Ein Schneidwerkzeug ist ein Werkzeug, das auf einer Drehbank (Holz-/Hand-/CNC-Drehbank) montiert ist und zur Herstellung von Drehteilen verwendet wird. Sie bewegen sich entlang der Achse der Drehmaschine, und ihr Weg bestimmt die endgültige Form des Werkstücks. Es gibt verschiedene nicht CNC-gesteuerte Drehmaschinen, und jeder Typ hat einzigartige Merkmale und Konstruktionen, die die von der Drehmaschine unterstützten Zerspanungsvorgänge und Feldanwendungen bestimmen. Die Auswahl des richtigen Schneidwerkzeugs erfordert daher eine gründliche Kenntnis des Werkzeugs. In diesem Artikel werden gängige Drehmeißel und ihre Konstruktion, Merkmale und Anwendungen vorgestellt. Lassen Sie uns zur Sache kommen.
Vier Kategorien von Drehwerkzeugen
Die vielen Arten von Schneidwerkzeugen, die auf Drehbänken oder CNC-Drehbänken verwendet werden, lassen sich in vier Hauptkategorien einteilen: Werkstoff, Arbeitsweise, Konstruktion und Vorschubrichtung. Nachfolgend sind die verschiedenen Drehwerkzeuge aufgeführt, die in jede Kategorie fallen.
Klasse 1: Zerspanungswerkzeuge auf der Grundlage von Drehmaschinenwerkstoffen
Für die Herstellung von Werkzeugen für Drehmaschinen eignen sich viele Materialien mit jeweils einzigartigen Eigenschaften. Daher hat jedes Schneidwerkzeug Eigenschaften, die auf den mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs beruhen. Typische Drehmeißel je nach verwendetem Material sind unten aufgeführt.
Drehwerkzeugen: Hochgeschwindigkeitsstahl (HSS)
Schnellarbeitsstahl enthält Elemente wie Wolfram, Kohlenstoff, Vanadium und Chrom. Schneidwerkzeuge aus diesem Material sind für ihre extreme Härte, Haltbarkeit und Verschleiß-/Hitzebeständigkeit bekannt. Darüber hinaus verfügen sie über hohe Drehzahlen, die sich für die Schrupp- und Halbschlichtbearbeitung eignen.
- Werkzeuge aus Hartmetall:
Hartmetall
Drehwerkzeuge aus Hartmetall sind hart und spröde. Daher sind sie mit fast allen Materialien kompatibel. Sie sind jedoch teuer, was ihre Verwendung in der Teileproduktion einschränkt.
- Diamant-Werkzeug:
Diamant
Drehwerkzeuge aus Diamant sind extrem hart. Sie sind daher für die Bearbeitung aller Materialien geeignet. Wie Hartmetallwerkzeuge sind sie jedoch teuer, was ihre industrielle Anwendung einschränkt.
- Normale Werkzeuge aus Bornitrid:
Kubisches Bornitrid
Das nächst härtere Material ist kubisches Bornitrid. Sie sind langlebig, verschleißfest und eignen sich zum Schruppen und zur unterbrochenen Bearbeitung, insbesondere bei der Bearbeitung von Gusseisen.
Klasse 2: Betriebsabhängige Drehmeißel
Drehmeißel werden auch nach Bearbeitungsvorgängen eingeteilt. Nachfolgend finden Sie typische Werkzeuge, die bei jeder Drehbearbeitung verwendet werden.
-Drehwerkzeug: Drehwerkzeuge werden zum Abtragen von Material entlang des Werkstücks verwendet. Dies hat zur Folge, dass der Durchmesser des Werkstücks verringert wird. Es gibt zwei Arten:
– Werkzeuge zum Schruppdrehen: Schruppdrehwerkzeuge sind Werkzeuge zum Abtragen großer Materialmengen vom Werkstück in einem Arbeitsgang. Daher werden sie häufig zur Herstellung grober Formen oder zur Vorbereitung von Oberflächen für spätere Nachbearbeitungen verwendet.
– Schlichtdrehwerkzeuge: Schlichtdrehwerkzeuge werden verwendet, um kleine Mengen an Material vom Werkstück zu entfernen und eine glatte Oberfläche zu erzeugen.
