Komplexitätskriterien von CNC-Drehteilen richtig bewerten

von Andreas Strobl, veröffentlicht am 21. März 2019

Wer als Zulieferer oder OEM hochpräzise Drehteile wirtschaftlich, effizient, mit höchster Qualität und meist in großer Stückzahl produziert, für den stellt sich immer wieder die Frage nach der für ihn passenden CNC-Drehmaschine.

Um die für Sie passende Drehmaschine zu finden, ist es erforderlich, die zu produzierenden CNC-Drehteile richtig zu bewerten. Dieser Blogbeitrag soll Ihnen helfen, CNC-Drehteile korrekt einzustufen und daraus resultierend, die notwendigen Anforderungen an die Maschine zu stellen.

Wo werden heute CNC-Drehteile eingesetzt?

In nahezu jeder Branche werden Drehteile eingesetzt. Hier finden Sie einige Beispiele:
  • Drehteile im Automobilbau (u. a. Getriebewellen, Antriebswellen, Nockenwellen)
  • Drehteile in der E-Mobilität (u. a. Hohlwellen von Elektromotoren)
  • Drehteile im Freizeitbereich (z. B. Fahrradachsen, E-Bike Motorwellen)
  • Drehteile in der Lebensmittelindustrie (z. B. Ventile in Mischanlagen)
  • Drehteile im Maschinenbau (z. B. Kolben, Zylinder oder Pumpen)
  • Drehteile in der Luft- und Raumfahrtindustrie (z. B. hochfeste und/oder temperaturbeständige Achsen und Schrauben)

Überall dort und in vielen weiteren Branchen werden Drehteile in unterschiedlichen Stückzahlen und mit diversen Anforderungen benötigt.

Wie unterscheiden sich Drehteile voneinander?

1. Physikalische Dimension

Erstes Unterscheidungsmerkmal ist die physikalische Dimension der Teile wie Länge, Durchmesser und Gewicht. Klare Grenzen sind hier nicht definiert. Es gibt jedoch grobe Richtwerte. Überschneidungen zwischen den Dimensionen sind somit möglich.

Drehteile Arten Größen

Kleinteile (L ≤ 120 mm; Ø ≤ 20 mm; Masse ≤ 1 kg)
Mittelgroße Teile (L ≥ 100 mm und ≤ 1000 mm; Ø ≥ 15 mm und ≤ 400 mm; Masse ≤ 30 kg)
Großteile (L ≥ 800 mm; Ø ≥ 350 mm; Masse ≥ 25 kg)

2. Das Material des CNC-Drehteils

Das zweite Unterscheidungsmerkmal ist das Rohmaterial des herzustellenden Drehteils.
Als zerspanbare Werkstoffe kommen heute u. a. zur Anwendung:

  • Eisenhaltige Metalle, sogenannte FE-Metalle (z. B. Eisen, Stahl, Kobalt, Nickel). Da FE-Metalle magnetisch sind, lassen sich diese leicht von anderen Metallen unterscheiden.
  • Nicht eisenhaltige Metalle, sogenannte NE-Metalle (z. B. Kupfer, Aluminium, Zink, Bronze, Messing), aber auch Metalllegierungen (Mischungen) bei denen der FE Gehalt ≤ 50% ist.
  • In der Serienteilefertigung kommen heute hauptsächlich Metalllegierungen zum Einsatz. Anforderungen wie Hitzebeständigkeit, Leitfähigkeit, Härte oder Zugfestigkeit werden hier speziell für das herzustellende Bauteil entwickelt. Die Art und Weise der Rohteilherstellung ist ebenso zu berücksichtigen. Handelt es sich z. B. um ein Gussstück oder ein Schmiedeteil? Die Zerspanbarkeit dieser Ausgangsmaterialien ist hierbei immer zu prüfen, da diese primär nicht immer berücksichtigt wird, und die Materialien oft sehr große Unterschiede aufweisen. Bei Bedarf berät Sie ein guter und seriöser Drehmaschinenhersteller bzw. ein Hersteller von Zerspanwerkzeugen hier gerne.
  • Titan bzw. Titanlegierungen, Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe (GFK, CFK) gewinnen bei geringeren Stückzahlen immer mehr an Bedeutung.

