CNC-Drehen

CNC-Drehen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem sich das in der Spindel gespannte Werkstück dreht und ein Drehmeißel (meist mit Wendeschneidplatte) durch Vorschub längs und quer zur Drehachse Material abträgt. Anders als beim Fräsen rotiert das Werkstück, nicht das Werkzeug, und es entstehen vor allem rotationssymmetrische Flächen: Zylinder, Kegel, Planflächen, Einstiche, Gewinde und Bohrungen in der Achse.

Eine einfache CNC-Drehmaschine steuert zwei Achsen: X (Durchmesser) und Z (Werkstückachse). Gespannt wird im Futter oder, bei Stangenmaterial, in einer Spannzange. Längere Wellen stützt die Reitstockspitze ab, sehr schlanke zusätzlich eine Lünette. Typische Operationen sind Längs- und Plandrehen, Innendrehen (Ausdrehen), Einstechen und Abstechen, Bohren und Reiben in der Achse sowie Gewindedrehen.

Drehzentren haben zusätzlich angetriebene Werkzeuge und eine C-Achse (gesteuerte Winkelposition der Spindel), oft auch eine Y-Achse und eine Gegenspindel. So erhält das Teil in einer Aufspannung auch gefräste Flächen, Nuten, Sechskante oder außermittige Bohrungen und wird beidseitig komplett bearbeitet. Kleine schlanke Teile in großen Serien entstehen auf Langdrehautomaten mit verschiebbarem Spindelstock (Swiss-Type) und Stangenlader.

Beim Fertigdrehen erreichen Durchmesser üblicherweise die Toleranzgrade IT7 bis IT8 (bei 20 mm Durchmesser ein Toleranzfeld von 21 bis 33 µm) und eine Oberflächenrauheit von Ra 0,8 bis 3,2 µm, bestimmt vor allem durch Vorschub und Eckenradius der Schneide. In einer Aufspannung bearbeitete Flächen laufen sehr gut koaxial. Genauere Flächen, etwa Lagersitze auf gehärteten Wellen, werden nach dem Drehen geschliffen.

Wählen Sie das CNC-Drehen für Teile, deren Hauptflächen rotationssymmetrisch sind: Wellen, Bolzen, Buchsen, Distanzhülsen, Flansche, Rollen, Düsen oder Sonderschrauben. Auf der Drehmaschine ist ein solches Teil meist schneller und günstiger gefertigt als auf der Fräsmaschine, weil der Schnitt ununterbrochen am Umfang läuft und sich Stangenmaterial leicht spannen lässt. Bearbeitet werden Stahl, Edelstahl, Aluminium, Messing, Titan sowie Kunststoffe wie POM, PA oder PEEK.

Braucht das Teil neben den Drehflächen auch gefräste Elemente (Schlüsselflächen, Passfedernuten, Querbohrungen), fragen Sie ein Drehzentrum mit angetriebenen Werkzeugen an. So sparen Sie die zweite Aufspannung auf der Fräsmaschine und verbessern die Lage der Elemente zueinander. Gedreht wird vom einzelnen Prototyp bis zur Großserie auf Drehautomaten, häufig auch in der Ersatzteilfertigung nach Muster.

Wegen des Eckenradius der Schneide (meist 0,2 bis 1,6 mm) entsteht am Wellenabsatz keine völlig scharfe Innenecke. Liegt ein Wälzlager am Absatz an, muss der Radius kleiner sein als dessen Kantenabstand (siehe Lagerkatalog), sonst hilft ein Freistich. Gewinde brauchen einen Auslauf oder Freistich, tiefe Bohrungen mit kleinem Durchmesser und tief liegende Inneneinstiche Sonderwerkzeuge. Längere Wellen (Richtwert: Länge zu Durchmesser ab etwa 3 bis 4) stützt der Reitstock ab, sehr schlanke Teile biegen sich unter der Schnittkraft durch, und enge Toleranzen daran sind teuer.

Wählen Sie den größten Durchmesser mit Blick auf gängige Stangendurchmesser: Überschreitet das Teil ein Standardmaß um wenige Zehntelmillimeter, muss es aus deutlich dickerem Rohmaterial gedreht werden. Geben Sie auf der Zeichnung den Werkstoff an, Passungen nach DIN EN ISO 286 nur an Funktionsdurchmessern, die Rauheit von Lagersitzen und Dichtflächen, den Rundlauf zu einer eindeutig festgelegten Bezugsachse und die Allgemeintoleranzen. Fragen Sie, ob der Lieferant das Teil in einer Aufspannung fertigt oder umspannt und wie er die kritischen Durchmesser misst.