Grundlagen der Metallbearbeitung: Maschinen und Verfahren

Filer (Schruppen und Schlichten)

Eine Werkzeugmaschine führt eine Schnittbewegung aus, bei der das Werkzeug das Werkstück bearbeitet. Die Maschine besteht aus einer Grundplatte, einem Antrieb, einem oszillierenden Kurbeltrieb und einem Schlitten (Ram), an dem das Werkzeug befestigt ist. Die Hublänge lässt sich durch die Kurbel variieren. Das Werkstück wird mittels Klammern auf dem Tisch fixiert. Die Bewegungen erfolgen manuell über Gewindespindeln oder automatisch.

Planer

Eine Variante des Shapers für größere Werkstücke. Der Tisch führt eine oszillierende lineare Bewegung aus. Das Werkzeug ist an einem schwenkbaren Arm auf einem vertikal beweglichen Balken montiert, wobei die Zustellung und der Vorschub horizontal über eine Schraubspindel erfolgen.

Bohrmaschine

Eine Werkzeugmaschine, die sowohl die Schnitt- als auch die Eindringbewegung ausführt.

Drehmaschine

Eine Werkzeugmaschine, bei der das Werkstück die Rotationsbewegung ausführt, während das Werkzeug für den Vorschub und die Eindringtiefe zuständig ist.

Komponenten der Drehmaschine

• Maschinenbett: Das tragende Fundament der Maschine, meist aus einem Stück Gusseisen gefertigt.
• Spindelstock: Gehäuse am Ende des Bettes, das die Hauptachse sowie Zahnräder und Riemenscheiben zur Geschwindigkeitsregelung enthält.
• Reitstock: Auf dem Bett verschiebbar; dient zur Abstützung langer Werkstücke.
• Support: Gleitet auf den Führungen des Bettes. Er umfasst den Querschlitten für die Zustellbewegung und den Sattel zur Positionierung am Werkstück.
• Vorschubgetriebe: Regelt die Geschwindigkeit der Gewindesteigung.
• Spänewanne: Sammelt die während der Bearbeitung anfallenden Metallspäne.

Drehverfahren

• Längsdrehen: Herstellung zylindrischer Oberflächen.
• Plandrehen: Erzeugung einer ebenen Fläche senkrecht zur Drehachse.

Sägen

Wichtige Merkmale einer Säge:

• Schränkung: Verhindert das Klemmen des Sägeblatts im Werkstück.
• Schnittgrad: Anzahl der Zähne pro cm Blattlänge.
• Teilung: Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen.
• Zähne pro Zoll: Grob (6-7 Zähne/cm), Mittel (8-9 Zähne/cm), Fein (12-13 Zähne/cm).
• Material: Kohlenstoffstahl, Werkzeugstahl, Wolfram- oder Chromlegierungen.
• Anstellwinkel: Typischerweise 20 bis 30 Grad.

Zerspanungstechnik

• Materialeigenschaften: Die Bearbeitbarkeit hängt von der Härte des Werkzeugs und der Temperatur ab.
• Werkzeugmaterialien: Spezial-Kohlenstoffstahl, Hartmetall (Widia) und Diamant.
• Bewegungsarten: Schnittbewegung (tangential), Vorschubbewegung (parallel) und Eindringbewegung (senkrecht).
• Schnittgeschwindigkeit: Relative Geschwindigkeit zwischen Werkstück und Werkzeug.
• Schmierung: Kühlung ist essenziell, meist als Emulsion (1:100 Wasser-Kühlmittel-Verhältnis).

Umformverfahren

• Ziehen: Hämmern oder Ziehen zur Reduzierung des Querschnitts bei gleichzeitiger Längenvergrößerung.
• Stauchen: Prozess entgegen dem Ziehen; Verkürzung der Länge bei Querschnittsvergrößerung.
• Einstechen: Lokale Querschnittsverringerung durch einen Einstich.
• Biegen: Umformung mittels spezieller Führungen.
• Stanzen und Bohren: Trennen von Material durch einen gezielten Schlag.
• Gesenkschmieden: Verformung eines Werkstücks zwischen zwei Formwerkzeugen unter Druck.
• Extrusion (Strangpressen): Erwärmtes Metall wird durch eine Matrize gepresst.
• Lochen: Schnelles Einbringen von Löchern in Bleche ohne Verformung.
• Tiefziehen: Umformen eines Blechs in eine bestimmte Form bei gleichbleibender Wandstärke.
• Drahtziehen: Reduzierung des Drahtquerschnitts durch Ziehen durch eine Matrize.