-Anfaswerkzeug: Diese Drehmeißel eignen sich zum Anfasen, d.h. zur Herstellung von abgeschrägten Kanten. Drehwerkzeuge sind auch zum Anfasen geeignet. Sie müssen jedoch im richtigen Winkel zum Werkstück stehen. Außerdem werden sie überflüssig, wenn der Winkel groß ist.
-Gewindeschneidewerkzeuge: Gewindeschneidewerkzeuge sind nützlich, um spiralförmige Gewindemuster auf zylindrischen Teilen zu erzeugen. Normalerweise hängt der Winkel ihrer Ecke vom erwarteten Gewindewinkel ab. Außerdem beeinflusst der Querschnitt des Werkzeugs die Steigung.
-Schlichtwerkzeuge: Schlichtwerkzeuge verwenden seitliche Schneidkanten, um dünne Materialschichten zu entfernen und eine glatte Oberfläche zu erzeugen.
Methoden der Formgebung: Ein Formgebungswerkzeug kombiniert Dreh- und Einstechwerkzeuge, um in einem einzigen Arbeitsgang komplexe Formen zu erzeugen. Während Drehwerkzeuge dieselbe Aufgabe erfüllen können, sind Formwerkzeuge ideal, weil sie die Genauigkeit erhöhen und die Zykluszeit verringern.
-Einstechwerkzeuge: Diese Werkzeuge werden verwendet, um Nuten in Teile mit zylindrischen Oberflächen zu drehen. Es gibt verschiedene Formen von Nuten, die von der Form der Drehbank abhängen. Üblich sind V-förmige und quadratische Fräser.
-Bohrstange; Bohrwerkzeug: Eine Bohrstange ist ein Schneidwerkzeug, das durch eine Bohrstange mit einem Schneidwerkzeug am Ende gekennzeichnet ist. Es wird daher für die Bearbeitung und Vergrößerung des Durchmessers von Löchern verwendet.
-Rändelwerkzeug: Rändelwerkzeuge haben zwei oder mehr Metallrollen mit einem geprägten Muster. Sie werden häufig verwendet, um Vertiefungen in Werkstücke einzubringen, damit diese besser greifen.
Klasse 3: Strukturelle Zerspanungswerkzeuge für Drehbänke
Nach ihrem Aufbau werden Drehmeißel hauptsächlich in drei Typen unterteilt. Diese sind:
Einzelne Werkzeuge
Sie werden aus einem einzigen Stück Material hergestellt und haben eine bestimmte Form, Größe und Geometrie. Sie sind daher aufgrund ihrer Schnelligkeit und Langlebigkeit die am häufigsten verwendeten Drehwerkzeuge.
Schneidwerkzeuge für Schweißdrehmaschinen
Schweißdrehwerkzeug: Die Köpfe und Schäfte dieser Werkzeuge sind aus unterschiedlichen Materialien gefertigt und durch Schweißen miteinander verbunden. In der Regel bestehen die Seiten aus einem Material wie Karbid, das für seine Festigkeit und Haltbarkeit bekannt ist, während der Körper aus verschiedenen Metallen hergestellt werden kann. Aufgrund der Materialunterschiede bieten sie eine geringere Schnittkraft als monolithische Werkzeuge.
Spannwerkzeuge für Drehmaschinen
Die Materialzusammensetzung dieser Schneidewerkzeuge ist ähnlich wie bei Schweißwerkzeugen. Anstelle eines Schweißwerkzeugs wird jedoch ein eingespanntes Drehwerkzeug erzeugt, indem der Einsatz (d. h. das Schneidwerkzeug) auf den Lenker gesetzt wird. Im Allgemeinen sind eingespannte Drehwerkzeuge flexibel und austauschbar. Daher hängen ihre Eigenschaften wie Festigkeit und Haltbarkeit von der Art des Einsatzes ab.
