Metall drehen: So wirds gemacht

Metall drehen

Wissen über Metall drehen:



Metall drehen ist neben Metallfräsen eines der am häufigsten verwendeten Bearbeitungsverfahren in Werkstätten, der Industrie oder auch im Hobbykeller. Moderne Drehmaschinen ermöglichen es, präzise Drehteile mit einer kontrollierbaren Wiederholungsgenauigkeit in kleinen und großen Stückzahlen anzufertigen.

Praktisch alle Metalle von Aluminium und Messing bis hin zu Stahl und Edelstahl können mit einer Drehmaschine durch Metall drehen bearbeitet werden. Hersteller wie ELMAG oder Bernardo bieten für Profis und Heimwerker die passenden Drehmaschinen mit unterschiedlichen Bearbeitungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Preisklassen. Im Folgenden haben wir die wichtigsten Fragen zum Thema Metall drehen für Sie zusammengestellt.

 

Inhaltsverzeichnis/ Fragen zu Metall drehen:


 

 

Welche Bearbeitungsverfahren gibt es beim Metall drehen?


Grundlage für die Einteilung der durch das Metall drehen erzeugten Form ist DIN 8589. Die Einteilung nach der Form ist die erste und wichtigste Gliederungsebene. Beim Drehen von Metall sind dies:

Plandrehen: Plan drehen von Metall bezeichnet die Herstellung planer/ebener Flächen an einer Stirnseite des Werkstückes

Runddrehen: Runddrehen ist das klassische Drehen und bezeichnet die Herstellung kreisrunder Formen

Schraubdrehen / Gewindedrehen: Dieses Drehverfahren umfasst die Herstellung von Gewinden aller Art auf einer Drehbank

Wälzdrehen: Als Wälzdrehen wird die Herstellung von sogenannten Wälzflächen / Verzahnungen bezeichnet.

Profildrehen: Unter Profil drehen wird in DIN 8589 die Herstellung beliebiger Formen unter Verwendung spezieller Profilwerkzeug zusammengefasst. Die herzustellenden Formen werden in den Profilwerkzeugen als negative Form gestaltet.

Formdrehen: Beim Metall drehen bezeichnet Formdrehen die Herstellung beliebiger Formen mithilfe von der Drehmaschine gesteuerten Werkzeugen.

Neben dieser grundlegenden Unterteilung erfolgt in aller Regel eine weitere Differenzierung auf der Basis verschiedener Kriterien wie der Bewegung des Werkzeuges (quer oder längs zur Drehachse), der Art der Bewegungserzeugung (manuell oder maschinell) sowie der verwendeten Werkzeuge.

 

Was versteht man unter Schruppen und Schlichten beim Drehen von Metall?


Beim Metall drehen kommen in aller Regel zwei unterschiedliche, auf das Endergebnis ausgerichtete Bearbeitungsstrategien zum Einsatz. Diese werden als Schruppen und Schlichten bezeichnet.

Schruppen beim Metall drehen beschreibt eine grobe, vorbereitende Bearbeitung des Werkstückes. Beim Schruppen wird mit großen Vorschüben und einem großen Materialabtrag gearbeitet. Das Ziel ist es, möglichst viel Material in möglichst kurzer Zeit abzutragen. Für die nachfolgende Schlichtbearbeitung wird ein gewisses Aufmaß auf dem Fertigmaß des Drehteils gelassen. Das Ergebnis des Schruppens ist eine raue Oberfläche, auf der Bearbeitungsspuren gut sichtbar sind.

So vorbereitete Werkstücke werden abschließend durch den Abtrag geringer Materialmengen geschlichtet. Das heißt, die Oberfläche wird fein bearbeitet. Der Materialabtrag ist sehr gering. Am Ende des Schlichtens hat das Werkstück seine endgültige Form und Dimensionen. Die Oberflächen sind fein, bisher fein. Bearbeitungsspuren sollten nicht mehr erkennbar sein. Ziel des Schlichtens ist es, die geforderte Oberflächengüte und Maßhaltigkeit zu erreichen.

 

Welche Vor- und Nachteile haben Drehmeißel aus HSS?


Beim Metall drehen werden im Wesentlichen Drehmeißel aus zwei verschiedenen Materialien eingesetzt. Eine große Gruppe sind Wendeplatten aus Hartmetall. Die zweite große Gruppe sind Drehmeißel aus HSS-Stahl (Schnellarbeitsstahl). HSS ist ein sehr hochlegierter Werkzeugstahl, der durch eine hohe Bruchfestigkeit und eine sehr gute Schleifbarkeit gekennzeichnet ist. Diese Schleifbarkeit erlaubt es, Drehmeißel aus diesem Material für unterschiedliche Einsatzzwecke zu präparieren.

Stumpf gewordene HSS Drehmeißel können bis zu einem gewissen Grad immer wieder nachgeschliffen werden. HSS Drehmeißel können fast beliebig in Form geschliffen und für das Formdrehen verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass HSS im Unterschied zu Hartmetall weniger stoßempfindlich ist. Das heißt, HSS Drehmeißel können zum Drehen von Werkstücken mit unregelmäßigen Oberflächen und unterbrochenen Spänen verwendet werden. Ein Nachteil von HSS ist aber die höhere Temperaturempfindlichkeit der Schneiden im Vergleich zu Hartmetallschneiden.

