Die CNC-Drehmaschine im Detail erklärt

Letztes Update: 03.03.24

 

Das CNC-Drehen ist ein hochmoderner Fertigungsprozess, der in der metallverarbeitenden Industrie weit verbreitet ist. Die Abkürzung CNC steht dabei für “Computerized Numerical Control” und bezeichnet allgemein die computerbasierte Steuerung von Maschinen. Diese Technologie hat die Fertigungsindustrie revolutioniert, indem sie präzise und effiziente Produktionsmethoden ermöglicht. Beim CNC-Drehen wird ein Werkstück in eine Drehmaschine eingespannt und durch computergesteuerte Werkzeuge bearbeitet, um präzise rotationssymmetrische Teile zu erstellen. 

Die Methode ist besonders für die Herstellung von Komponenten mit komplexen Geometrien und engen Toleranzen geeignet. CNC-Drehmaschinen sind in der Lage, eine Vielzahl von Materialien zu bearbeiten und werden für die Produktion von Einzelstücken bis hin zu Großserien eingesetzt. Mit ihrer hohen Genauigkeit und Wiederholbarkeit spielen sie eine entscheidende Rolle in der modernen Fertigungstechnik. Was genau CNC-Drehmaschinen ausmacht, wie sich eine CNC-Drehbank von anderen Drehmaschinen-Arten unterscheidet und was Sie sonst zu Drehmaschinen-Arten und CNC-Drehen und -Fräsen wissen müssen, erfahren Sie hier.

 

Aufbau und Funktionsweise von CNC-Drehmaschinen

CNC-Drehmaschinen stellen die Spitze der Präzisionsfertigung in der metallverarbeitenden Industrie dar. Der Drehprozess in einer CNC-Maschine ist hochautomatisiert. Die Maschine folgt den digitalen Anweisungen, um präzise Schnitte und Formen im Werkstück zu realisieren. Dies ermöglicht eine beispiellose Genauigkeit und Wiederholbarkeit bei der Herstellung komplexer Teile. Der zentrale Aufbau dieser Maschinen umfasst:

  • Die Spindel: Sie hält das Werkstück, das bearbeitet werden soll, und setzt es in Drehung. Ihre Geschwindigkeit und Drehrichtung können genau gesteuert werden.
  • Der Werkzeugrevolver: Dieser hält verschiedene Schneidwerkzeuge, die automatisch gewechselt werden können, um unterschiedliche Operationen durchzuführen.
  • Das Steuerungssystem: Das Herzstück der CNC-Technologie. Es interpretiert den G-Code, der die Schnittführung und Bearbeitungsschritte vorgibt, und steuert die Maschine entsprechend.

 

Unterschiede zu anderen Drehmaschinen

Neben CNC-Drehmaschinen gibt es auch konventionelle Drehmaschinen, die manuell bedient werden. Der Hauptunterschied liegt in der Steuerung: Während CNC-Maschinen digital gesteuert werden, erfordern konventionelle Drehmaschinen manuelle Einstellungen und Anpassungen durch den Bediener. Dies macht CNC-Maschinen wesentlich effizienter und präziser, insbesondere bei komplexen oder wiederholbaren Aufgaben.

 

Übersicht über verschiedene Arten von Drehmaschinen

Art der Drehmaschine Steuerung Anwendungsbereich Merkmale
CNC-Drehmaschine Digital (CNC) Hochpräzise Fertigung, komplexe Geometrien Automatisierte Steuerung, hohe Präzision
Konventionelle Drehmaschine Manuell Einzelfertigung, einfache Formen Manuelle Steuerung, erfordert Fachkenntnis
Revolverdrehmaschine Manuell/Digital Serienfertigung einfacher Teile Mehrere Werkzeuge auf einem Revolver montiert
Karusselldrehmaschine Manuell/Digital Große, schwere Werkstücke Vertikale Spindel, für große Durchmesser geeignet

Ideale Bauteile für die CNC-Drehbearbeitung

Rotationssymmetrische Bauteile, die per CNC-Drehen gefertigt werden

CNC-Drehmaschinen eignen sich ideal für die Fertigung von rotationssymmetrischen Teilen mit hoher Präzision und Komplexität. Die CNC-Drehbearbeitung ist besonders vorteilhaft, wenn es um die Fertigung von Teilen mit strengen Toleranzen und feinen Oberflächen geht. Die Vielfalt der bearbeitbaren Materialien, von Metallen bis hin zu Kunststoffen, erweitert das Spektrum der möglichen Anwendungen erheblich. Typische Beispiele für solche Bauteile, die idealerweise per CNC-Drehen gefertigt werden, sind:

Wellen und Achsen: Diese zentralen Komponenten in vielen Maschinen und Fahrzeugen erfordern eine hohe Genauigkeit in der Fertigung.

Passgenaue Buchsen und Gehäuse: Besonders in der Feinmechanik und im Maschinenbau werden solche Teile benötigt.

Spezialisierte Verbindungselemente: Dazu zählen maßgefertigte Schrauben, Bolzen und andere Verbindungsteile.

