Wie viele Achsen benötigt ein CNC-Drehzentrum?

Bei der Investition in ein CNC-Drehzentrum lautet die grundlegendste Frage: „Wie viele Achsen benötige ich?“ Die Antwort ist keine einfache Zahl. Sie hängt ganz von der Komplexität der Bauteile ab, die Sie herstellen möchten. Die Wahl der richtigen Achsenkonfiguration ist entscheidend, um die Produktivität zu maximieren, die Genauigkeit sicherzustellen und die Kosten zu kontrollieren.

Dieser Leitfaden erläutert gängige Achsenkonfigurationen für CNC-Drehzentren – von der einfachen 2-Achsen-Bearbeitung bis hin zu fortschrittlichen Mehrprozessmaschinen – und hilft Ihnen bei einer fundierten Entscheidung.

Grundlegende Konfiguration: 2-Achsen-Drehen (X und Z)

Der Großteil der Standard-Drehoperationen wird auf 2-Achsen-Drehzentren durchgeführt. Dies ist die Standardlösung in der Branche.

Beteiligte Achsen: X-Achse (steuert die radiale Bewegung des Werkzeugs zur Mittelachse des Werkstücks hin und weg) und Z-Achse (steuert die Längsbewegung des Werkzeugs entlang der Werkstücklänge).

fähigkeit: Diese Konfiguration eignet sich ideal für Außen- und Innen-Drehbearbeitungen (wenn der Revolver über angetriebene Werkzeuge verfügt), Planen, Rillen und Gewindeschneiden. Typischerweise wird eine einzelne Spindel verwendet, und alle Operationen werden üblicherweise in einer einzigen Aufspannung durchgeführt.

Ideale Anwendungen: Serienfertigung einfacher rotationssymmetrischer Teile wie Buchsen, glatter Wellen und einfacher Verbindungselemente. Dies ist die kosteneffizienteste Lösung für Teile, die keine sekundären Bearbeitungsschritte erfordern.

Wesentliche Erkenntnis: Wenn Ihr Teil einfach ist und keine exzentrischen Bohrungen oder seitliche Fräsbearbeitungen benötigt, könnte eine 2-Achs-Maschine ausreichend sein.

Innovator: 3-Achsen und C-Achse (Dynamische Werkzeugtechnologie)

Wenn Sie eine Bohrung außerhalb einer Welle erstellen oder eine ebene Fläche auf einem Zylinder fräsen müssen, reicht eine grundlegende 2-Achs-Werkzeugmaschine nicht aus. Hier kommt die C-Achse zum Einsatz, wodurch ein echtes 3-Achs-Drehzentrum entsteht.

Die dritte Achse (C-Achse): Die C-Achse ermöglicht eine präzise, programmierbare Steuerung der Spindelrotation. Die Spindel kann in jeder beliebigen Winkelposition (z. B. 90 Grad, 45 Grad) arretiert werden, anstatt sich kontinuierlich zum Drehen zu drehen.

Angetriebene Werkzeuge: In Kombination mit einem Revolverkopf, der rotierende „Live-Tools“ (wie Bohrer und Fräser) hält, ermöglicht die C-Achse der Maschine, Fräs- und Bohroperationen an den Stirnflächen und Außenumfängen von Bauteilen durchzuführen.

Ideale Anwendungen: Bauteile, die sowohl gedrehte als auch gefräste/gebohrte Merkmale erfordern. Beispiele sind Riemenscheiben mit Gewindebohrungen, Ventilgehäuse mit Querbohrungen oder Flansche mit Schraubenlochmustern. Der Hauptvorteil ist „eine Aufspannung,

Die gesamte Bearbeitung erfolgt vor Ort“, wodurch sekundäre Bearbeitungsschritte an einer separaten Fräsmaschine entfallen.

Die Leistung zweier Spindeln: Mehrachsige Maschinen (Y-Achse mit zweitem Revolver)

Um das höchste Maß an Komplexität und Effizienz zu erreichen, setzen Hersteller auf Mehrachsen-Drehzentren. Diese Maschinen verfügen in der Regel über eine Y-Achse und eine zweite Spindel.

Vierte Achse (Y-Achse): Die Y-Achse ermöglicht eine vertikale Bewegung senkrecht zu den X- und Z-Achsen. Dadurch kann sich das Schneidwerkzeug außerhalb der Mittellinie bewegen, was Konturfräsen, exzentrisches Bohren und die Bearbeitung komplexer, nicht zentrischer Merkmale ohne Neupositionierung des Werkstücks erlaubt.

Doppelte Spindeln: Eine Hauptspindel und eine Gegen-spindel arbeiten zusammen. Die Hauptspindel führt die Vorderseitenbearbeitung des Werkstücks durch. Anschließend übernimmt die Gegen-spindel, wodurch die Hinterseitenbearbeitung im selben Bearbeitungszyklus abgeschlossen werden kann. Dies ermöglicht die vollständige Bearbeitung des Werkstücks in einer einzigen Aufspannung.

Doppelte Revolverköpfe: Einige hochentwickelte Werkzeugmaschinen sind mit zwei unabhängigen Revolverköpfen ausgestattet, die eine simultane Bearbeitung ermöglichen. Während ein Werkzeug den Außendurchmesser dreht, kann das andere von innen bohren, wodurch die Zykluszeit erheblich verkürzt wird.

Ideale Anwendungen: Sehr komplexe, kleine, hochwertige Teile, die üblicherweise in der Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Automobilindustrie verwendet werden. Beispiele sind komplexe hydraulische Steckverbinder oder medizinische Implantate, die auf mehreren Seiten feine, komplizierte Merkmale erfordern.

Die ultimative Lösung: Multitasking-Bearbeitung (5-Achsen und höher)

Die Spitze der Drehtechnologie ist die 5-Achsen-Multitasking-Maschine. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um Hybridmaschinen, die die Fähigkeiten eines vollwertigen Drehzentrums mit einem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum kombinieren.

Sie verfügen über eine B-Achse-Frässpindel, die in verschiedenen Winkeln geneigt werden kann, wodurch komplexe Konturierungen und Hinterschneidbearbeitungen möglich sind, die auf Standarddrehmaschinen nicht realisierbar sind. Diese Maschinen sind für eine maximale Teilekonsolidierung und die Bearbeitung komplexer Geometrien konzipiert.