3. Fertigungstoleranz

Das dritte Unterscheidungsmerkmal liegt in den Fertigungstoleranzen der Drehteile. Beim Drehen unterscheidet man anhand der erreichbaren ISO-Toleranzen (IT-Klassen) zwischen Präzisionsdrehen (IT 6 und IT7), Hochpräzisionsdrehen (IT 2 bis IT 6) und Ultrapräzisionsdrehen (IT 01 bis IT 1).

4. Fertigungsprozess

Des Weiteren wird unterschieden, ob das Bauteil ausschließlich durch eine Drehbearbeitung hergestellt werden kann (rotationssymmetrisch) oder ob andere zerspanende Prozesse wie Fräsen oder Schleifen zusätzlich notwendig sind.

Wesentliche Kriterien zur Auswahl der Drehmaschine

Prinzipiell bestimmen folgende Kriterien maßgeblich die Auswahl der CNC-Drehmaschine:

A) Das herzustellende Bauteil ist aus einem Werkstoff, der generell mäßig bis gut zerspanbar ist. Bei langen, sogenannten Fließspänen, haben vertikale Drehmaschinen in der Regel Vorteile, da die Späne durch die Schwerkraft nach unten fallen und sich somit schwerer um die Bauteile wickeln.

B) Die Komplexität bzw. die Konturen des herzustellenden Bauteils. Die Frage hierbei lautet: Habe ich gute, durchschnittliche oder schwierige Bedingungen?

Bearbeitungsbedingungen Drehteile

Reicht zur Herstellung des fertigen Bauteils eine reine Drehbearbeitung aus oder müssen weitere Arbeitsgänge wie z. B. Bohren, Reiben, Honen, Gewinden, Fräsen, Verzahnen, Schleifen mit integriert werden?

Hieraus stellt sich dann die Frage nach dem Fertigungskonzept:

  1. Will ich auf einer Maschine durch eine Komplettbearbeitung all diese Prozesse kombinieren, oder ...
  2. möchte ich die Bearbeitungsprozesse entzerren und benötige somit mehrere unterschiedliche Maschinen(technologien)?

C) Die herzustellende Jahresmenge. Kann die anzuschaffende Maschine mit den herzustellenden Bauteilen bzw. der Bauteilfamilie ausgelastet werden (Serienfertigung)? Bei einer Serienfertigung ist die automatisierte Versorgung mit Rohmaterial sowie die Abfuhr der gefertigten Teile sehr wichtig. Hier haben vertikale Drehmaschinen klare Vorteile, da diese sehr leicht zu automatisieren sind. Das Teilehandling ist hier quasi schon integriert. Die Nebenzeiten werden somit minimiert. Mehrachsige, gleichzeitige Bearbeitungen haben sich hier ebenso bewährt.

CNC-Drehteile Vielfalt
Diese Bauteile können nicht durch reine Drehbearbeitung hergestellt werden. Um solche Konturen zu erreichen, sind mehrere Fertigungsverfahren notwendig. Die CNC-Drehmaschinen von Schuster Maschinenbau vereinen mehrere Bearbeitungsschritte in einer Maschine.

D) Die qualitativen Anforderungen (IT-Klasse) an das Bauteil. Je niedriger die ISO-Toleranz ist, desto hochwertiger muss das Maschinenkonzept sein. Ein Maschinenständer aus Mineralitguss, qualitativ hervorragende Motorspindel(n), ein schwingungsentkoppelter Aufbau der verschiedenen Spindeln und Achsen sowie eine hochwertige CNC-Steuerung sind dann ein Muss.

Fazit: Die richtige Maschine macht den Unterschied

Machen Sie sich Gedanken vor dem Kauf.

Nicht die Investitionsgröße ist alleine ausschlaggebend dafür, ob Sie mit Ihrer neuen Maschine erfolgreich sind – oder eben nicht.

Wenn Sie sich unsicher sind, dann fragen Sie uns. Wir geben unser Know-how gerne an Sie weiter. Lassen Sie sich von unseren Experten individuell und umfassend beraten.

In unseren Blogs "So wählen Sie den richtigen CNC-Drehmaschinen Hersteller" und "CNC Drehmaschine kaufen - Faktoren, auf die Sie achten sollten" geben wir weitere nützliche Hinweise, Tipps und Ratschläge, die Sie bei Ihrer Entscheidungsfindung unterstützen.

Kategorien:CNC Drehmaschinen
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