Komplexe Geometrien: CNC-Drehen ermöglicht die Herstellung von Teilen mit komplizierten Formen und Mustern, die manuell nur schwer zu erreichen wären.

 

Vorteile des professionellen CNC-Drehens im Überblick

Das CNC-Drehen bietet in der Fertigungsindustrie wesentliche Vorteile. Zu den Hauptvorteilen zählen gesteigerte Produktionsraten dank Automation, gleichbleibend hohe Qualität auch bei großen Stückzahlen, minimierter Werkzeugverschleiß aufgrund präziser computergesteuerter Prozesse, verlässliche Planbarkeit der Fertigungszeiten und die Fähigkeit, komplexe Teile zu produzieren. Zudem ermöglichen moderne CNC-Systeme eine Integration mehrerer Drehmaschinen, wodurch eine effizientere Abstimmung der Produktionsprozesse möglich wird.

 

Wichtige Aspekte bei der Arbeit an einer CNC-Drehbank

Beim Arbeiten mit einer CNC-Drehbank sind einige wichtige Aspekte zu berücksichtigen, um Sicherheit, Effizienz und Qualität der gefertigten Teile zu gewährleisten. Die Sicherheit hat dabei natürlich oberste Priorität. Persönliche Schutzausrüstung sollte stets getragen werden, und es müssen alle Sicherheitsprotokolle der Maschine befolgt werden. Das gilt für die professionelle CNC-Dreherei ebenso wie für Heimwerker. Wenn Sie zuhause Werkstücke an einer CNC-Drehmaschine oder auch einer Fräse fertigen wollen, sollten Sie sich vorab entsprechend ausführlich mit dem Gerät befassen. Schauen Sie sich zur in Frage kommenden CNC-Fräsmaschine fürs Hobby einen Test an und vergleichen Sie Modelle.

Auch eine sorgfältige Planung und präzise Designvorgaben sind für die Arbeit entscheidend. Fehler im Design können zu Fehlern in der Fertigung führen. In diesem Zusammenhang darf auch die richtige Materialauswahl nicht vernachlässigt werden, denn sie bestimmt maßgeblich die Qualität des Endprodukts. Verschiedene Materialien reagieren unterschiedlich auf den Drehprozess.

Um professionelle Resultate zu erzielen, sind selbstverständlich auch die Auswahl der richtigen Werkzeuge und deren regelmäßige Wartung unverzichtbar. Überwachen Sie den gesamten Drehprozess, um rechtzeitig eingreifen und Fehler erkennen und beheben zu können. Abschließend sollte immer eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden. So können Sie sicherstellen, dass die gefertigten Teile genau den Spezifikationen und Vorgaben entsprechen.

 

Unterschiede zwischen CNC-Drehen und Fräsen

CNC-Fräsen arbeiten anders als CNC-Drehmaschinen

Der Hauptunterschied zwischen einer Fräs- und Drehmaschine mit CNC-Computersteuerung liegt in ihrer Funktionsweise und Anwendung. CNC-Drehmaschinen sind auf das Bearbeiten rotationssymmetrischer Teile spezialisiert. Das Werkstück dreht sich, während das computergesteuerte Werkzeug – der Fräskopf – stationär ist und Material abträgt. Eine CNC-Fräse hingegen wird verwendet, um komplexe Formen und Oberflächen zu bearbeiten. Hier bewegt sich das Werkzeug über das feststehende Werkstück, um es zu schneiden oder zu formen.

Während CNC-Drehmaschinen ideal für zylindrische Teile wie Wellen oder Stifte geeignet sind, eignen sich CNC-Fräsen für eine breitere Palette von Formen, einschließlich komplexer 3D-Strukturen. CNC-Fräsen können an mehreren Achsen arbeiten, was eine größere Flexibilität bei der Bearbeitung von Werkstücken mit komplexen Geometrien bietet.

 

CNC-Fräse und CNC-Drehmaschine im Vergleich

Merkmal CNC-Drehmaschine CNC-Fräsmaschine
Funktionsweise Rotiert das Werkstück, während stationäre Werkzeuge Material abtragen Bewegt das Werkzeug über ein feststehendes Werkstück, um es zu schneiden oder zu formen
Typische Anwendungen Ideal für rotationssymmetrische Teile wie Wellen und Buchsen Geeignet für eine Vielzahl von Formen, einschließlich komplexer 3D-Strukturen
Bearbeitungsachsen Hauptsächlich 2-Achsen-Bearbeitung (X und Z) Kann mehrachsenfähig sein (3, 4, 5 Achsen)
Materialvielfalt Kann eine breite Palette von Materialien bearbeiten, aber mit Fokus auf zylindrischen Formen Kann eine große Vielfalt an Materialien in unterschiedlichsten Formen bearbeiten
Komplexität und Präzision Hohe Präzision, insbesondere für zylindrische Teile Hohe Präzision und Flexibilität bei komplexen Geometrien

Profi CNC-Drehbank und Hobby-CNC-Dreherei im Vergleich

Professionelle CNC-Drehmaschinen und Modelle für den Hobbyeinsatz weisen ebenfalls einige Unterschiede auf, die Sie kennen sollten, bevor Sie sich an die Arbeit wagen. Grundsätzlich empfiehlt es sich für Einsteiger oder Hobbyanwender, die in die CNC-Technik einsteigen möchten, mit einer einfachen und kostengünstigen Maschine zu beginnen. Ähnlich, wie es beispielsweise auch bei anderen Arbeiten wie z.B. dem Löten der Fall ist. Auch hier ist es empfehlenswert, eine gute & günstige Lötstation zu nutzen, um zu prüfen, ob einem die Arbeit grundsätzlich liegt und Freude bereitet.

