CNC-Drehen als Lohnfertigung

Fräsen und Drehen sind komplementäre Verfahren, die zusammen den Großteil der Zerspanung abdecken.

Beim Drehen rotiert das Werkstück gegen ein stationäres Werkzeug. Ideal für zylindrische Teile: Wellen, Buchsen, Stangen und Gewindekomponenten. Drehmaschinen und Langdrehautomaten sind die Standardplattformen.

Beim Fräsen bleibt das Werkstück stationär und das Schneidwerkzeug rotiert. Am besten für Teile mit prismatischer Geometrie: ebene Flächen, Taschen, Nuten und komplexe 3D-Oberflächen. Vertikale und horizontale Bearbeitungszentren sind die Standardplattformen.

Viele Serienteile nutzen beide Verfahren. Eine Welle mit Passfeder wird für den zylindrischen Durchmesser gedreht und anschließend für die Passfeder gefräst. Unsere Fabrik betreibt beide Prozesse in koordinierten Zellen, sodass Hybridteile während der Oberflächenbehandlung auf demselben Laufzettel bleiben.

CNC-Drehen deckt nahezu alle gängigen Metalle und Kunststoffe ab.

Aluminiumlegierungen (6061, 6063, 7075, 2024, 5052) sind der Standard für Luftfahrt-, Elektronik- und Konsumgüter-Drehteile. Automatenlegierungen wie 6061-T6 und 2011 laufen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und ausgezeichneter Span kontrolle.

Stahllegierungen decken Festigkeits- und Korrosionsanforderungen ab. Automatenstahl 303 und 316, Werkzeugstähle (4140, 4340) und Kohlenstoffstähle (1018, 1045, 12L14) sind Standard. Gehärteter Stahl bis 62 HRC kann mit CBN-bestückten Werkzeugen hartgedreht werden.

Spezialmetalle umfassen Titan Grade 5 (Ti-6Al-4V), Messing C36000, Kupfer C11000 und Nickel-Superlegierungen (Inconel 718, Monel 400). Titan und Inconel erfordern langsamere Schnittgeschwindigkeiten und eine spezialisierte Kühlstrategie.

Technische Kunststoffe umfassen PEEK, POM (Delrin), Nylon, PC, ABS, PMMA, PTFE, PVC und PP. Kunststoffe erfordern kontrollierte Vorschübe, um ein Schmelzen durch Wärmestau zu vermeiden.

Die Materialauswahl sollte zur mechanischen Belastung, Betriebsumgebung und zum Kostenziel des Teils passen. Unsere DFM-Analyse kann die beste Sorte empfehlen, bevor die Programmierung beginnt.

Die Toleranz hängt vom Maschinentyp, der Werkzeugauswahl und davon ab, ob das Bauteil nachbearbeitet oder geschliffen wird.

Standard-2-Achs-Drehen hält ±0,05 mm auf Durchmessern bis 25 mm und ±0,1 mm auf längeren Maßen. Das deckt die meisten kommerziellen Teile ab.

Langdrehen hält ±0,01 mm auf Durchmessern unter 38 mm dank der Führungsbuchse, die das Werkstück direkt an der Schneide abstützt. Rundschleifen nach dem Drehen hält ±0,01 mm und Ra 0,2 μm auf kritischen Lagerflächen.

Die Oberflächengüte reicht von 3,2 μm Ra (Standard-Schruppen und -Schlichten) bis 0,4 μm Ra (Präzisionsschlichten mit kontrolliertem Vorschub und kleinem Eckenradius). Hochglanzpolieren unter 0,2 μm erfordert einen zusätzlichen Polierdurchgang.

Markieren Sie kritische Maße auf Ihrer Zeichnung, damit sie auf erreichbare Toleranz geprüft werden können. Übertolerierung jedes Maßes treibt die Kosten in die Höhe, ohne die Teileleistung zu verbessern.

Unsere Drehmaschinen bearbeiten Durchmesser von 0,5 mm auf Langdrehautomaten bis zu 400 mm auf großen horizontalen Futterdrehmaschinen. Längen bis 2.000 mm werden mit Lünetten für lange Wellen unterstützt.

Kleine Präzisionsteile unter 38 mm Durchmesser laufen auf Langdrehautomaten mit 8.000 bis 10.000 U/min für feine Arbeiten an Messing, Aluminium und zerspanbarem Edelstahl.

Mittlere Teile von 38 bis 200 mm Durchmesser laufen auf Produktions-CNC-Drehmaschinen mit Stangenlader für den unbeaufsichtigten Betrieb. Hier landen die meisten Serienprogramme.

Großdurchmesserteile von 200 bis 400 mm Durchmesser laufen auf Futterdrehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen. Die Länge ist durch die Bettlänge und die Reitstockunterstützung begrenzt.

Geben Sie Durchmesser, Länge und Lage der Merkmale früh an, damit wir beim Angebot die passende Maschinenklasse zuordnen können.

