Wie viele Achsen hat eine CNC-Drehmaschine?
Der CNC-Drehmaschine ist ein technologisches Wunderwerk in Sachen Mehrachsenkonfigurationen. Diese Achsen sorgen für optimale Ergebnisse bei Ihren Projekten. Welche Achsen treiben diese vielseitige Maschine an?
Primärachsen in einer CNC-Drehmaschine
1. X-Achse
Die radialen Bewegungen des Schneidwerkzeugs Ihrer CNC-Drehmaschine werden über die X-Achse gesteuert. Diese radiale Bewegung verläuft senkrecht zur Spindelachse und bestimmt, wie tief Ihre Werkzeuge in das Werkstück eindringen. Die Programmierung der X-Achsenbewegungen entspricht der Steuerung des Durchmessers Ihres fertigen Produkts.
Darüber hinaus wirken sich Präzision und Genauigkeit der X-Achse direkt auf die Gesamtmaßgenauigkeit Ihrer Teile aus. Jedes Mal, wenn Sie diese Achse verstellen, bewegen Sie das Schneidwerkzeug zum Achsenmittelpunkt hin oder von diesem weg. Sie können Ihre X-Achse mit Ihrem Durchmesserregler gleichsetzen, da dieser die Dicke oder Dünnheit Ihres Werkstücks während der Bearbeitung steuert.
2. Z-Achse
Die Z-Achse stellt die Längsbewegung Ihres Schneidwerkzeugs entlang der Spindelachse dar. Dadurch kann das Werkzeug entlang der Länge Ihres Werkstücks arbeiten. Diese Achse stellt sicher, dass sich bestimmte Merkmale an präzisen Positionen auf dem Werkstück befinden.
Darüber hinaus bestimmt die Z-Achse, wo am Werkstück geschnitten werden soll. Dies ist besonders wichtig, wenn mehrere Merkmale an verschiedenen Stellen bearbeitet werden. Die Bewegung der Z-Achse bestimmt die Längenmaße von Schultern, Nuten und anderen Längsmerkmalen Ihres Werkstücks.
Die X- und Z-Achse arbeiten bei normalen Dreh-, Plan- und Gewindebearbeitungen zusammen. Beim Drehen eines zylindrischen Werkstücks ermöglicht die X-Achse tiefere Schnitte, während sich das Werkzeug, gesteuert von der Z-Achse, längs am Werkstück entlang bewegt. Beim Plandrehen bewegt die Z-Achse das Werkzeug zum Werkstück, während die X-Achse über die Fläche fährt.
Beim Gewindeschneiden sorgt die gleichzeitige Bewegung der X- und Z-Achse dafür, dass der Schnitt mit jedem Durchgang etwas tiefer geht. Die Bewegung der Z-Achse folgt dabei der Steigung des Gewindes.
Zusätzliche Achsen in modernen CNC-Drehmaschinen
1. Y-Achse
Im rechten Winkel zur X- und Z-Achse ermöglicht die Y-Achse die Bearbeitung außermittiger Elemente wie Keilnuten, Schlitze oder exzentrische Bohrungen. Mit der Einführung einer zusätzlichen Achse wird die Fräsleistung deutlich gesteigert.
Die Y-Achsen-Option erhöht die Funktionalität Ihrer CNC-Drehmaschine und macht sie zu einem effizienteren Bearbeitungszentrum. Asymmetrische Merkmale können weder vollständig rund noch rotationssymmetrisch sein. Auch außermittige Bohrungen, ebene Flächen und komplexe Konturen lassen sich mit dieser Maschine deutlich einfacher realisieren. In modernen Dreh-Fräszentren ermöglicht diese Achse üblicherweise sowohl das Fräsen als auch das Drehen von Teilen in einer einzigen Aufspannung.
2. C-Achse
Die C-Achse dient der Spindelrotationssteuerung. Diese Achse ermöglicht die Positionierung Ihres Werkstücks in vorgegebenen Winkelpositionen. Die Bearbeitung von Merkmalen in präzisen Winkelpositionen hängt daher von dieser Rotationssteuerung ab.
Ihre Drehmaschine kann nun dank C-Achsen-Funktion in beliebigen Winkelpositionen rund um Ihr Werkstück fräsen. Dies ist besonders wichtig beim Erstellen von Details wie Lochbildern, Verzahnungen oder präzisen Winkelpositionierungen. Die Spindel wird so zu einer Indexiervorrichtung, die das Positionieren und Spannen des Werkstücks in verschiedenen Winkelpositionen für die Bearbeitung ermöglicht.