Unterschiede zwischen Hobbygerät und Profi-CNC-Drehmaschine liegen vor allen Dingen in folgenden Bereichen:

  • Komplexität und Präzision: Professionelle CNC-Drehmaschinen sind für höchste Präzision und Komplexität in der Produktion konzipiert, während Hobby-CNC-Maschinen einfacher gestaltet und für weniger komplexe Aufgaben geeignet sind.
  • Leistung und Geschwindigkeit: Professionelle Maschinen bieten eine höhere Leistung und sind für den Dauereinsatz ausgelegt. Hobby-Maschinen sind hingegen für gelegentliche Nutzung mit geringerer Leistungsanforderung konzipiert.
  • Kosten: Professionelle CNC-Maschinen sind deutlich teurer in der Anschaffung und Wartung als Hobby-Versionen.
  • Größe und Raumbedarf: Professionelle Maschinen benötigen in der Regel viel mehr Platz und haben höhere Anforderungen an die Infrastruktur.
  • Benutzerfreundlichkeit: CNC-Maschinen für den Hobbybereich sind deutlich benutzerfreundlicher gestaltet und leichter zu erlernen. Darüber hinaus gibt es für Einsteigergeräte zum CNC-Drehen oft Software kostenlos, während für Industriesoftware nicht selten hohe Lizenzgebühren aufzubringen sind.

 

ISO-Normen und Toleranzen beim CNC-Drehen

Wenn Sie professionelle Werkstücke mit minimalen Toleranzen herstellen möchten, müssen Sie ISO-Standards einhalten. Dies ist mit Hobby-Maschinen nicht immer möglich, da die Toleranzen für viele Einsatzbereiche sehr gering sind und sich nach den Allgemeintoleranzen der DIN-ISO2768 richten. Beim CNC-Drehen bedeutet das beispielsweise folgende Drehtoleranzen:

Grenzwerte für Nenngröße Kunststoffe (ISO 2768- m) Metalle (ISO 2768- f)
0,5 mm* bis 3 mm ± 0,1 mm ± 0,05 mm
3 mm bis 6 mm ± 0,1 mm ± 0,05 mm
6 mm bis 30 mm ± 0,2 mm ± 0,1 mm
30 mm bis 120 mm ± 0,3 mm ± 0,15 mm
120 mm bis 400 mm ± 0,5 mm ± 0,2 mm

Die wichtigsten Fragen und Antworten zu CNC-Drehmaschinen

Im Folgenden haben wir die wichtigsten Fragen zum Thema CNC-Drehen und CNC-Fräsen für Sie nochmals zusammengefasst und beantwortet. Sollten Sie darüber hinaus weitere Fragen haben, können Sie uns natürlich jederzeit gerne kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter.

 

Was sind die Unterschiede zwischen CNC-Drehen und CNC-Fräsen?

CNC-Drehen ist ideal für rotationssymmetrische Teile, bei denen das Werkstück rotiert und das Werkzeug stationär ist. CNC-Fräsen eignet sich für komplexe Formen und kann in mehreren Achsen arbeiten, wobei das Werkzeug bewegt wird.

 

Für welche Art von Projekten ist eine CNC-Drehmaschine am besten geeignet?

CNC-Drehmaschinen sind optimal für zylindrische oder rotationssymmetrische Teile wie Wellen, Buchsen oder Räder geeignet.

 

Kann ich mit einer CNC-Fräsmaschine auch Arbeiten durchführen, die für eine Drehmaschine bestimmt sind?

CNC-Fräsmaschinen sind vielseitig, aber nicht ideal für typische Dreharbeiten. Sie sind besser für komplexe, nicht-rotationssymmetrische Teile geeignet.

 

Welche Sicherheitsmaßnahmen sollte ich beim Umgang mit CNC-Maschinen beachten?

Wichtig sind Schutzkleidung, Verständnis der Maschinenfunktionen, regelmäßige Wartung und das Befolgen aller Sicherheitsprotokolle sind essentiell, wenn Sie mit einer CNC-Maschine arbeiten.

 

Wie unterscheiden sich die Kosten zwischen professionellen CNC-Maschinen und solchen für den Hobbybereich?

Professionelle CNC-Maschinen sind deutlich teurer und leistungsfähiger, während Hobby-Maschinen kostengünstiger, aber weniger leistungsstark sind.

 

Wie wichtig ist die Software bei CNC-Maschinen?

Die Software ist für die CNC-Bearbeitung von zentraler Bedeutung, da sie die Präzision, Effizienz und die Möglichkeit zur Fertigung komplexer Designs bestimmt.

 

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