 

Was sind Rattermarken beim Metall drehen?


Rattermarken beim Drehen von Metall sind Bearbeitungsspuren auf der Oberfläche eines Drehteils. Sie werden durch Vibrationen und Schwingungen unterschiedlicher Art während des Drehvorgangs hervorgerufen. Das Muster von Rattermarken ist in aller Regel unregelmäßig, meist aber wellenförmig. Je nach Art und Intensität der Schwingungen können Rattermarken unterschiedlich tief in der Werkstückoberfläche sein.

Für die Entstehung von Rattermarken beim Drehen von Metall kann es verschiedene Ursachen geben. Rattermarken können entstehen, wenn die Drehmaschine nicht ausreichend stabil ist. Auch, wenn das Werkstück oder der Drehmeißel nicht korrekt eingespannt wurden, sodass Vibrationen entstehen können, ist eine mögliche Ursache. Eine falsche Einstellung von Schnittgeschwindigkeit und Vorschub können ebenfalls zu Vibrationen und damit zu Rattermarken führen. Unabhängig von der Ursache beeinträchtigen Rattermarken die Qualität der Werkstückoberfläche.

 

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Was ist HSC-Drehen?


HSC ist die Abkürzung für »High Speed Cutting«. Dieser Begriff wird für das Metall drehen mit sehr hohen Schnittgeschwindigkeiten verwendet. Der Übergang vom normalen Drehen zum High Speed Cutting ist fließend und auch vom bearbeiteten Material abhängig. Beim Drehen von Stahl betragen die Schnittgeschwindigkeiten beim High Speed Cutting in aller Regel mehr als 500 m / pro Minute, damit vom HSC drehen gesprochen werden kann.

Dagegen ist für HSC bei Aluminium eine Schnittgeschwindigkeit von größer 2000 m pro Minute erforderlich. Hohe Schnittgeschwindigkeiten haben einen positiven Einfluss auf die Produktivität beim Metall drehen. Durch die mit einer Erhöhung der Schnittgeschwindigkeiten einhergehenden Reduzierung der Schnittkräfte kann HSC beim Metalldrehen auch für sehr filigrane Bauteile eingesetzt werden.

 

Worin unterscheiden sich Innen- und Außendrehen?


Die Begriffe Innen- und Außendrehen beziehen sich immer auf die Bearbeitungsstelle am Werkstück. Außendrehen bedeutet, dass von der Außenseite des rotierenden Werkstückes Material beim Drehen abgetragen wird. Im Unterschied dazu werden beim Innendrehen Flächen bearbeitet, die in einer Bohrung im Werkstück liegen. Beim Außendrehen ist die zu bearbeitende Fläche oberhalb und unterhalb der Schnittstelle vom Drehmeißel weggebogen.

Beim Innendrehen ist die Werkstückoberfläche dagegen oberhalb und unterhalb der Schnittstelle zum Werkzeug hingebogen. Daraus ergibt sich eine höhere Zerspankraft. Typisch für das Innendrehen sind Schwingungen des Drehwerkzeugs, da dies oft sehr lang und schlank ist. Dadurch ist es schwieriger, beim Innendrehen eine hochwertige Oberflächengüte zu erzielen.

 

Wie wird die Schnittgeschwindigkeit beim Metall drehen bestimmt?


Praktisch jedes Metall, ob Aluminium, Kupfer, Messing, Stahl oder rostfreier Stahl wird mit einer anderen Schnittgeschwindigkeit bearbeitet. Die Geschwindigkeit spielt eine wichtige Rolle für die erreichbare Oberflächengüte, die Dauer der Bearbeitungszeiten und die Standzeit des Drehwerkzeuges. Die Schnittgeschwindigkeit kann anhand einer einfachen Formel

vc= pi * d * n

berechnet werden. In dieser Formel ist vc die gesuchte Schnittgeschwindigkeit, pi ist die Kreiszahl (3,1415), d ist der Durchmesser des Werkstücks und n ist die Drehzahl. Zum Berechnen der Schnittgeschwindigkeit werden die Parameter einfach in diese Formel eingetragen.

Welche Einstellung für welche Material- / Werkzeug-Kombination optimal ist, haben die Hersteller der Drehmeißel in umfangreichen Versuchsreihen ermittelt. Mit welcher Drehzahl bei welchem Durchmesser und damit bei einer bestimmten Schnittgeschwindigkeit ein optimales Ergebnis erzielt wird, kann in diesen Tabellen ganz einfach abgelesen werden.

FAZIT:

Eine gute Drehmaschine von Bernardo oder ELMAG aus dem Onlineshop von BHM Maschinen ist für professionelle Werkstätten heute unverzichtbar. Im Formen- und Werkzeugbau gehört eine gute Drehmaschine ebenfalls zur Grundausstattung dazu. Und auch ambitionierte Heimwerker nutzen Maschinen zum Metall drehen zum Anfertigen präziser Werkstücke für Hobby, Haus und Garten.

Weitere Drehmaschinen zum Metall drehen:

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Fragen an den Experten:
 

     Kevin Weidlich
Experte und Inhaber

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