkosten aufgrund einer Erhöhung der Zeitkosten führt.

In der Zwischenzeit ist es möglich, die "Vererbung" mit minimalen Verlusten zu beseitigen, indem spezielle moderne CNC-Anwendungsprogramme verwendet werden, die unter Berücksichtigung der dynamischen Eigenschaften des Verarbeitungssystems entwickelt wurden, die sie bestimmen. Durch ihre Verwendung können Sie den genauesten Schneidemodus mit einer Reduzierung des Zeitverlusts um mehr als das Zweifache einstellen.

Top-Marken

Die richtige Einstellung der Langdrehmaschine mittels CNC-Programmen ermöglicht es Ihnen also, die Produktion von Kleinteilen so wirtschaftlich wie möglich zu gest alten. Aber natürlich nur, wenn die Ausstattung selbst hochwertig ist. Die Reparatur von automatischen Längsdrehmaschinen mit CNC ist aufwendig, teuer und zeitaufwändig. Daher ist die Auswahl solcher Maschinen eine sehr ernste und verantwortungsvolle Angelegenheit.

Beim Kauf von Geräten wie einem Drehautomaten sollten Sie zunächst auf dessen Hersteller achten. Gute Kritiken verdienen beispielsweise CNC-Mehrspindel-Längsdrehmaschinen folgender Marken:

• Tornos der MultiSwiss-Serie.
• LA155F30.
• HJM SQC38.

Tornos-Maschinen

Zu den Vorteilen der MultiSwiss-Maschinenserie gehören vor allem eine hohe Produktivität und ein relativ einfacher Aufbau. Die Mehrspindel-CNC-Drehmaschine von Tornos lässt sich recht einfach und schnell einrichten und umkonfigurieren. Um an einer solchen Maschine zu arbeiten, müssen Sie kein Spezialist für Mehrspindler sein. Kontrollekomplett per CNC gefertigt. Die technischen Eigenschaften der Maschinen dieser Linie sind in der Tabelle aufgeführt.

Parameter	Bedeutung
Anzahl Werkzeugträger	7 Stk
Max. Stangendurchmesser	14mm
Maximale Werkstücklänge	40mm
Anzahl Spindeln	6 Stück
Maximale Spindeldrehzahl	8000 U/min
Leistung	5,6 kW
Maximales Drehmoment	7,5 Nm
Anzahl Gegenspindeln	1 Stück
Maximale Drehzahl der Gegenspindel	8000 U/min
Kraft der Gegenspindel	5 kW
CNC-System	Fanuc
Gewicht der Maschine	7000 kg
Abmessungen	1440x5920x2120mm

LA155F30-Modelle

Dreispindel-Drehautomaten dieser Marke gehören zur Genauigkeitsklasse "B". Die Hauptvorteile der LA155F30-Maschinen sind Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer. Auch nach langemMit diesen Maschinen können Sie Teile mit höchster Präzision bearbeiten. Darüber hinaus sind LA155F30-Maschinen nicht zu teuer und wartungsfreundlich.

Die Merkmale der Drehautomaten dieses Herstellers sind wie folgt:

• Durchmesser des bearbeiteten Stabes min/max - 6/16 mm;
• maximale Produktlänge - 160 mm;
• Hauptspindeldrehzahl - 80-8000 U/min;
• Elektromotorleistung - 5,5 kW;
• Maschinengewicht - 2270 kg;
• Abmessungen mit Anbauteilen - 5600x900x1720 mm.

HJM SQC38 Maschinen

Der Mehrspindel-Drehautomat dieser Marke sorgt auch bei der Teilebearbeitung für höchste Präzision. Diese Ausrüstung ist für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Teilen (Längsdrehen und Fräsen) bestimmt. Unten sind die Spezifikationen von HJM SQC38.

Parameter	Bedeutung
Anzahl angetriebener Werkzeuge	6 Stück
Max. Stangendurchmesser	38mm
Maximale Produktlänge	210mm
Werkzeuggeschwindigkeit fahren	4000 U/min
Spindeldrehzahl	8000 U/min
Maschinengewicht	4500 kg
Abmessungen	2100x1450x1700 mm

Schlussfolgerung

Daher sind moderne CNC-Längsdrehmaschinen sehr komfortable, produktive und in den meisten Fällen zuverlässige Geräte. Das Wichtigste bei der Bedienung ist die Verwendung der durchdachtesten Software. Dies erhöht die Rentabilität der Produktion und produziert Qualitätsprodukte mit genauen Abmessungen.