Klasse 4: Schneidwerkzeuge für Drehmaschinen, eingeteilt nach der Vorschubrichtung
Je nach Vorschubrichtung werden die Drehmeißel hauptsächlich in drei Typen unterteilt. Diese sind:
Werkzeug nach Vorschubrichtung
Rechtsdrehende Drehmeißel tragen Material ab, wenn sie sich von rechts nach links bewegen. Sie haben eine ähnliche Struktur wie die menschliche Hand. Das liegt daran, dass der rechte Daumen in Vorschubrichtung zeigt und die Hauptschneide auf der linken Seite des Werkzeugs liegt.
Schneidwerkzeuge für linkshändige Drehmaschinen
Diese Werkzeuge entfernen Material, wenn sie sich von links nach rechts bewegen. Entsprechend dem Aufbau der menschlichen Hand zeigt der linke Daumen in Vorschubrichtung und die Hauptschneide befindet sich auf der rechten Seite des Werkzeugs.
Schneidewerkzeug für Kreisdrehbänke
Diese Werkzeuge können sich von links nach rechts oder von rechts nach links bewegen, da sie keine Drehwinkel oder Kreise haben. Sie sind für Bearbeitungen geeignet, bei denen eine glatte Oberfläche erforderlich ist.
Hinweis: Es gibt andere Drehwerkzeuge für verschiedene Anwendungen. Sie sollten mit einem professionellen CNC-Bearbeiter sprechen.
Wie wählt man den richtigen Drehmeißel aus?
Wir alle wissen, dass gute Arbeit die richtigen Werkzeuge erfordert. Die Wahl des richtigen Zerspanungswerkzeugs für die Drehmaschine ist sehr wichtig, um genaue Ergebnisse am Werkstück zu erzielen. Hier finden Sie eine Liste von Möglichkeiten, wie Sie das richtige Schneidwerkzeug für Ihre Drehmaschine auswählen können:
Beschichtung von Drehwerkzeugen
Beschichtungen sind Materialien, die auf der Außenseite von Schneidwerkzeugen verwendet werden, um deren mechanische Eigenschaften und Ästhetik zu verbessern. Sie sind auch deshalb wichtig, weil beschichtete Drehmeißel haltbarer sind als unbeschichtete Werkzeuge. Wie nicht anders zu erwarten, gibt es eine Reihe von Beschichtungen, darunter Titannitrid (TiN), Titankarbid (TiC) und Aluminiumoxid, die jeweils ihre eigenen Eigenschaften haben.
Material des Werkstücks
Die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks spielen eine große Rolle bei der Auswahl des richtigen Zerspanungswerkzeugs für die Drehmaschine. Das grundlegende Auswahlverfahren hängt von der Härte ab, da harte Materialien nur mit harten oder unbeschichteten Werkzeugen gedreht werden können. Dadurch wird verhindert, dass das Werkzeug während der Bearbeitung ausbricht. Diamant- und Bornitridwerkzeuge zum Beispiel sind für ihre Festigkeit und ihre Eignung für die Bearbeitung harter Materialien bekannt.
Die Art der erforderlichen Dreharbeit
Jeder Drehvorgang erfordert eine bestimmte Anzahl von Fähigkeiten und Werkzeugen. Stellen Sie also sicher, dass Sie das richtige Werkzeug für den Vorgang wählen. So werden beispielsweise Drehwerkzeuge zum Abtragen von Material entlang des Werkstücks verwendet. Sie sind jedoch nicht für formgebende Arbeiten geeignet. Eine weitere Überlegung ist die Schnittrichtung.
Die gewünschte Form des Teils
Auch die Form des Werkzeugs und des Werkstücks muss bei der Auswahl des Werkzeugs berücksichtigt werden. Beim Drehen können wir zum Beispiel rechteckige Drehwerkzeuge verwenden, wenn wir dem Material eine kubische Form geben wollen.
Montage von Drehwerkzeugen
Obwohl die Funktionen und Anwendungen von Drehbänken unterschiedlich gestaltet sind, haben sie alle einige Teile gemeinsam. Im Folgenden sind die Teile aufgeführt, die allen Drehbänken gemeinsam sind.
