Eine CNC-Drehmaschine besteht aus einer CNC-Steuereinheit, einem Bett, einem Spindelstock, einem Werkzeughaltervorschubsystem, einem Reitstock, einem Hydrauliksystem, einem Kühlsystem, einem Schmiersystem und einem Späneförderer.
CNC-Drehmaschinen werden in zwei Typen unterteilt: vertikale CNC-Drehmaschinen und horizontale CNC-Drehmaschinen.
Vertikale CNC-Drehmaschinen werden zum Drehen scheibenförmiger Teile mit großen Drehdurchmessern verwendet.
Horizontale CNC-Drehmaschinen werden zum Drehen von scheibenförmigen Teilen mit langen axialen Abmessungen oder kleinen scheibenförmigen Teilen verwendet.
Horizontale CNC-Drehmaschinen können entsprechend ihrer Funktion weiter in wirtschaftliche CNC-Drehmaschinen, universelle-CNC-Drehmaschinen und Drehbearbeitungszentren unterteilt werden.
Wirtschaftliche CNC-Drehmaschinen: Hierbei handelt es sich um vereinfachte CNC-Drehmaschinen, die durch Modifizierung des Drehvorschubsystems einer Mehrzweckdrehmaschine mithilfe eines Schrittmotors und eines Mikrocontrollers erstellt werden. Sie zeichnen sich durch geringere Kosten, geringere Automatisierung und Funktionalität sowie eine geringere Drehgenauigkeit aus und eignen sich daher zum Drehen rotierender Teile mit weniger anspruchsvollen Anforderungen.
Allzweck-CNC-Drehmaschinen: Dies sind CNC-Drehmaschinen mit einer speziell entwickelten Struktur und ausgestattet mit einem Allzweck-CNC-System, das auf spezifische Drehanforderungen zugeschnitten ist. Das CNC-System zeichnet sich durch leistungsstarke Funktionen, einen hohen Automatisierungsgrad und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit aus und eignet sich daher zum Drehen allgemeiner rotierender Teile. Diese Art von CNC-Drehmaschine kann gleichzeitig zwei Koordinatenachsen steuern: die x--Achse und die z--Achse.
Drehzentrum
Drehbearbeitungszentren, die auf gewöhnlichen CNC-Drehmaschinen basieren, verfügen zusätzlich über eine C--Achse und einen Antriebskopf. Fortgeschrittenere Maschinen verfügen außerdem über ein Werkzeugmagazin, das drei Koordinatenachsen steuert: X, Z und C. Die verknüpften Steuerachsen können (X, Z), (X, C) oder (Z, C) sein. Durch die Hinzufügung der C--Achse und des Fräskopfes werden die Bearbeitungsmöglichkeiten dieser Art von CNC-Drehmaschine erheblich verbessert. Neben dem allgemeinen Drehen können auch Radial- und Axialfräsen, Flächenfräsen sowie das Bohren von Löchern und Radiallöchern durchgeführt werden, deren Mittellinien nicht im Rotationszentrum des Werkstücks liegen.
Hydraulisches Spannfutter und hydraulischer Reitstock
Hydrodehnspannfutter sind wichtiges Zubehör zum Spannen von Werkstücken beim CNC-Drehen. Für allgemeine rotierende Teile können gewöhnliche hydraulische Spannfutter verwendet werden; für Teile, deren eingespannte Teile nicht zylindrisch sind, sind spezielle Spannfutter erforderlich; und Federspannfutter werden benötigt, wenn Teile direkt aus Stangenmaterial bearbeitet werden. Bei Teilen mit einem großen Verhältnis von axialen zu radialen Abmessungen ist eine auf einem hydraulischen Reitstock montierte bewegliche Spitze erforderlich, um das hintere Ende des Teils zu stützen und eine korrekte Bearbeitung sicherzustellen. Reitstöcke sind standardmäßig in hydraulischer und programmierbarer Ausführung erhältlich.
