Grundlagen der Zerspanung: Drehen, Fräsen, Hobeln, Bohren, Schleifen

Drehen: Grundlagen und Anwendungen

Der Prozess der Bewegung um die eigene Achse wird als **Drehen** bezeichnet. Das Drehen ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem zylindrische Werkstücke durch eine gleichmäßige Rotationsbewegung um eine feste Achse bearbeitet werden. Die Bewegungen zwischen Werkstück und Werkzeug sind **Schneiden**, **Vorschub** und **Zustellung**. Beim Drehen können zylindrische, konische und ringförmige Oberflächen sowie Gewinde und Profilierungen hergestellt werden. Die Drehmaschine besteht aus dem Maschinenkörper, dem Getriebe zur Übertragung der Achsbewegung, dem Antriebssystem, den Werkzeugspannsystemen sowie den Steuerungen für Bewegungen und Geschwindigkeiten.

Fräsen: Prozess und Werkzeuge

Das **Fräsen** ist ein mechanisches Bearbeitungsverfahren, das mit Fräsmaschinen und speziellen Werkzeugen, den sogenannten **Fräsern**, durchgeführt wird. Beim Fräsen wird überschüssiges Material oder eine Bearbeitungszugabe von der Oberfläche eines Werkstücks entfernt, um ihm eine gewünschte Form und Oberflächengüte zu verleihen. Verschiedene Fräsertypen für spezifische Anwendungen sind:

• **Zweischneidige Fräser**: Werden verwendet, um Nuten mit bestimmten Winkeln zu erzeugen.
• **Konvexfräser**: Für konkave Oberflächen.
• **Konkavfräser**: Für konvexe Oberflächen.
• **Modulfräser**: Werden für Verzahnungen eingesetzt.

Hobeln: Ebenen Flächen präzise bearbeiten

Das **Hobeln** ist ein Bearbeitungsverfahren, das mit sogenannten **Hobelmaschinen** durchgeführt wird, um ebene, horizontale, vertikale oder geneigte Flächen zu erzeugen. Hobeloperationen werden mit Werkzeugen durchgeführt, die nur eine Schneide besitzen und Materialzugaben durch eine lineare Bewegung abtragen.

Die **Stoßmaschine** (oder **Kurzhobelmaschine**) führt eine geradlinige Hin- und Herbewegung (Hub) aus, bei der das Werkzeug über das feststehende Werkstück geführt wird, um Material abzutragen. Die **Langhobelmaschine** (oder **Tischhobelmaschine**) hingegen bewegt den Tisch mit dem Werkstück unter dem feststehenden Werkzeug. Sie kann auch für Fräs- und Schleifarbeiten angepasst werden. Der Hauptunterschied zwischen Stoß- und Langhobelmaschinen liegt darin, dass bei der Langhobelmaschine der Tisch die Hin- und Herbewegung ausführt.

Typische Schritte beim Hobeln sind:

• Einstellen des Spiels
• Werkzeugbefestigung
• Maschinenvorbereitung
• Durchführung des ersten Schnitts (Schruppdurchgang)
• Einstellen der Schnitttiefe und Durchführung der Schlichtschnitte

Bohren: Löcher präzise erzeugen

Dieses Bearbeitungsverfahren zielt darauf ab, Löcher in Werkstücken zu erzeugen. Es dient oft als vorbereitender Schritt für weitere Bearbeitungen wie das Erweitern von Löchern, das Fertigstellen mit engen Toleranzen, das Senken oder das Gewindeschneiden.

Die drei Hauptteile eines Bohrers sind: **Schaft**, **Körper** und **Spitze**.

Spezielle Bohrer und Techniken umfassen:

• Zentrierbohrer: Wird verwendet, um eine Startbohrung zu erzeugen, die als Führung für den Spiralbohrer dient.
• Stufenbohrer: Dient dazu, Löcher und Senkungen in einem einzigen Arbeitsgang zu erzeugen.
• Tieflochbohrer (Gun Drill): Besitzt eine einzige Schneide und wird für spezielle Aufgaben wie das Bohren von tiefen Löchern (zehn- bis hundertmal der Durchmesser) eingesetzt, wo normale Bohrer nicht verwendet werden können.
• Bohren mit Kühlmittelzufuhr: Besonders wichtig in der Serienfertigung bei hohen Drehzahlen und tiefen Löchern.

Weitere wichtige Bohrmaschinentypen sind: **Handbohrmaschinen**, **Säulenbohrmaschinen**, **Tischbohrmaschinen**, **Ständerbohrmaschinen** und **Radialbohrmaschinen**.

Das Zubehör für das Bohren umfasst: **Bohrfutter**, **Morsekegelhülsen**, **Austreibkeile** oder **Spannzangenfutter**.

Typische Bohroperationen sind: **Bohren** und **Senken**.

Schleifen: Präzise Oberflächenbearbeitung

Das **Schleifen** ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem Material mittels abrasiver Schleifmittel von einer Oberfläche abgetragen wird. Schleifmaschinen werden eingesetzt, um Werkstücken eine höhere Oberflächengenauigkeit und -qualität zu verleihen, als dies mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren möglich ist. Für Gusseisen wird oft Druckluft als Kühlmittel empfohlen.

Grundsätzlich gibt es drei Hauptarten des Schleifens: **Flachschleifen** (tangential und vertikal) und **Rundschleifen** (universell).

**Spitzenloses Schleifen** (Centerless Grinding): Diese Art des Schleifens wird häufig in der Massenfertigung eingesetzt. Das Werkstück wird dabei zwischen der Schleifscheibe und einer Regelscheibe angetrieben.

Das beim Schleifen verwendete Schneidwerkzeug ist die **Schleifscheibe**. Ihre abrasive Oberfläche besteht aus Schleifkörnern wie Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid. Eine Schleifscheibe hat fünf wichtige Elemente zu berücksichtigen:

• **Schleifmittel**: Das Material, aus dem die Schleifkörner der Schleifscheibe bestehen.
• **Korngröße**: Die Größe der Schleifkörner.
• **Bindung**: Das Material, das die Schleifkörner zusammenhält.
• **Härte**: Der Widerstand der Bindung gegen das Ausbrechen der Körner.
• **Struktur**: Die Porosität der Schleifscheibe.