Werkzeugteile für Drehmaschinen:
- Trocken – Dieses Teil ist an der Drehmaschine befestigt. Es ist der dickste Teil des Werkzeugs und hat meist einen rechteckigen Querschnitt
- Planfläche – ist der Teil des Schneidwerkzeugs der Drehmaschine, in den die Späne während des Drehvorgangs fließen
- Der Flügel ist der Teil, der dem Werkstück gegenüberliegt und mit ihm interagiert. Sie kann größer oder kleiner sein und bildet mit der Seite des Schneidwerkzeugs eine Schneidkante.
- Wegweisende Innovation – Dieser Teil ist für die Schneidwirkung des Werkzeugs verantwortlich. Die Schneide hängt vom Werkzeug ab. Ein einschneidiges Werkzeug hat zum Beispiel zwei Schneiden und kann zwei Schneidflächen verwenden.
- Die Klinge des Messers – das ist der Schnittpunkt von Haupt- und Seitenschneide. Seine Krümmung sorgt für mehr Festigkeit und Haltbarkeit und ermöglicht glattere Schnitte.
- Seitlicher Stirnwinkel – er wird von der Werkzeugoberfläche und einer senkrecht zum Körper verlaufenden Linie gebildet. Sie bestimmt die Richtung des Spanflusses.
- Seitlicher Freiwinkel – von vorne gesehen ist der seitliche Freiwinkel der Winkel, den der Hauptschaft mit der Schaftfläche senkrecht zur Basis des Schneidwerkzeugs bildet. Er verhindert, dass der Hauptschaft am Werkstück reibt.
- Endgültiger Freiwinkel – von der Seite gesehen ist dies der Winkel, den die Vorderkante des Schafts mit der Normalen zur Werkzeugbasis bildet. Sie verhindert, dass die kleinere Seite am Werkstück reibt.
- Rückenwinkel – Dies ist der Winkel zwischen der Stirnseite und der Ebene parallel zur Basis. Ein großer Spanwinkel erhöht die Schärfe, verringert aber die Festigkeit und umgekehrt.
- Endschneidenwinkel – Dies ist der Winkel, den die Endschneide mit einer Linie bildet, die senkrecht zum Werkzeugkörper und tangential zur Nase verläuft. Sie verhindert, dass das Werkzeug die Werkstückoberfläche berührt.
- Winkel der seitlichen Schneidkante – der Winkel, den die seitliche Schneidkante mit einer zum Werkzeugkörper parallelen Linie bildet. Sie spielt daher eine wichtige Rolle für die Schnittkraft und die Spandicke beim Drehen.
Schneidwerkzeugoperationen für Drehwerkzeuge
Verfügbare Werkzeugbearbeitungen für die Drehmaschine – Die Drehmaschine kann verschiedene Bearbeitungen durchführen. Nachfolgend sind die gebräuchlichsten Bearbeitungen aufgeführt, die mit einem Schneidwerkzeug an einem Werkstück durchgeführt werden können.
Wenden
Dies ist die häufigste Zerspanungsoperation bei der Bearbeitung. Dabei wird ein zylindrisches Teil mit einer präzisen Geometrie hergestellt, indem überschüssiges Material vom Werkstück entfernt wird. Im Allgemeinen kann dieser Vorgang beim CNC-Drehen automatisiert oder, wie bei anderen Dreharbeiten, manuell durchgeführt werden.
Facing-Betrieb
Beim Schneiden wird die Länge des Werkstücks reduziert, um die gewünschten Teile zu formen. Dabei wird das Teil mit einem Schneidewerkzeug rechtwinklig abgeschnitten.
Anfasen
Besteht in der Erzeugung einer abgeschrägten Oberfläche an der zylindrischen Kante des Werkstücks. Es kann zur Verringerung von Schäden an scharfen Kanten eingesetzt werden.
Rändelvorgang
Beim Rändeln werden mit zwei oder mehr Metallrädern Prägemuster auf einem zylindrischen Werkstück erzeugt. Daher kann es zur Verbesserung der Produkthaftung eingesetzt werden.
Anmeldung
Drehfräser sind wichtige Werkzeuge in der CNC-Bearbeitung. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, die ihre Leistung und Funktion bestimmen. Daher ist die Wahl des richtigen Werkzeugs wichtig für eine erfolgreiche Bearbeitung.