Allgemeine-Toolbeiträge
CNC-Drehmaschinen können mit zwei Arten von Werkzeughaltern ausgestattet werden:
① Spezielle Werkzeughalter: Vom Drehmaschinenhersteller unter Verwendung spezieller Werkzeughalter entwickelt. Der Vorteil dieses Typs sind niedrige Herstellungskosten, es mangelt ihm jedoch an Vielseitigkeit.
② Allgemeine-Tool-Beiträge: Hergestellt nach bestimmten allgemeinen Standards (z. B. VDI, Deutscher Ingenieurverein). Hersteller von CNC-Drehmaschinen können diese entsprechend den funktionalen Anforderungen der CNC-Drehmaschine auswählen und konfigurieren.
Fräsköpfe
Durch die Montage eines Fräskopfes am Werkzeughalter der CNC-Drehmaschine können die Bearbeitungsmöglichkeiten der CNC-Drehmaschine erheblich erweitert werden. Es kann beispielsweise zum axialen Bohren und zum Fräsen von axialen Nuten verwendet werden.
CNC-Drehschneidwerkzeuge
Bei der Bearbeitung von Teilen auf einer CNC-Drehmaschine oder einem Drehbearbeitungszentrum sollte die Position der Schneidwerkzeuge auf dem Werkzeughalter sinnvoll und wissenschaftlich entsprechend der Werkzeughalterstruktur der Drehmaschine und der Anzahl der Werkzeuge, die installiert werden können, angeordnet werden. Es ist darauf zu achten, dass es weder im Stillstand noch während des Betriebs zu Störungen zwischen den Schneidwerkzeugen und der Werkzeugmaschine, zwischen den Schneidwerkzeugen und dem Werkstück sowie zwischen den Schneidwerkzeugen selbst kommt.
Werkzeugmaschinenkomponenten
Der Hauptkörper der CNC-Werkzeugmaschine umfasst das Maschinenbett, die Säule, die Spindel, den Vorschubmechanismus und andere mechanische Komponenten. Es handelt sich um die mechanische Komponente, mit der verschiedene Schneidvorgänge ausgeführt werden.
Das CNC-Gerät ist der Kern der CNC-Werkzeugmaschine, einschließlich Hardware (Leiterplatten, CRT-Display, Tastatur, Streifenleser usw.) und entsprechender Software. Es wird zur Eingabe digitalisierter Teileprogramme und zur Speicherung von Eingabeinformationen, Datentransformation, Interpolationsberechnungen und verschiedenen Steuerfunktionen verwendet.
Die Antriebseinheit ist die Antriebskomponente der Aktuatoren der CNC-Werkzeugmaschine, einschließlich Spindelantriebseinheit, Vorschubeinheit, Spindelmotor und Vorschubmotor. Unter der Steuerung der CNC-Vorrichtung erfolgt der Spindel- und Vorschubantrieb über ein elektrisches oder elektro{1}}hydraulisches Servosystem. Wenn mehrere Vorschübe verknüpft sind, können Positionierung, lineare, planare Kurven- und räumliche Kurvenbearbeitung abgeschlossen werden.
Unter Hilfsgeräten versteht man wesentliche unterstützende Komponenten für CNC-Werkzeugmaschinen, die den Betrieb der Werkzeugmaschine sicherstellen, wie z. B. Kühlung, Spanabfuhr, Schmierung, Beleuchtung und Überwachung. Dazu gehören hydraulische und pneumatische Geräte, Spanabfuhrgeräte, Wechseltische, CNC-Rundtische und CNC-Teilköpfe sowie Schneidwerkzeuge und Überwachungs- und Erkennungsgeräte.
Programmier- und andere Hilfsgeräte können zum Erstellen und Speichern von Teileprogrammen außerhalb-der Maschine verwendet werden.
Seit der Entwicklung der weltweit ersten CNC-Werkzeugmaschine am MIT im Jahr 1952 werden CNC-Werkzeugmaschinen in der Fertigungsindustrie, insbesondere in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Militärindustrie, häufig eingesetzt. Die CNC-Technologie hat sich sowohl in der Hardware als auch in der Software rasant weiterentwickelt.
