Bei der CNC-Drehbearbeitung, sei es bei der Herstellung von Autoteilen, Komponenten für Motoren aus erneuerbaren Energien oder sogar Präzisionsteilen für Photovoltaik-Anlagen, hat die Konstruktion des Drehbankbetts einen erheblichen Einfluss auf die Leistungskonsistenz. In letzter Zeit entscheiden sich immer mehr Hersteller für schräge Bettmodelle – und das aus gutem Grund. Schräge Betten bieten mehr als nur eine optische Veränderung im Vergleich zu Flachbett-Drehmaschinen. Sie verbessern die Funktion einer CNC-Drehmaschine buchstäblich. Es gibt greifbare, alltägliche Probleme in der Produktion, die durch die schräge Bettkonstruktion verringert werden, wie beispielsweise das Minimieren von Vibrationen, das Vermindern von Schlupf und schnellere Reinigungszeiten nach der Bearbeitung. Lassen Sie uns die Auswirkungen dieser Konstruktion auf die Funktionalität von CNC-Drehmaschinen diskutieren, insbesondere im Hinblick auf hochpräzise Bearbeitung in den Bereichen neue Energien und Automobilindustrie.
Eine Schrägbett-Drehmaschine ist leistungseffizienter, da sie die strukturelle Stabilität der Drehmaschine verbessert. Die meisten Schrägbett-CNC-Drehmaschinen verwenden einen starren, einteiligen Rahmen aus Gusseisen mit einem geneigten Bett – üblicherweise zwischen 30 und 60 Grad. Diese Konstruktion verteilt das Gewicht der Drehmaschine, des Werkstücks und der Zerspanungskräfte gleichmäßiger als flache Betten.
Warum ist das wichtig? Weil weniger ungleichmäßiges Gewicht bedeutet, dass während des Schneidens weniger Vibrationen entstehen. Vibrationen sind der Feind einer guten CNC-Drehbearbeitung. Raue Oberflächen, inkonsistente Toleranzen und beschleunigter Werkzeugverschleiß sind einige der Risiken durch Vibrationen.
Ein Beispiel dafür, wie Vibrationen Probleme verursachen können, ist die Bearbeitung von Brems trommeln für Nutzfahrzeuge. Diese Teile müssen glatt bearbeitet werden, da unebene Oberflächen zu Überhitzung führen. Der stabile Rahmen eines Schrägbetts hält die Drehmaschine auch bei starkem Zerspanen, wie beispielsweise der Formgebung von dickem Stahl für solche Bremstrommeln, sicher in Position. Die Steifigkeit sorgt dafür, dass die Drehmaschine beim Bearbeiten widerstandsfähiger Materialien – wie beispielsweise Vergütungsstahl für Wellen von Elektromotoren – formstabil bleibt, wodurch Verformungen und Verschiebungen reduziert werden.
Einige Anbieter wie Taiyun treiben das Design des Schrägbetts noch weiter voran, indem sie verstärkte Führungsschienen einbauen und wichtige Rahmenteile verdicken, um spezifischen Produktionsanforderungen gerecht zu werden. Ein Beispiel hierfür ist ein Hersteller, der sich auf die Serienbearbeitung von Aluminium-Motorgehäusen spezialisiert hat. Das Schrägbett kann so optimiert werden, dass es wiederholte Zerspanungskräfte absorbiert und gleichzeitig Stabilität bewahrt. Die Verbesserung der Teilequalität und die erhöhte Stabilität der Drehmaschine ermöglichen dem Maschinisten höhere Drehzahlen, ohne Genauigkeit einzubüßen.
Jeder, der Erfahrung mit CNC-Drehmaschinen hat, kennt den Ärger mit Metallspänen. Bei Drehmaschinen mit Flachbett sammeln sich Späne um das Werkstück, das Werkzeug und das Bett, was eine Unordnung verursacht, mit der der Bediener umgehen muss.
Das Reinigen der Maschinen kann zu Zeitverlust führen, Kratzer am Werkzeug oder Beschädigungen des Werkzeugs verursachen. Ein geneigtes Bett kann die Schwerkraft nutzen, um dieses Problem zu lösen.
Durch die Neigung des Betts fallen Späne definitiv aus dem Arbeitsbereich ab. Bei der Bearbeitung von Aluminium-Motorgehäusen sollten Sie beachten, dass Aluminiumspäne sehr weich sind und sich leicht verklumpen. Bei einer Maschine mit geneigtem Bett gleiten diese Späne sofort nach dem Abschneiden zur Auffangvorrichtung ab und reichern sich nicht um das Werkzeug oder das Werkstück an. Das mag geringfügig erscheinen, aber solche kleinen Vorteile summieren sich im Laufe eines Tages zu einer großen Wirkung. Eine Drehmaschine mit Flachbett erfordert durchschnittlich alle Stunde fünf Minuten für die Reinigung, während eine Maschine mit geneigtem Bett zwei oder drei Stunden ununterbrochen laufen kann, ohne angehalten werden zu müssen.
Für die Serienproduktion von Kunststoffbeschlägen für neue Energietechnik ist diese erhöhte Laufzeit entscheidend. Weniger Spanabsätze führen zu weniger ungleichmäßigen Schnitten, die durch zwischen Werkzeug und Werkstück eingebackene Späne verursacht werden. Bei einem schrägen Bettlager führen die höhere Laufzeit in der Serienfertigung und die erhöhte Produktionsgeschwindigkeit zu einem besseren Arbeitsergebnis.