Mehrachsige CNC-Drehmaschinen
1. B-Achse
Die B-Achsen-Rotation ermöglicht die Anpassung der Y-Achse, sodass das Schneidwerkzeug das Werkstück aus verschiedenen Winkeln anfahren kann. Durch die Neigung kann die Maschine komplexe Konturen schneiden und schwierige Strukturen erreichen. So verschafft Ihnen die B-Achse einen Vorteil bei der Herstellung komplexer geometrischer Designs.
Darüber hinaus ermöglicht die CNC-Drehmaschine mit B-Achse Winkelbohren, Winkelfräsen mit zusammengesetzten Winkeln und die Erstellung beliebiger 3D-Konturen. Ihre Werkzeuge können für jedes Merkmal optimal auf die Schnittposition ausgerichtet werden, um eine optimale Oberflächengüte zu erzielen. Dank der B-Achse können Ihre Schneidwerkzeuge frei kippen und Ihr Werkstück aus nahezu jedem Winkel anfahren.
2. A-Achse
Die A-Achse ist die Rotation um die X-Achse. Diese zusätzliche Rotation wurde hinzugefügt, um die Fähigkeit der Maschine zum Erreichen komplexer Geometrien zu verbessern. Daher werden die kompliziertesten Merkmale des Teils erreicht, wenn die erweiterte Achse konfiguriert ist.
Die A-Achsen-Kapazität ermöglicht Ihrer Drehmaschine eine äußerst vielseitige Bearbeitungsplattform. Sie ermöglicht Ihrem Werkzeug den Zugriff auf weitere Bewegungsachsen für die Bearbeitung schwer zerspanbarer Geometrien.
Die A-Achse ermöglicht die Bearbeitung von Teilen, für die mehrere Aufspannungen oder Spezialausrüstung erforderlich wären. Dies ist besonders hilfreich bei der Bearbeitung von Teilen mit zusammengesetzten Winkeln oder komplexen Hinterschnitten.
Achsen in High-End-CNC-Drehmaschinen mit mehreren Spindeln und Revolvern
1. W-Achse
Die W-Achse ist meist eine sekundäre Z-Achse für zusätzliche Schlitten für Unterrevolver oder Unterspindeln. Mit dieser Achse kann Ihre Maschine gleichzeitig an zwei Punkten Ihres Werkstücks arbeiten. Dadurch wird die Produktivität deutlich gesteigert.
Mit dieser Achse in Ihrer Drehmaschine können Sie Vorder- und Rückseite Ihres Werkstücks in einer einzigen Aufspannung bearbeiten. Sie können beispielsweise Drehbearbeitungen mit der Hauptspindel durchführen und gleichzeitig die Rückseite mit der Gegenspindel bearbeiten.
2. V-Achse
Die V-Achse verfügt üblicherweise über eine zusätzliche sekundäre Schlittenbewegung, die üblicherweise eine weitere X-Achse für einen zweiten Revolver bewegt. Diese Konfiguration ermöglicht Ihrer Maschine die gleichzeitige Ausführung mehrerer Operationen, was die Zykluszeit erheblich verkürzt. Folglich erhöht sich die Produktivität durch die Möglichkeit der Parallelverarbeitung erheblich.
Darüber hinaus ist Ihre Drehmaschine jetzt ein Produktionswerkzeug mit einer zusätzlichen Funktion: V-Achsen-Bewegung. Dadurch können Sie mehrere Werkzeuge gleichzeitig am Werkstück einsetzen, z. B. mit einem Werkzeug vordrehen und mit einem anderen Werkzeug fertigdrehen. So werden auf Ihrer Maschine Vorgänge, die sonst nacheinander ausgeführt würden, nun alle gleichzeitig ausgeführt.
Auswahl der richtigen CNC-Drehmaschinenachsenkonfiguration
Die Festlegung der Achsenkonfiguration für eine CNC-Drehmaschine erfolgt anhand einiger wichtiger Überlegungen. Die Entscheidung sollte sich an Ihren spezifischen Fertigungsanforderungen orientieren.
· Komplexität Ihrer Teile
Die Teilekomplexität ist einer der Hauptfaktoren für die Anzahl der benötigten Achsen. Beispielsweise entscheidet die Komplexität Ihrer Teileform darüber, ob eine Zweiachsenbearbeitung oder mehrere Achsen erforderlich sind. Daher ist dies einer der Faktoren, die bei der Auswahl der CNC-Drehmaschinenkonfiguration berücksichtigt werden sollten.