Das Drehen punktet bei zylindrischer Geometrie, Zykluszeit und der Wirtschaftlichkeit stangengeführter Stückzahlen. Das Fräsen punktet bei prismatischer Geometrie und nicht rotationssymmetrischen Merkmalen.

Wählen Sie CNC-Drehen, wenn das Bauteil überwiegend zylindrisch oder rotationssymmetrisch ist, etwa Wellen, Stifte, Buchsen, Gewindeteile oder alles, was gespannt und gedreht werden kann. Die Zykluszeiten beim Drehen liegen bei kleinen, von der Stange gefertigten Teilen im Sekundenbereich pro Teil, gegenüber Minuten bei vergleichbaren Frästeilen.

Wählen Sie CNC-Fräsen, wenn das Teil flache Flächen, Taschen, Nuten oder komplexe 3D-Oberflächen hat, die auf einem rotierenden Werkstück nicht erzeugt werden können. Wenn das Teil beides hat, können Dreh-Fräszentren mit angetriebenen Werkzeugen die richtige Antwort sein.

Der Kostenvergleich spricht auch für das Drehen bei stangengeführter Serienfertigung: Ein Stangenlader betreibt die Drehmaschine unbeaufsichtigt, was die Arbeitskosten pro Teil senkt.

Ja. Die meisten Produktionsprogramme umfassen mindestens einen Nachbearbeitungsschritt.

Eloxieren ist Standard bei Aluminium-Drehteilen für Korrosions- und Verschleißbeständigkeit. Eloxieren Typ II fügt 5 bis 25 μm hinzu; Typ III Hardcoat fügt 25 bis 75 μm für stark beanspruchte Anwendungen hinzu.

Galvanisieren sorgt für glänzende Chrom-, Nickel-, Zink- oder Zinnschichten als dekorative und funktionale Oberflächen auf Drehteilen aus Stahl und Messing. Galvanisieren vergrößert die Teilemaße um 5 bis 30 µm.

Die Passivierung ist bei Edelstahl-Drehteilen für Medizin- und Lebensmitteltechnik erforderlich, um freies Eisen zu entfernen und die Chromoxidschicht wiederherzustellen (ASTM A967).

Polieren bis Ra 0,2 bis 0,4 μm ist für Dichtflächen, Lagerflächen und Spiegeloberflächen verfügbar. Geben Sie an, welche Flächen poliert werden sollen, da es sich um eine manuelle Bearbeitung handelt, die Kosten verursacht.

Außenrundschleifen nach dem Drehen hält ±0,01 mm und Ra 0,2 μm auf kritischen Wellen und Stiften. Legen Sie die Anforderungen an die Oberfläche während der DFM-Analyse fest, denn sie beeinflussen Materialauswahl und Maßtoleranz.

Die kundenspezifische Befestigungselementproduktion umfasst eine Reihe von Verfahren, die Draht oder Stangenmaterial in fertige Teile umwandeln. Hier sind die wichtigsten Verfahren, die bei den meisten Full-Service-Herstellern von Befestigungselementen verfügbar sind.

1. Kaltumformung: Progressivwerkzeuge formen Kopf, Schaft und Aussparungen aus einem Drahtzuschnitt. Das wirtschaftlichste Verfahren für Stückzahlen über 10.000 Stück. Durchmesserbereich 1,5 bis 25 mm.

2. CNC-Drehen: Rotierendes Stangenmaterial wird mit Schneidwerkzeugen bearbeitet. Geeignet für Verbindungselemente mit komplexen Geometrien, ungewöhnlichen Gewindeformen oder engeren Toleranzen als beim Kaltstauchen möglich.

3. Langdrehen: Eine Variante des CNC-Drehens für kleine Durchmesser, lange oder präzise Teile. Wird für Miniaturbefestigungen und Medizinschrauben mit Toleranzen bis ±0,02 mm verwendet.

4. Gewindewalzen: Gehärtete Matrizen formen Gewinde durch Kaltumformung statt durch Schneiden. Gewalzte Gewinde sind stärker als geschnittene Gewinde und erzeugen keine Späne. Standardverfahren für hochfeste Verbindungselemente.

5. Wärmebehandlung: Härten, Anlassen, Einsatzhärten oder Induktionshärten erzeugt Verbindungselemente in den angegebenen Festigkeitsklassen (Grade 5, 8, Class 8.8, 10.9, 12.9).

6. Galvanisieren und Beschichten: Zink, Feuerverzinkung, chemisch Nickel, Brünierung, Dacromet und Verchromung, aufgebracht nach dem Gewindeschneiden. Bietet Korrosionsbeständigkeit und ein ansprechendes Aussehen.

7. Prüfung und Tests: Dimensionsprüfung mit CMM und Gewindelehren. Mechanische Prüfungen umfassen Zugfestigkeit, Härte und Drehmoment-Vorspannung. Salzsprühtest für beschichtete Verbindungselemente.

Ein Full-Service-Hersteller vereint diese Prozesse unter einem Dach, verkürzt die Lieferzeiten und beseitigt den Koordinationsaufwand bei der Verwaltung mehrerer Lieferanten.