Auch bei schwierigen Materialien wie Graphit, das in photovoltaischen Führungsrohren verwendet wird, sorgt das Schrägbett dafür, dass der Arbeitsbereich sauber bleibt. Dadurch kann die Drehmaschine ihre Genauigkeit bereits vom ersten bis zum hundertsten Werkstück beibehalten.
CNC-Drehen erfordert eine hohe Präzision, insbesondere bei Komponenten wie den photovoltaischen Graphikführungsrohren, die eine Toleranz von unter 0,005 mm im Durchmesser benötigen, oder auch bei Verbindungselementen in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Hier kommt das Schrägbett zum Einsatz. Es ist derart konstruiert, dass es die Verformung von Werkstück und Werkzeug, die während des Zerspanungsprozesses auftritt, reduziert.
Bei einem Planschlitten-Drehmaschine wird das Werkstück horizontal gehalten, und die Schnittkraft kann dazu führen, dass sich Bett oder Spannfutter minimal verziehen. Diese geringen Abweichungen summieren sich jedoch im Laufe der Zeit und führen dazu, dass Teile leicht außerhalb der Spezifikation liegen. Der abgewinkelte Rahmen der Schrägbett-Drehmaschine verlagert den Fokus der Schnittkraft. Das Werkstück bleibt stabil, und der schräge Ansatz des Werkzeugs verringert den seitlichen Druck während des Schneidvorgangs, was für Ausgleich sorgt. Das Werkstück befindet sich in einer stabilen Position, und das Werkzeug nähert sich so an, dass keine Biegebeanspruchung am Teil oder an der Drehmaschine entsteht.
Ein solches Beispiel ist die Bearbeitung von Teilen aus Titanlegierungen. Aufgrund der Festigkeit von Titan ist viel Kraft zum Schneiden erforderlich. Eine Planschlitten-Drehmaschine kann unter Unregelmäßigkeiten aufgrund von Verbiegungen während des Schneidens leiden.
Eine CNC-Drehmaschine mit geneigtem Bett hingegen bewältigt diese Kräfte, ohne sich zu verschieben, und gewährleistet so, dass die Maße des Titanbauteils unverändert bleiben. Für Arbeiten mit hoher Präzision passt Taiyun seine geneigten Betten häufig individuell an. Feine Anpassungen wie die Änderung des Neigungswinkels des Betts oder zusätzliche Stützvorrichtungen werden vorgenommen, um sicherzustellen, dass auch die schwierigsten Materialien innerhalb der geforderten Toleranzen bearbeitet werden.
Diese Präzision führt auch zu Wiederholgenauigkeit. Wenn beispielsweise 500 identische Automobilteile hergestellt werden, stellt das geneigte Bett sicher, dass das 500. Teil perfekt mit dem ersten übereinstimmt. Eine solche Genauigkeit ist bei Bauteilen erforderlich, die exakt zusammenpassen müssen, wie beispielsweise in Automatikgetrieben oder Baugruppen von Motoren für neue Energien.
Hinsichtlich der Leistung einer Drehmaschine ist nicht nur die Schneidepräzision entscheidend, sondern auch die Bedienungs- und Wartungsfreundlichkeit. Eine Drehmaschine mit geneigtem Bett benötigt weniger Zeit für Einrichtung und Reparatur, da ihre Konstruktion den täglichen Betrieb und die Wartung erleichtert.
Zusätzlich ermöglicht der Neigungswinkel des Betts dem Bediener, den gesamten Schneidprozess zu beobachten. Der Bediener kann den Zustand des Werkstücks überprüfen, Späne kontrollieren und Werkzeugverschleiß erkennen, ohne sich vorbeugen oder die Position verändern zu müssen. So lassen sich Probleme rechtzeitig erkennen.
Bei der Bearbeitung kleiner Automobilteile führt eine klare Sicht auf jeden Schnitt zu einer besseren Fehlervermeidung.
Ein schräges Bett erleichtert die Wartung. Drehmaschinen mit Flachbett weisen schwer zugängliche Bereiche unter dem Bett oder um die Spannvorrichtung herum auf, wodurch es schwierig ist, Führungsleisten zu reinigen oder Lager zu überprüfen. Bei der Schrägbettbauweise sind diese Bereiche dagegen offener und besser zugänglich. Die Reinigung der Führungsleisten, Prüfungen der Spindel sowie der Austausch abgenutzter Werkzeughalter sind Arbeiten, die bei der Schrägbettdrehmaschine weniger Zeit in Anspruch nehmen, sodass sie schneller wieder in Betrieb genommen werden kann.
Sogar die routinemäßigeren Aufgaben wie das Wechseln des Werkstücks und das Einstellen der Spannvorrichtung sind einfacher. Das Schmieren und Einstellen der Schrägbettdrehmaschine erfordert nicht das Anheben von Bauteilen auf große Höhen. Dadurch verkürzen sich die Reichweiten und das Arbeiten in engen Bereichen, was schnellere Wechsel zwischen den Arbeitsgängen und weniger Bedienerermüdung bedeutet. Für Hersteller, die zwei bis drei Schichten pro Tag betreiben, ist dies von großer Bedeutung. Diese Einsparungen an Zeit und Aufwand führen direkt zu weniger Verzögerungen und mehr produktiven Betriebsstunden.
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