· Materialart
Die Anforderungen an die Maschinenachsen ergeben sich aus dem zu bearbeitenden Werkstoff. So sind beispielsweise weiche Aluminiumwerkstoffe mit Standardkonfigurationen relativ gut zerspanbar.
Andererseits profitieren zähe Legierungen am meisten von der wahrscheinlich bestmöglichen Werkzeugführung durch zusätzliche Äxte. Daher müssen Härte, Zerspanbarkeit und Wärmeverhalten der Werkstoffe die jeweilige Auswahl der verwendeten Äxte bestimmen.
· Teilekomplexität
Die Komplexität des Teils bestimmt die Anzahl der für eine effektive Produktion erforderlichen Achsen. Bei einfachen Typen reichen die X- und Z-Achsen aus. Umgekehrt erfordern Teile mit gefrästen Taschen, abgewinkelten Löchern und komplexen Konturen zusätzliche Achsen, um in einer Aufspannung fertiggestellt zu werden. Daher sollten Sie Ihre typischen Teile betrachten, um die erforderliche Mindestachsenkonfiguration zu bestimmen.
· Produktionsvolumen
Die Wirtschaftlichkeit komplexer Konfigurationen hängt vom Produktionsvolumen ab. Für hohe Produktionszahlen benötigen Sie Mehrspindel- und Mehrrevolverkonfigurationen mit zusätzlichen Achsen, um die Zykluszeit zu minimieren. Bei geringerer Produktion hingegen sind weniger komplexe Konfigurationen erforderlich, außer in besonderen Fällen, in denen die Teilekomplexität dies erfordert.
· Bearbeitungsspezifikationen
Ihre Anforderungen an Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheit spielen eine entscheidende Rolle für Ihren Achsenbedarf. Arbeiten mit engen Toleranzen können tatsächlich weniger Aufspannungen mit mehr Achsen ermöglichen, was die kumulativen Fehler minimiert. Berücksichtigen Sie daher neben der Auswahl der Achsenkonfigurationen auch die Qualitätsanforderungen.
FAQs
1. Wie viele Achsen muss eine CNC-Drehmaschine mindestens haben?
Zwei Achsen, nämlich X und Z. Alle Ihre grundlegenden Rotationsoperationen erfordern mindestens diese beiden Bewegungsrichtungen, um zylindrische Teile mit Längsmerkmalen zu erzeugen.
2. Warum haben einige CNC-Drehmaschinen mehr als fünf Achsen?
Durch den Einbau einer zusätzlichen Achse in Ihre Maschine können Sie komplexe Formen ohne Neupositionierung bearbeiten. Dank höherer Produktivität können Sie komplizierte Teile in einer Aufspannung bearbeiten, anstatt in mehreren Arbeitsgängen.
3. Gibt es eine 7-Achsen-CNC-Maschine?
Ja, es gibt ein 7-Achsen-Setup. Die komplexesten Teile profitieren von der Verfügbarkeit dieser fortschrittlichen Ausrüstung, die Linear- und Rotationsachsen kombiniert und so maximale Flexibilität ermöglicht.
4. Was ist eine 5-Achsen-CNC-Drehmaschine?
Eine 5-Achsen-Drehmaschine verfügt in der Regel über die Achsen X, Z, C, Y und B. Diese Konfiguration macht sie zur idealen Maschine für die Herstellung komplexer Teile mit geneigten Strukturen und außermittiger Geometrie.
5. Welche Achsen werden beim Schneiden in einer CNC-Drehmaschine verwendet?
Die allgemeinen Bearbeitungen werden hauptsächlich durch Schneiden entlang der X- und Z-Achse durchgeführt. Für Ihre komplexen Bearbeitungen können Sie je nach Teilegeometrie und Werkzeuganforderungen beliebige Achsenkombinationen verwenden.
Abschluss
Kenntnisse über CNC-Drehachsen helfen Ihnen, die passende Maschine für Ihre Anforderungen zu finden. Der Fertigungserfolg hängt immer davon ab, die Achsenleistung auf Ihre Teileanforderungen abzustimmen. Wählen Sie daher mit Bedacht, um optimale Effizienz und Qualität zu erzielen.
Mehr Ressourcen::
So funktioniert eine CNC-Drehmaschine – Quelle: TSINFA
Unterschied zwischen 3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-Fräsmaschine – Quelle: TSINFA
G-Code in CNC-Maschine – Quelle: TSINFA
Numerische Kontrolle – Quelle: WIKIPEDIA
